DE19640622A1 - Building material and method and device for producing a building material - Google Patents
Building material and method and device for producing a building materialInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Baustoff unter Verwendung von Bastfasern und einem Bindemittel sowie ein Verfah ren und eine Vorrichtung zur Herstellung dieses Bau stoffs.The invention relates to a building material using of bast fibers and a binder, and a process ren and a device for producing this construction fabric.
Es sind bereits Baustoffe auf der Basis synthetischer und mineralischer Roh- und Halbstoffe, auch unter Hinzuziehung von natürlicher Faserstoffen, bekannt. Es wird beispielsweise auf die Türinnenverkleidungen von Kraftfahrzeugen verwiesen. Es werden sowohl auf der Grundlage von Duroplasten als auch Thermoplasten als Matrix Formteile hergestellt, die mit Glasfasern, Bastfasern, Sisal u. a. bewehrt sind, wobei die Matrix zur Verminderung des Gewichts vielfach noch geschäumt wird. Hierzu finden Fasern von Bastfasergewächsen Verwendung, die ganz oder überwiegend schäbenfrei sind, wobei bei Flachs und Öl-Lein ein höherer Schäbenanteil toleriert werden kann als bei Hanf und Jute, da sie feiner sind. There are already building materials based on synthetic and mineral raw materials and pulp, also under Consultation of natural fibers, known. It is, for example, on the door panels from Referred to motor vehicles. Both on the Basis of thermosets as well as thermoplastics Matrix molded parts made with glass fibers, Bast fibers, sisal u. a. are reinforced, the matrix often still foamed to reduce the weight becomes. For this purpose, fibers from bast fiber plants are found Use that is completely or predominantly cockroach-free, with flax and linseed oil a higher proportion of cockroaches can be tolerated than with hemp and jute since they are finer.
Als Schäben werden die Holzbruchstücke von Bastfaserge wächsen bezeichnet, die beim Abscheiden der Bastfasern vom holzigen Kern entstehen. Hierzu werden die Halme in voller Länge oder in Halmabschnitten entsprechenden Vorrichtungen zugeführt, die den spröden Holzkern in Bruchstücke zerbrechen und die Bastfaser dabei vom Holz lösen. Durch "Schwingen" oder "Wirrfaserstraßen" mit nachfolgenden Maschinen zur Abschneidung von Restschä ben aus den Fasern wird dann entweder eine fast schä benfreie Langfaser oder ein Werg mit einem gewissen Restschäbenanteil erzeugt.The wood fragments from bast fiber are used as shives waxes referred to when separating the bast fibers originate from the woody core. For this purpose, the stalks in full length or in stalk sections corresponding Devices fed to the brittle wood core in Break fragments and the bast fiber from the wood to solve. By "swinging" or "tangled fiber roads" with subsequent machines for cutting off residual ben from the fibers is then either almost beautiful benfrei long fiber or a tow with a certain Residual bar portion generated.
Als Nebenprodukt fallen je nach Aufbau der Produktions anlage Kurzfasern mit höherem Schäbenanteil und relativ faserarme Schäben an. Die Kurzfasern zwischen zwei und dreißig Millimeter Länge werden in weiteren Arbeitsgän gen von den Restschäben befreit und überwiegend an die Papierindustrie, speziell Zigarettenpapierindustrie, verkauft. Die weitgehend faserfreien Schäben müssen entsorgt werden. Nach jüngsten Entwicklungen wird schon auf dem Feld entholzt, um die Schäben, für die es derzeit kaum Verwendung gibt, gleich als Abfall auf dem Feld zu belassen. Die Fasern von Bastfasergewächsen wurden in früheren Jahrzehnten überwiegend für die Her stellung von Bekleidungstextilien und technische Texti lien (Schiffssegel,Taue, Planen, Zelte u. a.) verwen det. Sie wurden inzwischen weitgehend durch syntheti sche Fasern ersetzt. Mit zunehmenden Ökologiebewußt sein wird weltweit ein Comeback von Bastfasern ver sucht. Als Schwerpunkt der Anwendungsgebiete zeich nen sich Nonwovens für die Herstellung von Pkw-Inne nausstattungen und für Dämmzwecke im Bauwesen ab.As a by-product, depending on the structure of the production short fibers with a higher proportion of shives and relative low-fiber shives. The short fibers between two and thirty millimeters in length will be used in other work areas exempt from the remaining shives and mostly to the Paper industry, especially cigarette paper industry, sold. The largely fiber-free shives must to be disposed of. According to the latest developments de-wooded on the field to the shives for which it currently hardly used, as waste on the Leave field. The fibers of bast fiber plants were mainly for the Her provision of clothing textiles and technical textiles lien (ship sails, ropes, tarpaulins, tents, etc.) det. In the meantime, they have largely been cal fibers replaced. With increasing ecological awareness will be a comeback of bast fibers worldwide is looking for. Draw as the focus of the application areas nonwovens for the production of passenger car interiors equipment and for insulation purposes in construction.
