Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen leichter Formkörper aus
lignocellulosehaltigem Pflanzenmaterial, z. B. Teile von Einjahrespflanzen
wie Stroh, die sich umweltfreundlich herstellen und kompostieren lassen und
beim Verbrennen keine umweltschädlichen Verbrennungsprodukte erzeugen. Die
erfindungsgemäß hergestellten Formkörper betreffen u. a. in der Möbelin
dustrie: Stuhlsitze- und -lehnen, gerade und gekrümmte Türen, dreidimensional
geformte Schrank- und Regalelemente; in der Bauindustrie: Bauplatten und
Trennwände; in der Verpackungsindustrie: Halterungs- und Abstandselemente
(ohne Dickenbeschränkung); für Gärtnereien: Bindereibedarfsartikel, Paletten
für Topfpflanzen etc.The invention relates to a method for producing lightweight moldings
lignocellulose-containing plant material, e.g. B. Parts of annual plants
like straw, which can be produced and composted in an environmentally friendly way and
do not produce environmentally harmful combustion products when burning. The
Moldings produced according to the invention relate u. a. in the furniture
industry: chair seats and backrests, straight and curved doors, three-dimensional
molded cabinet and shelf elements; in the construction industry: building boards and
Partitions; in the packaging industry: mounting and spacing elements
(without thickness restriction); for garden centers: binding supplies, pallets
for potted plants etc.
Aus der DPS 6 50 040 ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus
Pflanzenfasern bekannt geworden, bei dem man schwach verholzte Pflanzenteile,
z.B. Stroh, chemisch mit Hilfe von Alkalimonosulfit in der Hitze zu Zellstoff
aufschließt und diesem Zellstoff mechanisch schwach zerfasertes Holz zusetzt.
Bei diesem Verfahren wird neben dem umweltschädlichen Aufschluß des Strohs
mit Alkalisulfit der Formkörper nur durch die Verfilzung der Fasern der Fa
sersoffmasse selbst zusammengehalten und nicht, wie im erfindungsgemäßen Ver
fahren, durch eine zusätzliche Verfilzung der Grobteile mit dem Faserstoff,
was zu wesentlich höheren Festigkeitswerten, auch ohne Zugabe von Bindemit
teln, führt.DPS 6 50 040 describes a process for the production of moldings
Plant fibers have become known in which weakly woody parts of plants
e.g. Straw, chemically with the help of alkali monosulfite in the heat to pulp
opens up and adds mechanically weakly frayed wood to this pulp.
In this process, in addition to the environmentally harmful digestion of the straw
with alkali sulfite the shaped body only by matting the fibers of the company
self-contained mass itself and not, as in the inventive Ver
drive through an additional matting of the coarse parts with the fiber material,
which leads to significantly higher strength values, even without the addition of bindemite
teln, leads.
Aus der DPS 8 98 964 ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Leichtbau
platten aus Holzabfällen bekannt geworden, bei dem aus Hackschnitzeln gewon
nener Holzfaserstoff naß verfilzt wird. Die Vliesbildung geschieht durch Ab
setzen und/oder Absaugen einer stark verdünnten Suspension von Holzfaserstoff
in Wasser. Das sich bildende Faservlies behindert die Absaugung um so mehr, je
höher der Anteil an Feinstoff und je dicker das Vlies ist. Dies ist auch der
Grund, warum die käuflichen Höchststärken der sogenannten Dämmplatten mit
einer Wichte von 200 bis 400 kg/cbm nur etwa 20 bis 25 mm betragen. Unter
Vermeidung des anlageintensiven Aufschlusses der Häckschnitzel hat eine nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Dämmplatte, z.B. aus Stroh,
eine wesentlich höhere Bruchfestigkeit und keine Dickenbegrenzung (sehr hohe
Absauggeschwindigkeit des Wassers). Durch Zugabe geringer Mengen an Bindemit
tel läßt sich die Bruchfestigkeit ohne Schwierigkeiten verzehnfachen.DPS 8 98 964 is another method for producing lightweight construction
slabs of wood waste become known, in which won from wood chips
wood pulp is matted when wet. The formation of the fleece is done by Ab
setting and / or suctioning off a very dilute suspension of wood pulp
in water. The fiber fleece that forms impedes the suction, the more so
the higher the proportion of fine material and the thicker the fleece. This is also the one
Reason why the maximum commercial strengths of the so-called insulation boards are included
Weights of 200 to 400 kg / cbm are only about 20 to 25 mm. Under
Avoiding the plant-intensive digestion of the wood chips has one after
Insulation board manufactured by the method according to the invention, e.g. from straw,
a significantly higher breaking strength and no thickness limitation (very high
Suction speed of the water). By adding small amounts of bindemite
The tensile strength can be increased tenfold without difficulty.
Man hat zwar das Problem der Entwässerung dicker Formkörper bereits dadurch
gelöst, daß man dem Zellstoff z.B. Strohhäcksel zusetzt, aber dieser Zusatz
bewegt sich in sehr engen Grenzen, weil unbehandeltes Strohhäcksel mit dem
Faserstoff keine Bindung eingeht und daher durch den Zusatz die Festigkeits
werte stark absinken.This already has the problem of dewatering thick molded articles
solved that the pulp e.g. Chopped straw adds, but this addition
moves within very narrow limits because untreated chopped straw with the
Fiber does not form a bond and therefore the strength is added
values decrease sharply.
Nun ist weiter noch bekannt, daß man bei Heißverpressungen Kondensationsharze
zusetzt, was zwar zu hohen Festigkeitswerten führt, aber auch zu Wichten mit
850 kg/cbm und mehr.Now it is also known that condensation resins are used for hot pressing
adds, which leads to high strength values, but also to weights
850 kg / cbm and more.
