EP3860819A2 - Werkstoff - Google Patents

Werkstoff

Info

Publication number
EP3860819A2
EP3860819A2 EP19794889.6A EP19794889A EP3860819A2 EP 3860819 A2 EP3860819 A2 EP 3860819A2 EP 19794889 A EP19794889 A EP 19794889A EP 3860819 A2 EP3860819 A2 EP 3860819A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fibers
filler
palm
processing device
lamellae
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19794889.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Edgar Dechantsreiter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Biosource Project & Co Kg GmbH
Original Assignee
Biosource Project & Co Kg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Biosource Project & Co Kg GmbH filed Critical Biosource Project & Co Kg GmbH
Publication of EP3860819A2 publication Critical patent/EP3860819A2/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/04—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27J—MECHANICAL WORKING OF CANE, CORK, OR SIMILAR MATERIALS
    • B27J1/00—Mechanical working of cane or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27L—REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
    • B27L11/00—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor
    • B27L11/005—Tools therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27L—REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
    • B27L11/00—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor
    • B27L11/007—Combined with manufacturing a workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27L—REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
    • B27L11/00—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor
    • B27L11/08—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor of wood fibres, e.g. produced by tearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27L—REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
    • B27L7/00—Arrangements for splitting wood
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27L—REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
    • B27L7/00—Arrangements for splitting wood
    • B27L7/02—Arrangements for splitting wood using rotating members, e.g. rotating screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/007—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres and at least partly composed of recycled material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/18—Auxiliary operations, e.g. preheating, humidifying, cutting-off

Definitions

  • the invention relates to a material with components from palm plants, a processing device for processing raw vegetable products, preferably palm plants, and a method for producing a material.
  • a material can be produced from the raw products, for example plant waste.
  • the trunk is freed of “dead” palm fronds in the bottom row at mostly annual intervals. After several years, the parts of the so-called swivel sleeves that remain on the trunk during maintenance are also removed.
  • Processing devices for palm waste are known.
  • the trunk is usually used and chopped into wood chips.
  • the wood chips are pressed together with other materials to form boards. However, these are not very stable.
  • the stems and / or leaves of the palm are also not used. It is therefore an object of the invention to provide a material and to improve a processing device of the type mentioned at the outset in such a way that large quantities of raw vegetable products, in particular stems and / or leaves of the palm, are added in a simple and inexpensive manner new materials can be processed.
  • the material can in particular be an injection molded part and / or a foamed material.
  • the material is preferably a basic material for further industrial processing. To a certain extent, a processed raw material is produced.
  • the material comprises or consists of reinforcing fibers and a plastic matrix.
  • the reinforcing fibers and / or the plastic matrix comprise or consist of a palm material.
  • the starting material for the palm plants comes in particular from date, coconut and / or oil palms.
  • the elongated stems which are also called panicles, and / or leaves can be processed.
  • Palm panicles in particular comprise fibers made of cellulose and hemicellulose, which is the reinforcement for the tensile and flexural strength.
  • a matrix of parenchyma, predominantly lignin and other substances, is arranged between the fibers. ensures the pressure resistance.
  • the raw product preferably comes from the care of the plants, so that no plant is harvested, no tree is felled and / or no plantation has to be cleared.
  • the reinforcing fibers of the material can consist of a palm material and can be brought together with a plastic matrix, which can consist of conventional plastic or of palm material.
  • a plastic matrix which can consist of conventional plastic or of palm material.
  • These fibers made from palm material can be used in large quantities as filling and / or reinforcing materials in the manufacture of Fiber Reinforced Plastic (FRP) products, which are manufactured, for example, by injection molding, as a bio-based substitute material, for example glass fibers.
  • FRP Fiber Reinforced Plastic
  • plastic matrix is also made of palm material, then preferably all of the components of the material can be produced biologically.
  • the plastic matrix can include palm material.
  • the reinforcing fibers can then be e.g. conventional glass fibers can be used.
  • the proportion of reinforcing fibers in the workpiece can be in particular between 25 and 75 percent by weight.
  • the reinforcing fibers comprise shredded lamellas and / or leaves of palm trees.
  • the reinforcing fibers are therefore purely biological.
  • the leaves are preferably palm leaves.
  • the leaves are also frayed in particular.
  • so-called penetration conveyors can be used for sheets in order to achieve the best possible connection between the reinforcing fiber and the matrix.
  • the proportion of leaves ie the proportion of the further vegetable raw product
  • the proportion of leaves can be between 5 and 60 percent by weight, for example between 25 and 40 percent by weight.
  • the proportion can be between 25 and 30 percent by weight and / or between 30 and 40 percent by weight.
  • the length of the reinforcing fibers is a maximum of 30 mm, 25 mm, 20 mm, 15 mm, 10 mm, 5 mm, 4 mm, 3 mm, 2 mm, 1 mm or less.
  • Ultra short fibers can have a length equal to or less than 2 mm.
  • ultra-short fibers are particularly common in fiber digestion. Alternatively or additionally, however, these can also be produced by milling fibers from fractions of greater length. This can be done, for example, using a disk mill.
  • Short fibers with a length between 3 mm and 10 mm can also be produced.
  • medium-long fibers with a maximum length of 30 mm, preferably between 11 mm and 25 mm, can also be produced.
  • These short or medium long fibers can also be used in the manufacture of FRP products, e.g. are manufactured using the injection molding process and are used as bio-based reinforcing fibers.
  • the fibers are placed in a so-called matrix made of plastics, e.g. Polymers and / or elastomers, embedded.
  • longer fibers can e.g. be used for fiber composite materials.
  • the plastic matrix comprises a filler from palm trees, in particular parenchyma.
  • both fibers of different lengths and the undifferentiated filler, in particular (marrow) parenchyma, stored between the fiber strands of the palm panicle are obtained.
  • the filler detaches from the fibers of the panicles split into lamellae during mechanical processing in the fiber digestion process and can be separated as a powdery substance, e.g. sucked off.
  • the filler is dissolved during the defibration.
  • the filler can be completely or at least partially separated, ie removed. For example, at least 70%, 80%, 90% or 95% of the filler can be removed.
  • the fibers are at least substantially free of filler.
  • This material contains lignin, starch, tannin and / or glucose as ingredients.
  • the filler can be used as a base material for the production of biopolymers and / or bio-plastics for a wide variety of applications.
  • Mineral ingredients for example silicates, are also contained in the material obtained, which has an advantageous effect in many applications, in particular with regard to the fire behavior of the products produced therefrom.
  • Biopolymers and / or bio-plastics are used in a variety of areas, e.g. in consumer items, packaging materials and / or insulating materials. Biopolymers and / or bio-plastics can also be used in industrial applications, in particular in the automotive industry.
  • foamed materials can be made from it.
  • a suspension can be produced from the material, which is then physically and / or chemically, e.g. by foaming gas. Curing and / or drying by heat can then take place.
  • the invention also relates to the use of the filling material as an insulating material.
  • the filling material can be used as a fire protection material.
  • the invention further relates to the use of a material according to the invention as an injection molded part.
  • the invention also relates to a processing device for processing, in particular elongated, vegetable raw products, preferably palm plants.
  • the raw products come in particular from date, coconut and / or oil palms.
  • the elongated stems which are also called panicles, can be be tested.
  • These raw products accumulate in large quantities as waste in care.
  • the raw product preferably comes from the care of the plants, so that no plant is harvested, no tree felled and / or no plantation has to be cleared.
  • the processing device comprises a splitting device for splitting the raw products into elongated lamellae.
  • the length of the raw products, the lamellas and / or the defibrated lamellas, i.e. the fibers can be, for example, at least 5 cm, 6 cm, 7 cm, 8 cm,
  • the raw products are split lengthways. In particular, there is no chopping into chips or fine chips.
  • the processing device has a defibration device for defibrating the lamella and / or leaves into fibers.
  • a defibration device for defibrating the lamella and / or leaves into fibers.
