DE19757418A1 - Molded bodies of vegetable matter using tubular spadix material, for insulating, filling or packaging - Google Patents
Molded bodies of vegetable matter using tubular spadix material, for insulating, filling or packagingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Dämm-, Füll- oder Packstoffe und daraus hergestellte Formkörper aus Pflanzenmaterial.The invention relates to insulating, filling or packaging materials and from them Moldings made from plant material.
Es sind verschiedene Pflanzenmaterialien bekannt, die zu Dämm stoffen, Dämmplatten oder Leichtbauplatten verarbeitet werden können und dann mehr oder weniger gute Wärme- und Schalldämm eigenschaften aufweisen; ansonsten sind sie mit solchen Män geln behaftet, daß sie sich gegenüber den teilweise ökologisch und gesundheitlich bedenklichen synthetischen Dämmstoffen auf dem Markt nicht durchsetzen konnten.Various plant materials are known to cause insulation fabrics, insulation boards or lightweight boards are processed can and then more or less good thermal and acoustic insulation have properties; otherwise they are with such men are afflicted that they are partly ecological and health-threatening synthetic insulation materials could not prevail on the market.
Teilweise bestehen sie aus Rohstoffen, die nur begrenzt ver fügbar sind und/oder weite Transportwege benötigen, wie Kork, Kokosfaser und Schilf, zum Teil müssen die Ausgangsmaterialien aufwendig aufbereitet werden, wie z. B. bei der Herstellung von Holzfaserplatten. Viele Dämmstoffe besitzen aufgrund der Gewe bestruktur des Ausgangsmaterials und/oder aufgrund des Her stellungsverfahrens nur mäßige Dämmeigenschaften, z. B. Holz wolle-Leichtbauplatten, Schilf- und Strohplatten. Die genann ten Mängel resultieren jeweils in hohen Verbraucherpreisen.Some of them consist of raw materials that are only used to a limited extent are available and / or require long transport routes, such as cork, Coconut fiber and reeds, some of the raw materials be prepared in a complex manner, such as B. in the manufacture of Fiberboard. Many insulation materials have due to the Gewe structure of the starting material and / or due to the origin positioning process only moderate insulation properties, e.g. B. wood wool lightweight panels, reed and straw panels. The called Deficiencies result in high consumer prices.
Ferner ist aus der DE-C-812 729 ein Verfahren zur Herstellung von Bauelementen in Form von sägefähigen Blöcken aus organi schen Füllstoffen und mineralischen Bindemitteln sowie Wasser glas bekannt, bei welchem ein größeres Volumen von Bruch stücken rohrartiger Gewächse, wie Rohrkolbenbruch, Binsen bruch, Mohnkolbenbruch, Teichkolbenbruch oder anderen Sumpf gewächsen von schilfähnlichem Aussehen mit einer geringen Menge Wasserglaslösung behandelt und verkieselt wird, worauf die Masse nach völliger Trocknung mit geringen Mengen mine ralischer Bindemittel, insbesondere Zement, sowie Lehm innig vermischt und unter hohem Druck (mehr als 5 bar) auf etwa den zehnten Teil des Ausgangsvolumens verdichtet wird, wobei der Zement während des Preßvorganges zur Abbindung gebracht wird.Furthermore, DE-C-812 729 describes a process for the production of components in the form of sawable blocks from organi fillers and mineral binders as well as water Glass known in which a larger volume of breakage pieces of tubular plants such as bulrush, rushes break, poppy-broke, pond-break or other swamp plants of reed-like appearance with a slight Amount of water glass solution is treated and silicified, after which the mass after complete drying with small amounts of mine ralische binder, especially cement, and clay intimately mixed and under high pressure (more than 5 bar) to about tenth part of the initial volume is compressed, the Cement is set during the pressing process.
Hohlräume und damit eine gewisse Isolierwirkung werden bei diesem Verfahren hauptsächlich dadurch erreicht, daß teilweise druckstabile rohrartige Pflanzenmaterialien verwendet werden. Die Gewebestruktur der weniger druckfesten Blätter, z. B. von Rohrkolben, Mohnkolben, Teichkolben u. dgl. wird durch den hohen Druck völlig zerstört.Cavities and thus a certain insulating effect are this method mainly achieved by partially pressure-stable tubular plant materials are used. The fabric structure of the less pressure-resistant sheets, e.g. B. from Cattail, poppy seed flask, pond flask u. Like. is by the high pressure completely destroyed.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, aus nachwachsenden, heimischen, pflanzlichen Rohstoffen Dämm-, Füll- und Packstoffe sowie daraus hergestellte Formkörper zu schaffen, die einen ähnlich guten Dämmwert wie synthetische Dämmstoffe aufweisen und deren Herstellung, Verwendung und Entsorgung einfach sowie gesundheitlich und ökologisch unbedenklich sind. Ferner bestand die Aufgabe darin, ein Material zu finden, das neben seiner guten Dämmeigenschaft eine gewisse Elastizität hat, so daß es auch als Packmaterial mit Isoliereigenschaften geeignet ist.The invention was based on the object of renewable, domestic, vegetable raw materials insulation, fillers and packaging materials as well as to create molded articles made therefrom have a similar insulation value to that of synthetic insulation materials and their manufacture, use and disposal simply as well are harmless to health and the environment. Further the task was to find a material that was next to its good insulation properties has a certain elasticity, so that it is also suitable as packaging material with insulating properties is.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Dämm-, Füll- oder Pack stoff aus Pflanzenmaterial, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er die oberirdische Biomasse von Rohrkolben, deren Aerenchymstruktur noch weitgehend erhalten ist, enthält oder daraus besteht.The invention thus relates to an insulation, filling or packing material from plant material, which is characterized by that it is the above-ground biomass from cattails, whose Aerenchym structure is still largely preserved, contains or consists of it.
