DK169184B1 - Varmeisoleringsplade, fremgangsmåde til fremstilling deraf og apparat til brug ved fremstillingen - Google Patents

Description

DK 169184 B1

Den foreliggende opfindelse omhandler en varmeisoleringsplade af formalet papir i en blanding med naturfibre, såsom jute eller lignende.

En varmeisoleringsplade af denne type er fx beskrevet i tysk 5 patentansøgning nr. DE-A-35 45 001. Her adskilles papir ved formaling i de enkelte cellulosefibre, indtil en uldagtig tilstand er nået, og blandes med 2-10 cm lange vegetabilske fibre eller animalske fibre. Fibrene sammenbindes af lim, som også er tilsat brandhæmmende eller rådhæmmende stoffer, idet 10 man presser blandingen i en form og hærder med varmedamp og efterfølgende tørring.

Varmeisoleringsplader af denne type indeholder højst ubetydelige andele af syntetiske kemikalier, og de er derfor særligt miljøvenlige og opfylder moderne byggebiologiske 15 krav. Et væsentligt problem ved fremstillingen af sådanne plader har været den hidtil uundgåelige inhomogenitet i slutproduktet, hvilket for det første formindsker den mekaniske styrke, og for det andet desuden bevirker en opløsning af sammenbindingen ved lagring og transport.

20 Den foreliggende opfindelse har derfor til formål at forbedre denne type varmeisoleringsplader og særligt at forøge disses mekaniske styrke, at sammenbinde fibrene mere holdbart og at tilvejebringe en fremgangsmåde samt et apparat hertil, hvormed plader af denne type kan fremstilles.

25 Varmeisoleringspladen ifølge opfindelsen fremstilles af en blanding af findelt og med rådhæmmende tilsætninger, fortrinsvis borater, forbehandlet avispapir eller lignende papir, der er fri for overfladebelægninger eller fyldstoffer, og naturlige fibre, og lim og/eller reaktionshjælpestoffer, 30 og varmeisoleringspladen er ejendommelig ved at det findelte papir foreligger i småstykker med en kantlængde på 1-5 mm, og at de naturlige fibre har en længde på 5-100 mm.

DK 169184 B1 2

Det har ved forsøg overraskende vist sig, at kantlængden og formen for det anvendte papir har afgørende indflydelse på kvaliteten af slutproduktet.

Ved en findeling af papiret i stykker, som har form af fnug 5 eller flager med de ovennævnte kantlængder, fremkommer der produkter, der ved deres kanter har en mængde små hår eller trævler, som ved sammenpresning hæfter sig særlig godt sammen med naturfibre, og fra hvilke ligninbestanddelen til sammenklæbning med naturfibrene er særlig let aktiverbar under 10 indvirkning af varme og fugtighed. I denne forbindelse forstyrrer fx de henholdsvis i eller på glittet papir eller glanspapir tilstedeværende fyldstoffer og overfladebelægninger, så at de anvendte papirsorter må være fri for sådanne stoffer. Avispapir (også med tryk) har vist sig særlig egnet, 15 fx den kvalitet, der i råstofhandelen har kvalitetsbetegnelsen »E 12".

Den nødvendige findeling i fnug- eller flageform med den nødvendige størrelse uden opløsning i de enkelte cellulosefibre lykkes særligt godt i en hammermølle, idet støvandelen i 20 det formalede produkt kan blive meget lav. Det har nemlig vist sig, at støvandele nedsætter styrken af isoleringspladen og forøger materialeforbruget.

Beskaffenheden af de anvendelige naturfibre er i vid udstrækning ukritisk. Således kan især jute, sisal, bomuld, kokos, 25 hør, som kan være genvindings- eller affaldsmateriale fra spinderier, eller oparbejdet materiale af strå eller træ eller dyrehår, såsom fortrinsvis uld, fortrinsvis med en længde på 5 - 100 mm, komme på tale. Som lim og reaktions-hjælpestoffer anvendes fortrinsvis balsamharpiks, såsom 30 kolofonium, stivelse eller ligninklæbemiddel, kautsjuk eller trasscement, gips, aluminiumsulfat og vandglas. Fremstillingen af pladerne kan således foregå på den måde, at substanserne blandes og gøres løse, hældes i en form, kompri-meres til den ønskede rumvægt og behandles med varm luft 35 og/eller varm damp og tørres.

DK 169184 B1 3

Herved sker der især det, at de i papiret indeholdte lignin-bestanddele aktiveres og udnyttes som bindemiddel.