  • little pressure is preferably exerted on the lamellae, since the filler parenchyma, i.a. with the ingredients starch, lignin and / or tannin, would have a negative effect on the material.
  • the lamellae are preferably oriented at right angles, lengthways or as desired to the conveying direction.
  • the processing device has a separation device for separating a filler from the fibers.
  • the filler is separated from the fibers, e.g. aspirated.
  • the separation device can be designed as a suction device.
  • the filler which dissolves or precipitates during defibration, can be sucked off.
  • the suction device can in particular be integrated into the defibration device and / or be connected downstream of the defibration device as a separate component.
  • the separation device is preferably provided in the region of the fiberizing device and / or between the fiberizing device and a further treatment device and / or further processing device.
  • pulverulent material that precipitates during fiberization or fiber disruption can be separated or suctioned off. Due to the ingredients such as e.g. Starch, glucose, tannin and / or lignin, this material can be used as a raw material for material use, e.g. as bio-plastic or foamed as non-flammable insulating material, or used for energy generation. In particular, electricity and process heat can be generated from biogas and / or methanol. The material can e.g. can be used as feed.
  • conveying devices e.g. Conveyor belts may be provided.
  • the processing device in particular forms a unit, i.e. the raw products are fed to the individual devices one after the other in order to finally obtain the filler.
  • the processing device can be used to process large quantities of raw vegetable products, in particular stems and / or leaves of the palm tree, in a simple and inexpensive manner.
  • the splitting device comprises a set of knives with one or more blades arranged in parallel and / or in a grid.
  • the raw products are preferably oriented parallel to the conveying direction and are pushed through the knife set.
  • the blades are preferably also oriented parallel to one another and / or parallel to the conveying direction. For example, at least 1,
  • the raw products are split up and form elongated lamellae.
  • the raw products are particularly easy to split because there is no firm bond between the fibers.
  • the blade spacing can preferably be between 1 mm and 10 mm, in particular between 2 mm and 5 mm, particularly preferably between 3 mm and 4 mm.
  • the resulting slats are correspondingly thick.
  • the raw products can first be bundled by a feed device, for example by vertically oriented bundling rollers.
  • the axes of rotation of the bundling rollers can preferably be oriented at right angles to the conveying direction or conveying surface.
  • Two bundling rollers can e.g. be arranged side by side on opposite sides of a conveyor.
  • the raw products can be pressed by the knife set over two horizontally oriented rollers arranged one above the other.
  • the axes of rotation of the horizontal rollers can preferably be oriented at right angles to the conveying direction or parallel to the conveying surface and / or at right angles to the axes of rotation of the bundling rollers.
  • an admixing device for admixing another vegetable raw product, in particular leaves, is provided between the splitting device and the chamfering device.
  • This raw product also preferably comes from palm plants, e.g. the oil, coconut and / or date palm.
  • palm plants e.g. the oil, coconut and / or date palm.
  • all plant waste from the palm tree preferably the entire palm fronds including stems and leaves, can be used.
  • the further vegetable raw product e.g. the leaf material can preferably be added in metered amounts to the split lamellae.
  • the dosing enables a homogeneous distribution.
  • the further vegetable raw product is fed to the defibration device together with the split lamellae and also defibrated.
  • the defibration device comprises a friction device.
  • a friction device With fiber disruption by friction, little or no pressure is applied the slats and / or the leaf material exercised.
  • the fibers are released from the natural structure without, for example, the fillers of the palm panicle, for example parenchyma, being pressed. Pressure on the material would result in the undifferentiated filler, which is embedded between the fibers of the panicle, being pressed against the fiber and thereby sticking to it.
  • Compressed and / or pressed filler leads to negative effects on the material.
  • the connection with the matrix decreases.
  • the material can also have an adverse swelling behavior.
  • the filler preferably detaches from the fibers and can e.g. be sucked off.
  • the friction device comprises at least two friction devices arranged one above the other.
  • the lamellae and / or blades are transported in the conveying direction between the rubbing devices in the conveying direction. These are preferably oriented at right angles, lengthways or at will to the direction of conveyance.
  • the rubbing devices preferably grip the lamella and / or leaves from below and from above.
  • the friction devices are preferably corrugated and / or profiled.
  • the structure of the reaming device significantly improves the defibration process.
  • the friction devices can have the same corrugation or the same profile. Alternatively, these can also be corrugated or profiled differently. In particular, the friction devices can have the same or a different sense of rotation. In this way, the slats and / or leaves are moved up and down, for example, in the same direction.
  • the rubbing devices can have or consist of conveyor belts, rollers and / or disks.
  • the conveyor belts can in particular comprise chain plates. If the friction devices are designed as rollers, a plurality of rollers can also be arranged one behind the other in the conveying direction.
  • the distance between the friction devices decreases in the conveying direction.
  • the space for the lamellas and / or leaves is becoming increasingly narrow, so that they finally fray.
  • the space between the friction devices preferably narrows conically.
  • the speeds of the friction devices are different.
  • the speed of the top grater e.g. at least 1, 1 times, 1, 2 times, 1, 3 times, 1, 4 times, 1, 5 times, 1, 6 times, 1, 7 times, 1, 8 times, 1, 9 times, 2 times, 2 , 5 times, 3 times, 4 times, 5 times, 6 times, 7 times, 8 times, 9 times or 10 times, greater than the speed of the lower friction device.
  • a sensor device e.g. a fiber sifter is provided for analysis of the shredded lamellae, the speed of at least one friction device being controllable by means of a control device on the basis of the data determined by the sensor device.
  • the fiber thickness or fiber fineness and / or the degree of chamfering can be measured. If the result is insufficient, the control device can regulate or control the speed of at least one friction device accordingly.
  • the speed can be increased or decreased.
  • the speed of the lower friction device can in particular correspond to the normal conveying speed and / or remain the same.
  • the speed of the lower friction device can be regulated, the speed of the upper friction device remaining the same.
  • the speeds of the upper and lower friction devices can also be regulated.
  • a sorting device for sorting the fibers.
  • the fibers can in particular be sorted according to their length.
  • it can be sorted into ultra-short fibers, short fibers and medium-long fibers.
  • the sorting is carried out mechanically and / or pneumatically.
  • the same suction device can be used as for the filler.
  • a separate suction and / or blowing device is also conceivable.
  • the fibers obtained from the lamellas of the palm panicles and the palm leaves can in particular be mechanically, e.g. by sieving and / or pneumatic, e.g. by blowing, are sorted.
  • the fibers can be divided into fractions.
  • the fibers can in particular be used in any length, ie fraction.
  • a grinding device in particular a disc mill, hammer mill and / or friction plate mill, is provided for grinding the fibers.
  • the fibers can be shortened as required.
  • short or ultra-short fibers can be produced from long or medium-long fibers.
  • ultra-short fibers can be produced from short fibers.
  • a further treatment device is provided for the further treatment of the filler and / or the fibers to form a material.
  • the material can e.g. to be an injection molded part.
  • an injection molded part is formed from the fibers with a biological or non-biological plastic matrix.
  • an injection molded part can be produced from a plastic matrix made of filler with biological or non-biological reinforcing fibers.
  • Both the reinforcing fibers and the plastic matrix preferably consist of palm material.
  • only one component can consist of palm material.
  • the reinforcing fibers can be glass fibers.
  • the further treatment device comprises a foaming device for foaming the filler.
  • a suspension can be produced from the material, which is then physically and / or chemically, e.g. by foaming gas. This can then be cured and / or dried by heat, comparable to polystyrene.
  • the foamed filler can be used in particular as a non-combustible insulating material.
  • the invention therefore also relates to the use of a filler made of palm material as an insulating material.
  • the invention also relates to a method for processing, in particular elongated, vegetable raw products, preferably palm plants, in particular with a processing device according to the invention.
  • the raw products resulting from the care can e.g. be delivered to collection points.
  • the material can be processed here for the first time.
  • the so-called frond sleeve can be cut, for example using a cross saw.
  • the resulting dust can in particular be extracted.
  • the frond sleeve contains relatively little fiber material in relation to the mass and is therefore only of limited suitability for the method according to the invention, although this is fundamentally possible.