Die Fasern müssen nach der Entholzung mehreren kost spieligen Reinigungs- und Öffnungsvorgängen unterzogen werden. Dabei werden sie unvermeidbar gekürzt, werden geschmeidig und weich. Nonwovens aus weichen Fasern sinken aber in sich zusammen. Da sie dabei zu dicht werden, lassen sie sich durch Thermoplastschmelzen nur schwer und ungleichmäßig durchtränken. Das gilt auch für den Sprüh- oder Gießauftrag von Duroplasten synthe tischer oder biologischer Art. Als Vliese für Dämmstof fe verlieren sie durch das Zusammensinken einen Teil ihres Dämmwertes. Es müssen daher synthetische Fasern untergemischt werden, die durch ihre Sprödigkeit das Zusammensinken verhindern.The fibers have to cost several after deforestation subjected to playful cleaning and opening processes will. They will inevitably be cut supple and soft. Nonwovens made of soft fibers but sink together. Since it is too tight they can only be melted by thermoplastic soak heavily and unevenly. This is also true for the spray or pouring of thermosets synthe table or biological type. As a fleece for insulation fe they lose part due to the slump of their insulation value. It therefore needs synthetic fibers to be mixed in with their brittleness Prevent collapse.
Schäben sind im Prinzip extrem leichtes Holz, fast so leicht wie Balsa-Holz. Sie sind steif und spröde und besitzen eine Faserstruktur. Ihre Dichte bewegt sich im Bereich zwischen 250 und 350 kg/m³. Nach der Breche weisen sie einen nicht sehr hohen Schlankheitsgrad auf. Im Gegensatz zu Schäben weisen Fasern von Bastfaserge wächsen, auch Kurzfasern, eine sehr hohe Festigkeit und einen sehr hohen Schlankheitsgrad auf. Nach dem Stand der Technik werden Bastfasern und Schäben stets gründ lich getrennt, da Schäben für weitere Verarbeitungsvor gänge bei den derzeit verfügbaren Maschinen und Technologien zur Herstellung von Vliesen, Matten und Kugeln sowie zum Verspinnen ebenso wie für derzeit bekannte Produkte störend wirken und zum überwiegenden Teil sogar die Verarbeitung unmöglich machen.In principle, cockroaches are extremely light wood, almost like that as light as balsa wood. They are stiff and brittle and have a fiber structure. Their density moves in the Range between 250 and 350 kg / m³. After the breach they are not very slim. In contrast to cockroaches, fibers from bast fiber are shown grow, also short fibers, very high strength and a very high degree of slenderness. According to the state Bast fibers and shives are always based on technology Lich separated, because shives for further processing gears with the currently available machines and Technologies for the production of nonwovens, mats and Balls as well as for spinning as well as for now known products are disruptive and for the most part Part even make processing impossible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher als Abfall angesehenen Schäben wirtschaftlich zu nutzen und bei der Herstellung von Baustoffen und Bauteilen zu verwenden.The invention is based, so far economically use shives regarded as waste and in the production of building materials and components use.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Baustoffen unter Verwendung von Bastfasern und einem Bindemittel zielgerichtet Schäben von Bastfasergewäch sen zugemischt sind, wobei an den Schäben nicht voll ständig gelöste Fasern in ihrer natürlichen Verbindung angeschlossen sind. In Ausgestaltung der Erfindung stehen die Fasern seitlich unregelmäßig von den Schäben ab. Bei einer bevorzugten Ausführung weisen die Schäben Längen zwischen 2 und 50 mm und die mit den Schäben teilweise in Verbund stehenden Fasern Längen zwischen 2 und 100 mm sowie die losen Fasern Längen zwischen 2 und 80 mm auf. Die Fasern können gekräuselte Form aufweisen.This object is achieved in that Building materials using bast fibers and a Binder targeting shavings from bast fiber sen are mixed, whereby the shives are not full permanently loosened fibers in their natural connection are connected. In an embodiment of the invention the fibers are laterally irregular from the shives from. In a preferred embodiment, the shives have Lengths between 2 and 50 mm and those with the shives partially connected fiber lengths between 2 and 100 mm and the loose fibers lengths between 2 and 80 mm. The fibers can be crimped in shape exhibit.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Baustoffs unter Verwendung von Schäben werden die Schäben und die losen Fasern und/oder die Schäben mit den nicht vollständig gelösten Fasern nach entsprechen der Auflockerung und Dosierung einer Auftragsvorrich tung für Flüssigadditive und/oder einem Streusystem für Festadditive zugeführt und anschließend als Vlies oder Kuchen abgestreut. Es besteht die Möglichkeit, die Schäben und Fasern des Vlieses oder des Kuchens durch Luftströmung mechanisch zu verfilzen.According to the manufacturing process according to the invention of a building material using shives Shives and the loose fibers and / or the shives with correspond to the incompletely loosened fibers loosening up and dosing an order preparation device for liquid additives and / or a spreading system for solid additives and then as a fleece or sprinkled cake. There is a possibility that Scrapes and fibers of the fleece or cake through Mechanically matting the air flow.