En særlig effektiv fremgangsmåde består ifølge opfindelsen i, at man først forblander papirflager og fibre, blæser blandin-5 gen ind i en blandebeholder og i modstrøm indfører lim eller lim og reaktionshjælpemiddel, eventuelt i form af en vandig opløsning, derefter gør blandingen løs, ved et frit fald fører den til en formestation og komprimerer den, hvorefter den behandles med varm luft eller varm luft og damp og tør-10 res.

Herved bliver komponenterne bevæget mod hinanden med en høj relativ hastighed, så at der sikres blandingen en stor homogenitet. Limen og eventuelt også reaktionshjælpestofferne kan indsprøjtes i flage- eller fiberstrømmen i pulverform, i 15 smeltet form eller som vandig opløsning og sætter sig i det væsentlige på overfladen af de små dele.

På grund af de nødvendigvis høje strømningshastigheder sker der en vis forkomprimering og en udretning af fibrene, hvilket på grund af mekanisk omrøring igen ophæves. Det således 20 opnåede løsgjorte produkt indføres derefter ved et frit fald i formestationen og komprimeres så. Herved opnås blandt andet, at fibrene kommer til at ligge meget jævnt fordelt i formhulrummet, og at blandingsforholdene i høj grad kan holdes konstante.

25 Desuden opnås der under komprimeringen til pladeform en ønsket udretning af fibrene og en sammenhægtning eller sammenfiltring af fibrene og flagerne, hvilket giver en bedre sammenbinding og formindsker limbehovet. Den komprimerede masse bliver derefter behandlet med varm luft eller varm luft 30 og damp, hvorved limbestanddelene bliver flydende og senere afbindes.

Da støvandele som allerede omtalt virker forstyrrende, foreslås det, at modstrømsblandingen af flager, fibre og limbe- DK 169184 B1 4 standdele udføres i en cyklonseparator, idet substanserne tilføres i det væsentlige tangentielt og støv centralt føres bort sammen med luft i opadgående retning.

Den derefter samlede og atter mekanisk omrørte blanding kan 5 under det frie fald ned i formestationen behandles med varm damp (eller varm luft, hvis den i fibrene indeholdte fugtighed er tilstrækkelig), for at strække og kvælde fiberbestand-delene, da dette, alt efter fibrenes natur, kan forbedre det færdige produkt.

10 Omrøringen eller løsgørelsen og separeringen af bestanddelene før indføringen i formen er af væsentlig betydning. Det foreslås derfor desuden (kontinuerligt) at samle den ved modstrøm fremstillede blanding af komponenterne i en med et løsgørende blandeorgan forsynet beholder, at udsluse blandin-15 gen ved hjælp af en sluse, fortrinsvis en cellehjulssluse, i en faldskakt, og dér på ny at blande og omrøre blandingen.

På denne måde undgås uønsket klumpdannelse med stor sikkerhed og homogeniteten af strukturen garanteres.

"Afbindingen" af pladerne foregår under mekanisk pressetryk, 20 hvorunder varm damp eller varm luft eller begge dele, afhængigt af den eksisterende og den til aktivering af den anvendte lim nødvendige fugtighed, under overtryk ledes gennem det pressede materiale. Derefter foregår der tørring, hvilket fx kan ske ved gennemledning af tørreluft, der også 25 kan suges igennem til frembringelse af et undertryk og til fremskyndelse af fordampningen.

Fremgangsmåden kan ved indfyldningen varieres på den måde, at man fremstiller forskellige blandinger i separate blandings-indretninger og pålægger disse lagvis efter hinanden og oven 30 på hinanden og derefter sammenpresser. De yderste lag kan da have højere lim- og papirindhold for at gøre disse mere glatte eller for at kachere ved hjælp af limen eller - alt DK 169184 B1 5 efter anvendelsen - for at forøge indholdet af længere eller kortere fibre.

Til en kontinuerlig fremstillingsmetode foreslås det at afgive det af faldskakten udløbende materiale på et trans-5 portbånd (med huller), hvortil hører et ovenover forløbende med huller forsynet bånd (overbånd). Det sidstnævnte bånd har et skråt, i transportretningen indsnævret indtrækningsområde, som nedsænkes til det ønskede mål for pladetykkelsen, og i hvilket tilledningen for varm damp og/eller varm luft og 10 tørrestationen udmunder.

Da materialet ved transport på et bånd yder en stor modstand, foreslås det, at produkter, der skal komprimeres, også medløbende føres ved siderne, fx af selvstændige bånd.