Rohrkolben (botanischer Name: Typha) mit ihren am häufigsten verbreiteten Arten Thypha latifolia L. und Typha angustifolia L. sind in unserem Klima gut kultivierbare Wildpflanzen, die einen hohen Ertrag (jährlich 20 bis 40 t Trockenmasse/ha.) gewährleisten und einen umweltverträglichen Anbau ermöglichen. Sie lassen sich auf Feuchtflächen einfach kultivieren, wobei der Anbau mit Maßnahmen zum Gewässerschutz verknüpft werden kann. Sie sind in der Lage, aus Abwässern und Oberflächen wasser die überschüssigen Nährstoffe zu binden, so daß sie in Pflanzenkläranlagen eingesetzt werden können. Auch können sie zur Nutzung und Stabilisierung von wiedervernäßten Moorböden verwendet werden.Cattails (botanical name: Typha) with their most common common species Thypha latifolia L. and Typha angustifolia L. are wild plants that can be cultivated in our climate high yield (20 to 40 t dry matter / ha annually) guarantee and enable environmentally friendly cultivation. They are easy to cultivate on wet areas, whereby the cultivation can be linked to water protection measures can. They are able to drain from sewage and surfaces water to bind the excess nutrients so that they are in Plant sewage treatment plants can be used. They can too for the use and stabilization of rewetted peat soils be used.
Die bis zu 3 m lang werdenden lanzettförmigen Blätter der einheimischen Arten Typha angustifolia bzw. latifolia wachsen als Blattbündel direkt aus dem Rhizom. Die Blätter haben einen sichelförmigen Querschnitt. Das Zellgewebe der Außenhaut ist in der Längsachse dicht mit Bastfaser umscheideten Leitbündeln und reinen Baststrängen durchzogen. Ausgesteift wird die dünne Außenhaut durch ein inneres Kammersystem aus in Längsrichtung parallel durchlaufenden und in Querrichtung versetzt angeord neten Scheidewänden. Die Längsscheidewände bestehen aus ge schlossenzelligem Gewebe, die Querscheidewände (Diaphragmen) dagegen sind durchlässig. Sie ähneln einem Netz mit vorwiegend drei- und viereckigen Maschen. Zwischen den Scheidewänden befinden sich Luftkammern (Lakunen), die bei ausgewachsenen Blättern eine Länge von 3 bis 4 mm und eine Breite von 2 bis 3 mm haben. Das Innere der Lakunen ist mit einem feinen fädigen Schwammgewebe, dem Aerenchym oder Durchlüftungsgewebe gefüllt, das den größten Teil des Blattvolumens einnimmt und die guten Dämmeigenschaften bewirkt.The lanceolate leaves of the native species grow Typha angustifolia or latifolia as a bundle of leaves directly from the rhizome. The leaves have one crescent-shaped cross section. The cellular tissue of the outer skin is in the longitudinal axis closely bundled bundles of bast fiber and pure bast strands. The thin is braced Outer skin through an internal chamber system in the longitudinal direction arranged parallel and offset in the transverse direction neten partition walls. The longitudinal dividing walls consist of ge closed-cell tissue, the transverse septum (diaphragms) against it are permeable. They are predominantly similar to a network triangular and square mesh. Between the partitions there are air chambers (lacunae) that are in adult Scroll a length of 3 to 4 mm and a width of 2 to Have 3 mm. The interior of the lacunae is fine with a thread Sponge tissue, the aerenchyma or aeration tissue filled, that takes up most of the sheet volume and the good ones Insulation properties.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Dämm-, Füll- oder Packstoffe mit guten Dämmeigenschaften erhalten werden können, wenn die Aerenchymstruktur der Rohrkolbenblätter noch weit gehend erhalten ist. Das Aerenchym ist ein elastisches Gewebe, dessen Elastizität irreversibel verlorengeht, wenn die Rohr kolbenblätter quer zur Blattrichtung einem höheren Druck, z. B. von mehr als 4 bis 5 bar, ausgesetzt werden. Dieser Sachver halt wurde von dem Erfinder der DE-C-812 779 nicht erkannt, da bei einer Verdichtung unter einem Druck von etwa 5 atü und mehr eine Volumenverkleinerung um den Faktor von 10 eintritt. Mikroskopuntersuchungen von solcherart hergestellten Proben körpern zeigten, daß das Kammersystem und das Porengerüst des Aerenchyms von Rohrkolben zerdrückt war. Es war aber auch eine partielle Regenerierung nicht mehr möglich, da das Wasserglas und das hydraulische Bindemittel nach dem Aushärten des Form körpers eine Expansion verhinderten. Das spezifische Gewicht der Probekörper betrug mindestens 1.100 kg/m3, was dem spezi fischen Gewicht der heute gebräuchlichen Mauerziegel ent sprach. Eine hohe Dämmwirkung ist damit nicht zu erreichen. Von einem eigentlichen Dämm- oder Isolierstoff kann also nicht gesprochen werden, allenfalls von einem Leichtbauelement.The invention is based on the knowledge that insulating, filling or packaging materials with good insulating properties can be obtained if the aerenchymic structure of the cattail leaves is still largely preserved. The aerenchyma is an elastic tissue, the elasticity of which is irreversibly lost when the tube piston blades are subjected to a higher pressure, e.g. B. from more than 4 to 5 bar. This fact was not recognized by the inventor of DE-C-812 779, since when compressed under a pressure of about 5 atmospheres and more, a reduction in volume by a factor of 10 occurs. Microscope examinations of samples produced in this way showed that the chamber system and the pore structure of the aerenchyme were crushed by cattails. However, partial regeneration was also no longer possible, since the water glass and the hydraulic binder prevented expansion after the molded body had hardened. The specific weight of the test specimens was at least 1,100 kg / m 3 , which corresponded to the specific weight of the brick used today. A high insulation effect cannot be achieved with this. It is therefore not possible to speak of an actual insulating or insulating material, at most it is a lightweight construction element.
