DE19835771A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines als Rohstoff zu Isolierzwecken oder zur Vliesherstellung oder als Füll- oder Polsterstoff geeigneten Fasermaterials und Verwendung des Fasermaterials - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren dient der Gewinnung eines als Rohstoff zu Isolierzwecken oder zur Vliesherstellung oder als Füll- oder Polsterstoff geeigneten Fasermaterials (21) aus Früchten von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen. DOLLAR A Bei Anwendung des Verfahrens werden geschlossene Früchte von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen in einem Behandlungsraum (17) einer Vorrichtung (1) mittels eines Luftstromes getrocknet und geöffnet und im Behandlungsraum (17) derart bewegt, daß das in den Fruchtkapseln (19) enthaltene Fasermaterial (21) von den weiteren Fruchtbestandteilen gelöst wird. Anstelle der Gewinnung von Baumwollfasern wurde eine möglichst einfach durchführbare Gewinnung und Nutzung eines anderen pflanzlichen Fasermaterials entwickelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung eines als Rohstoff zu Isolierzwec­ ken oder zur Vliesherstellung oder als Füll- oder Polster­ stoff geeigneten Fasermaterials und Verwendungen des Faser­ materials.

Es ist bekannt, derartige Isolierstoffe, Füll- oder Polster­ stoffe oder Vliese zu Isolierzwecken bei Oberbetten, Schlaf­ säcken oder dergleichen herzustellen. Die bekannten Rohstof­ fe können beispielsweise Baumwolle, tierische Produkte oder Kunststoffe sein.

Der Anbau von Baumwollpflanzen erfolgt in einer intensivier­ ten Landwirtschaft als Monokultur mit einem meist erhebli­ chen Pestizideinsatz. Aus diesem Grund werden landwirt­ schaftliche Anbauflächen und deren Umgebung belastet bzw. geschädigt.

Die Gewinnung eines Rohstoffes aus tierischen Produkten er­ fordert eine teilweise ethisch bedenkliche Massentierhal­ tung, weil die tierischen Produkte aus Enten- und Gänsedau­ nen bzw. Federn hergestellt werden.

Der Einsatz von Kunststoffen, z. B. Schaumstoffen, als Iso­ lier- oder Füllstoffe hat den Nachteil, daß diese Kunststof­ fe nur eine geringe Atmungsaktivität besitzen und teilweise eine gesundheitlich bedenkliche Ausdunstung abgeben.

Zur Herstellung von Isolier- und Füllstoffen bzw. Vliesen wird beispielsweise auf Baumwollfasern zurückgegriffen. Zur Ernte und Gewinnung von pflanzlichen Fasern aus Früchten von Baumwollpflanzen werden bekanntermaßen Baumwollernte- und Egreniermaschinen eingesetzt. Mit Hilfe dieser Maschinen werden bereits geöffnete Baumwollkapseln abgeschnitten und aufgenommen. Die Fasern werden in der Regel dadurch gewon­ nen, daß sie den schon aufgegangenen Fruchtkapseln entnommen werden. Durch Anwendung mechanischer Egrenier-Verfahren und Zentrifugalmethoden werden die Fasern von den Samen der Baumwollpflanze getrennt.

Weiterhin ist aus der US 5,040,270 bekannt, mittels erwärm­ ter Luft die geernteten und bereits von den Fruchtkapseln getrennten Fasern zu trocknen und zu reinigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, anstelle der Ge­ winnung von Baumwollfasern eine möglichst einfach durchführ­ bare Gewinnung und Nutzung eines anderen pflanzlichen Faser­ materials zu entwickeln.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht in einem Verfahren nach Patentanspruch 1, einer Vorrichtung nach Patentanspruch 8 und Vorschlägen zur Anwendung des durch das Verfahren gewon­ nenen Fasermaterials gemäß den Patentansprüchen 12 bis 16.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine Substitution der bekannten Isolier- oder Füllstoffe möglich, indem ein heimi­ scher pflanzlicher Naturstoff mit gleichen oder verbesserten Qualitätsmerkmalen gewonnen werden kann. Beim Anbau und der Gewinnung kann auf Monokulturen mit dem erforderlichen Pe­ stizideinsatz und Landschaftsverbrauch ebenso verzichtet werden, wie auf weite Transportwege. Es eignen sich die Sa­ menhaare, Fluganhängsel der Samen, von in vielen Ländern an­ gebauten unterschiedlichen Pappel- oder Weidenarten (Familie Saliceae) sowie Korbblütler (Familie Asteraceae).