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens ist einem Kastenspeiser ein oberer umlaufender mechanischer Zuförderer vorgeschaltet und ein umlaufendes Bodenband mit Kratzergarnitur zur Vordosierung nachgeschaltet, wobei dem Kastenspeiser ein Schichthöhenbegrenzer in Form eines Schiebers mit Kamm zugeordnet sein kann. Bei einer bevorzugten Aus führung sind zur Fein- und Nachdosierung ein Steilför derer mit Kratzergarnitur und eine Rückstreifstachel walze angeordnet.In a device for implementation The procedure of a box feeder is an upper one rotating mechanical feeder upstream and a circumferential floor tape with scratch set for Pre-dosing downstream, the box feeder a layer height limiter in the form of a slide Comb can be assigned. With a preferred off are a steep step for fine and subsequent dosing those with a scratch set and a streaking spike roller arranged.
Zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen aufgezeigt.Appropriate embodiment of the invention are in the other subclaims shown.
Ein Einführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich nung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:An introductory example of the invention is in the drawing shown and is explained in more detail below. Show it:
Fig. 1 eine Ansicht einer Schäbe mit nicht vollständig gelösten Fasern; Figure 1 is a view of a cockroach with fibers not completely detached.
Fig. 2 das Prinzip einer Vliesbildung aus Schäben gemäß Fig. 1 und Fig. 2 shows the principle of fleece formation from shives according to Fig. 1 and
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung des Baustoffs. Fig. 3 is a schematic representation of a device for producing the building material.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Fasern 19 nur teilweise, wenn auch überwiegend, von der Schäbe 18 gelöst. Die Faserlängen liegen gezielt im Bereich von 5 bis 100 mm. Die nicht vollständig von der Schäbe 18 gelösten Fasern 19 stehen seitlich wirr ab. Durch geeignete Maßnahmen, z. B. durch Stauchung oder Rei bung, kann die wirre Struktur der Faser 19 noch gezielt verstärkt werden. Während von Kurzfasern gereinigte Schäben 18 je nach Zerlegungsart Schüttgewichte zwi schen 90 und 120 kg/m³ aufweisen, läßt sich die Schütt dichte bei nur teilweiser Entholzung bis auf 15 kg/m³ senken. Von Fasern gereinigte Schäben liegen aufgrund ihrer natürlichen Längsachse weitgehend parallel zuein ander. Bei einer Mischung von Schäben und Fasern stellt sich eine ziemlich faserrichtungslose, also eine iso trope, Anordnung ein. Bei nicht vollständig von der Schäbe 18 gelösten Fasern 19 bilden sich nach Fig. 2 aufgrund der wirren Struktur große Zwischenräume. Es entstehen eine große Vielzahl von Berührungs- und Kreuzungspunkten zwischen Schäben 18 und Fasern 19 zusätzlich zu den naturgegebenen Verwachsungen an den Stellen, an denen der Verbund von Holz und Bastfaser 19 durch unvollständige Entholzung bewußt nicht aufgehoben wurde.As can be seen from FIG. 1, the fibers 19 are only partially, if predominantly, detached from the shafts 18 . The fiber lengths are specifically in the range from 5 to 100 mm. The fibers 19 which are not completely detached from the shafts 18 protrude laterally. Through appropriate measures, e.g. B. by compression or Rei exercise, the tangled structure of the fiber 19 can be specifically reinforced. While shives 18 cleaned from short fibers have bulk densities between 90 and 120 kg / m³, depending on the type of dismantling, the bulk density can be reduced to 15 kg / m³ with only partial de-wooding. Shavings cleaned from fibers are largely parallel to each other due to their natural longitudinal axis. A mixture of shives and fibers results in a fairly non-directional, i.e. isotropic, arrangement. In the case of fibers 19 which are not completely detached from the scraper 18, large gaps are formed according to FIG . There are a large number of points of contact and intersection between shives 18 and fibers 19 in addition to the natural adhesions at the points where the bond between wood and bast fiber 19 was deliberately not broken due to incomplete deforestation.
