DE19810862A1 - Dämmplatte aus Stroh und Verfahren zur Herstellung - Google Patents
Dämmplatte aus Stroh und Verfahren zur HerstellungInfo
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Abstract
Dämmplatte aus Stroh mit folgenden Merkmalen: DOLLAR A - die Faserlänge des Strohs ist maximal 150 mm DOLLAR A - das Stroh ist faserig zerkleinert und die geschlossene Halmstruktur durch Längsspleißung zerstört DOLLAR A - die Strohfasern sind mit einem biologisch abbaubaren Bindemittel homogen gemischt DOLLAR A - das Gemisch aus Strohfasern und Bindemittel ist geringfügig mechanisch zu Plattenmaterial verdichtet DOLLAR A - die Mindestdicke der Platte beträgt 30 mm DOLLAR A - die Rohdichte ist 40 bis 100 kg/m·3· DOLLAR A - die Platte ist beidseitig mit einer flexiblen gitterartigen Naturfaser-Beschichtung versehen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dämmplatte aus Stroh.
Um dem Mauerwerk, Decken und Dächern von Gebäuden eine ausreichende Wärme
isolierung zu verleihen, ist bekannt, entsprechende Isoliermaterialien einzusetzen. Es
ist bekannt, hierfür plattenförmiges oder körniges Material aus Polystyrol, Bahnen aus
Mineral- oder Glaswolle, Polyurethanschaum und ähnliche Stoffe zu verwenden. Die
wärmedämmende Wirkung dieser Materialien stehen außer Zweifel. Sie sind jedoch
unter ökologischem Aspekt mit Nachteilen behaftet. Ihre Herstellung erfordert relativ
viel Energie. Nach Benutzung sind sie schwer zu entsorgen. Sie sind bekanntlich
biologisch nicht abbaubar.
Aus DE 44 36 981 ist ein Leichtbaukörper bekanntgeworden, der aus cellulosehaltigen
zerkleinerten Rohstoffen als Basismaterial mit einer Bindung durch ein Isocyanat in
der Mischung, bei dem zur isocyanatischen Bindung ein mehrfunktionelles Isocyanat
bindemittel eingesetzt ist. Als Basismaterial kann zerkleinertes Stroh eingesetzt wer
den, das beispielsweise in einer Hammermühle zerkleinert wird und in Faserlängen
von 2,5 bis 4 cm vorliegt.
Aus WO 92/05021 ist bekanntgeworden, Platten aus Stroh herzustellen, das mit einem
geschäumten Kunststoff gemischt ist, das in die Strohschicht injiziert wird. Anschlie
ßend erfolgt ein Verpressen des Materials. Aus DE 42 15 468 ist ein Verbunddämm
stoffkörper bekanntgeworden, bei dem ein organischer Dämmstoff umschäumt ist mit
einer Suspension aus Alkaliwasserglas, mineralischen Füllstoffen und einem Treib
mittel. Die Dämmstoffe sind organisch oder anorganisch. Im ersteren Fall wird zum
Beispiel Polystyrolschaum verwendet. Als Beispiel für die zweite Gattung dienen bei
spielsweise Mineralfasern oder dergleichen.
Aus DE 44 01 983 ist bekannt, Dämmstoffmaterial für Wände, Decken oder derglei
chen aus Strohmehlpellets und Alkalimetallsilikaten herzustellen. Das Stroh wird in
Form von Strohmehl vorbereitet und unter hohem Druck zu Pellets verdichtet in einer
Größe von 8 bis 10 mm Durchmesser und einer Länge von zum Beispiel 20 mm. Die
Strohmehlpellets werden grob zermahlen. Das Mahlgut wird anschließendend erneut
verdichtet.
Aus DE 40 14 910 ist schließlich bekanntgeworden, Dämm- und Verpackungsgegen
stände aus Holzwolle herzustellen. Holzwollestreifen und -abschnitte, die in loser
Schüttung angeordnet sind, werden vollständig mit Latex beschichtet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämmplatte aus Stroh zu schaffen,
die einfach und mit geringem Aufwand herstellbar ist unter sehr geringer Belastung
der Umwelt, die ähnlich gute Dämmwirkungen aufweist wie herkömmliche Dämm
platten und die darüber hinaus problemlos entsorgt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst.