  • the frond sleeve is chopped into chips in a chopper and e.g. stored. This material is then used in other production areas.
  • the palm fronds can be brushed with heavy dirt, e.g. Sand to be cleaned. If necessary, a preventive spraying with a fungicide is then preferably carried out to avoid the formation of mold.
  • heavy dirt e.g. Sand to be cleaned.
  • a preventive spraying with a fungicide is then preferably carried out to avoid the formation of mold.
  • the raw products are split into elongated lamellae.
  • the lamellae and / or leaves are fiberized into fibers and the filler is separated from the fibers.
  • a material in particular an injection molded part, is formed from the fibers and / or the filler.
  • the filler is foamed.
  • a penetration conveyor is provided.
  • a spray device can be provided for spraying the penetration conveyor onto the palm tree, in particular the panicles and / or the leaves.
  • the material can optionally be sprayed with a chemical solution that dissolves the natural wax layer on the surface of the material, i.e. the cuticle, in particular both the stems and the leaves. This significantly improves the connection to the matrix.
  • the surface of the panicles and / or especially the leaves consists of a layer of wax.
  • Wax acts as a release agent on many binders, ie fiber components with wax do not form a secure bond.
  • a chemical penetrate conveyor for example an alkyl carboxamide, can be used in the manufacturing process.
  • the palm leaves which, in contrast to the panicles, consist almost exclusively of stable fibers, can be mechanically separated from the panicles, for example by means of a knife rotor.
  • the resulting dust can in particular be extracted.
  • the leaves can be shredded together with the panicles.
  • the leaves can be pressed into compact bales in a baler, which reduces the storage volume and simplifies storage and / or transport.
  • the panicles can be cut, in particular cut, to a defined length in one pass.
  • the length can depend in particular on the size of the defibration device.
  • the panicles can then be bundled.
  • the panicles cut to the defined length can form the elongated, vegetable raw products.
  • the raw products are split into elongated lamellae.
  • the raw products are not chopped into wood chips and / or fine chips before fiber digestion, but the natural fibers, which e.g. Giving the palm fronds enormous stability are retained as long fibers in order to transfer the positive material properties to the material.
  • the stems are pressed lengthwise, for example by a set of knives, whereby the compact stalk is split into elongated lamellae. In this way, the fibers are exposed.
  • another vegetable raw product such as the previously separated leaves, can now be mixed in.
  • the admixing can in particular be carried out in a metered manner to obtain a homogeneous distribution.
  • the slats and / or leaves are then defibrated.
  • the fibers are released from the natural structure.
  • the pure fibers are obtained in particular without the ingredients of the panicle which have a negative effect on the end product.
  • the fiber is broken down at least essentially by friction, so that, if possible, no pressure is exerted on the material.
  • the fibers obtained can, for example, be re-sorted and used for further use.
  • the shredded lamellae and / or sheets or the filler are then further processed into a material.
  • the elongated fibers can also be further processed into a material.
  • the invention also relates to a material which is obtained by the method according to the invention.
  • Fig. 1 is a schematic plan view of an embodiment of a
  • Fig. 2 is a plan view of an embodiment of a splitting device
  • Fig. 3 is a sectional view taken along line A-A of the
  • Fig. 4 is a side view of an embodiment of a
  • FIG. 5 is a plan view of the defibration device according to FIG. 4,
  • Fig. 6 is a perspective view of an embodiment of a
  • Fig. 7 is a perspective view of an embodiment of a
  • FIG. 9 is a sectional view of a palm panicle split into lamellae
  • Fig. 11 is a sectional side view of an embodiment of a
  • Fig. 12 is a front view of shredded slats
  • Fig. 13 is a schematic representation of the manufacturing process.
  • Fig. 1 shows a processing device in which elongated, vegetable raw products 10, e.g. Panicles of palm trees are fed to a splitting device 14 in the conveying direction (see arrow) via a conveyor device designed as a conveyor belt 12.
  • a processing device in which elongated, vegetable raw products 10, e.g. Panicles of palm trees are fed to a splitting device 14 in the conveying direction (see arrow) via a conveyor device designed as a conveyor belt 12.
  • the raw products 10 split into lamellae are then deflected by a further conveying device 12 and are now transverse to the conveying direction.
  • the split panicles 10 and leaves 18 enter a defibration device 20 and are defibrated there.
  • an optional separation device 22 which e.g. can be formed as a suction device, powdery materials can be separated.
  • the pulverulent material can be processed further in a further treatment device 80.
  • the filler 64 can be foamed. This material can then serve as an insulating material, for example.
  • ultra-short, short and / or medium-long fibers can be separated by means of a separation device 82 and sorted by their length by means of a sorting device 84.
  • the fibers and / or filler 64 may e.g. processed into injection molded parts.
  • a further processing device 24 can follow for further processing of the shredded panicles 10 and leaves 18.
  • the further processing device 24 comprises a binding device designed as a gluing device 26.
  • a continuous pre-press 28 of the further processing device 24 the glued panicles 10 and leaves 18 are pressed into raw mats.
  • An optional diagonal saw 30 can cut the raw mats.
  • the raw mats can e.g. are buffered in a buffer 32.
  • the raw mats can be glued in a mat gluing device 34.
  • a dosing device 36 follows, which can comprise a balance.
  • the glued raw mats are pressed in a main press 38.
  • the bulk density and / or the thickness of the material is defined by the main press 38 using high pressure and / or high heat.
  • An outlet belt and / or a cooling star 40 follows.
  • the materials can be stacked by means of a stacking device 42.
  • the stacking device 42 can in particular have a ripening storage for the materials.
  • the materials can be destacked, ground, sawn and / or separated, for example.
  • the sawing can take place in particular by means of a multi-blade saw. Dust can be extracted.
  • the knife set 44 comprises a plurality of blades oriented parallel to one another and / or parallel to the conveying direction.
  • the raw products 10 are pressed lengthwise through the knife set 44.
  • these can first be bundled by two vertically oriented bundling rollers 46.
  • the distance between the bundling rollers 46 and / or the degree of bundling can e.g. can be adjusted hydraulically and / or pneumatically.
  • FIGS. 4 and 5 show detailed views of a defibration device 20 with two rubbing devices 50.
  • an alignment device 52 can be provided for parallel positioning of the supplied material.
  • the rubbing devices 50 are e.g. designed as corrugated conveyor belts.
  • the distance between the rubbing devices 50 becomes smaller and smaller in the conveying direction.
  • the panicles 10 and / or leaves 18 conveyed transversely to the conveying direction are thus frayed by friction.
  • the upper rubbing device 50 can in particular rotate counterclockwise, while the lower rubbing device 50 can rotate clockwise.
  • the speed of rotation of the upper friction device 50 is preferably substantially higher than the speed of rotation of the lower friction device 50.
  • the quality or fineness of the fibers can be checked in a sensor device designed as a fiber classifier 54.
  • the fibers obtained can be used again be sorted.
  • the determined data can also be used to adapt the speed of at least one friction device 50, preferably the upper friction device 50.
  • FIG. 6 shows a material designed as a bar 56 with elongated, shredded slats 58, that is to say fibers, from palm trees and a binder 60.
  • the shape of the material 56 is basically arbitrary. For example, instead of bars 56, plates or the like can also be formed.
  • the binder 60 can in particular be a mixed resin, e.g. Urea formaldehyde.
  • the material in addition to shredded fins 58, can also be e.g. Have melamine-formaldehyde as binder 60.
  • the material 56 can be used as a binder 60 e.g. Have polyvinyl acetate with a hardener and a formaldehyde scavenger.
  • the material 56 can optionally also have leaves 18 as a further vegetable raw product.
  • the sheets 18 can preferably also be frayed.
  • Material 56 in particular forms a fiber composite material. For example, this can have been produced in a processing device according to the invention.
  • FIG. 7 shows an insulating material 62 which can be produced by foaming filler 64.
  • the filler 64 may e.g. be sucked off during the production of a material 56.
