DE4431755C2 - Sandwichplatte aus Stärkeschaum - Google Patents

Sandwichplatte aus Stärkeschaum

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Description

Die Erfindung betrifft eine biologisch abbaubare Sandwichplatte auf der Basis von Stärkeschaum und ein Ver­ fahren zu deren Herstellung.
Bekannt sind Verbundmaterialien bzw. Verbund­ platten, die einen Kern aufweisen, der mit Polyurethan­ schaum oder Polystyrolschaum umhüllt ist. Derartige Kunst­ stoffe sind in der Entsorgung problematisch, da sie prak­ tisch nicht verrotten und erst nach einem Sortiervorgang recyclebar sind.
Aus der DE 42 28 779 C2 ist ein Schichtverbundmate­ rial bekannt, bei dem die Schichten aus gehärteten Stärke­ schaum und einem weiteren Schichtmaterial bestehen. Das Verfahren zur Herstellung des Stärkeschaumes und des Schichtverbundmaterials läuft mehrstufig ab. Ferner ist ein Aushärten des Stärkeschaumes vorgesehen, um die Ver­ bindung mit dem weiteren Schichtmaterial herzustellen.
Die DE 42 28 779 C2 zeigt ein biologisch abbaubares Schichtverbundmaterial auf Basis von gehärtetem Stärkeschaum und ein mehrstufiges Verfahren zu seiner Herstellung, während dem zunächst eine flüssige Stärkesuspension her­ gestellt wird, die mit einem weiteren Schichtmaterial in einer temperatur- und druckgesteuerten Expansionsformanlage aufgeschäumt, getrocknet und ausgehärtet wird und sich dabei mit dem weiteren Schichtmaterial verbindet.
Die DE 43 17 697 A1 zeigt einen Baudämmstoff aus nach­ wachsenden Rohstoffen und ein Verfahren zu seiner Herstellung, wobei der Baudämmstoff aus einer Hülle und einer Füllung aus Stärkeschaumflocken, Stärkeschaumform­ körpern oder Stärkeschaumplatten besteht und die Herstellung der Füllung und Fertigstellung des Baudämmstoffelementes in zwei voneinander getrennten Prozessen erfolgt.
Die WO 92/16584 A1 betrifft eine biologisch abbaubare Polymermischung auf Basis destrukturierter Stärke mit synthetischen Additiven zur Herstellung von Formteilen nach Verfahrenstechniken für thermoplastische Kunststoffe.
Die DE 35 31 248 C2 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer im wesentlichen aus einem polymeren Material A bestehenden Schaumstoffbahn oder -matte, die zur direkten Kaschierung, insbesondere Flammkaschierung, mit weiteren Bahnen oder Matten auch aus solchen Materialien B geeignet ist, die sich gewöhnlich zur direkten Kaschierung mit Schaumstoffbahnen oder -matten aus einem Material A nicht eignen.
Die DE 28 26 729 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Bauteilen aus Plastikmaterial, wobei ein Kern aus einem extrudierten Schaummaterial auf beiden Seiten mit faserförmigem Verstärkungsmaterial versehen wird, ferner auf mindestens einer Seite des Bauteiles eine Schicht aus kompaktem Plastikdeckmaterial aufgebracht wird und das noch nicht ausgehärtete Bauteil durch eine Walzeneinheit geleitet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine biologisch abbaubare Sandwichplatte bereitzustellen, die vielseitig anwendbar ist und deren Herstellungsverfahren einfach und kostengünstig ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
Bei der Lösung der Aufgabe geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, ein Sandwichmaterial mit einem biologisch abbaubaren Deckmaterial aus Papier und/oder Pappe und/oder Folie und einem Kern aus extrudiertem Stär­ keschaum bereitzustellen, das in einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt wird, wobei ein Stärkeschaum aus stabförmigen oder sich schlangenförmig windenden Strängen in einem Extrusionsverfahren erzeugt, in situ zwischen Papier- bzw. Kartonbahnen und/oder Folie eingebracht und in einer kontinuierlich arbeitenden Rollenpresse verpreßt und verarbeitet wird. Die Anzahl der Papier- und Stärkeschaumschichten ist beliebig. Das nach diesem Ver­ fahren erhaltene Sandwichmaterial wird bei Querschnitten unter 20 mm und einer weichen, flexiblen Einstellung des Stärkeschaumes endlos als Rollenware gefertigt. Bei harter Einstellung des Stärkeschaumes und/oder Querschnitten, die größer als 20 mm sind, werden die Sandwichplatten nach dem Preßvorgang auf Format geschnitten.