Die Tatsache, daß der Erfinder der DE-C-812 779 die Bedeutung einer intakten Aerenchymstruktur nicht erkannt hat, ergibt sich auch daraus, daß neben Rohrkolben auch andere rohrartige Gewächse ohne ein schwammförmiges Aerenchym, z. B. Schilf, verwendet wurden. Durch die gewählte Verfahrenstechnik, insbe sondere durch die hohen Drücke und die daraus resultierende Verdichtung auf etwa ein Zehntel des Ausgangsvolumens werden gerade diejenigen Pflanzengewebe zerstört, die besonders gut für die Herstellung von Dämmstoffen geeignet wären.The fact that the inventor of DE-C-812 779 has the meaning has not recognized an intact aerenchymal structure also from the fact that in addition to cattails also other tubular Plants without a spongy aerenchyma, e.g. B. reeds, were used. Through the chosen process technology, esp especially due to the high pressures and the resulting Compression to about a tenth of the original volume just destroyed those plant tissues that are particularly good would be suitable for the production of insulation materials.
Die erfindungsgemäßen Dämm-, Füll- oder Packstoffe liegen vorzugsweise in Form von Blättern oder Blatteilen mit einer Länge von maximal 15 cm, vorzugsweise von maximal 2 bis 6 cm vor. Die Partikelvolumina des zerkleinerten Materials liegen zwischen etwa 0,01 und 15 cm3, vorzugsweise zwischen etwa 0,5 und 5 cm3.The insulating, filling or packaging materials according to the invention are preferably in the form of sheets or sheet parts with a length of at most 15 cm, preferably from at most 2 to 6 cm. The particle volumes of the comminuted material are between approximately 0.01 and 15 cm 3 , preferably between approximately 0.5 and 5 cm 3 .
Da die Blätter bzw. Blatteile einen sichelförmigen Querschnitt haben, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Außenhaut in Längsrichtung ein- oder mehrfach zu durchtrennen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Partikel flach aufeinander liegen, so daß das Volumen zwischen den Partikeln möglichst gering wird. Bei dieser Behandlung wird das Aerenchym nicht beschädigt. Üblicherweise erfolgt die Durchtrennung der Außenhaut dadurch, daß die Blattabschnitte nach dem Häckseln in Längsrichtung durch parallele Messerscheiben geschickt werden, wobei sie in Streifen mit einer Breite von etwa 1 bis 10 mm zerlegt werden. Durch diese Maßnahme erreicht man vor allem eine Entspannung und eine einfachere Handhabung des Materials. Die Sichelform der Blätter wird abgeflacht; dadurch legen sich die Teilchen dichter aneinander, und die Gefahr der Hohlraumbildung zwischen den Blatteilen sinkt. Ferner können bei der anschließenden Formgebung geringere Drücke angewendet werden.Since the leaves or leaf parts have a crescent-shaped cross section have, it has proven to be expedient to put the outer skin in To cut lengthways one or more times. Through this Measure is achieved in that the particles lie flat on one another lie so that the volume between the particles as possible becomes low. With this treatment, the aerenchyma does not damaged. Usually the Outer skin in that the leaf sections after chopping sent in the longitudinal direction through parallel knife disks be, in strips with a width of about 1 to 10 mm can be disassembled. With this measure one reaches before all relaxation and easier handling of the Materials. The sickle shape of the leaves is flattened; thereby the particles lie closer together and the danger of Cavitation between the leaf parts decreases. Can also lower pressures applied in the subsequent shaping become.
Günstig ist hierbei auch, daß Typhablattmasse weitgehend SiO2 frei ist und deshalb mit scharfen Schneidwerkzeugen präzise zu den gewünschten Formpartikeln zerlegt werden kann, ohne daß die Schneidwerkzeuge vorzeitig stumpf werden.It is also favorable here that typhoid leaf mass is largely free of SiO 2 and can therefore be broken down precisely to the desired shaped particles with sharp cutting tools without the cutting tools becoming prematurely blunt.
Nach einer besonderen Ausgestaltung wird durch die Messer scheiben nur die Außenhaut durchtrennt, wobei die Blatteile über das Aerenchymgewebe miteinander verbunden bleiben. Auf diese Weise wird die Spannung in der Außenhaut ebenfalls be seitigt, wobei größere, flache Partikel entstehen, so daß der freie Hohlraum zwischen den Partikeln reduziert wird. Zudem wird weniger Aerenchymgewebe freigelegt, wodurch das Eindrin gen von Bindemitteln in die Poren bei der nachfolgenden Herstellung von Formkörpern vermindert wird. Außer durch Messerscheiben können die Blätter bzw. die Außenhaut der Blätter auch durch Schneidwalzen, Sägewerke sowie mit Hilfe von Masse- oder Lichtstrahlen durchtrennt werden.According to a special embodiment, the knife slice only the outer skin severed, taking the leaf parts remain connected to each other via the aerenchyma tissue. On in this way the tension in the outer skin will also be sides, whereby larger, flat particles arise, so that the free space between the particles is reduced. In addition less aerenchymal tissue is exposed, which leads to the penetration binders in the pores in the following Production of moldings is reduced. Except through Knife discs can the leaves or the outer skin of the Sheets also through cutting rollers, sawmills and with the help be cut by rays of mass or light.
Eine weitere Möglichkeit, die Partikelform der geforderten Struktur anzupassen, besteht darin, daß man Blatteile durch eine Dampf- oder Flüssigkeitsbehandlung aufweicht, so daß auch auf diese Weise der sichelförmige Querschnitt der Blätter abgeflacht wird.Another way to get the particle shape required Adjusting structure is that you can leaf parts through a steam or liquid treatment softens, so that too in this way the crescent-shaped cross section of the leaves is flattened.
Schließlich gibt es noch die Möglichkeit, die unteren Enden der Blattbündel, wie sie, leicht verklebt, aus dem Rhizom herauswachsen, nicht in die Einzelblätter zu zerlegen, sondern die geschlossenen Bündel allein durch Querteilung in geeignete größere Blattpakete zu zerlegen.Finally, there is the option of the lower ends the leaf bundle, like her, slightly glued, from the rhizome grow out, not to disassemble into single sheets, but the closed bundles by dividing them into suitable ones disassemble larger sheets of sheets.