  • the filler 64 can be ground, for example by means of a friction disk mill, and / or a liquid, for example water, can be added.
  • the ground filler 64 is mixed with the liquid to form a suspension, for example starch and / or lignin to be released.
  • the mixing can take place in particular by means of a pan mill and / or a mixer.
  • a physical foaming agent e.g. Knitted fabric and / or sodium are added.
  • the mixture therefore foams.
  • the liquid evaporates by heating and the insulating material 62 remains.
  • the shape of the insulating material 62 is basically arbitrary.
  • plates can be molded.
  • molded parts can also be produced, e.g. for packaging and / or vehicle construction.
  • the insulating material can have a raw density between 72 and 250 kg / m 3 .
  • FIG. 8 shows a sectional view of a palm panicle 10 with fibers 58, filler 64, in particular parenchyma, and a wax layer 68, in particular cuticle.
  • the palm panicle 10 has been split into lamellae 70.
  • the fibers 58 are in a natural composite with the filler 64.
  • the fibers 58 are at least partially exposed by the cleavage.
  • the slats 70 can now be separated.
  • An isolated lamella 70 is shown in FIG.
  • the lamella 70 is shredded in the defibering device 20, the natural bond being broken up by friction and thereby being separated into elongated fibers 58 and filler 64 in the form of powdery material.
  • bamboo does not fiberize the slats obtained, but instead they are either directly or after being squeezed with binders and pressed into one material.
  • the waxy cuticle is usually removed, for example mechanically detached, so that gluing is possible at all.
  • Heat treatment for example carbonization, is also frequently carried out.
  • palm trees however, the cuticle in particular does not have to be removed before the chamfering. No heat treatment is necessary either.
  • FIG. 12 shows a front view of the shredded lamellae 58.
  • These fibers 58 can in particular be produced from the palm panicle 10 by means of fiber disruption by the action of friction. Here, the natural bond is broken, whereby stable, elongated fibers 58 which are as pure as possible are obtained.
  • Panicles 10 and / or leaves 18 are fed to a splitting device 14.
  • a defibration device 20 e.g. a pulping device by means of a grating device.
  • Filler 64 can already be separated by means of a pre-screen 86.
  • pre-mill 88 e.g. a friction plate mill, comminution can take place.
  • Additional filler 64 can be separated by means of a secondary sieve 90.
  • a grinding plant 92 with, for example, a fine mill, e.g. Hammer mill, the fibers can be ground to the desired size.
  • An optional fiber classifier 54 can then be provided, which the
  • the fibers 58 can finally be packaged or used for subsequent use.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Werkstoff, insbesondere Spritzgussteil und/oder aufgeschäumtes Material, umfassend Verstärkungsfasern und eine Kunststoffmatrix, wobei die Verstärkungsfasern und/oder die Kunststoffmatrix ein Palmmaterial umfassen.

Description

Werkstoff
Die Erfindung betrifft einen Werkstoff mit Bestandteilen aus Palmengewächsen, eine Be- arbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten pflanzlicher Rohprodukte, vorzugsweise von Pal- mengewächsen, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Werkstoffs.
Aus den Rohprodukten, beispielsweise Pflanzenabfällen, kann ein Werkstoff hergestellt werden.
Bei der Pflege bzw. Kultivierung von Palmen, beispielsweise von Dattelpalmen, Kokospal- men und/oder Ölpalmen, entstehen große Mengen an schwer verrottenden Pflanzenabfäl- len.
Eine nachhaltige, regelmäßige Pflege der Pflanzen ist nicht nur für die Schönheit der Pal- men unerlässlich, sondern insbesondere für deren Gesunderhaltung und zum Schutz ge- gen Schädlinge erforderlich.
In meist jährlichen Abständen wird der Stamm von„abgestorbenen“ Palmwedeln der un- tersten Reihe befreit. Nach mehreren Jahren werden auch die Teile der sogenannten We- delhülsen, die bei der Pflege am Stamm bleiben, entfernt.
Alleine in den Vereinigten Arabischen Emiraten fallen jährlichen ca. 475.000 Tonnen die- ses bio-basierenden Materials an.
In der Vergangenheit wurde das anfallende Material größtenteils ungenutzt gelagert oder verbrannt, was jedoch umweltschädlich ist und mittlerweile teils gesetzlich untersagt ist.
Es sind Bearbeitungsvorrichtungen für Palmenabfälle bekannt. Dabei wird meist der Stamm verwendet und in Hackschnitzel zerhackt. Die Hackschnitzel werden zusammen mit anderen Materialien zu Platten gepresst. Diese weisen jedoch keine hohe Stabilität auf.
Auch werden die Stängel und/oder Blätter der Palme nicht verwertet. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Werkstoff zu schaffen, sowie eine Bear- beitungsvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass auf einfache und kostengünstige Weise große Mengen an pflanzlichen Rohprodukten, insbe- sondere Stängel und/oder Blätter der Palme, zu neuen Werkstoffen verarbeitet werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Gegenstände bzw. das Verfahren der unab- hängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß kann es sich bei dem Werkstoff insbesondere um ein Spritzgussteil und/oder ein aufgeschäumtes Material handeln. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Werkstoff um einen Grundstoff für die industrielle Weiterverarbeitung. Es wird also gewis- sermaßen ein aufbereiteter Rohstoff hergestellt.
Der Werkstoff umfasst Verstärkungsfasern und eine Kunststoffmatrix bzw. besteht daraus.
Die Verstärkungsfasern und/oder die Kunststoffmatrix umfassen ein Palmmaterial bzw. bestehen daraus.
Das Ausgangsmaterial der Palmengewächse, also das Palmmaterial, stammt insbeson- dere von Dattel-, Kokos- und/oder Ölpalmen. Beispielsweise können die länglichen Stän- gel, welche auch Rispen genannt werden, und/oder Blätter bearbeitet werden.
Palmrispen umfassen insbesondere Fasern aus Cellulose und Hemicellulose, was die Be- wehrung für die Zug- und Biegefestigkeit ist. Zwischen den Fasern ist eine Matrix aus Pa- renchym, überwiegend Lignin und weiteren Stoffen, angeordnet, die z.B. für die Druckfes- tigkeit sorgt.
Diese Rohprodukte fallen in großen Mengen als Abfall bei der Pflege an. Vorzugsweise stammt das Rohprodukt 100 % aus der Pflege der Pflanzen, sodass keine Pflanze geern- tet, kein Baum gefällt und/oder keine Plantage gerodet werden muss.
Beispielsweise können die Verstärkungsfasern des Werkstoffs aus einem Palmmaterial bestehen und mit einer Kunststoffmatrix, welche aus herkömmlichem Kunststoff oder aber aus Palmmaterial bestehen kann, zusammengebracht werden. Diese Fasern aus Palmmaterial können in großen Mengen als Füll- und/oder Verstär- kungsmaterialien bei der Herstellung von Fiber Reinforced Plastic (FRP) Produkten, die z.B. im Spritzgussverfahren hergestellt werden, als biobasiertes Ersatzmaterial von z.B. Glasfasern verwendet werden.
Ist auch die Kunststoffmatrix aus Palmmaterial, so können vorzugsweise sämtliche Be- standteile des Werkstoffs biologisch hergestellt sein.
Alternativ kann auch lediglich die Kunststoffmatrix Palmmaterial umfassen. Als Verstär- kungsfasern können dann z.B. herkömmliche Glasfasern verwendet werden.
Der Anteil an Verstärkungsfasern im Werkstück kann insbesondere zwischen 25 und 75 Gewichtsprozent betragen.
Weiterbildungen der Erfindung sind auch den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Verstärkungsfasern zerfaserte Lamellen und/oder Blätter von Palmengewächsen. Die Verstärkungsfasern sind somit rein biolo- gisch.
Bei den Blättern handelt es sich vorzugsweise um Palmblätter. Auch die Blätter sind ins- besondere zerfasert.
Je nach Anforderung können bei Blättern so genannte Penetrationsförderer eingesetzt werden, um eine bestmögliche Verbindung zwischen der Verstärkungsfaser und der Mat- rix zu erzielen.