Je nach Anforderungsprofil des Sandwichmaterials kann das spezifische Gewicht des Stärkeschaumkerns 10 bis 250 kg/m3 und das Flächengewicht der Papier- und/oder Karton- und/oder Foliendeckschichten 10 bis 800 g/m2 be­ tragen. Die von dieser Erfindung zur Verfügung gestellten Sandwichplatten erfüllen den gleichen Anwendungszweck als Verpackungsmaterial, als Baumaterial zur Kälte-, Wärme- oder Schallisolation, als Transport- und Stoßschutz, als Display und Träger für Plakate, Poster, Bilder und Auf­ drucke und sind im Papierkreislauf recyclebar.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Sandwichplat­ ten liegen vor allem auch darin, daß sie mit einem ein­ fachen Verfahren herstellbar sind, bei dem alle Verfah­ rensschritte kontinuierlich ohne Zwischenstufen ablaufen und das einfach umstellbar ist, so daß bei Bedarf sofort eine entsprechend geformte starre oder elastische Sand­ wichplatte bereitgestellt werden kann, die z. B. eine ge­ wünschte Wärme- oder Kältedämmung oder auch Stoßabsorp­ tionseigenschaft aufweist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: das Verfahrensprinzip zur Herstellung erfin­ dungsgemäßer Sandwichplatten,
Fig. 2: eine Ansicht auf die Extrusionsanlage, die stab­ förmige Stärkeschaumstränge als Kern für die er­ findungsgemäße Sandwichplatte ausbringt und
Fig. 3: eine Ansicht auf die Extrusionsanlage, die sich schlangenförmig windende Stärkeschaumstränge als Kern für die erfindungsgemäße Sandwichplatte ausbringt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung besteht eine erfindungsgemäße Sandwichplatte aus einem Stärkeschaumkern 1, der an seiner Ober- und Unter­ seite mit einem Schichtmaterial 2 verklebt ist. Das Schichtmaterial 2 besteht vorzugsweise aus biologisch ab­ baubarem Material, wie aus Folien aus modifizierter Stärke, Papier und/oder Pappe bzw. Karton.
Wie Fig. 1 zeigt, weist eine Anlage zur Her­ stellung einer erfindungsgemäßen Sandwichplatte eine Ex­ truderanlage 3 auf, in welcher Stärkeschaum hergestellt wird und anschließend durch eine Düse als stabförmige Stränge 5 (Fig. 2) oder sich schlangen­ förmig windende Stränge 6 (Fig. 3) ausgebracht wird. In der jeweils hergestellten Form bilden die Stränge 5, 6 den Stärkeschaumkern 1 der Sandwichplatte. Unmittelbar nach dem Extrudieren wird der Stärkeschaumkern 1 zwischen zwei Bänder des Schichtmaterials 2 eingebracht. Dazu wird das Schichtmaterial 2 von zwei übereinander an­ geordneten Rollen 7 kontinuierlich abgerollt, über Um­ lenkrollen 8 gespannt und horizontal übereinanderlaufend bis zu einem bestimmen Abstand zusammengeführt. Das Schichtmaterial 2 weist dazu eine bestimmte Mindestreiß­ festigkeit auf. Der Stärkeschaumkern 1 wird in Abrollrich­ tung zwischen das Schichtmaterial 2 eingebracht, an­ schließend in einer Rollenpresse 9 mit dem Schichtmaterial 2 in Kontakt gebracht und zu einer Sandwichplatte ver­ preßt. Während dieses Vorgangs besitzt der Stärkeschaum­ kern 1 noch eine Mindestrestfeuchte aus dem Extrusionsver­ fahren, so daß die Klebeeingenschaft der Stärke aktiviert bleibt und eine Verbindung mit dem Schichtmaterial 2 her­ gestellt wird. Der Feuchtigkeitsentzug der Stärke kann während der Extrusion speziell eingestellt werden, oder der Stärkeschaumkern 1 kann auch vor dem Verbinden mit dem Schichtmaterial 2 an seinen Kontaktflächen befeuchtet wer­ den. Nach dem Verlassen der Rollenpresse 9 wird das Sand­ wichmaterial auf Rollen aufgewickelt oder auf Länge ge­ schnitten und gestapelt. Besonders bietet sich das Aufrol­ len bei Sandwichplatten mit elastischem Stärkeschaumkern 1 und einer Dicke unter 20 mm an, während dickere Sandwich­ platten vorteilhafterweise gestapelt werden können. Mit diesem Verfahren sind Sandwichplatten mit beispielsweise speziellen Wärmedämmwerten oder Stoßabsorptionseigenschaf­ ten herstellbar. Je nach Verwendungszweck der Sandwich­ platten kann der Stärkeschaumkern 1 eine bestimmte Dichte und Elastizität aufweisen oder Hohlräume in der Sandwich­ platte bilden, wie beispielsweise bei der Verarbeitung von Stärkeschaumsträngen 5, 6. Ferner können mehrere Schichten von Stärkeschaumkernen 1 und Schichtmaterial 2 übereinan­ der verklebt werden. Zur Veränderung gewünschter Eigen­ schaften können beispielsweise die Rezeptur der im Extru­ sionsverfahren verarbeiteten Rohstoffe oder die Verfah­ rensschritte des Extrusionsverfahrens selbst hinsichtlich des zeitlichen Ablaufs oder des Temperaturprofils verän­ dert werden. Vorzugsweise besitzt das erfindungsgemäße Sandwichmaterial einen Stärkeschaumkern 1 mit einem Raum­ gewicht von etwa 10 bis 250 kg/m3 und ein Schichtmaterial 2 mit einem Flächengewicht von 10 bis 800 g/m2.
Die erfindungsgemäßen Sandwichplatten können als Verpackungsmaterial, als Baumaterial zur Wärme-, Kälte- oder Schallisolation, als Transport- und Stoßschutz, als Display und Träger für Plakate, Poster, Bilder und Auf­ drucke, sowie als konstruktive Erzeugnisse für die Möbel-, Automobil-, Bau- und Verpackungsindustrie, den Gartenbau und die Landwirtschaft, verwendet werden.