Die erfindungsgemäße Dämmplatte zeichnet sich durch eine Anzahl von wesentlichen
Eigenschaften aus. Das Stroh ist faserig zerkleinert und die geschlossene Halmstruktur
durch Längsspleißung zerstört. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann dies
durch eine Zerkleinerung in einer Hammermühle erfolgen. Die Faserlänge des Strohs
ist maximal 150 mm. Bevorzugt wird eine Fraktion im Längenbereich von 10 bis 100
mm. Dabei können nach einer Ausgestaltung der Erfindung 50% aller Strohfasern
länger als 5 mm und etwa 50% aller Strohfasern länger als 2 mm sein. Staub- oder
mehlartiges Material wird vorzugsweise nicht eingesetzt.
Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Dämmplatte besteht in dem Einsatz
von biologisch abbaubarem, z. B. durch Wärme verfestigbarem Bindemittel. Hierfür
wird vorzugsweise ein synthetisches oder natürliches Latex verwendet. Erfindungs
wesentlich ist, daß die Strohfasern mit dem Bindemittel homogen vermischt werden,
bevor die Formung der Platte erfolgt. Erfindungswesentlich ist ferner, daß bei der
Formung der Platte bzw. einer Bahn, aus der die Platten geschnitten werden, nahezu
drucklos vorgegangen wird. Eine geringfügige Verdichtung findet zwar statt, diese
erfolgt jedoch im wesentlichen nur zur Formgebung bzw. zur Vergleichmäßigung des
Materials über den Querschnitt. Eine Verdichtung der Fasern wird bewußt vermieden,
um das Rohgewicht, das sich vorzugsweise zwischen 40 und 100 kg/m3 bewegt,
gering zu halten. Dadurch wird eine sehr leichte Dämmplatte von sehr geringer Leit
fähigkeit erhalten, welchletztere an die Werte von synthetischen Dämmstoffen heran
reicht.
Erfindungswesentlich ist schließlich, daß die Dämmstoffplatte beidseitig mit einer
flexiblen gitterartigen Beschichtung aus Naturfasern versehen ist. Die Beschichtung
wird vorzugsweise mit dem gleichen Bindemittel, mit dem die Strohfasern gebunden
werden, mit der Platte verbunden. Dabei erfolgt vorzugsweise eine Tränkung des
Beschichtungsmaterials, bevor es auf die Platte aufgelegt wird. Für die Beschichtung
wird ein biologisch abbaubares Material verwendet, beispielsweise Jute, vorzugsweise
recycelte Jute, die zu einem gitterartigen Gewebe verarbeitet ist. Die Maschenbreite
kann zwischen 1 bis 10 mm betragen und die Dicke der Beschichtung ist vorzugs
weise 0,5 bis 1,5 mm. Die elastische Beschichtung der erfindungsgemäßen Dämm
platte dient nicht nur dem Schutz bei der Handhabung während der Herstellung und
des Transports sowie beim Einbau, sondern verleiht der Platte ein verbessertes elasti
sches Verhalten, wodurch sie auch als sogenannte Klemmplatte eingesetzt werden
kann bei der Isolierung von Dächern, indem sie zwischen den Sparren "eingeklemmt"
wird.
Die Verwendung von Stroh zu Dämmzwecken hat unter ökologischen Aspekten
erhebliche Vorteile. Stroh als Produkt einer einjährigen Ackerpflanze ist ein landwirt
schaftlicher Nebenrohstoff, der wenig aufwendig zu erwerben ist und gegen die
Lebensmittelproduktion nicht konkurrieren muß. Die Umweltbelastung bei der Her
stellung ist relativ gering, da ein landwirtschaftliches Nebenprodukt genutzt wird.
Stroh ist durch die Ernte bereits teilaufbereitet und benötigt daher für die endgültige
Aufbereitung relativ wenig zusätzliche Energie. Des weiteren ist eine Dämmplatte mit
den erfindungsgemäßen Merkmalen einfach zu entsorgen, da sie vollständig aus bio
logisch abbaubaren Materialien besteht. Sie ist darüber hinaus in ihrer dämmenden
Wirkung den bisher bekannten Dämmkörpern gleichzusetzen. Es wird eine untere
Leitfähigkeit von bis zu λ = 0,045 erzielt.