Apparatet ifølge opfindelsen omfatter en cyklon med tangenti-15 el tilføring af fiber/flageblandingen for oven og omtrentligt overfor beliggende modstrømsindføring af limbestanddele.

Denne blanding roterer perifert og når ned til bunden af cyklonen, hvor den samler sig og overvåges af en fyldningsindikator. For oven findes der filterposer til fjernelse af 20 støv.

I opsamlingsområdet er der placeret roterende aksler med kamlignende fremspring, hvorunder der befinder sig en cellehjulssluse, som doserer materialet til et yderligere blande-organ, idet det eventuelt kan udsættes for damp. Neden for 25 det sidstnævnte blandeorgan er der en faldskakt og under denne en fyldestation, og ved udgangen kan der være anbragt afstrygeraksler.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret under henvisning til tegningen.

30 En cyklon 1 har to mod hinanden rettede, i det væsentlige tangentielle materialeindløb. Et indløb 2 tjener til indføring af en forblanding af papirflager og naturfibre. Denne DK 169184 B1 6 forblanding indeholder de væsentlige stoffer, dvs. ud over fibre og papirflager fx også de rådhæmmende stoffer, som allerede kan tilsættes papiret ved formalingen.

Ved hjælp af en trykdyse 3 bliver lim i pulverform, som 5 smelte eller i vandig opløsning indblæst i den roterende blanding. En forrådsbeholder 4 med en blander 5 og en doseringsbeholder 6 med snekkeføder 7 tjener til fremstilling af limen. Ved snekkeføderen er der tilsluttet en trykforstøver 8, som udmunder i trykdyseri 3. Materialetilførselen 10 foregår fortrinsvis luftfattigt og med høj hastighed, hvortil der forefindes egnede indretninger.

Det under materialetilførselen til cyklonens indre frembragte overtryk tjener samtidigt til fjernelse af støv via filterposer 9 foroven på cyklonen 1.

15 Cyklonen er udstyret med en fyldningskontrol 11, der lukker for materialetilførselen før overfyldning. Ved bunden af cyklonen 1 er der anbragt blandeorganer i form af aksler 10 med kamlignende fremspring, som homogeniserer materialet og ved konstant bevægelse forhindrer en for tidlig afbinding af 20 limen. Neden under disse kamaksler 10 findes der en sluse, fortrinsvis en cellehjulssluse 12, som doserer materiale ind i en faldskakt 13. Neden under cellehjulsslusen kan der være placeret en dampforsyning 14, som tjener til en forkvældning og strækning af fibrene.

25 Neden under cellehjulsslusen 12 ved indgangen til faldskakten 13 er der igen placeret blandeorganer, også her fortrinsvis i form af aksler 10 med kamlignende fremspring, som ligeledes holder materialet i konstant bevægelse og findeler det i faldskakten 13.

30 Denne faldskakt 13 er fortrinsvis således udformet, at den udvider sig nedefter for at forhindre en sammenklumpning af limbestanddele ved tilsætning i opløst eller smeltet form.

Ved bunden af faldskakten er der ligeledes en fyldningskon- DK 169184 B1 7 trol 15, og derunder findes formestationen, som her er udført som flere foroven åbne formkasser 16. Materialet løber som helt løst materiale ned i disse kasser 16. Kasserne 16 er lejret forskydeligt.

5 Efter fyldning af en kasse føres denne til en presse 17, i hvilken det løse indhold komprimeres til den ønskede rumvægt. Pressen består på simpel måde af en metalplade, der ligesom kasserne er forsynet med huller og har samme mål som kasserne, og som anbringes på indholdet og trykkes ned.

10 Hulpladen kan forblive på kassen indtil afformningen, men det er også muligt i de følgende trin under nedtrykningen og afbindingen at pålægge hver sin hulplade. Herved opstår en ønsket orientering og sammenhægtning af fibrene, hvilket mekanisk styrker sammenbindingen.

15 Der, hvor formkasserne 16 kommer ud af faldskakten 13, kan der være anbragt afstrygeraksler 18, som sørger for en ensartet fyldningsgrad.

Da blandingsbestanddelenes faldhastighed er forskellig, sker der ved hver benyttelse af faldskakten en ubetydelig for-20 ringelse af sammenblandingen, fordi de hurtigst faldende komponenter når først frem.

Apparatet skal derfor fortrinsvis indkøres og holdes i kontinuerlig drift.

Efter pressen 17 følger temperatur- og fugtighedsbehandlings-25 trinene. Først kan der ved 19 indblæses varm luft og varm damp til aktivering af limen og de aktiverbare ligninbestand-dele.