Claims (8)

1. In einem kontinuierlichen Verfahren hergestellte Sandwichplatte bestehend aus
  • 1. einem elastischen oder gehärteten Stärkeschaumkern aus extrudierten stabförmigen (5) oder sich schlangenförmig windenden Strängen (6),
  • 2. und mindestens einem Schichtmaterial (2).
2. Sandwichplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtmaterial (2) aus biologisch abbaubarem Material besteht, vorzugsweise aus modifizierter Stärke, Papier und/oder Pappe bzw. Karton und/oder Folie.
3. Sandwichplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stärkeschaumkern (1) ein Raum­ gewicht von 10 bis 250 kg/m3 und das Schichtmaterial (2) ein Flächengewicht von 10 bis 800 g/m2 besitzt.
4. Verfahren zum Herstellen einer Sandwichplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit den Schritten:
  • a) Herstellen des Stärkeschaumes in einer Extruderanlage (3) und Ausbilden des Stärkeschaumkerns (1), der als stabförmige Stränge (5) oder als sich schlangenförmig windende Stränge (6) extrudiert wird,
  • b) unmittelbar darauffolgend kontinuierliches Einbringen des Stärkeschaumkerns (1) in situ zwischen das Schichtmaterial (2) und
  • c) Verdichten des Stärkeschaumkerns (1) und gleich­ zeitiges Verbinden mit dem Schichtmaterial (2) zum Ausbilden der Sandwichplatte.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stärkeschaum mit einem Raumgewicht von 10 bis 250 kg/m3 extrudiert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stärkeschaumkern (1) mit einem Schichtmaterial (2) aus biologisch abbaubarem Material, vorzugsweise aus modifizierter Stärke, Papier und/oder Pappe bzw. Karton und/oder Folie verbunden wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei harter Einstellung des Stärke­ schaumkerns (1) und/oder einer Dicke der Sandwichplatte von mehr als 20 mm an den Verfahrensschritt (c) anschließend die Sandwichplatte auf eine vorbestimmte Länge geschnitten wird.
8. Verwendung der Sandwichplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bzw. hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, als Baumaterial zur Wärme-, Kälte-, Schall- und Schockabsorption, als Verpackungsmaterial für Transport- und Stoßschutz, als Display und Träger für Plakate, Poster, Bilder, und als konstruktive Erzeugnisse für die Möbel-, Automobil-, Bau- und Verpackungs­ industrie, den Gartenbau und die Landwirtschaft.
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