Beispielsweise kann der Anteil an Blättern, also der Anteil am weiteren pflanzlichen Roh- produkt, zwischen 5 und 60 Gewichtsprozent, z.B. zwischen 25 und 40 Gewichtsprozent, betragen. Insbesondere kann der Anteil zwischen 25 und 30 Gewichtsprozent und/oder zwischen 30 und 40 Gewichtsprozent liegen. Nach einer weiteren Ausführungsform beträgt die Länge der Verstärkungsfasern maximal 30 mm, 25 mm, 20 mm, 15 mm, 10 mm, 5 mm, 4 mm, 3 mm, 2 mm, 1 mm oder weniger.
Ultra kurze Fasern können eine Länge von gleich oder weniger als 2 mm aufweisen.
Diese ultra kurzen Fasern fallen insbesondere beim Faseraufschluss an. Alternativ oder zusätzlich können diese jedoch auch durch Vermahlen von Fasern aus Fraktionen mit größerer Länge hergestellt werden. Dies kann beispielsweise durch eine Scheibenmühle geschehen.
Auch kurze Fasern mit einer Länge zwischen 3 mm bis 10 mm können erzeugt werden.
Schließlich können auch medium lange Fasern mit Längen von maximal 30 mm, vorzugs- weise zwischen 1 1 mm und 25 mm, erzeugt werden.
Diese kurzen oder medium langen Fasern können ebenfalls bei der Herstellung von FRP- Produkten, die z.B. im Spritzguss-Verfahren hergestellt werden, als biobasierte Verstär- kungsfaser verwendet werden. Dabei werden die Fasern in eine sogenannte Matrix aus Kunststoffen, z.B. Polymeren und/oder Elastomeren, eingebettet.
Längere Fasern können hingegen z.B. bei Faserverbundwerkstoffen eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Kunststoffmatrix einen Füllstoff von Palmengewächsen, insbesondere Parenchym.
Insbesondere während des mechanischen Faseraufschlusses der Rispen werden sowohl Fasern in unterschiedlichen Längen als auch der zwischen den Fasersträngen der Pal- menrispe eingelagerte, undifferenzierte Füllstoff, insbesondere (Mark)parenchym, gewon- nen.
Der Füllstoff löst sich während der mechanischen Bearbeitung im Faseraufschluss-Pro- zess von der Faser der zu Lamellen gespaltenen Rispen und kann dabei als pulverför- mige Substanz separiert, z.B. abgesaugt, werden.
Insbesondere wird der Füllstoff bei der Zerfaserung gelöst. Der Füllstoff kann vollständig oder zumindest teilweise separiert, also entfernt, werden. Beispielsweise können mindestens 70 %, 80 %, 90 % oder 95 % des Füllstoffs entfernt sein. Die Fasern sind insbesondere zumindest im Wesentlichen frei von Füllstoff.
Dieses Material enthält als Inhaltsstoffe unter anderem Lignin, Stärke, Tannin und/oder Glukose. Beispielsweise kann der Füllstoff als Grundstoff für die Herstellung von Biopoly- meren und/oder Bio-Plastik für die unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt werden.
Auch mineralische Inhaltsstoffe, beispielsweise Silikate, sind ebenso in dem gewonnenen Material enthalten, was sich in vielen Anwendungen, insbesondere hinsichtlich des Brand- verhaltens der daraus hergestellten Produkte, vorteilhaft auswirkt.
Biopolymere und/oder Bio-Plastik findet in vielfältigen Bereichen Anwendung, z.B. in Kon- sumartikeln, Verpackungsmaterialien und/oder Isoliermaterialien. Auch können Biopoly- mere und/oder Bio-Plastik bei industriellen Anwendungen, insbesondere in der Automobil- industrie, eingesetzt werden.
Beispielsweise lassen sich daraus geschäumte Werkstoffe hersteilen. Hierbei kann aus dem Material eine Suspension hergestellt werden, die daraufhin physikalisch und/oder chemisch, z.B. durch Treibgas, geschäumt wird. Anschließend kann eine Aushärtung und/oder Trocknung durch Wärme erfolgen.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des Füllmaterials als Isoliermaterial. Insbeson- dere kann das Füllmaterial als Brandschutzmaterial eingesetzt werden.
Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Werkstoffs als Spritzgussteil.
Die Erfindung betrifft auch eine Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten, insbesondere länglicher, pflanzlicher Rohprodukte, vorzugsweise von Palmengewächsen.
Die Rohprodukte stammen insbesondere von Dattel-, Kokos- und/oder Ölpalmen. Bei- spielsweise können die länglichen Stängel, welche auch Rispen genannt werden, bearbei- tet werden. Diese Rohprodukte fallen in großen Mengen als Abfall bei der Pflege an. Vor- zugsweise stammt das Rohprodukt 100 % aus der Pflege der Pflanzen, sodass keine Pflanze geerntet, kein Baum gefällt und/oder keine Plantage gerodet werden muss.
Die Bearbeitungsvorrichtung umfasst eine Spaltvorrichtung zum Spalten der Rohprodukte in längliche Lamellen. Die Länge der Rohprodukte, der Lamellen und/oder der zerfaserten Lamellen, also der Fasern, kann beispielsweise mindestens 5 cm, 6 cm, 7 cm, 8 cm,
9 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm oder mehr betragen.
Die Rohprodukte werden demnach in Längsrichtung gespalten. Ein Zerhacken zu Hack- schnitzeln oder feinen Spänen findet insbesondere nicht statt.
Ferner weist die Bearbeitungsvorrichtung eine Zerfaserungsvorrichtung zum Zerfasern der Lamellen und/oder von Blättern zu Fasern auf. Bei der Zerfaserung wird vorzugsweise nur wenig Druck auf die Lamellen ausgeübt, da sich der Füllstoff Parenchym, u.a. mit den Inhaltsstoffen Stärke, Lignin und/oder Tannin, negativ auf den Werkstoff auswirken würde.
In der Zerfaserungsvorrichtung sind die Lamellen vorzugsweise rechtwinklig, längs oder beliebig zur Förderrichtung orientiert.
Die Bearbeitungsvorrichtung weist eine Separationsvorrichtung zur Separation eines Füll- stoffs von den Fasern auf.
In der Separationsvorrichtung wird der Füllstoff von den Fasern getrennt, z.B. abgesaugt.
Beispielsweise kann die Separationsvorrichtung als Absaugvorrichtung ausgebildet sein.
Der Füllstoff, welcher sich bei der Zerfaserung löst bzw. ausfällt, kann dadurch abgesaugt werden.
Die Absaugvorrichtung kann insbesondere in die Zerfaserungsvorrichtung integriert sein und/oder als separates Bauteil der Zerfaserungsvorrichtung nachgeschaltet sein. Vorzugsweise ist die Separationsvorrichtung im Bereich der Zerfaserungsvorrichtung und/oder zwischen der Zerfaserungsvorrichtung und einer Weiterbehandlungsvorrichtung und/oder Weiterbearbeitungsvorrichtung vorgesehen.
Insbesondere kann pulverförmiges Material, das bei der Zerfaserung bzw. dem Faserauf- schluss ausfällt, separiert bzw. abgesaugt werden. Aufgrund der Inhaltsstoffe wie u.a. z.B. Stärke, Glukose, Tannin und/oder Lignin, kann dieses Material als Grundstoff für die stoff- liche Nutzung, z.B. als Bio-Plastik oder aufgeschäumt als unbrennbares Isoliermaterial, oder aber zur Energiegewinnung genutzt werden. Aus Biogas und/oder Methanol kann insbesondere Strom und Prozesswärme entstehen. Auch kann das Material z.B. als Fut- termittel verwendet werden.
Zwischen der Spaltvorrichtung, der Zerfaserungsvorrichtung und der Separationsvorrich- tung können vorzugsweise Fördervorrichtungen, z.B. Förderbänder, vorgesehen sein.