Gemäß Fig. 3 ist über einen Kastenspeiser 2 ein mecha nischer Zuförderer 1 in Form eines umlaufenden Bandes angeordnet. Der Zuförderer 1 pendelt über die volle Breite des Kastenspeisers 2. Dem Kastenspeiser 2 ist ein Schieber 2.1 mit Kamin als Schichthöhenbegrenzer zugeordnet. Unterhalb des Kastenspeisers 2 verläuft ein Bodenband 3 mit Kratzergarnitur. Der Vorschub des Bodenbandes 3 ist stufenlos verstellbar. Wenn durch den Schieber 2.1 die Höhe der Schicht begrenzt wird, so wird diese Schicht durch das Bodenband 3 mit Kratzer garnitur abgefräst. Die Mengendosierung erfolgt über die Vorschubgeschwindigkeit. Um das so vordosierte Material auf ausreichende Höhe für die weitere Auflö sung zu fördern und eine Feindosierung zu ermöglichen, ist ein Steilförderer 4 mit Kratzergarnitur vorgesehen. Im verstellbaren Abstand zum Steilförderer 4 verläuft eine Rückstreifstachelwalze 5. Zum Abstreifen bzw. Abkämmen des Materials vom Steilförderer 4 ist eine mit dem Steilförderer 4 kämmende Abstreifstachelwalze 6 angeordnet. Die Drehzahl der Abstreifstachelwalze 6 ist regelbar, damit neben dem Abstreifen bzw. Abkämmen des Materials auch der Auflockerungsgrad beeinflußt werden kann.According to Fig. 3 there is arranged a mecha nical feed conveyor 1 in the form of a circulating belt over a hopper. 2 The feed conveyor 1 oscillates over the full width of the box feeder 2 . The box feeder 2 is assigned a slide 2.1 with a chimney as a layer height limiter. Below the box feeder 2 there is a floor conveyor 3 with a scratch set. The feed of the floor belt 3 is infinitely adjustable. If the height of the layer is limited by the slider 2.1 , this layer is milled off by the bottom band 3 with scratches. The quantity is metered via the feed rate. In order to promote the material so pre-dosed to a sufficient level for further dissolution and to enable fine dosing, a steep conveyor 4 with a scraper set is provided. A stripping spiked roller 5 runs at an adjustable distance from the steep conveyor 4 . A stripping spiked roller 6 , which meshes with the steep conveyor 4, is arranged for stripping or combing the material from the steep conveyor 4 . The speed of the wiper roller 6 can be regulated so that, in addition to stripping or combing the material, the degree of loosening can also be influenced.
