DE4218549C1

DE4218549C1 - Dämmstoff auf Basis von Altrohstoffen und dessen Verwendung sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE4218549C1
Application number: DE19924218549
Authority: DE
Inventors: Gotthardt Thieme
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1992-06-05
Publication date: 1993-12-09
Anticipated expiration: 2012-06-06

Description

Die Erfindung betrifft einen Dämmstoff auf Basis von Altrohstoffen und dessen Verwendung, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Derartige Dämmstoffe sind als Füll-, Dämm-, Konstruktions- und/oder Isolationsmaterial im Bau- und Verpackungswesen, als Dämmaterial-Formteile, Ortschaum und Verpackungsmaterial anwendbar.

Bekannt sind Verfahren zur Herstellung von Dämmaterialien aus Altpapier und/oder Pappe, bei denen das Ausgangsmaterial zerkleinert, mit Zusatzstoffen vermischt und anschließend einem Formgebungsprozeß unterworfen wird. So wird in der DE-OS 34 20 195 ein derartiges Verfahren beschrieben, bei dem nach Zerkleinerung des Ausgangsstoffes Biopolymere oder Kunststoffe beigemischt werden. Durch Plastifizieren bzw. Flüssigkeitsverdampfung dieser Masse wird ein formbarer Dämmstoff erzielt. Neben einem hohen Energieaufwand bei dieser Verarbeitung, sind zur Erreichung einer Feuer- und Feuchtigkeitsresistenz weitere Zusätze bzw. eine nachfolgende Oberflächenbehandlung erforderlich. Beim nach DE-OS 33 07 736 hergestellten Dämmstoff, in dem Emulgatoren als Zusatzstoffe verarbeitet sind, ist nach mechanischer Verschäumung eine Verfestigung des Dämmstoffes durch Aufsprühen von Oberflächenleim beispielsweise notwendig.

Bekannt ist auch die Herstellung von Formkörpern aus hauptsächlich Wasserglasschaum mit einem geringen Anteil unterschiedlicher Füllstoffe. Das Aufschäumen erfolgt dabei durch mechanische Treibmittel oder durch Einbringen von Gasen, wie Luft oder Dampf. Da gerade beim Einsatz von Härtern sich bereits beim Vermischen der Aufbaukomponenten gallertartige Ausscheidungen bilden, die zu Problemen bei der Herstellung der Schaumstoffe führen, sind in der Literatur eine Vielzahl von Zusatzstoffen beschrieben. Dabei handelt es sich teilweise um speziell dem jeweiligen Herstellungsprozeß angepaßte, umfangreiche chemische Zusammensetzungen, wie z. B. in der DE- OS 32 27 580 beschrieben. Zusätze von Carbonsäurekohlensäureesterhydriden nach DE-OS 21 57 371 in definierter Zusammensetzung sollen eine anwendungsspezifische Verarbeitungszeit gewährleisten. Dabei muß jedoch die Feuchtigkeitsbeständigkeit des mit anorganischen bzw. organischen Beimengungen gebildeten Formstoffes kritisch bewertet werden. Der Einbau von Naturlatex-Dispersionen in den Wasserglasschaum nach DE-OS 30 45 404 soll dagegen die Verarbeitbarkeit als auch die Eigenschaften der hergestellten Formkörper verbessern. Anorganische Füllstoffe, auch in fasriger Form, können nach dieser Lösung nur in geringem Umfang verarbeitet werden und müssen genau definierte Eigenschaften aufweisen. Des weiteren schließt sich an die Bildung des Schaumstoffes ein längerer, energieaufwendiger Trocknungsprozeß an.

Aus der DD-PS 67 347 ist ein Baukörper aus cellulosehaltigen Abfallstoffen und anorganischen Bindemitteln bekannt, der als Ausgangsmaterial hauptsächlich Holzabfälle verwendet und auf diese Anwendung ausdrücklich ausgerichtet ist. Aufgrund der bindewidrigen Ausgangsstoffe ist dabei eine aufwendige Vorbehandlung mittels exothermer und zeitlich lang andauernder Lagerung notwendig. Auch wenn mit dieser Lösung bislang ungenutzte Frischholzabfälle einer ökologischen Verwertung zugeführt werden, eignet sich die mit dieser Lösung vorgeschlagene Technologie nicht zur Verarbeitung von Papier- und Pappabfällen sowie textiler Fasern. Das vorgeschlagene Verfahren würde zum Zerfall und zu einer teilweisen Kompostierung derartiger Abfall- und Faserstoffe führen.