Die Bearbeitungsvorrichtung bildet insbesondere eine Einheit, d.h. die Rohprodukte wer- den nacheinander den einzelnen Vorrichtungen zugeführt, um am Ende den Füllstoff zu erhalten.
Durch die Bearbeitungsvorrichtung können auf einfache und kostengünstige Weise große Mengen an pflanzlichen Rohprodukten, insbesondere von Stängeln und/oder Blättern der Palme, verarbeitet werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Spaltvorrichtung einen Messersatz mit einer oder mehreren parallel und/oder rasterförmig angeordneten Klingen.
Die Rohprodukte sind vorzugsweise parallel zur Förderrichtung orientiert und werden durch den Messersatz geschoben. Vorzugsweise sind auch die Klingen parallel zueinan- der und/oder parallel zur Förderrichtung orientiert. Beispielsweise können mindestens 1 ,
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 oder mehr Klingen vorgese- hen sein.
Beim Durchdringen des Messersatzes werden die Rohprodukte aufgespalten und bilden längliche Lamellen. Die Rohprodukte sind insbesondere leicht zu spalten, da kein fester Verbund zwischen den Fasern besteht. Der Klingenabstand kann vorzugsweise zwischen 1 mm und 10 mm, insbesondere zwi- schen 2 mm und 5 mm, besonders bevorzugt zwischen 3 mm und 4 mm betragen. Ent- sprechend dick sind die dabei entstehenden Lamellen.
Insbesondere können die Rohprodukte durch eine Zuführvorrichtung zunächst gebündelt werden, beispielsweise durch vertikal orientierte Bündelungswalzen. Die Drehachsen der Bündelungswalzen können vorzugsweise rechtwinklig zur Förderrichtung bzw. Förderflä- che orientiert sein. Zwei Bündelungswalzen können z.B. nebeneinander an gegenüberlie- genden Seiten einer Fördervorrichtung angeordnet sein.
Beispielsweise über zwei übereinander angeordnete, horizontal orientierte Walzen kön- nen die Rohprodukte durch den Messersatz gepresst werden. Die Drehachsen der hori zontalen Walzen können vorzugsweise rechtwinklig zu Förderrichtung bzw. parallel zur Förderfläche und/oder rechtwinklig zu den Drehachsen der Bündelungswalzen orientiert sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der Spaltvorrichtung und der Zerfase- rungsvorrichtung eine Zumischvorrichtung zur Zumischung eines weiteren pflanzlichen Rohprodukts, insbesondere von Blättern, vorgesehen.
Auch dieses Rohprodukt stammt vorzugsweise von Palmengewächsen, z.B. der Öl-, Ko- kos- und/oder Dattelpalme. Dadurch können insbesondere sämtliche Pflanzenabfälle der Palme, vorzugsweise der gesamte Palmwedel samt Stängel und Blättern, verwendet wer- den.
Das weitere pflanzliche Rohprodukt, z.B. das Blättermaterial, kann vorzugsweise dosiert zu den zerspalteten Lamellen zugemischt werden. Durch die Dosierung wird eine homo- gene Verteilung ermöglicht.
Das weitere pflanzliche Rohprodukt wird zusammen mit den aufgespalteten Lamellen der Zerfaserungsvorrichtung zugeführt und ebenfalls zerfasert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Zerfaserungsvorrichtung eine Frikti- onsvorrichtung. Beim Faseraufschluss durch Friktion wird kein bzw. nur wenig Druck auf die Lamellen und/oder das Blättermaterial ausgeübt. Dadurch werden die Fasern aus dem natürlichen Gefüge herausgelöst, ohne dass z.B. die Füllstoffe der Palmrispe, z.B. Pa- renchym, gepresst werden. Druck auf das Material hätte zur Folge, dass der undifferen- zierte Füllstoff, der zwischen den Fasern der Rispe eingelagert ist, an die Faser gepresst wird und dadurch daran haften bleibt.
Verdichteter und/oder an die Fasern angepresster Füllstoff führt zu negativen Auswirkun- gen auf den Werkstoff. Beispielsweise nimmt die Verbindung mit der Matrix ab. Auch kann der Werkstoff ein nachteiliges Quellverhalten aufweisen.
Ohne verdichteten bzw. an die Faser angepressten Füllstoff entsteht eine optimale Ver- bindung zwischen der Verstärkungsfaser und der Matrix, sodass ein homogener Werkstoff entsteht, da sich der Füllstoff bei der weiteren Verarbeitung wie beim natürlichen Aus- gangsprodukt zwischen die Fasern legt.
Bei der Zerfaserung löst sich der Füllstoff vorzugsweise von den Fasern und kann z.B. ab- gesaugt werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst die Friktionsvorrichtung wenigstens zwei übereinander angeordnete Reibvorrichtungen.
Die Lamellen und/oder Blätter werden in Förderrichtung zwischen den Reibvorrichtungen in Förderrichtung transportiert. Dabei sind diese vorzugsweise rechtwinklig, längs oder be- liebig zur Förderrichtung orientiert.
Die Reibvorrichtungen erfassen die Lamellen und/oder Blätter vorzugsweise von unten und von oben.
Vorzugsweise sind die Reibvorrichtungen geriffelt und/oder profiliert. Durch die Struktur der Reibvorrichtung wird der Zerfaserungsprozess deutlich verbessert.
Die Reibvorrichtungen können dieselbe Riffelung bzw. dasselbe Profil aufweisen. Alterna- tiv können diese auch unterschiedlich geriffelt bzw. profiliert sein. Insbesondere können die Reibvorrichtungen den gleichen oder einen unterschiedlichen Drehsinn aufweisen. Auf diese Weise werden die Lamellen und/oder Blätter oben und un- ten z.B. in die gleiche Richtung bewegt.
Beispielsweise können die Reibvorrichtungen Förderbänder, Walzen und/oder Scheiben aufweisen oder daraus bestehen. Die Förderbänder können insbesondere Kettenplatten umfassen. Sind die Reibvorrichtungen als Walzen ausgebildet, können auch mehrere Walzen in Förderrichtung hintereinander angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nimmt der Abstand zwischen den Reibvorrichtun- gen in Förderrichtung ab. So wird der Raum für die Lamellen und/oder Blätter zunehmend immer enger, sodass diese schließlich zerfasern.
Der Freiraum zwischen den Reibvorrichtungen verengt sich vorzugsweise konisch.
Nach einer weiteren Ausführungsform sind die Geschwindigkeiten der Reibvorrichtungen unterschiedlich.
Vorzugsweise ist die Geschwindigkeit der oberen Reibvorrichtung, z.B. mindestens 1 ,1 Mal, 1 ,2 Mal, 1 ,3 Mal, 1 ,4 Mal, 1 ,5 Mal, 1 ,6 Mal, 1 ,7 Mal, 1 ,8 Mal, 1 ,9 Mal, 2 Mal, 2,5 Mal, 3 Mal, 4 Mal, 5 Mal, 6 Mal, 7 Mal, 8 Mal, 9 Mal oder 10 Mal, größer als die Geschwin- digkeit der unteren Reibvorrichtung.
Grundsätzlich ist auch der umgekehrte Fall denkbar, dass die Geschwindigkeit der unte- ren Reibvorrichtung größer ist als die Geschwindigkeit der oberen Reibvorrichtung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Sensorvorrichtung, z.B. ein Fasersichter, zur Analyse der zerfaserten Lamellen vorgesehen, wobei die Geschwindigkeit wenigstens einer Reibvorrichtung mittels einer Steuerungsvorrichtung anhand der durch die Sensor- vorrichtung ermittelten Daten regelbar ist.
Beispielsweise kann die Faserstärke bzw. Faserfeinheit und/oder der Grad der Zerfase- rung gemessen werden. Bei einem unzureichenden Ergebnis kann die Steuerungsvorrich- tung die Geschwindigkeit zumindest einer Reibvorrichtung entsprechend regeln bzw. steuern. Dabei kann die Geschwindigkeit erhöht oder erniedrigt werden. Vorzugsweise wird durch die Steuerungsvorrichtung lediglich die Geschwindigkeit der oberen Reibvorrichtung geregelt. Die Geschwindigkeit der unteren Reibvorrichtung kann insbesondere der normalen Fördergeschwindigkeit entsprechen und/oder gleich bleiben.