Die erfindungsgemäßen Dämm-, Füll- oder Packstoffe können ein Gemisch aus Partikeln mit unterschiedlicher Größe und Gestalt darstellen. Die kleineren Partikel füllen die Hohlräume zwischen den größeren Partikeln aus, wodurch die Dämmwirkung verbessert wird.The insulation, filler or packaging materials according to the invention can Mixture of particles of different sizes and shapes represent. The smaller particles fill the cavities between the larger particles, reducing the insulating effect is improved.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Außen haut und/oder das Aerenchym imprägniert. Die Imprägnierung kann durch Einarbeiten eines pulverförmigen Imprägniermittels oder mit einer wäßrigen Lösung des Imprägniermittels erfolgen. Die Imprägnierung der inneren Oberfläche erfolgt entweder durch Eindringen der Trockenpartikel in die Schwammstruktur des Aerenchyms oder durch Zusammendrücken des elastischen Blattgewebes und die darauffolgende Entspannung in der Impräg nierflüssigkeit. Das Aerenchym saugt sich dabei voll wie ein Schwamm. Eine Brand-, Fäulnis-, Schädlings- oder ähnliche Schutzbehandlung ist deshalb wesentlich wirkungsvoller als die rein oberflächliche Ausrüstung von geschlossenzelligen Pflan zengeweben. Die überschüssige Imprägnierflüssigkeit wird abgepreßt, worauf das Aerenchym aufgrund seiner Elastizität wieder in die ursprüngliche Form zurückgeht. An die Impräg nierbehandlung kann sich, falls gewünscht, eine Trocknung anschließen.According to a further preferred embodiment, the outside skin and / or impregnated the aerenchyma. The impregnation can be done by incorporating a powdered impregnating agent or with an aqueous solution of the impregnating agent. The inner surface is either impregnated by penetration of the dry particles into the sponge structure of the aerenchyma or by compressing the elastic Leaf tissue and the subsequent relaxation in the imprint kidney fluid. The aerenchym soaks in like a whole Sponge. A fire, putrefaction, pest or the like Protective treatment is therefore much more effective than that purely superficial finishing of closed-cell plants zen woven. The excess impregnation liquid will squeezed, whereupon the aerenchyma due to its elasticity goes back to the original form. To the imprint kidney treatment can, if desired, drying connect.
Gegenstand der Erfindung sind ferner Formkörper, insbesondere Dämmelemente, die einen gebundenen Dämmstoff, wie er vorste hend beschrieben ist, enthält. Im Formkörper kann der Dämm stoff in unterschiedlicher Größe oder Form vorliegen. Die grö ßeren Partikel sorgen für eine strukturelle Integrität und eine geringe Dichte der Formkörper. Die kleineren Partikel be wirken den Materialschluß der Formmasse, so daß keine größeren Hohlräume vorliegen, die die Dämmwerte verschlechtern könnten.The invention also relates to molded articles, in particular Insulation elements that have a bonded insulation material as he protrudes is described contains. In the molded body, the insulation fabric in different sizes or shapes. The larger Outer particles ensure structural integrity and a low density of the moldings. The smaller particles be act the material closure of the molding compound, so that no larger There are cavities that could impair the insulation values.
Die erfindungsgemäßen Formkörper enthalten neben den Dämm stoffpartikeln vorzugsweise ein Bindemittel, wobei ein gerin ger Druck quer zur Blattrichtung (Faserrichtung) zum Verbinden der Dämmstoffpartikel ausreicht. Maximal beträgt der angewen dete Druck quer zur Blattrichtung etwa 2 bar, vorzugsweise maximal 1 bar, da das Aerenchym, wie schon gesagt, bei höheren Drücken irreversibel zerstört wird. Im allgemeinen genügen bereits Drücke von 0,2 bis 1 bar, wobei vorzugsweise Drücke von 0,4 bis 0,6 bar angewendet werden. Die Drücke hängen auch von der gewünschten Dichte der Dämmstoffpartikel ab.The moldings according to the invention contain, in addition to the insulation Material particles preferably a binder, with a coarse ger pressure across the sheet direction (grain direction) for connection the insulation particle is sufficient. The maximum is applied Dete pressure across the blade direction about 2 bar, preferably maximum 1 bar, since the aerenchyma, as already said, at higher Pressing is irreversibly destroyed. Generally enough pressures from 0.2 to 1 bar, preferably pressures from 0.4 to 0.6 bar can be used. The pressures are hanging too on the desired density of the insulation particles.
Dagegen können in Richtung der Blattachse höhere Drücke ange wendet werden, ohne daß das Aerenchym zerstört wird. In der Blattrichtung sind die Dämmstoffpartikel also viel stabiler als quer zur Blattrichtung. Die Standfestigkeit der bis zu 3 m hohen Blätter beruht auf der Verbindung von Vorspannung der Deckschichten in Richtung der Plattenachse und der elastischen Füllung der Kernschicht mit einem Schaumgewebe, das in Kammern längs der Plattenachse unterteilt ist. Dieser Umstand charak terisiert diese statischen Eigenschaften und damit die mechanische Belastbarkeit. Rohrkolbenblätter sind, was ihr statisches System betrifft, gewissermaßen "Pneus" mit der Besonderheit einer hohen Druckstabilität von etwa 20 bar in Richtung der Blattachse und reversibel elastischem Verhalten quer dazu im Bereich von 0 bis etwa 3 bar.In contrast, higher pressures can be applied in the direction of the blade axis be used without destroying the aerenchyma. In the The direction of the insulation is much more stable than across the sheet direction. The stability of up to 3 m high leaves relies on the combination of the preload Cover layers in the direction of the plate axis and the elastic Filling the core layer with a foam fabric that is in chambers is divided along the plate axis. This fact charak terizes these static properties and thus the mechanical resilience. Cattail leaves are what yours static system concerns, so to speak "tires" with the Special feature of a high pressure stability of about 20 bar in Direction of the leaf axis and reversible elastic behavior across it in the range from 0 to about 3 bar.