Wie dargestellt, dient zur Reinigung der Abstreifsta chelwalze 6 eine Reinigungswalze 7, die als Stachel-, Bürsten- oder Fächerwalze ausgeführt sein kann. Es besteht die Möglichkeit, mehrere Gruppen von Steilför derern 4, Rückstreifstachelwalzen 5, Abstreifstachel walzen 6 und Reinigungswalzen 7 in mehreren Gruppen hintereinanderzuschalten. Im Anschluß an die letzte Gruppe ist eine Auflöse-Streukopf-Kombination 8 ange ordnet. Das vom Steilförderer 4 abfallende Material wird von einem Mischförderer 9 aufgenommen. Auf diesem Förderer 9 erfolgt eine lockere Vliesbildung 17, wobei zuvor über ein Düsensystem 10 flüssige Additive und/ oder über ein Streusystem 11 Festadditive aufgebracht worden sind. Bei Bedarf kann mehr als ein Mischförderer 9 angeordnet werden. Jedem Mischförderer 9 ist eine Abstreif- und Mischstachelwalze 12 zugeordnet. Die Walze 12 kann auch als Stachel-, Bürsten- oder Fächer walze ausgeführt sein. Durch die Walze 12 wird das mehr oder minder schichtweise auf den Mischförderer 9 mit Additiven versetzte Material zur Auflösung der Schich ten und Homogenisierung abgekämmt und verwirbelt. Danach wird das Material über ein Förderband 13 einer Agregategruppe zugeführt, die weitgehend mit dem Steilförderer 4, den Walzen 5 bis 7 und der Auflöse- Streukopf-Kombination 8 identisch ist. Nunmehr erfolgt die endgültige Streuung bzw. Vliesformung 17, da die Schäben 18 und Fasern 19 mit den Additiven ausreichend vermischt sind. Es besteht auch die Möglichkeit, das Material in Behältnisse oder Formen abzulegen.As shown, is used to clean the stripping roller 6, a cleaning roller 7 , which can be designed as a spiked, brushed or fan roller. There is the possibility to connect several groups of Steilför derers 4 , scraper spiked rollers 5 , scraper spiked rollers 6 and cleaning rollers 7 in several groups. Following the last group, a resolving-scattering head combination 8 is arranged. The material falling from the steep conveyor 4 is taken up by a mixing conveyor 9 . Loose nonwoven formation 17 takes place on this conveyor 9 , liquid additives and / or solid additives 11 being applied beforehand via a nozzle system 10 . If necessary, more than one mixing conveyor 9 can be arranged. A stripping and mixing spiked roller 12 is assigned to each mixing conveyor 9 . The roller 12 can also be designed as a spiked, brushed or fan roller. Through the roller 12 , the more or less layers on the mixing conveyor 9 with additives mixed material to dissolve the layers and homogenization is combed and swirled. The material is then fed via a conveyor belt 13 to a group of units which is largely identical to the steep conveyor 4 , the rollers 5 to 7 and the dissolving-spreading head combination 8 . The final scattering or fleece formation 17 now takes place, since the shives 18 and fibers 19 are sufficiently mixed with the additives. There is also the option of storing the material in containers or molds.
Wird eine Wirrfaservliesbildung gewünscht oder soll die Wirrfaservliesbildung verbessert werden, dann kann das Material durch eine Luftströmung 15 auf ein Siebband 14 gedrückt werden. Zur Erzeugung der Luftströmung 15 dienen Vakuumkästen 16, die unterhalb des das Material aufnehmenden Siebbandes 14 angeordnet sind. Die Luft strömung besitzt eine Geschwindigkeit zwischen 2 und 20 m/sec. Bei dieser Geschwindigkeit ordnen sich die Partikel nicht parallel aneinander, sondern schießen ineinander und erreichen dadurch eine faserrichtungslo se Anordnung und bilden so ein Wirrfaservlies.If tangled fiber fleece formation is desired or if tangled fiber fleece formation is to be improved, then the material can be pressed onto a screen belt 14 by an air flow 15 . Vacuum boxes 16 , which are arranged below the sieve belt 14 that receives the material, are used to generate the air flow 15 . The air flow has a speed between 2 and 20 m / sec. At this speed, the particles do not line up in parallel, but shoot into each other and thereby achieve an arrangement without fibers and thus form a random fiber fleece.
BezugszeichenlisteReference list
1 mechanischer Zuförderer
2 Kastenspeiser
2.1 Schieber
3 Bodenband mit Kratzergarnitur
4 Steilförderer mit Kratzergarnitur
5 Rückstreifstachelwalze
6 Abstreifstachelwalze
7 Reinigungswalze
8 Auflöse-Streukopf-Kombination
9 Mischförderer
10 Düsensystem
11 Streusystem
12 Abstreif- und Mischstachelwalze
13 Förderband
14 Siebband
15 Luftströmung
16 Vakuumkästen
17 Vlies
18 Schäben
19 Faser. 1 mechanical feeder
2 box feeders
2.1 slider
3 floor strap with scratch set
4 steep conveyors with scratches
5 stripper spiked roller
6 wiper roller
7 cleaning roller
8 Dissolving-spreading head combination
9 mixing conveyors
10 nozzle system
11 spreading system
12 wiping and mixing spiked roller
13 conveyor belt
14 mesh belt
15 air flow
16 vacuum boxes
17 fleece
18 cockroaches
19 fiber.
Claims (23)
Priority Applications (13)
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