Es ist von Vorteil, wenn die erfindungsgemäße Dämmplatte ein Flammschutzmittel
aufweist und/oder ein Fungizid. Beide Stoffe können dem Bindemittel, das in relativ
wäßriger Form zugegeben wird, zugesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Dämmplatte sieht eine Reihe
von Schritten vor:
Das Stroh wird zerkleinert und in seiner Länge aufgespleißt, wobei die Fraktion der Fasern eine maximale Länge von 150 mm aufweist. Die Faserfraktion wird homogen mit einem biologisch abbaubaren Bindemittel gemischt, das in einem Überschuß an Wasser vorhanden ist. Die Mischung aus Bindemittel und Fasern, ggf. mit Zusätzen an Fungizid und Flammschutzsubstanzen, wird auf eine mit Bindemittel getränkte Bahn aus Beschichtungsmittel aufgetragen, wobei eine geringfügige Verdichtung erfolgt, um der Materialbahn eine entsprechende Form zu verleihen. Auf die so ent standene Dämmstoffbahn wird von oben eine zweite Bahn an Beschichtungsmaterial aufgelegt. Die so entstandene Dämmstoffbahn wird durch eine Heizzone gefördert und dort getrocknet. Anschließend wird die Bahn in einzelne Platten geschnitten.
Das Stroh wird zerkleinert und in seiner Länge aufgespleißt, wobei die Fraktion der Fasern eine maximale Länge von 150 mm aufweist. Die Faserfraktion wird homogen mit einem biologisch abbaubaren Bindemittel gemischt, das in einem Überschuß an Wasser vorhanden ist. Die Mischung aus Bindemittel und Fasern, ggf. mit Zusätzen an Fungizid und Flammschutzsubstanzen, wird auf eine mit Bindemittel getränkte Bahn aus Beschichtungsmittel aufgetragen, wobei eine geringfügige Verdichtung erfolgt, um der Materialbahn eine entsprechende Form zu verleihen. Auf die so ent standene Dämmstoffbahn wird von oben eine zweite Bahn an Beschichtungsmaterial aufgelegt. Die so entstandene Dämmstoffbahn wird durch eine Heizzone gefördert und dort getrocknet. Anschließend wird die Bahn in einzelne Platten geschnitten.
In der Heizzone erfolgt eine Trocknung und ggf. Vulkanisierung des Bindemittels in
einem Heißluft-Durchströmverfahren. Durch die relativ hohe Feuchtigkeit trägt der
Wasserdampf zur Wärmeübertragung bei und somit zur Vulkanisation. Die Tempera
tur der Heißluft beträgt vorzugsweise etwa 100°C.
Anschließend werden zwei Beispiele für eine erfindungsgemäße Dämmplatte angege
ben.
In einer Hammermühle zerkleinertes, zum Teil aufgefasertes Stroh, zu 53,2 Gew.-%
bestehend aus einer Faserlänge < 5 mm und zu 46,8 Gew.-% bestehend aus einer
Faserlänge < 2 mm wird mit einer Lösung aus 17 Gew.-% Latex, 18 Gew.-% Brand
schutzmittel und 150 Gew.-% Wasser, jeweils bezogen auf atro Stroh, homogen ver
mischt. Diese Mischung wird auf ein Siebband gestreut und beidseitig mit einem
latexgetränkten Jutegewebe mit einer Maschenweite von 5 mm abgedeckt. Diese
Masse wird im Luft-Durchström-Verfahren bei ca. 100°C so lange thermisch behan
delt, bis eine Verklebung bzw. Vulkanisation des Latex eintritt. Der Feuchteanteil der
fertigen Dämmatte liegt unter 12%. Dabei beträgt die Plattendicke 70 mm.
In einer Hammermühle zerkleinertes, zum Teil aufgefasertes Stroh, zu 45 Gew.-%
bestehend aus einer Faserlänge < 5 mm, zu 40 Gew.-% bestehend aus einer Faserlänge
< 2 mm und zu 15 Gew.-% Brandschutzmittel und 150 Gew.-% Wasser, jeweils bezo
gen auf atro Stroh, homogen vermischt. Diese Mischung wird auf ein Siebband
gestreut und beidseitig mit einem latexgetränkten Jutegeweben mit einer Maschen
weite von 5 mm abgedeckt. Diese Masse wird im Luft-Durchström-Verfahren bei ca.
100°C so lange thermisch behandelt, bis eine Verklebung bzw. Vulkanisation des
Latex eintritt. Der Feuchteanteil der fertigen Dämmatte liegt unter 12%. Dabei beträgt
die Plattendicke 70 mm.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von beispielhaften Zeichnungen näher erläu
tert.
Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Teil einer Dämmstoffplatte nach der Erfindung.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Anlage zur Herstellung einer Dämmstoffplatte nach Fig. 1.
Die Dämmstoffplatte 10 nach Fig. 1 hat eine Dicke von etwa 7 cm. Länge und Breite
spielen keine Rolle. Sie ist zusammengesetzt aus einer Mischung aus Fasern 12 aus
aufbereitetem Stroh und einem nicht zu erkennenden Bindemittel, beispielsweise syn
thetisches oder natürliches Latex. Auf das Herstellungsverfahren wird weiter unten
noch eingegangen. Die Strohfasern 12 liegen in einer Fraktion vor, wobei die maxi
male Länge 100 mm ist und die minimale 2 mm. Darunter- und darüberliegende
Faserlängen sind vorher ausgesondert worden. Ober- und Unterseite der Platte 10 ist
mit einem gitterartigen Material 14 aus Jute beschichtet, wobei das Gitter 14 vor dem
Aufbringen mit einem Bindemittel getränkt wird, das auch den Strohfasern 12 zuge
mischt ist, zwecks inniger Verbindung mit der zuvor gebildeten Strohplatte. Die so
gebildete Dämmplatte 10 weist eine Rohdichte von 40 bis 100 kg/m3 auf und eine
Wärmeleitfähigkeit in einer Größenordnung, wie sie herkömmliche Dämmplatten
besitzen. Die Dämmplatte 10 ist nicht zuletzt wegen der Beschichtung 14 relativ flexi
bel und kann daher als Klemmplatte verwendet werden. Dem Bindemittel können
biologisch abbaubare Fungizide und Flammschutzmittel beigegeben werden. Insge
samt ist die Dämmplatte 10 biologisch abbaubar und kann daher problemlos entsorgt
werden.
Fig. 2 zeigt den Herstellungsprozeß für die Dämmplatte 10 nach Fig. 1. In einer
Hammermühle 10 wird Stroh faserig zerkleinert und der Halmlänge nach aufgespleißt.
Es gelangt in eine Siebanordnung 22, in der Faserlängen unter 2 mm aussortiert und in
einer Feuerung 24 verbrannt werden. Die abgesiebte Fraktion wird anschließend über
ein Puffergefäß 26 auf ein Förderband 28 gegeben, die die Faserfraktion in eine
Mischvorrichtung 30 fördert, in der sie mit einem Bindemittel sowie einem Flamm
schutzmittel homogen vermischt wird. Bindemittel, etwa in Form von Latex, wird aus
einem Vorratsbehälter 32 zugegeben; Flammschutzmittel wird aus einem Vorrats
behälter 34 zugeführt. Die homogene Mischung wird dann vom Förderband 28 in ein
Mischsilo 36 gefördert, das am unteren Ende eine Austragwalze 38 aufweist oberhalb
eines Plattenförderbandes 40. Von einer Rolle 42 aus gitterartigem Jute wird eine
Gewebebahn 46 abgerollt und durch eine Tränkvorrichtung 44 geführt. In der Tränk
vorrichtung 44 wird die Jutebahn mit dem Bindemittel getränkt, mit dem auch das
Stroh gemischt wird, nämlich zum Beispiel Latex. Die Jutebahn 46 gelangt auf das
Förderband 40. Auf die Jutebahn wird dann die Mischung aus Strohfasern und Binde
mittel aufgetragen, was in Fig. 1 nicht zu sehen ist. Die Austragung der Mischung aus
Bindemittel und Strohfasern erfolgt nahezu pressungsfrei. Der Bahn wird lediglich
eine bestimmte Querschnittsform erteilt. Die Materialbahn gelangt dann zu einer
Umlenkrolle 48, über die eine zweite Jutebahn 50 gelenkt wird, die von einer zweiten
Rolle 52 abgewickelt wird. Die Jutebahn 50, die wiederum in Form eines gitterartigen
Gewebes vorliegt, wird in einer Tränkvorrichtung 54 mit Bindemittel getränkt, damit
sie an der Oberseite der Materialbahn haftet. Die Bahn aus der Mischung von Stroh
fasern und Bindemittel mit der beidseitigen Beschichtung mit Jutegewebe gelangt
anschließend in eine Trocknungsanlage 56, die mit heißer Luft beschickt wird, wobei
die Luft von einem Lüfter 58 erzeugt wird, der die Luft durch die Feuerung 24 schickt,
in der sie auf zum Beispiel 100°C erwärmt wird. In der Trocknungsanlage 56 wird das
Bindemittel getrocknet bzw. vulkanisiert, wobei der sich bildende Wasserdampf als
Wärmeträger dient und die Vulkanisation fördert. Die Bahn hat daher vor ihrer
Trocknung eine relativ hohe Wasserfeuchtigkeit.