Alternativ kann auch lediglich die Geschwindigkeit der unteren Reibvorrichtung geregelt werden, wobei die Geschwindigkeit der oberen Reibvorrichtung gleich bleibt.
Schließlich können auch die Geschwindigkeiten der oberen und der unteren Reibvorrich- tung geregelt werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist eine Sortiervorrichtung zum Sortieren der Fa- sern vorgesehen. Die Fasern können insbesondere nach ihrer Länge sortiert werden.
Beispielsweise kann eine Sortierung in ultra kurze Fasern, kurze Fasern und medium lange Fasern erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Sortieren mechanisch und/oder pneu- matisch. Beispielsweise kann dieselbe Absaugvorrichtung wie für den Füllstoff verwendet werden. Alternativ ist auch eine separate Absaug- und/oder Blasvorrichtung denkbar.
Die aus dem Lamellen der Palmenrispen und den Palmenblättern gewonnenen Fasern können insbesondere mechanisch, z.B. durch Sieben, und/oder pneumatisch, z.B. durch Abblasen, sortiert werden.
Die Fasern können in Fraktionen eingeteilt werden. Die Fasern können insbesondere in jeder Länge, also Fraktion, verwendet werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist eine Mahlvorrichtung, insbesondere Scheiben- mühle, Hammermühle und/oder Reibplattenmühle, zum Mahlen der Fasern vorgesehen.
Je nach Bedarf können die Fasern dadurch gekürzt werden. Beispielsweise können aus langen oder den medium langen Fasern kurze oder ultra kurze Fasern hergestellt werden. Ferner können aus kurzen Fasern ultra kurze Fasern erzeugt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Weiterbehandlungsvorrichtung zur Wei- terbehandlung des Füllstoffs und/oder der Fasern zu einem Werkstoff vorgesehen.
Bei dem Werkstoff kann es sich z.B. um ein Spritzgussteil handeln. So kann z.B. aus den Fasern mit einer biologischen oder nicht-biologischen Kunststoffmatrix ein Spritzgussteil geformt werden. Ferner kann ein Spritzgussteil aus einer Kunststoffmatrix aus Füllstoff mit biologischen oder nicht-biologischen Verstärkungsfasern hergestellt werden.
Vorzugsweise bestehen sowohl die Verstärkungsfasern als auch die Kunststoffmatrix aus Palmmaterial. Alternativ kann auch nur jeweils ein Bestandteil aus Palmmaterial beste- hen. So kann es sich bei den Verstärkungsfasern beispielsweise um Glasfasern handeln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Weiterbehandlungsvorrichtung eine Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen des Füllstoffs.
Hierbei kann aus dem Material eine Suspension hergestellt werden, die daraufhin physi- kalisch und/oder chemisch, z.B. durch Treibgas, geschäumt wird. Anschließend kann eine Aushärtung und/oder Trocknung durch Wärme erfolgen, vergleichbar mit Polystrol.
Der aufgeschäumte Füllstoff kann insbesondere als nicht-brennbares Isoliermaterial ein- gesetzt werden.
Die Erfindung betrifft daher auch die Verwendung eines Füllstoffs aus Palmmaterial als Isoliermaterial.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bearbeiten, insbesondere länglicher, pflanz- licher Rohprodukte, vorzugsweise von Palmengewächsen, insbesondere mit einer erfin- dungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung.
Die bei der Pflege entstehenden Rohprodukte können z.B. zu Sammelstellen geliefert werden. Hier kann eine erste Bearbeitung des Materials erfolgen.
So kann z.B. die sogenannte Wedelhülse gekappt werden, z.B. mittels einer Quersäge. Der dabei entstehende Staub kann insbesondere abgesaugt werden. Die Wedelhülse enthält im Verhältnis zur Masse relativ wenig Fasermaterial und ist daher nur bedingt für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet, obgleich dies grundsätzlich möglich ist.
Vorzugsweise wird die Wedelhülse jedoch in einem Hacker zu Hackschnitzeln zerkleinert und z.B. gelagert. Dieses Material findet anschließend in anderen Produktionsbereichen Verwendung.
Die Palmwedel können insbesondere im Durchlauf durch Bürsten von grober Verschmut- zung, z.B. Sand, gereinigt werden. Vorzugsweise erfolgt anschließend, falls erforderlich, eine vorbeugende Besprühung mit einem Fungizid zur Vermeidung von Schimmelbildung.
Die Rohprodukte werden in längliche Lamellen gespalten. Die Lamellen und/oder Blätter werden zu Fasern zerfasert und der Füllstoff wird von den Fasern separiert.
Nach einer Ausführungsform wird aus den Fasern und/oder dem Füllstoff ein Werkstoff, insbesondere Spritzgussteil, geformt.
Gemäß einer weiteren bzw. alternativen Ausführungsform wird der Füllstoff aufge- schäumt.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist ein Penetrationsförderer vorgesehen. Insbeson- dere kann eine Sprühvorrichtung zum Aufsprühen des Penetrationsförderers auf das Pal- mengewächs, insbesondere die Rispen und/oder die Blätter, vorgesehen sein.
So kann das Material optional je nach Anforderung des verwendeten Matrixmaterials bzw. an den Werkstoff mit einer chemischen Lösung besprüht werden, die die natürliche Wachsschicht an der Oberfläche des Materials, also die Cuticula, insbesondere sowohl der Stängel als auch der Blätter, auflöst. Dadurch wird die Verbindung mit der Matrix we sentlich verbessert.
Die Oberfläche der Rispen und/oder vor allem der Blätter besteht aus einer Wachsschicht. Wachs wirkt auf viele Bindemittel wie ein T rennmittel, d.h. Faseranteile mit Wachs gehen keine sichere Verbindung ein. Um von diesen wachshaltigen Faseranteilen verursachte Delaminierungen zu vermeiden, kann im Herstellungsprozess ein chemischer Penetratsförderer, z.B. ein Alkylcarbonsäu- reamid, eingesetzt werden.
In einem Produktionsschritt können die Palmblätter, die im Gegensatz zu den Rispen na- hezu ausschließlich aus stabilen Fasern bestehen, mechanisch von den Rispen getrennt bzw. separiert werden, beispielsweise mittels eines Messerrotors. Der dabei entstehende Staub kann insbesondere abgesaugt werden. Alternativ können die Blätter auch zusam- men mit den Rispen zerfasert werden.
Die Blätter können beispielsweise in einer Ballenpresse zu kompakten Ballen gepresst werden, was das Lagervolumen reduziert und die Lagerung und/oder den Transport ver- einfacht.
Die Rispen können nach dem Separieren im Durchlauf auf eine definierte Länge geschnit- ten, insbesondere gekappt, werden. Die Länge kann insbesondere von der Größe der Zerfaserungsvorrichtung abhängen. Die Rispen können dann gebündelt werden.
Die auf die definierte Länge geschnittenen Rispen können die länglichen, pflanzlichen Rohprodukte bilden.
Beim eigentlichen Verfahren werden die Rohprodukte in längliche Lamellen gespalten.
Im Gegensatz zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten werden die Rohprodukte vor dem Faseraufschluss nicht zu Hackschnitzeln und/oder feinen Spänen zerhackt, sondern die natürlichen Fasern, die z.B. dem Palmwedel die enorme Stabilität verleihen, bleiben als lange Fasern erhalten, um so die positiven Materialeigenschaften auf den Werkstoff zu übertragen.
Vor dem Faseraufschluss werden die Stängel in Längsrichtung z.B. durch einen Messer- satz gedrückt, wodurch der kompakte Stängel in längliche Lamellen gespalten wird. Auf diese Weise werden die Fasern offengelegt. Optional kann nun ein weiteres pflanzliches Rohprodukt, z.B. die zuvor separierten Blät ter, hinzugemischt werden. Die Zumischung kann insbesondere dosiert erfolgen, um eine homogene Verteilung zu erhalten.