Sehr leichte Formkörper werden bis dato fast ausschließlich aus geschäumtem
Polystyrol gefertigt. Der Nachteil von diesem Schaumstoff liegt neben den
hohen Materialkosten für schäumbares Polystyrol, in seiner geringen Bruch
festigkeit und daß er nicht verrottet, also auch nicht kompostierbar ist.
Ferner werden beim Verbrennen dieser Kunststoffe übel riechende Gase und
umweltschädliche Verbrennungsprodukte erzeugt.To date, very light molded articles have been made almost exclusively from foamed material
Made of polystyrene. The disadvantage of this foam is next to that
high material costs for foamable polystyrene, in its low breakage
strength and that it does not rot, so it is not compostable.
Furthermore, when these plastics are burned, malodorous gases and
environmentally harmful combustion products.
Gemäß dem erfinderischen Verfahren wird nach einer Vorbehandlung mit schwach
alkalischen Lösungen das lignocellulosehaltige Material, bevorzugt Stroh
häcksel, in einem Defibrator z. B. Pulper gezielt teildefibriert, so daß in
einem einzigen Arbeitsgang neben nicht defibriertem Strohhäcksel eine defi
nierte Menge Strohfaserstoff vorliegt. Zur Bildung der Formkörper wird nun
das Überschußwasser in einer Hohlform ohne Preßdruck abgesaugt, entformt und
bei erhöhter Temperatur getrocknet. Der Formkörper hält bereits im feuchten
Zustand so fest zusammen, daß er gut handhabbar ist. Das beste Verhältnis von
Reststrohhäcksel zu Strohfaserstoff ist je nach dem zu fertigenden Endprodukt
verschieden und kann leicht durch Änderung der Laugenkonzentration bei der
Vorbehandlung und der Intensität und Dauer der Defibrierung im Pulper oder
Mixer nach Wunsch verändert werden. Die alkalische Vorbehandlung dient dabei
nicht nur der Defibrierung, sondern die Natronlauge greift auch die Oberflä
che der nicht defibrierten Strohhäcksel an, so daß auch zwischen Faserstoff
und Strohhäcksel Verfilzungen stattfinden, was zu wesentlich höheren Festig
keitswerten führt.According to the inventive method, after pretreatment with weak
alkaline solutions the lignocellulose-containing material, preferably straw
chop, in a defibrator e.g. B. Pulper deliberately partially defibrated so that in
a single pass in addition to a non-defibrated straw chop a defi
amount of straw pulp is present. The formation of the shaped body is now
the excess water is sucked off, removed from the mold in a hollow mold without pressing pressure
dried at elevated temperature. The molded body already holds in the moist
Condition so tight that it is easy to handle. The best ratio of
Residual straw chop to straw fiber material depends on the end product to be manufactured
different and can easily be changed by changing the alkali concentration at the
Pretreatment and the intensity and duration of defibrillation in the pulper or
Mixer can be changed as desired. The alkaline pre-treatment serves
not only the defibrillation, but the caustic soda also affects the surface
che of the non-defibrated straw chop, so that also between fiber
and straw chopping matting take place, resulting in much higher strength
values.
Nun gibt es Formkörper, bei denen die Festigkeitswerte, die durch die Ver
filzung erreicht werden, nicht ausreichen. Die Festigkeiten können für solche
Formkörper dadurch erheblich gesteigert werden, daß man verhältnismäßig ge
ringe Mengen an Bindemittel der Faserstoff-Häcksel-Suspension zusetzt. Als
Bindemittel kommen bevorzugt Latex, Polyvinylacetat-Emulsionen, Wasserglas
und/oder deren Mischungen untereinander in Frage. Der Zusatz der Binde
mittel hat erstaunlicherweise überhaupt keinen verzögernden Einfluß auf die
Absauggeschwindigkeit.Now there are moldings in which the strength values, which are determined by the ver
felting are not sufficient. The strengths can be for such
Shaped body can be significantly increased by being relatively ge
Add small amounts of binder to the fiber chop suspension. As
Binders are preferred latex, polyvinyl acetate emulsions, water glass
and / or their mixtures with one another in question. The addition of the bandage
surprisingly, medium has no retarding influence at all
Suction speed.
Sofern man Bindemittel, z. B. aus Festigkeitsgründen zusetzt, kann man auch
eine Mischung von Naturhäcksel mit separat hergestelltem Faserstoff, bevor
zugt aus Altpapier, verwenden, denn das auf dem Faserstoff verteilte Binde
mittel erzeugt trotz geringer Mengen eine ca. zehnmal höhere Bruchfestig
keit als die reine Verfilzungsbindung. Ferner ist es auch dann noch möglich,
den Strohhäckselanteil durch andere Stoffe zu ersetzen, wie Holzschliff,
Holzmehl (insbesondere bei Verwendung von Polyvinylacetat- Emulsionen) oder
Glas- bzw. Kunststoff-Fasern. Zur Verbesserung der Wasserabweisung kann man
in bekannter Weise der Häcksel-Faser-Suspension Imprägniermittel und zur
Reduzierung der Entflammbarkeit des Formkörpers z. B. Harnstoff zusetzen.If you use binders, e.g. B. for strength reasons, you can also
a mix of natural chopped with separately made fiber before
pulls from waste paper, use, because the bandage distributed on the fiber
medium produces an approximately ten times higher breaking strength despite small quantities
speed as the pure matting bond. Furthermore, it is still possible
to replace the chopped straw part with other substances, such as ground wood,
Wood flour (especially when using polyvinyl acetate emulsions) or
Glass or plastic fibers. To improve water repellency you can
in a known manner the impregnating agent and the chopped fiber suspension
Reduction of the flammability of the molding z. B. Add urea.