DE3922382C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Formteil mit räumlicher Formge­ bung aus lignocellulosehaltigen Fasern gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung.

Formteile mit räumlicher Formgebung aus lignocellulosehalti­ gen Spänen und Fasern sind bekannt. Ihre Herstellung bei den geforderten Festigkeiten erfolgt vorzugsweise im Preß­ verfahren, d. h. an den Streuvorgang schließt sich der Vor­ gang des Pressens an. Die Festigkeiten der so hergestellten Formteile reichen auch für größere Abmessungen. Es handelt sich dabei meistens um kunstharzgebundene Formteile mit Harzanteilen von 4 bis 20%. Diese Formteile sind teuer. Bei der Verbrennung solcher Formteile werden umweltbelastende Stoffe emittiert. Beides ist nachteilig.

Daneben sind Formteile aus lignocellulosehaltigen Fasern bekannt (poröse Faserplatten), die im Gießverfahren, ohne anschließendes Pressen so hergestellt werden, daß die Faser- Suspension in einen Gießkasten eingebracht wird und das überschüssige Wasser anschließend mittels Vakuum oder durch Schwerkraft ausgetrieben wird. Diese Platten weisen eine Festigkeit auf, die, durch die geringe Materialdichte be­ dingt, nicht für eine breite Palette von Anwendungen aus­ reicht. Werden daraus räumliche Formteile von größeren Ab­ messungen hergestellt, in denen eventuell auch schwerere Gegenstände transportiert werden müssen, reichen die Festig­ keiten nicht aus. Will man höhere Festigkeiten erreichen, so müssen die Wandungen und der Boden solcher Formteile eine unverhältnismäßig große Wandstärke aufweisen. Diese Ge­ sichtpunkte sind nachteilig, sie begrenzen die Anwendbar­ keit, bzw. Verwendbarkeit solcher Formteile. So ist z. B. die Sarg-Industrie darauf angewiesen, Särge aus Massivholz her­ zustellen, da die Verwendung von Särgen aus lignocellulose­ haltigen Spänen und Fasern bisher aus den obengenannten Gründen (keine Emissionsfreiheit, hohe Kosten, nicht ausrei­ chende Festigkeiten) scheiterte.

Es ist ein Herstellungsverfahren für Formteile aus lignocel­ lulosehaltigen Fasern bekannt (VDI-Nachrichten Nr. 32/12. August 1988). Danach wird ein wäßriger Brei aus lignocellu­ losehaltigem Material in eine Gießform gegossen und das Was­ ser anschließend mit Vakuum abgesaugt. Die Rohmasse trocknet in einem Trockenkanal. Bei dieser Vorgehensweise ist es wichtig, daß das entstehende Druckgefälle gleichmäßig über den ganzen Querschnitt der Form wirkt. Geschieht dies nicht, so entsteht ein Formteil mit ungleichmäßiger Dicke und Mate­ rialdichteverteilung. Um dies zu vermeiden, werden bei der Herstellung von Fliesen/Faserplatten entsprechende Leitble­ che eingesetzt. Bei Herstellung von Formteilen besteht diese Möglichkeit nicht. Somit weisen die nach dem bekannten Ver­ fahren hergestellten Formteile aus Faserguß ungenaue Abmes­ sungen und ungleiche Dichteverteilung auf. Dies ist nachtei­ lig.

Aus der DE-OS 14 36 934 ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mit faseriger Textur bekannt. Danach wird ein Tauchelement in eine Suspension einge­ taucht und der Wirkung einer Saugkraft ausgesetzt, wodurch die festen Suspensionsbe­ standteile an den Wänden des Tauchelementes ausgeschieden werden. Danach wird das Tauchelement herausgenommen und einer gleichzeitigen Wirkung von Saug- und Druckkraft ausgesetzt. Anschließend wird der nunmehr von dem Tauchelement abgelö­ ste Gegenstand einer Saugwirkung, einer mechanischen Druck- und Temperatureinwir­ kung ausgesetzt. Schließlich wird der so erhaltene Gegenstand mechanisch bearbeitet. Bei diesem Verfahren handelt es sich um ein mehrstufiges Herstellungsverfahren, wel­ ches besonders zeit-, geräte- und arbeitsaufwendig ist. Die geschilderte Kompliziertheit dieses Verfahrens ist nachteilig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Formteil und ein Verfahren zu seiner Herstellung so auszugestalten, daß das Formteil durch einen einfachen Herstellungsvorgang erhalten wird und auch bei einer komplizierten Profilierung unter Einhaltung gleichmäßiger Dichteverteilung und Abmes­ sungen kontrollierbare Festigkeiten aufweist.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Hauptanspruchs und des Verfahrensan­ spruchs gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.