Derefter kan der ved et indløb 20 indblæses trykluft til tørring, og så ved et yderligere indløb 21 enten tilføres 30 yderligere tørreluft, hvis afgangsluft kan tjene til for- DK 169184 B1 8 tørring i indløbet 20, eller der kan ved hjælp af vakuumudsugning 21 tørres for strukturfysisk restfugt.

Formkasserne sendes efter afformningen i kredsløb.

Hvis afstrygerakslerne 18 er udformet sådan, at de kan ind-5 stilles i højden, kan fyldningsgraden reguleres ved hjælp af disse.

Temperatur- og fugtighedsstyringen sker fortrinsvis på følgende måde:

Gennem åbningerne i den neden under beliggende hulplade 10 indføres der under tryk en blanding af varm luft og varm damp, hvis temperatur og blandingsforhold er regulerbart.

Så snart den indstrømmende gasblanding har fortrængt luften fra det af låget let komprimerede flage-råmateriale, frembringes der ved drøvling af udsugningsventilen et overtryk, 15 der fremmer den efterfølgende befugtning af flage-fiber-limblandingen.

Gasblandingen tilføres formen, indtil der er opnået en opvarmning af materialet til lige under kogepunktet for den deri indeholdte væske. Fugtigheden skal være tilstrækkelig 20 til at muliggøre opnåelse af den ønskede afbinding og reaktion, inklusive reaktiveringen af den i papiret indeholdte lim.

Så snart denne fugtighed i materialet er opnået (fortrinsvis i det nedre område af intervallet mellem 10 og 25 vægtprocent 25 vandoptagelse), afsluttes tilførselen af damp-luft-blanding, overtrykket udlignes, og der frembringes et undertryk gennem sugelåget.

Den fornyede fordampning af fugtigheden tilvejebringes ved drøvlet tilførsel af varm luft fra bundelementet og eventuelt 30 ved yderligere opvarmning, og den dannede damp-luftblanding DK 169184 B1 9 suges bort gennem det pladeformede legeme, der er ved at tørre, og ind i sugelåget, hvilket giver anledning til dannelse af et undertryk.

Ved at benytte denne proces varer tørringen af pladerne ikke 5 så længe, som hvis fugtigheden også skulle diffundere ud af det indre af pladerne gennem salte og fibermateriale, men fugtigheden bliver af luftstrømmen, der samtidig medfører fordampningsenergi, ført væsentligt hurtigere ud af pladen.

En yderligere del af fordampningsenergien vil bidrage til 10 styring af trykket i den lukkede form.

En fugtrest, der kun overstiger den til bygning anvendelige fugtighed (på ca. 10 vægtprocent) i ubetydelig grad, kan forblive i pladen. Så snart fugtigheden er faldet så meget, kan pladen eftertørre og udtages af formen og emballeres.

15 En ønsket kachering med fugtigheds- eller vindbeskyttende bygningspapir kan foretages på dette tidspunkt.

Behandling af den fugtige plade med varm luft kan eventuelt bevirke en efterhærdning af visse klæbemidler, fx ligninklæ-ber.

2 0 Hele anlæggets energiøkonomi kan optimeres ved minimering af varmetabet ved varmeisolering af varmeførende ledninger og overflader og ved gode tætninger samt ved genvinding af varme fra eftertørringen af pladerne, fra kondensationsvarmen i den fugtige afgangsluft fra tørringen og fra varmluft-varmdamp-25 overskuddet fra damppåføringen.

Dampblandingen kan også fås ved efteropvarmning af den fugtige afgangsluft fra tørringen (dampholdig), hvorved fugtigheden føres i kredsløb.

Claims (14)

1. Varmeisoleringsplade fremstillet af en blanding af findelt og med rådhæmmende tilsætninger, fortrinsvis borater, forbehandlet avispapir eller lignende papir, der er fri for over-5 fladebelægninger eller fyldstoffer, og naturlige fibre, og lim og/eller reaktionshjælpestoffer, kendetegnet ved, at det findelte papir foreligger i småstykker med en kantlængde på 1-5 mm, og at de naturlige fibre har en længde på 5-100 mm.

2. Varmeisoleringsplade ifølge krav 1, kendetegnet ved, at papiret støvfattigt, fortrinsvis støvfrit, er findelt i en hammermølle.

3. Varmeisoleringsplade ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den som naturlige fibre inde- 15 holder fibre af jute, sisal, bomuld, kokos, hør, som kan være genvindings- eller affaldsmateriale fra spinderier, eller oparbejdet materiale af strå eller træ eller dyrehår, fortrinsvis uld.