In einer Säge 60 wird die beschriebene Materialbahn, die rechts in Fig. 2 mit 62
bezeichnet ist, in die einzelnen Platten 10 unterteilt, die anschließend palettiert wer
den.
Claims (21)
1. Dämmplatte aus Stroh mit folgenden Merkmalen:
- - die Faserlänge des Strohs ist maximal 150 mm
- - das Stroh ist faserig zerkleinert und die geschlossene Halmstruktur durch Längsspleißung zerstört
- - die Strohfasern sind mit einem biologisch abbaubaren Bindemittel homogen gemischt
- - das Gemisch aus Strohfasern und Bindemittel ist geringfügig mechanisch zu Plattenmaterial verdichtet
- - die Mindestdicke der Platte beträgt 30 mm
- - die Rohdichte ist 40 bis 100 kg/m3
- - die Platte ist beidseitig mit einer flexiblen gitterartigen Naturfaser-Beschich tung versehen.
2. Dämmplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strohfasern durch
Zerkleinerung mit einer Hammermühle gebildet sind.
3. Dämmplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strohfasern
weitgehend eine Länge von mindestens 2 mm oder mehr aufweisen.
4. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Länge aller Fasern im wesentlichen innerhalb eines Bereichs von 10 bis 100 mm
liegt.
5. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß etwa
50% aller Strohfasern länger als 5 mm und etwa 50% aller Fasern länger als 2 mm
sind.
6. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Bindemittel aus natürlichen und/oder synthetischen Latices besteht.
7. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Menge des Bindemittels 5 bis 90 Gew.-% bzw. Vol.-% bezogen auf die Stroh
menge beträgt.
8. Dämmplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge Binde
mittel 10 bis 30 Gew.-% bezogen auf die Strohmenge beträgt.
9. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Bindemittel in wäßriger Dispersion vorliegt.
10. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Beschichtung mit Hilfe des gleichen Bindemittels erfolgt, mit dem die Strohfasern
verbunden sind.
11. Dämmplatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung
mit dem Bindemittel getränkt ist.
12. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Beschichtung ein Gittergewebe ist mit einer Maschenweite von 1 bis 40 mm.
13. Dämmplatte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenweite 1
bis 10 mm beträgt.
14. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Beschichtung aus Jute hergestellt ist, vorzugsweise aus Recycling-Jute.
15. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dicke der Beschichtung 0,5 bis 1,5 mm beträgt.
16. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Bindemittel ein Flammschutzmittel zugesetzt ist.
17. Dämmplatte nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkstoffgruppe
Ammonium-Phosphat vorgesehen ist.
18. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Bindemittel ein vorzugsweise biologisch abbaubares Fungizid zugesetzt ist,
insbesondere der Wirkstoffgruppen Mergal, DF16 oder DF18.
19. Verfahren zur Herstellung einer Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- - Stroh wird faserig zerkleinert und in der Länge aufgespleißt zu einer Fraktion mit Faserlängen bis maximal 150 mm
- - die Faserfraktion wird homogen mit einem biologisch abbaubaren, Wasser im Überschuß enthaltenden Bindemittel gemischt
- - die Mischung wird auf eine mit Bindemittel getränkte Bahn des Beschich tungsmaterials unter geringfügiger Verformung fortlaufend aufgetragen
- - auf die so entstehende Dämmstoffbahn wird eine obere mit Bindemittel getränkte Beschichtungsbahn aufgelegt
- - die so entstandene Dämmstoffbahn wird durch eine Heizzone gefördert und getrocknet und ggf. vulkanisiert
- - die getrocknete Bahn wird anschließend zu Platten geschnitten.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trocknung bzw.
Vulkanisierung des Bindemittels im Heißluft-Durchströmverfahren durchgeführt
wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der
Heißluft etwa 100°C beträgt.
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