In der DE-OS 19 60 059 ist ein Verbundstoff beschrieben, der im wesentlichen aus einer silikathaltigen Verbundbeschichtung von Faserbahnenmaterial besteht. An die Struktur, Länge und Oberflächengüte der Ausgangsstoffe werden dabei ganz definierte Forderungen gestellt, so daß diese Lösung die Verwendung von Abfällen, speziell von Altpapierabfällen ausschließt.

Aufgabe der Erfindung ist daher, einen aus Altrohstoffen bestehenden Dämmstoff mit weitem Anwendungsbereich zu schaffen, der zudem mit geringem verfahrenstechnischen und energetischen Aufwand ökologisch herstellbar ist. Dieser Stoff soll gleichzeitig eine problemlose Entsorgung nach Verbrauch ermöglichen, das heißt, in den natürlichen Kreislauf rückführbar sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht der erfindungsgemäße Dämmstoff im wesentlichen aus
50-70% zerfasertem Altpapier und/oder zerfaserter Pappe mit einem Anteil von 0-30% textiler, pflanzlicher oder anorganischer Fasern und
20-50% Alkalisilikat bezogen auf die Gesamtmasse des Dämmstoffes, wobei der Rest gegebenenfalls aus
0-30% Hilfsstoffen bezogen auf die Gesamtmasse des
Dämmstoffes besteht. Die textilen, pflanzlichen oder organischen Fasern weisen vorzugsweise eine Länge von 10 . . . 30 mm auf. Hilfsstoffe sind je nach Anwendungszweck Kalziumoxid, Zement, Quarzmehl, Kasein oder Farbstoff.

Die Herstellung des Dämmstoffes erfolgt erfindungsgemäß derart, das 50-70% bezogen auf die Gesamtmasse des Endproduktes zerfasertes Altpapier und/oder zerfaserte Pappe einschließlich eines Anteiles von 0-30% Fasern mit einer wäßrigen Lösung aus Wasserglas mit einem Feststoffgehalt von 20-50% bezogen auf die Gesamtmasse des Endproduktes vermischt werden. Entsprechend Anwendungszweck erfolgt die Zugabe der Hilfsstoffe zu dieser Mischung mit einem Anteil von 0-30% bezogen auf die Gesamtmasse des Endproduktes. Die derartig hergestellte, gießfähige Masse wird entweder direkt in Formen abgeschieden oder davor mittels Luft oder CO₂ verschäumt. Zur Beschleunigung der Aushärtung kann unmittelbar dem Schaum oder nach dem Ausformen der gießfähigen Masse oder des Schaumes eine organische Säure, vorzugsweise Essigsäure, zugesetzt werden. Die derart hergestellten Dämmstoffe werden einem gesonderten Trocknungsprozeß unterzogen.

Der erfindungsgemäß hergestellte Dämmstoff kann nachträglich in seinen Eigenschaften durch Beschichten oder Laminieren variiert werden. Möglich ist aber auch, dessen Festigkeit durch Einlagerung von druck- oder zugaufnehmenden Elementen zu erhöhen.

Anhand nachfolgendem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert:

Ausführungsbeispiel

Altpapier oder Pappe werden durch Aufraspeln mit einer Raspelscheibe/-trommel (Raspelnoppen 3-6 mm) in eine feinfaserige, wattige Form gebracht und mit nach bekannten Verfahren zerfaserten Lumpen mit einer Faserlänge von 10-30 mm gemischt. Dieses Fasergemisch wird nachfolgend in einem Rührwerk oder Mischer mit Wasserglas und CaO gemischt. Dabei betragen die Anteile der Mischung:

Wenn erforderlich, kann der Mischung Wasser und eventuell ein Schaummittel hinzugefügt werden, um zur besseren Verarbeitbarkeit eine dickbreiige Konsistenz zu erreichen.