Darüber werden nachstehend im Zusammenhang mit Dämmplatten noch nähere Ausführungen gemacht.This will be discussed below in connection with insulation boards made further details.
Als Bindemittel können organische oder anorganische Binde mittel verwendet werden. Zu den anorganischen Bindemitteln zählen beispielsweise Wasserglas, Sulfitablauge, Gips, Lehm, Kalk-Quarzsand-Mischungen oder hydraulische Bindemittel wie Zement, insbesondere Sorelzement (Magnesiazement), der durch Verrühren von gebranntem Magnesiumoxid mit einer MgCl2- oder MgSO4-Lösung erhalten wird. Diese anorganischen Bindemittel können unter Anwendung geringer Drücke quer zur Blattrichtung eingesetzt werden, damit die Aerenchymstruktur nicht zerstört wird.Organic or inorganic binders can be used as binders. The inorganic binders include, for example, water glass, sulfite waste liquor, gypsum, clay, lime-quartz sand mixtures or hydraulic binders such as cement, in particular Sorel cement (magnesia cement), which is obtained by stirring fired magnesium oxide with a MgCl 2 or MgSO 4 solution. These inorganic binders can be used at low pressures across the direction of the leaf so that the aerenchymal structure is not destroyed.
Die organischen Bindemittel sind entweder in Wasser oder in einem organischen Lösungsmittel dispergiert oder gelöst, wobei die Verwendung von wäßrigen Bindemitteln aus Gründen des Um weltschutzes bevorzugt wird. Es genügen kleine Mengen an Bin demittel, insbesondere wenn die sichelförmige Blattstruktur durch eine der vorstehend angegebenen Behandlungen abgeflacht wurde. Beispiele für Bindemittel sind Leim, Kleister, Kunst harzkleber, Schmelzkleber, Kaseinleim, Gummiarabikum, Latex- und Kautschukkleber, Acryl-Dispersionskleber usw.The organic binders are either in water or in dispersed or dissolved in an organic solvent, wherein the use of aqueous binders for reasons of order world protection is preferred. Small amounts of bin are sufficient medium, especially if the sickle-shaped leaf structure flattened by one of the treatments indicated above has been. Examples of binders are glue, paste, art resin adhesive, hot melt adhesive, casein glue, gum arabic, latex and rubber glue, acrylic dispersion glue etc.
Die Erfindung umfaßt auch Formkörper mit einer Sandwich-Struk tur, deren Einzelschichten sich hinsichtlich Verdichtungsgrad, Partikelgröße oder -gestalt und/oder durch die Art oder Menge des Bindemittels voneinander unterscheiden. Im allgemeinen be stehen die Formkörper mit Sandwich-Struktur aus einer oder zwei stärker verdichteten Deckschicht(en) und einer Kern schicht mit geringerer Dichte.The invention also includes moldings with a sandwich structure structure, the individual layers of which differ in terms of degree of compaction, Particle size or shape and / or by type or quantity of the binder from each other. Generally be the moldings with a sandwich structure are made of one or two more compact top layer (s) and one core layer with lower density.
Die Fasern der Dämmstoffpartikel in der Kernschicht sind senk recht zur Oberfläche des Formkörpers, parallel dazu oder regellos ausgerichtet, je nach Anforderung an die Statik des Formkörpers; die Deckschicht(en) ist (sind) auf die Oberfläche der Kernschicht aufgepreßt. Die Deckschicht(en) ist (sind) im allgemeinen mit einem Bindemittel mit der Kernschicht verbun den und ist (sind) mit einem Druck von etwa 1 bis 10 bar, vorzugsweise von etwa 3 bis 5 bar, auf die Kernschicht aufgepreßt.The fibers of the insulation particles in the core layer are lower right to the surface of the molding, parallel to it or randomly aligned, depending on the requirements of the statics of the Molded body; the top layer (s) is (are) on the surface pressed onto the core layer. The cover layer (s) is (are) in the generally bonded to the core layer with a binder den and is (are) at a pressure of about 1 to 10 bar, preferably from about 3 to 5 bar, on the core layer pressed on.
Die einzelnen Schichten, insbesondere die Deckschicht(en) der Sandwich-Struktur, kann (können) auch aus anderen Materialien als aus Rohrkolben oder aber auch aus verdichteten Rohrkolben partikeln bestehen. Andere Materialien für die Deckschicht(en) sind beispielsweise Holzfurniere, Folien, Plattenwerkstoffe, Papier oder Pappe, Mörtel, Farbe oder textile Materialien.The individual layers, especially the top layer (s) of the Sandwich structure, can also be made of other materials than from bulrush or from compressed bulrush particles exist. Other materials for the top layer (s) are, for example, wood veneers, foils, board materials, Paper or cardboard, mortar, paint or textile materials.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele erläu tert.The invention is illustrated by the following examples tert.
Typhablätter werden in Längsrichtung mit einer Schneidwalze in Streifen mit einer Breite von etwa 3 mm geschnitten. Die Streifen werden dann mit einer Querschneideeinrichtung zu Partikeln mit einer Länge von etwa 3 bis 5 mm geschnitten. Nach beiden Schneidvorgängen ist das Aerenchym noch intakt. Typha leaves are cut lengthways with a cutting roller Cut strips about 3 mm wide. The Strips are then cut with a cross cutter Cut particles with a length of about 3 to 5 mm. After both cutting operations, the aerenchyma is still intact.