Die Früchte der Salicaceae können weder mit vorhandenen Maschinen vom Baum geerntet werden, noch bleibt der weiße Flausch der Früchte (Samenhaare, Fluganhängsel der Samen) nach dem öffnen der Fruchtkapseln an den Fruchtkapseln hän­ gen, weil die Fluganhängsel bereits durch leichten Wind fortgetragen werden.

Bei einer rationellen Ernte der Fruchtkapseln von Pappeln oder Weiden mit mechanischen Methoden ist es nur mit zusätz­ lichem Aufwand möglich, die Früchte getrennt von den Samen­ spindeln, Feinästen und Blättern zu ernten. Dies wird durch die erfindungsgemäße Lösung dadurch vermieden, daß die noch nicht geöffneten Früchte mit den Zweigen vom Baum gesägt werden und anschließend gröbere Äste von den feineren fruchtbehangenen Ästen getrennt werden. Das Erntegut mit den noch nicht aufgegangenen Früchten wird zum Trocknen in einen Behälter gefüllt. Durch Zuführung eines warmen Luftstromes können die Fruchtkapseln trocknen und nachreifen bzw. aufge­ hen. Nach dem Öffnen werden Fasermaterial und Samen frei. Samen und Fasermaterial werden durch Aufeinanderprallen des Materials und Anstoßen an die Wände des Behälters sowie durch Luftverwirbelungen voneinander getrennt. Verstärkt werden kann dieser Effekt durch zusätzliche im Behälter be­ findliche Mittel, wie drehbar angeordnete Paddel, Mischele­ mente, Holzkugeln oder dergleichen.

Dieses Verfahren hat gegenüber herkömmlichen bei Baumwolle eingesetzten Egrenierverfahren den Vorteil, daß die Samen­ körner nicht mehr in einem aufwendigen separaten Verfahren von den Fluganhängseln (Samenhaaren) getrennt werden müssen. Ebenso muß das Erntegut nicht mehr vorgereinigt und das ge­ wonnene Fasermaterial nicht mehr nachgereinigt werden. In einem einzigen Verfahrensablauf werden also die Fruchtkap­ seln geöffnet, von den restlichen Bestandteilen des zuge­ führten Guts getrennt und die Fluganhängsel von den Samen gelöst. Weil auch Zweige und Blätter zusammen mit den Fruchtkapseln in den Behälter gefüllt werden können, müssen die zu bepflückenden Pflanzen nicht künstlich entlaubt wer­ den.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform führt der Luftstrom das Fasermaterial einer Trennkammer zu, wobei der Luftstrom in der Trennkammer abgeschwächt und das Fasermaterial in ei­ nem Netz (Auffangnetz) aufgefangen wird. Der Luftstrom trägt das Fasermaterial aus dem Behandlungsraum des Behälters hin­ aus und leitet das Fasermaterial der Trennkammer zu. In der Trennkammer verliert der Luftstrom einen großen Teil seiner erodierenden Kraft. Infolgedessen können sich die in dem Luftstrom mitgeführten schweren Partikel, wie Samenkörner und kleinere Fruchtkapselstücke, am Boden der Trennkammer ablagern. Diese können mittels Siebtechniken oder anderer Trennverfahren ebenfalls separiert werden. Die wesentlich leichteren Fluganhängsel werden mit dem viel schwächer ge­ wordenen Luftstrom durch einen Ausgang der Trennkammer her­ ausgetragen. Der die Fluganhängsel tragende Luftstrom führt die Fluganhängsel anschließend dem Netz zu, dessen Maschen­ weite ungefähr der eines Moskitonetzes entspricht. Die Luft kann entweichen, während die Fluganhängsel aufgefangen wer­ den.