Das fertige Gemisch wird in einem Extruder verdichtet und einem mit Luft oder CO₂ beaufschlagten Schaumstoff zur mechanischen Verschäumung zugeführt. Der entstandene Schaum wird auf einem Band abgeschieden und mit Essigsäure versetzt, daß entsprechend Bandgeschwindigkeit und Schaumauftrag sich in gewünschten Dicken plattenförmige Körper bilden, die dann einer Trocknung zugeführt werden.

Die so hergestellten Schaumstoffe weisen folgende Eigenschaften auf:

Untersuchungen zur Feuerresistenz ergaben, daß die Dämmstoffe nach Beispiel 1 und 2 einer direkten Flammeneinwirkung einer Stadtgasflamme über 3 min widerstanden, ohne zu brennen. Bei den Brennversuchen zeigte sich lediglich eine geringe Rauchgasentwicklung und im Bereich der Kernflamme traten Glasverschmelzungen mit leichten Randverkohlungen auf.

Statt der Hilfsstoffe CaO oder Zement können auch Quarzmehl, insbesondere zur Verbesserung der Schaumbildung, Kasein zur Erhöhung der Feuchtigkeitsbeständigkeit oder Farbstoff zur Farbgebung zugesetzt werden. Als textile Fasern eignen sich zerfaserte Lumpen, Glasfasern oder auch pflanzliche Fasern in Form von Gras, Stroh, Leinen usw.

Entsprechend Anwendungszweck können diese Schaumstoffe mit wetterschützenden Schichten aus Kalk-/Zementmörtel versehen werden, einen Farbanstrich erhalten oder mit Alufolie kaschiert werden.

Eine thermische Oberflächenbehandlung bis zur Verkohlung erreicht je Grad der Wärmebehandlung einen höheren Schutz gegen Feuchtigkeit und biologischen Befall.

Claims

1. Dämmstoff auf Basis von Altrohstoffen und fasrigen Rohstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß er aus
50-70% zerfasertem Altpapier und/oder zerfaserter Pappe mit einem Anteil von 0-30% textiler, pflanzlicher oder anorganischer Fasern und
20-50% Alkalisilikat bezogen auf die Gesamtmasse des Dämmstoffes zusammengesetzt ist, wobei der Rest aus
0-30% Hilfsstoffen bezogen auf die Gesamtmasse des
Dämmstoffes besteht.

2. Dämmstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Hilfsstoffe Kalziumoxid, Zement, Quarzmehl, Kasein oder Farbstoffe enthält.

3. Dämmstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern eine Länge von 10-30 mm aufweisen und aus zerfaserten Lumpen, Stroh, Gräsern oder Glasfasern bestehen.

4. Verfahren zur Herstellung von Dämmstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 50-70% bezogen auf die Gesamtmasse des Endproduktes zerfasertes Altpapier und/oder zerfaserte Pappe einschließlich eines Anteiles von 0-30% Fasern mit einer Wasserglaslösung mit einem Feststoffgehalt von 20-50% bezogen auf die Gesamtmasse des Endproduktes vermischt, dieser Mischung entsprechend Anwendungszweck gegebenenfalls die Hilfsstoffe mit einem Anteil von 0-30% bezogen auf die Gesamtmasse zugegeben werden und die derart hergestellte gießfähige Masse direkt in Formen abgeschieden oder zuvor mittels Luft oder CO₂ verschäumt und anschließend einem Trocknungsprozeß unterzogen wird.

5. Verfahren zur Herstellung von Dämmstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschleunigung der Aushärtung unmittelbar dem Schaum oder nach dem Ausformen der gießfähigen Masse oder des Schaumes eine organische Säure, vorzugsweise Essigsäure, zugesetzt wird.

6. Verwendung der nach Anspruch 4 hergestellten Dämmstoffe als Füll-, Dämm-, Konstruktions- und/oder Isolationsmaterial im Bau- und Verpackungswesen.