Die Partikel werden in einem Trommelmischer mit einem fein gemahlenen Gemisch aus Ammoniumsulfat (14 Gew.-%, bezogen auf das organische Material) als Flammschutzmittel und Natrium borat (0,1 Gew.-%, bezogen auf organisches Material) als fäulnis- und pilzhemmendes Mittel, vermischt, bis das pulver förmige Gemisch vollständig von dem Aerenchym der Blattpar tikel aufgenommen ist.The particles are fine in a drum mixer ground mixture of ammonium sulfate (14% by weight, based on the organic material) as flame retardant and sodium borate (0.1% by weight, based on organic material) as anti-rot and anti-fungal agent, mixed until the powder shaped mixture completely from the aerenchyma of the leaf par article is included.
Das imprägnierte Material hat eine Schüttdichte von etwa 40 kg/m3 und eine spezifische Wärmeleitfähigkeit (λ) von etwa 0,035 Watt/(K.m).The impregnated material has a bulk density of approximately 40 kg / m 3 and a specific thermal conductivity (λ) of approximately 0.035 watts / (km).
Die Partikel werden als Einblas- oder Schütt-Dämmstoff in Hohlräumen von beidseitig verschalten Konstruktionen oder in Hohlziegeln verwendet, wobei der Einblasdruck ausreicht, daß die Masse der Partikel bei Erschütterungen nicht weiter zusam mensackt, da die Partikel gute dauerelastische Eigenschaften haben. Außerdem haben die Partikel eine gute Rieselfähigkeit.The particles are in as a blowing or bulk insulation Cavities of constructions interconnected on both sides or in Hollow bricks are used, the injection pressure being sufficient for the mass of the particles no longer accumulates when shaken mensack because the particles have good permanently elastic properties to have. The particles also have good flow properties.
Im Flammtest erfüllt das Material nahezu die Anforderungen der Brandklasse B I.In the flame test, the material almost meets the requirements of Fire class B I.
Die nach Beispiel 1 hergestellten Dämmstoffpartikel können auch als Packstoffe für Geschirr und Maschinenteile verwendet werden, wobei in diesem Fall die Imprägnierung entfallen kann. Vorzugsweise werden jedoch als Packstoffe größere Partikel mit einem Volumen von etwa 5 bis 20 cm3 verwendet. Bei Verwendung als Packstoff kann das Material beim Empfänger kompostiert werden. The insulation material particles produced according to Example 1 can also be used as packaging materials for dishes and machine parts, in which case the impregnation can be omitted. However, larger particles with a volume of approximately 5 to 20 cm 3 are preferably used as packaging materials. When used as packaging material, the material can be composted at the recipient.
Zur Herstellung einer Dämmplatte, die für die Wärme- und
Trittschalldämmung geeignet ist, wird ein Gemenge von zer
schnittenen Typhablättern mit drei verschiedenen Partikel
größen verwendet:
40% große Partikel aus nur quergeschnittenen Blattbündelab
schnitten vom unteren Ende der Typhablätter (Länge 3 bis 5 cm,
Volumen etwa 20 cm3);
40% mittlere Partikel, die durch Längsteilen der Typhablätter
in Streifen von etwa 1 cm mit Schneidwalzen und anschließender
Querteilung zu Abschnitten von etwa 1 cm Länge erhalten wurden
(Partikelvolumen etwa 5 cm3);
20% kleine Partikel, die durch Teilung in Streifen von etwa
0,3 cm Breite und etwa 0,3 cm Länge erhalten wurden (Partikel
volumen etwa 0,5 cm3).A mixture of cut typha sheets with three different particle sizes is used to produce an insulation board that is suitable for thermal and impact sound insulation:
40% large particles from only cross-cut leaf bundles cut from the lower end of the typha leaves (length 3 to 5 cm, volume about 20 cm 3 );
40% medium-sized particles which were obtained by dividing the typha leaves into strips of about 1 cm with cutting rollers and then dividing them transversely into sections of about 1 cm in length (particle volume about 5 cm 3 );
20% small particles, which were obtained by division into strips about 0.3 cm wide and about 0.3 cm long (particle volume about 0.5 cm 3 ).
Durch die Verwendung eines Gemenges aus verschiedenen Parti kelgrößen werden die verbleibenden Hohlräume zwischen den größeren Partikeln mit den kleineren Partikeln aufgefüllt, wodurch die Platte kompakter und härter wird.By using a mixture of different parties the remaining voids between the larger particles filled with the smaller particles, which makes the plate more compact and harder.
Dieses Gemenge wird in einem Trommelmischer mit dem feinst gemahlenen Ammoniumsulfat/Natriumborat-Gemisch vom Beispiel 1 in den dort angegebenen Gewichtsverhältnissen trocken vermengt, bis das pulverförmige Material vollkommen vom Aerenchym der Blattpartikel aufgenommen ist.This batch is mixed with the finest in a drum mixer ground ammonium sulfate / sodium borate mixture from Example 1 dry in the weight ratios specified there blended until the powdery material completely from Aerenchyma of the leaf particles is taken up.
Das so vorbehandelte Gemenge wird in einer Beleimungstrommel mit etwa 35 Gew.-% eines in Wasser emulgierten Latexklebers (Feststoffkonzentration 30%) vermischt. Das Gemisch wird in gelochte Formen mit den Abmessungen 2 × 1 m eingerüttelt und mit einem Druck von 0,25 bar auf eine Schichtstärke von etwa 6 cm gepreßt und durch Durchblasen von vorgewärmter Luft getrock net. Auf diese Weise wird die Kernschicht erhalten.The batch pretreated in this way is placed in a gluing drum with about 35% by weight of a latex adhesive emulsified in water (Solids concentration 30%) mixed. The mixture is in perforated shapes with the dimensions 2 × 1 m shaken and with a pressure of 0.25 bar to a layer thickness of about 6 cm pressed and dried by blowing through preheated air net. The core layer is obtained in this way.
Die Deckschichten werden wie folgt erhalten.The cover layers are obtained as follows.