Durch die Herstellung des Formteiles nach dem erfindungsge­ mäßen Verfahren derart, daß die Wasser-Bindemittel-Faser- Suspension unter Druck in eine Form gegossen wird, wird er­ reicht, daß ein Formteil mit gleichmäßiger Dichteverteilung sowohl im bodenseitigen Teil als auch in den Wandungen ent­ steht. Auch bei Formteilen mit einer komplizierten Profi­ lierung ist dadurch eine gleichmäßige Dichteverteilung im gesamten Formteil erreichbar. Durch die variable Einstellung des Druckes und des Unterdruckes kann ein Formteil mit ge­ wünschter Festigkeit erhalten werden. Des weiteren ist durch die Druckanwendung erreichbar, daß bei einem aus Boden und Wandungen bestehenden Formteil die Stärke des Bodens und der Wandungen kontrollierbar ist. Durch das Gießen unter Druck und gleichzeitiges Absaugen des Überschußwassers mit­ tels einer Vakuumpumpe wird wesentlich weniger Vakuum benö­ tigt als beim Gießen ohne Druck. Somit sinkt der Energiebe­ darf. Die durch Gießen mit Druckanwendung hergestellten Form­ teile weisen keine Stellen auf, die nicht genügend verdich­ tet sind und dadurch die Festigkeit des Formteiles senken. Durch die Anwendung des Druckes kann der Faserstoffgehalt der Suspension erhöht werden, so daß das Volumen des zu gießenden Materials wesentlich kleiner ist als beim Gießen ohne Druck. Das gesamte Herstellungsverfahren dauert durch die Druckanwendung wesentlich kürzer als vergleichbare Ver­ fahren ohne Druckanwendung. Die Wirtschaftlichkeit des Her­ stellungsprozesses kann auf diese Weise also wesentlich ge­ steigert werden. Außerdem werden bei gleichgroßen Formteilen bei Gießen unter Druck kleinere Formabmessungen benötigt als beim Gießen ohne Druckanwendung.

Gemäß Lösungsvorschlag des Anspruchs 2 wird erreicht, daß die Steifigkeit des Formteiles erhöht wird. Die Einlegung von Armierungen bereitet bei der Herstellung gemäß dem er­ findungsgemäßen Verfahren keine Schwierigkeiten.

Die Dichte der erfindungsgemäßen Formteile beträgt vorzugs­ weise 150 kg/m³ bis 350 kg/m³.

Das erfindungsgemäße Formteil kann ähnlich wie Massivholz veredelt und verarbeitet werden.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß die gewünschte Material­ dichte durch die zu dosierende Fasermasse und die Bestimmung des anzuwendenden Druckes und Unterdruckes möglich ist. Die­ se vorgegebene Materialdichte kann nach dem erfindungsgemä­ ßen Verfahren genau eingehalten und den Anforderungen, die an das fertige Formteil gestellt werden, angepaßt werden.

Die Trocknung des Teiles findet bei vorzugsweise 180°C statt. Bei Teilen von einer mittleren Wandstärke von etwa 2 cm beträgt die Trocknungszeit ca. eineinhalb bis zwei Stun­ den.

Verbleibt das Formteil während des Trocknungsprozesses in der Form, so werden durch die Zugspannungen während der Trocknung auftretende konvexe Wandverformungen in Richtung Formteilmitte verhindert.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei aus Boden und Wan­ dungen bestehenden Formteilen in zwei Schritten durchgeführt werden, d. h. im ersten Schritt wird der Boden gegossen und das überschüssige Wasser aus dem Boden ausgetrieben und im zweiten Schritt werden die Wandungen gegossen mit anschlie­ ßender Entwässerung. Dieses Verfahren ist dann besonders vorteilhaft, wenn es sich um Formteile mit einer flächenmä­ ßig großen Bodenausdehnung handelt.

Die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nicht zuletzt wesentlich dadurch gesteigert, daß die Wasser- Bindemittel-Suspension im Recyclingverfahren verwendet wird.