Zur Beschleunigung des Ernteverfahrens wird Früchte tragen­ des Astmaterial in den Behandlungsraum eingebracht. Das Ast­ material kann von den groben Ästen abgeknickt, abgestreift und/oder vor dem Einfüllen in den Behälter gehäckselt wer­ den. Eine Beschleunigung des Trennprozesses kann dadurch er­ reicht werden, daß der Behälter bewegt wird oder einen be­ weglichen Inneneinsatz (Trommeleinsatz) aufweist. Die Fruchtkapseln können dadurch noch verstärkt aneinander und an Innenflächen des Behälters stoßen.

Eine der Trennung der Bestandteile förderliche Bewegung der Bestandteile kann dadurch erreicht werden, daß der Behälter oder ein Behältereinsatz horizontal angeordnet ist und um die Längsachse des Behälters rotiert.

Das in dem Auffangnetz aufgefangene Fasermaterial kann gege­ benenfalls noch weiter aufbereitet werden, um Isoliermate­ rialien, Füllmaterialien, Papiere und Körperunterlagen oder -auflagen und/oder Vliesstoffe zumindest teilweise aus dem Fasermaterial herzustellen. Das Fasermaterial ist für Vogel­ feder- und Tierharr-Allergiker geeignet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentli­ che Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzel­ nen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfin­ dung verwirklicht sein.

Die Figur zeigt eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Gewin­ nung von Fasermaterial aus Fruchtkapseln von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen.

Die Erfindung ist in der Figur schematisch dargestellt, so daß die wesentlichen Merkmale der Erfindung gut zu erkennen sind. Die Darstellung ist nicht notwendigerweise maßstäblich zu verstehen.

Aus der Figur ist ersichtlich, daß eine Vorrichtung 1 zur Durchführung des Verfahrens einen Behälter 10 mit einem Trommeleinsatz 11 umfaßt. Ein Auslaß 12 des Behälters 10 ist mit einer Trennkammer 13 verbunden, so daß der Behälter 10 einen Durchgang zur Trennkammer 13 aufweist. An den Auslaß 12 schließt sich ein Verbindungskanal 14 an, der wendelför­ mig ausgebildet sein kann. Mit Hilfe eines Einlasses 15 kann der Behälter 10 mit Feinästen 16 befüllt werden, so daß in einem Behandlungsraum 17 des Behälters 10 ein inhomogenes Gut bewegt werden kann. Dem Behandlungsraum 17 werden Feinä­ ste 16 zugeführt, deren an Spindeln 18 befindliche Frucht­ kapseln 19 noch nicht aufgegangen sind. Das inhomogene Gut des Behandlungsraums 17 setzt sich aus Feinästen 16, Frucht­ kapseln 19, Blättern 20, Knospen, Samenhaaren 21 und Samen­ körnern 22 zusammen.

Der Trommeleinsatz 11 ist in horizontaler Richtung angeord­ net und kann in Pfeilrichtung 23 um eine Drehachse 24 des Behälters 10 rotieren. Mindestens ein am Rand des Trommel­ einsatzes 11 ausgebildeter Absatz, Flügel oder Mitnehmer 25 hebt das inhomogene Gut bei jeder Rotation an.