Aus dem oberen Blattdrittel von Typhapflanzen mit einem gerin geren Aerenchymvolumen als im unteren Teil werden mit Schneid walzen etwa 2,5 mm breite Längsstreifen geschnitten, aus denen dann etwa 10 cm lange Stücke geschnitten werden. Die Behand lung dieser Stücke mit Ammoniumsulfat, Natriumborat und Latex kleber erfolgt wie bei der Kernschicht.From the upper third of a leaf of typha plants with a clot Lower aerenchymal volume than in the lower part with cutting Roll cut approximately 2.5 mm wide longitudinal strips from which then cut pieces about 10 cm long. The treatment treatment of these pieces with ammonium sulfate, sodium borate and latex glue is made like the core layer.
Mit einer Dornenwalze wird das Gemenge der Blatt streifen regellos zu einem etwa 4 cm hohen Vlies ausgeworfen, mit Warmluft vorgetrocknet und dann zwischen Walzenpaaren, Loch bändern oder gelochten starren Plattenformen unter einem Druck von etwa 10 bar zu Platten mit einer Stärke von etwa 3 mm gepreßt.The batch of leaves will graze with a thorn roller randomly ejected to an approximately 4 cm high fleece, with Warm air pre-dried and then between pairs of rollers, hole bands or perforated rigid plate shapes under one pressure from about 10 bar to plates with a thickness of about 3 mm pressed.
Nach dem Aushärten werden die Deckschichten beidseitig nach dem Kontaktklebeverfahren (Aufsprühen der Latex auf die Ober flächen), Antrocknen und Verpressen bei einem Druck von etwa 10 bar mit der Kernschicht verklebt, formatiert und an den vier Stirnseiten mit jeweils zwei Nuten und zwei Federn verse hen. Auf die so vorbehandelten Stirnseiten werden entsprechend vorgeformte Deckschichtstreifen aufgeklebt.After curing, the cover layers are re-coated on both sides the contact adhesive process (spraying the latex on the upper surfaces), drying and pressing at a pressure of approx 10 bar glued to the core layer, formatted and to the four faces, each with two grooves and two tongues verse hen. On the end faces pretreated in this way are applied accordingly preformed top layer strips glued on.
Die so hergestellte Dämmplatte hat nach dem Lagern bei norma ler Luftfeuchte eine spezifische Wärmeleitfähigkeit (λ) von 0,040 Watt/(K.m). Sie erfüllt die Normen für die Brandbestän digkeit nach B II; sie ist verrottungsbeständig und kann als Trittschalldämmplatte verwendet werden. Sowohl die Kernschicht als auch die Deckschichten sind isotrop, d. h., es gibt keine bevorzugte Bearbeitungsrichtung. The insulation board produced in this way has been stored at norma air humidity has a specific thermal conductivity (λ) of 0.040 watts / (K.m). It meets the standards for fire resistance according to B II; it is resistant to rotting and can be used as Impact sound insulation board can be used. Both the core layer as well as the top layers are isotropic, i. that is, there are none preferred processing direction.
Eine Sandwich-Platte, die für die Wärme- und Schalldämmung
geeignet ist und die eine hohe Druckfestigkeit und Biege
steifigkeit hat, wird wie folgt hergestellt:
Zur Herstellung der Kernschicht werden in ein U-förmiges
Gestell (Breite 2 m, Höhe 1,20 m, Tiefe 60 cm), die mit Sorel
zementkleber beleimten unteren Drittel der Rohrkolbenblatt
masse als Blattbündel (Länge etwa 60 cm) parallel ausgerichtet
zügig eingelegt (wegen der kurzen Abbindezeit des Sorelzemen
tes); wenn das Gestell gefüllt ist, werden die parallel ausge
richteten Blattstreifen von oben mit einer ebenen Platte unter
einem Druck von etwa 0,25 bar auf eine Höhe von 1,0 m kom
primiert, wobei im wesentlichen nur der freie Zwischenraum
zwischen den Blattstreifen verschwindet, während das Aeren
chymvolumen nicht wesentlich verkleinert wird. Man läßt das
erhaltene Paket aushärten und schneidet senkrecht zu den
Blattachsen Platten mit einer Stärke von etwa 7 cm. Das Ver
hältnis zwischen Bindemittel und Blattmasse (jeweils bezogen
auf die Trockenmasse) beträgt etwa 2 : 1.A sandwich panel that is suitable for thermal and acoustic insulation and that has high compressive strength and bending stiffness is produced as follows:
To produce the core layer, the U-shaped frame (width 2 m, height 1.20 m, depth 60 cm), the lower thirds of the cattail leaf glued with Sorel cement adhesive are quickly and parallel aligned as a bundle of leaves (length approx. 60 cm) ( because of the short setting time of the Sorelzemen tes); When the frame is filled, the parallel aligned sheet strips are compressed from above with a flat plate under a pressure of approximately 0.25 bar to a height of 1.0 m, essentially only the free space between the sheet strips disappears, while the chyme volume is not significantly reduced. The package obtained is allowed to harden and plates with a thickness of about 7 cm are cut perpendicular to the leaf axes. The ratio between binder and sheet mass (in each case based on the dry matter) is about 2: 1.
Die erhaltenen Platten werden zunächst (ggf. nach Formatierung bzw. Zusammenbau zu größeren Gebilden) auf eine ebene druck feste Unterlage gebracht. Dann werden nacheinander die Deck schichten aus den regellos angeordneten Partikeln von Beispiel 2 aufgebracht, die aber statt mit dem Latexkleber mit dem vorstehend erwähnten Sorelzement-Bindemittel verbunden wurden (Gewichtsverhältnis Bindemittel zu Blattmasse = 5 : 1, jeweils bezogen auf Trockensubstanz). Die Deckschicht wird mit einem Druck von etwa 5 bar auf die Kernschicht aufgepreßt.The plates obtained are first (if necessary after formatting or assembly to larger structures) on a flat pressure brought firm base. Then, one by one, the deck layers from the randomly arranged particles of example 2 applied, but instead of with the latex adhesive with the previously mentioned Sorel cement binders (Weight ratio of binder to sheet mass = 5: 1, in each case based on dry matter). The top layer is covered with a Pressure of about 5 bar pressed onto the core layer.