4. Varmeisoleringsplade ifølge et hvilket som helst af krave-20 ne 1-3, kendetegnet ved, at der som lim og reaktionshjælpestoffer anvendes balsamharpiks, såsom kolofonium, stivelses- eller ligninklæber, kautsjuk eller trasscement, gips, aluminiumsulfat og vandglas.

5. Fremgangsmåde til fremstilling af varmeisoleringsplader ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at man først forblander papirflager og fibre, indblæser blandingen i en blandingsbeholder og i modstrøm tilsætter lim eller lim og reaktionshjælpestoffer 30 eventuelt i form af en vandig opløsning, derefter løsgør blandingen, under frit fald bringer den til en formestation og komprimerer den, og derefter behandler og tørrer den med varm luft eller varm luft og damp. DK 169184 B1 11

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at man tilfører fibre og papirflager tangentielt i en cyklonseparator, i modstrøm gennem en dyse tilfører lim og eventuelt reaktionshjælpestoffer, cen-5 trait i opadgående retning udtager luft og støv og løsgør den på denne måde forbehandlede blanding, som herefter føres til en formestation, idet fibrene eventuelt behandles med varm damp.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 5 eller 6, 10 kendetegnet ved, at man samler blandingen af fibre, papir og lim eller reaktionshjælpestoffer i en med løsnende blandingsorganer forsynet forrådsbeholder, ved hjælp af en (cellehjuls)sluse fører den ind i en faldskakt, dér på ny blander og løsner produktet og lader det risle ind i 15 formestationen.

8. Fremgangsmåde ifølge mindst et af kravene 5-7, kendetegnet ved, at man komprimerer det løst ifyldte materiale til den ønskede tæthed og fra bunden tilfører varm luft og varm damp, ved temperaturer på mere end 20 160°C aktiverer lim og eventuelt reaktionshjælpestoffer og i papiret tilstedeværende limstoffer og derefter lader det under komprimeringstryk stående materiale afbinde og tørre ved gennemledning af luft.

9. Fremgangsmåde ifølge i mindst et af kravene 5-8, 25 kendetegnet ved, at der fra separate fyldestatio-ner efter hinanden fyldes forskellige blandinger i formene.

10. Fremgangsmåde ifølge mindst et af kravene 5-8, kendetegnet ved, at blandingen lægges på et cirkulerende hulbånd og komprimeres ved hjælp af et skråt ind- 30 trækkende, ligeledes med huller forsynet overbånd, idet sidebegrænsningen eventuelt ligeledes er udformet medløbende. DK 169184 B1 12

11. Fremgangsmåde ifølge mindst et af kravene 5-10, kendetegnet ved et blandingsforhold for komponenterne papir:fiber:lim og reaktionshjælpestoffer på fra 4:4:1 til 5:2:2.

12. Apparat til brug ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 5-11, kendetegnet ved, at det har en cyklon (1) med en foroven anbragt støvfjerner (9), en derunder anbragt tangentiel, luftfattig tilførsel (2) til forblanding af papirdele, 10 fibre og rådhæmmende tilsætninger, en modstrømsdyse (3) for lim og reaktionshjælpestoffer samt flere aksler (10) med kamlignende fremspring og en derunder anbragt cellehjulssluse (12), og at der under cellehjulsslusen er anbragt yderligere aksler (10) med kamlignende fremspring, under hvilke der 15 befinder sig en faldskakt (13), der fortrinsvis udvider sig nedefter og udmunder i en formestation (16).

13. Apparat ifølge krav 12, kendetegnet ved, at formestationen (16) er udformet diskontinuerligt arbejdende med på hinanden følgende 20 separate forme og en trykplade (17), der kan sættes på formene, idet forme og trykplade er hullede, og at der i transportretningen efter faldskakten (13) findes en tilførsels-station (19) for varm luft og varm damp og i tilslutning til denne en eller flere tørrestationer (20, 21) med tvangsluft-25 føring.

14. Apparat ifølge krav 12, kendetegnet ved, at formestationen omfatter et hullet omløbende bundbånd og et skråt forløbende, ligeledes hullet overbånd, mellem hvilke bånd den ihældte blanding 30 trækkes ind og komprimeres, og som begge er begrænset til siderne, eventuelt medløbende, og at der i tilslutning til komprimeringsområdet findes en varm luft- og eventuelt en varm damptilførsel samt en tørrestation med tvangsluftføring.