Die zur Herstellung der Formteile verwendete Faser-Suspen­ sion kann aus 100% Defibrator-Holzfaserstoff mit pflanzli­ chen Bindemitteln bestehen. Es ist vorteilhaft, wenn das Binde- und Klebemittel mit Wasser eine neutrale kolloidale Lösung bildet, wobei zugleich die Funktion eines Suspendier­ mittels erfüllt wird.

Erfindungsgemäß kann die Form aus zwei Teilen bestehen, ei­ ner Innen- und einer Außenform. Diese vorteilhafte Ausbil­ dung kommt besonders dann zum Tragen, wenn unter Beibehal­ tung der äußeren Abmessungen die Wanddicke, bzw. die Boden­ dicke des Formteiles variiert werden soll. Diese kann gemäß dem Lösungsvorschlag des Anspruchs 13 über den Abstand zwi­ schen den beiden Formen eingestellt werden.

Die Außenform besitzt vorteilhafterweise bodenseitige und seitliche Perforationen. Diese erlauben einen einfacheren Entwässerungsvorgang durch Unterdruck.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur auf Herstellung von Formteilen kleinerer Abmessungen beschränkt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können sowohl Formteile mit ei­ ner komplizierten Profilierung hergestellt werden als auch Formteile, die eine Größenordnung von einigen Metern besit­ zen. Dies ist dadurch möglich, weil aufgrund der Druckanwen­ dung während des Gießverfahrens wesentlich höhere Festigkei­ ten des Formteiles erreicht werden als beim Gießen ohne Druck. Außerdem kann die Festigkeit des Formteiles durch die Variation des Drucks und des Unterdrucks den Anforderungen entsprechend eingestellt werden. Das erfindungsgemäße Ver­ fahren kann bevorzugt zur Herstellung von Formteilen für die Sargindustrie angewendet werden. Daneben eignet sich dieses Verfahren unter anderem zur Herstellung von Formteilen für die Verpackungsindustrie, dem Gärnereibedarf oder auch zur Herstellung von Formteilen für Isolationszwecke.

Claims (11)

1. Formteil mit räumlicher Formgebung, insbesondere Sarg für Erd- oder Feuerbestattung aus lignocellulosehaltigen Fasern, vorzugsweise 100% Defibrator-Holzfaserstoff mit pflanzlichen Bindemitteln, insbesondere Stärke und/oder Methylcellulose, erhältlich durch Gießen von Wasser- Bindemittel-Faser-Suspension unter Druck in eine Form, weitgehendes Austreiben des Wassers und der in diesen eingebundenen Bindemittel aus der Suspension mittels Unterdruck und anschließende Trocknung und Wärmevergütung des Formtei­ les bei erhöhter Temperatur.

2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den äußeren- und/oder inneren Schichten, bodenseitige oder seitliche Armierungen aus Gewebe, vorzugsweise Textilgewebe eingelegt sind.

3. Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdichte 150 kg/m³ bis 350 kg/m³ beträgt.

4. Verfahren zur Herstellung von Formteilen mit räumlicher Formgebung aus li­ gnocellulosehaltigen Fasern, mit pflanzlichen Bindemitteln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wasser-Bindemittel-Faser-Suspension unter Druck in eine Form gegossen wird, und daß das Wasser und die in diesem einge­ bundenen Bindemittel mittels Unterdruck weitgehend ausgetrieben werden und das Formteil bei erhöhter Temperatur getrocknet und vergütet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdichte über die zu dosierende Fasermasse und/oder über die variable Höhe des Druckes und des Unterdruckes bestimmbar ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung bei einer Temperatur von 180°C stattfindet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil während des Trocknungs- und Vergütungspro­ zesses in der Form verbleibt.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei aus Boden und Wandungen bestehenden Formteilen zuerst der Formteilboden unter Druck gegossen und das Wasser samt der darin eingebundenen Bindemitteln mittels Unterdruck weitgehend ausgetrieben wird und dann weitere Suspension für die Wandungen in die Form unter Druck gegossen und anschließend mittels Unterdruck entwässert wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Form zweiteilig ausge­ bildet ist und aus einer Innen- und Außenform besteht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenform bodenseitige und seitliche Perforatio­ nen aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteilwanddicke über den Abstand zwischen der Außen- und Innenform eingestellt wird.