Über einen Einlaßstutzen 26 kann erwärmte Luft dem Behand­ lungsraum 17 in Strömungsrichtung 27 zugeführt werden. Das Einströmen der Luft führt einerseits zu einem Trocknungsvor­ gang der Fruchtkapseln 19, welche dadurch geöffnet werden und die Samen mit den Samenhaaren freigeben. Andererseits werden die Fruchtkapseln 19 in Verbindung mit der Bewegung des Trommeleinsatzes 11 in dem Behandlungsraum 17 durchein­ ander gewirbelt und aneinander und gegen die Trommelwand ge­ stoßen. Dies führt zur endgültigen Lösung der Samenhaare 21 von den Samenkörnern 22.

Die Samenhaare 21 werden von dem Luftstrom in Strömungsrich­ tung 28 aus dem Behandlungsraum 17 in die Trennkammer 13 ge­ blasen. Außer den Samenhaaren 21 können auch Teile der ande­ ren Fremdkörper in die Trennkammer 13 gelangen. Der Luft­ strom wird beim Eintritt in die Trennkammer 13 abgeschwächt, so daß durch den Luftstrom in der Trennkammer 13 lediglich die Samenhaare 21 bewegt werden können. Die von den Samen­ haaren 21 durch das Verfahren zu separierenden Fremdkörper, wie beispielsweise Blätter 20 und Fruchtkapselbestandteile 19, fallen in der Trennkammer 13 in Pfeilrichtung 29 nach unten und lagern sich auf einem Boden 30 der Trennkammer 13 an, weil der Luftstrom zu ihrer Bewegung nicht mehr stark genug ist. Die Samenhaare 21 werden dagegen in Strömungs­ richtung 31 über einen Auslaßstutzen 32, einem Auffangnetz 33 zugeführt. Der Auslaßstutzen 32 befindet sich gegenüber dem Verbindungskanal 14 in einer erhöhten Position, so daß gewährleistet ist, daß Fremdkörper nicht in den Auslaßstut­ zen 32 gelangen können.

Das Auffangnetz 33 ist feinmaschig, einem Moskitonetz ver­ gleichbar aufgebaut. In dem Auffangnetz 33 können sich die Samenhaare 21 ansammeln. Das Auffangnetz 33 ist mit dem Aus­ laßstutzen 32 lösbar verbunden, damit die gesammelten Samen­ haare 21 der Weiterbearbeitung als Fasermaterial für Füll- oder Isolierstoffe zugeführt werden können.

Der Behälter 10 und die Trennkammer 13 sind beispielhaft zur Durchführung des Verfahrens angeordnet. Es ist auch denkbar anstelle des getrennten Behälters 10 und der Trennkammer 13 einen Behälter einer Vorrichtung zu verwenden, der bei­ spielsweise mehrere, hintereinander angeordnete Behandlungs­ räume besitzt.

Das Verfahren dient der Ernte und Gewinnung eines als Roh­ stoff zu Isolierzwecken oder zur Vliesherstellung oder als Füll- oder Polsterstoff geeigneten Fasermaterials (21) aus Früchten von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen. Bei Anwendung des Verfahrens werden geschlossene Früchte von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen in einem Behandlungsraum (17) einer Vorrichtung (1) mittels eines Luftstromes getrocknet und geöffnet und im Be­ handlungsraum (17) derart bewegt, daß das in den Fruchtkap­ seln (19) enthaltene Fasermaterial (21) von den weiteren Fruchtbestandteilen gelöst wird. Anstelle der Gewinnung von Baumwollfasern wurde eine möglichst einfach durchführbare Gewinnung und Nutzung eines anderen pflanzlichen Fasermate­ rials entwickelt. Das Verfahren kann auch zur Gewinnung von Baumwolle oder Kapok eingesetzt werden.