Nach dem Aushärten wird die zweite Deckschicht in der gleichen Weise auf die Rückseite der Kernschicht aufgebracht. After curing, the second top layer is in the same Way applied to the back of the core layer.
Die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhaltene Platte hat eine Dichte von etwa 180 kg/m3, eine spezifische Wärmeleitfähigkeit (λ) von 0,045 Watt/(K.m), eine Druckfestigkeit von etwa 5000 kg/m2 und eine Biegesteifigkeit, die ungefähr der eines 20 mm starken Nadelhholzbrettes ent spricht.The plate obtained by the above-described method has a density of about 180 kg / m 3 , a specific thermal conductivity (λ) of 0.045 watt / (km), a compressive strength of about 5000 kg / m 2 and a bending stiffness which is approximately that of one 20 mm thick softwood boards corresponds.
Die Platte genügt ohne zusätzliche Ausrüstung mit Brandschutz mitteln den Vorschriften für den Brandschutz entsprechend der Klasse B II, da der Sorelzement als Brandschutzmittel wirkt. Auch der Verrottungsschutz ist ausreichend.The plate is sufficient without additional fire protection equipment means the regulations for fire protection according to the Class B II, because the Sorel cement acts as a fire protection agent. Protection against rotting is also sufficient.
Nach der im Beispiel 3 angegebenen Arbeitsweise werden Kern schichten hergestellt, allerdings mit einem organischen Bindemittel (Latexkleber, 20 Gew.-% der Blattmasse, jeweils bezogen auf Trockenmasse). Die so hergestellten Kernschichten von 40 mm Stärke werden mit einer wäßrigen Lösung von Ammoniumsulfat und Natriumborat (Gewichtsverhältnis wie in Beispiel 1) imprägniert, indem diese Lösung auf beide Seiten der plattenförmigen Kernschicht aufgesprüht wird. Nach dem Trocknen der Kernschicht werden unter einem Druck von etwa 5 bar und unter Verwendung von Polyurethan-Kleber Deckschichten aus Sperrholz mit einer Stärke von etwa 6 mm aufgeleimt.According to the procedure given in example 3, core layers, but with an organic Binder (latex adhesive, 20 wt .-% of the sheet mass, each based on dry matter). The core layers produced in this way of 40 mm thickness are mixed with an aqueous solution of Ammonium sulfate and sodium borate (weight ratio as in Example 1) impregnated by this solution on both sides the plate-shaped core layer is sprayed on. After this The core layer is dried under a pressure of about 5 bar and with the use of polyurethane glue top layers glued from plywood with a thickness of about 6 mm.
Die erhaltene Sandwich-Platte hat neben einer guten Wärmeleit fähigkeit (λ) von 0,045 Watt/(K.m) und den guten Schalldämmeigenschaften einer 8 cm starken Mineralfaser-Dämm platte von etwa 300 kg/m3, vor allem eine sehr hohe Biege steifigkeit, entsprechend einem Nadelholzbrett von 45 mm Stärke (Güteklasse II) bei geringem Gewicht (etwa 120 kg/m3). Die Platte eignet sich beispielsweise zur Herstellung von Türblät tern, Wandelementen, Tischplatten und dergl.The sandwich panel obtained has a good thermal conductivity (λ) of 0.045 watts / (km) and the good sound insulation properties of an 8 cm thick mineral fiber insulation panel of around 300 kg / m 3 , especially a very high bending stiffness a 45 mm thick softwood board (quality class II) with low weight (approx. 120 kg / m 3 ). The plate is suitable, for example, for the production of door leaves, wall elements, table tops and the like.
Es werden Schichten hergestellt wie die in Beispiel 2 be schriebenen Deckschichten, mit dem Unterschied, daß sie nicht mit 10 bar auf 3 cm, sondern mit 1 bar auf 8 cm verdichtet werden. Von diesem Material werden in Kontaktklebetechnik vier Schichten zu einer Platte addiert. Diese eignet sich besonders zur Dämmung von Trittschall.Layers are produced like those in Example 2 wrote top layers, with the difference that they are not compressed with 10 bar to 3 cm, but with 1 bar to 8 cm become. Four of this material are made using contact adhesive technology Add layers to a plate. This is particularly suitable for the insulation of impact sound.
Ein Formstein in Form eines Hohlziegels wird unter Verwendung der nicht imprägnierten Dämmstoffpartikel von Beispiel 1 durch Vermischen mit einer wäßrigen Tonsuspension hergestellt (Ge wichtsverhältnis Dämmstoffpartikel: Ton, jeweils bezogen auf Trockensubstanz = 1 : 5; Konzentration der Tonsuspension 40 Gew.-%).A shaped block in the form of a hollow brick is used of the non-impregnated insulation particles from Example 1 Mixing with an aqueous clay suspension prepared (Ge Weight ratio of insulation material particles: clay, each based on Dry matter = 1: 5; Concentration of the clay suspension 40% by weight).
Aus dem Gemisch werden durch Strangpressen Hohlblocksteine mit den Abmessungen 49 × 24 × 10,8 cm mit einer Wandstärke von etwa 6 cm hergestellt, die anschließend getrocknet werden.Hollow blocks are made from the mixture by extrusion the dimensions 49 × 24 × 10.8 cm with a wall thickness of about 6 cm, which are then dried.
Durch die Verwendung von Ton als Bindemittel in einer größeren Menge verschlechtern sich zwar die Wärmeleitfähigkeitseigen schaften etwas (λ = 0,055 Watt/(K.m), doch hat der Formstein eine überraschend hohe Druckfestigkeit.By using clay as a binder in a larger Amount deteriorate the thermal conductivity create something (λ = 0.055 Watt / (K.m), but the Form stone a surprisingly high compressive strength.
Die Hohlräume des Formsteins können mit den Dämmstoffpartikeln von Beispiel 1 gefüllt werden.The cavities in the molded block can be covered with the insulation particles from example 1.
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