Claims (24)

1. Verfahren zur Gewinnung eines als Rohstoff zu Iso­ lierzwecken oder zur Vliesherstellung oder als Füll- oder Polsterstoff geeigneten Fasermaterials (21) aus Früchten von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähn­ lichen Pflanzen, bei dessen Anwendung geschlossene Früchte von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähn­ lichen Pflanzen in einem Behandlungsraum (17) mit­ tels eines Luftstromes getrocknet und geöffnet wer­ den und im Behandlungsraum (17) derart bewegt wer­ den, daß das in den Fruchtkapseln (19) enthaltene Fasermaterial (21) von den weiteren Fruchtbestand­ teilen gelöst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom das Fasermaterial (21) mindestens einer Trennkammer (13) zuführt, wobei der Luftstrom in der Trennkammer (13) abgeschwächt wird und das Fasermaterial (21) anschließend in einem Netz (33) aufgefangen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Behandlungsraum (17) und der Trenn­ kammer (13) eine wendelförmige Führung des Luftstro­ mes ausgebildet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Früchte tragendes Astma­ terial in den Behandlungsraum (17) eingebracht wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsraum (17) bewegt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Behälter (10) ein Trommelrand (11) beweglich angeordnet ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsraum (17) in einem Behälter (10) vorgesehen ist, der durch eine rotierbare Trommel mit horizontal angeordneter Rotationsachse gebildet wird.

8. Verfahren nach Anspruch einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behand­ lungsraum (17) nicht starr mit der Vorrichtung ver­ bundene Festkörper durch Bewegung auf das Erntegut stoßen und dadurch den Loslösungsprozeß der Samen­ haare (21) von den Samenkörnern (22) unterstützen.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper im Behälter befindliche Mittel, wie drehbar angeord­ nete Paddel, Mischelemente, Holzkugeln oder derglei­ chen sind.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach ei­ nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens ein Behälter (10) der Vor­ richtung (1) mit mindestens einem Lufteinlaß (26) und einem Luftauslaß (12) und eine mit dem Luftaus­ laß (12) verbundene Trennkammer (13) vorgesehen sind, die in ein Auffangnetz (33) mündet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß eine rotierende Trommel (11) mit einem Trommelradius vorgesehen ist, der größer als die axiale Trommeltiefe ist, und daß die Trommel (11) einen Lufteinlaß (26) für erwärmte Luft und einen Luftauslaß (12) aufweist, der in der Trommelmitte oder oberhalb der Trommelmitte angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Luftauslaß (12) mit der Trennkammer (13) über einen wendelförmig angeordneten Verbin­ dungskanal (14) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) einen horizontal angeordneten, rotierbaren Trommelrand (11) besitzt.

14. Verwendung des aus Früchten von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen gewonnenen Fa­ sermaterials zur Herstellung von Isoliermaterialien, Füll- und Polstermaterialien, Papiere und Körperun­ terlagen oder -auflagen und/oder Vliesstoffen.

15. Verwendung des aus Früchten von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen gewonnenen Fa­ sermaterials als Textilmaterial.

16. Verwendung des aus Früchten von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen gewonnenen Fa­ sermaterials zur Herstellung naturfaserverstärkter Kunststoffe.

17. Verwendung des aus Früchten von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen gewonnenen Fa­ sermaterials als Isoliermaterial für Bauzwecke und andere Isolierzwecke.

18. Verwendung des aus Früchten von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen gewonnenen Fa­ sermaterials zur Schall- oder Wärmeisolierung.

19. Verwendung des aus Früchten von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen gewonnenen Fa­ sermaterials zur Herstellung von kosmetischen Pro­ dukten, wie Windeln, Watte, Binden usw.

20. Verwendung des aus Früchten von Pappeln, Weiden, Korbblütlern oder ähnlichen Pflanzen gewonnenen Fa­ sermaterials zur Herstellung von Filtermaterialien.

21. Verwendung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Fasermaterialien mit natürlichen oder künstlichen Fasern verstärkt sind.

22. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermaterialien mit anderen stabilisierenden oder der Verklumpung entge­ genwirkenden Materialien oder Behandlungsverfahren gemischt bzw. behandelt werden.

23. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermaterialien einen zusätzlichen Anteil aus Korkschrot oder Torf enthalten.

24. Anwendung von Teilen des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 8 auf Baumwoll- und Kapokgewinnung.