Die Lamellen und/oder Blätter werden anschießend zerfasert. Dabei werden die Fasern aus dem natürlichen Gefüge herausgelöst. Die reinen Fasern werden insbesondere ohne die sich negativ auf das Endprodukt auswirkenden Inhaltsstoffe der Rispe gewonnen.
Der Faseraufschluss erfolgt zumindest im Wesentlichen durch Friktion, um nach Möglich- keit keinen Druck auf das Material auszuüben.
Insbesondere in einem Fasersichter können die gewonnenen Fasern beispielsweise nochmals nachsortiert und der weiteren Verwendung zugeführt werden.
Die zerfaserten Lamellen und/oder Blätter bzw. der Füllstoff werden anschließend zu ei- nem Werkstoff weiterbearbeitet. Alternativ oder zusätzlich können auch die länglichen Fa- sern zu einem Werkstoff weiterbearbeitet werden.
Die Erfindung betrifft schließlich auch einen Werkstoff, der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten wird.
Alle hier beschriebenen Ausführungsformen und Bauteile der Vorrichtung sind insbeson- dere dazu ausgebildet, z.B. mittels einer Steuerungsvorrichtung, nach dem hier beschrie- benen Verfahren betrieben zu werden. Ferner können alle hier beschriebenen Ausfüh- rungsformen der Vorrichtung sowie alle hier beschriebenen Ausführungsformen des Ver- fahrens jeweils miteinander kombiniert werden, insbesondere auch losgelöst von der kon- kreten Ausgestaltung, in deren Zusammenhang sie erwähnt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen be- schrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Spaltvorrichtung
einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung,
Fig. 3 eine entlang der Linie A-A geschnittene Schnittansicht der
Spaltvorrichtung gemäß Fig. 2,
Fig. 4 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer
Zerfaserungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen
Bearbeitungsvorrichtung,
Fig. 5 eine Draufsicht der Zerfaserungsvorrichtung nach Fig. 4,
Fig. 6 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform eines
Werkstoffs,
Fig. 7 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform eines
Erfindungsgemäßen Werkstoffs,
Fig. 8 eine Schnittansicht einer Palmrispe,
Fig. 9 eine Schnittansicht einer in Lamellen gespaltenen Palmrispe,
Fig. 10 eine Schnittansicht einer vereinzelten Lamelle,
Fig. 11 eine geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer
Zerfaserungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen
Bearbeitungsvorrichtung,
Fig. 12 eine Vorderansicht zerfaserter Lamellen, und
Fig. 13 eine schematische Darstellung des Herstellungsprozesses.
Zunächst ist zu bemerken, dass die dargestellten Ausführungsformen rein beispielhafter
Natur sind. So können einzelne Merkmale nicht nur in der gezeigten Kombination, son- dern auch in Alleinstellung oder in anderen technisch sinnvollen Kombinationen realisiert sein. Beispielsweise können die Merkmale einer Ausführungsform beliebig mit Merkmalen einer anderen Ausführungsform kombiniert werden. Auch können anstatt Rispen und/oder Blättern auch andere pflanzliche Rohprodukte verwendet werden.
Enthält eine Figur ein Bezugszeichen, welches im unmittelbar zugehörigen Beschrei- bungstext nicht erläutert wird, so wird auf die entsprechenden vorhergehenden bzw. nach- folgenden Ausführungen in der Figurenbeschreibung Bezug genommen. So werden für gleiche bzw. vergleichbare Bauteile in den Figuren dieselben Bezugszeichen verwendet und diese nicht nochmals erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Bearbeitungsvorrichtung, bei der längliche, pflanzliche Rohprodukte 10, z.B. Rispen von Palmengewächsen, über eine als Förderband 12 ausgebildete Fördervor- richtung in Förderrichtung (vgl. Pfeil) einer Spaltvorrichtung 14 zu geführt werden.
Die zu Lamellen aufgespalteten Rohprodukte 10 werden anschließend von einer weiteren Fördervorrichtung 12 umgelenkt und liegen nun quer zur Förderrichtung.
Durch eine optionale Zumischvorrichtung 16 wird ein weiteres pflanzliches Rohprodukt 18, z.B. Blätter, zugemischt. Da bei bestimmten Pflanzengattungen wie beispielsweise ACREA PHOENIX (Dattelpalme) ein mengenmäßig gleiches Verhältnis an Rispen und Blättern besteht, kann auf ein Abtrennen und/oder Separieren der Blätter von den Rispen vor der Zerfaserung beispielsweise verzichtet werden. Die Rispen und Blätter können hierbei zusammen der Zerfaserungsvorrichtung zugeführt werden. Eine Zumischvorrich- tung 16 ist in diesem Fall nicht notwendig.
Die aufgespalteten Rispen 10 und Blätter 18 gelangen in eine Zerfaserungsvorrichtung 20 und werden dort zerfasert.
Über eine optionale Separationsvorrichtung 22, welche z.B. als Absaugvorrichtung ausge- bildet sein kann, können dabei entstehende, pulverförmige Stoffe separiert werden.
In einer Weiterbehandlungsvorrichtung 80 kann der pulverförmige Stoff weiterbearbeitet werden. Beispielsweise kann der Füllstoff 64 aufgeschäumt werden. Dieser Werkstoff kann dann z.B. als Isoliermaterial dienen. Alternativ oder zusätzlich können insbesondere ultra kurze, kurze und/oder medium lange Fasern mittels einer Separationsvorrichtung 82 separiert und mittels einer Sortiervorrich- tung 84 der nach ihrer Länge sortiert werden.
Die Fasern und/oder der Füllstoff 64 können z.B. zu Spritzgussteilen verarbeitet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann sich eine Weiterbearbeitungsvorrichtung 24 zur Weiterbe- arbeitung der zerfaserten Rispen 10 und Blätter 18 anschließen.
Die Weiterbearbeitungsvorrichtung 24 umfasst eine als Beleimungsvorrichtung 26 ausge- bildete Bindevorrichtung.
In einer kontinuierlichen Vorpresse 28 der Weiterbearbeitungsvorrichtung 24 werden die beleimten Rispen 10 und Blätter 18 zu Rohmatten verpresst.
Eine optionale Diagonalsäge 30 kann die Rohmatten zuschneiden.
Die Rohmatten können z.B. in einem Puffer 32 zwischengespeichert werden.
In einer Mattenbeleimungsvorrichtung 34 können die Rohmatten beleimt werden. Es folgt eine Dosiervorrichtung 36, welche eine Waage umfassen kann.
In einer Hauptpresse 38 werden die beleimten Rohmatten verpresst. Insbesondere wird durch die Hauptpresse 38 unter Einsatz von hohem Druck und/oder hoher Wärme die Rohdichte und/oder die Dicke des Werkstoffs definiert.
Es folgt ein Auslaufband und/oder ein Kühlstern 40. Mittels einer Abstapelvorrichtung 42 können die Werkstoffe abgestapelt werden.
Die Abstapelvorrichtung 42 kann insbesondere ein Reifelager für die Werkstoffe aufwei- sen.
Die Werkstoffe können beispielsweise entstapelt, geschliffen, zersägt und/oder vereinzelt werden. Das Zersägen kann insbesondere mittels einer Mehrblatt-Säge erfolgen. Staub kann da- bei abgesaugt werden.
Fig. 2 zeigt eine Detailansicht einer Spaltvorrichtung 14 mit einem Messersatz 44. Der Messersatz 44 umfasst eine Vielzahl an parallel zueinander und/oder parallel zur Förder- richtung orientierter Klingen.
Die Rohprodukte 10 werden längs durch den Messersatz 44 gedrückt. Dazu können diese zunächst durch zwei vertikal orientierte Bündelungswalzen 46 gebündelt werden. Der Ab- stand zwischen den Bündelungswalzen 46 und/oder der Grad der Bündelung kann z.B. hydraulisch und/oder pneumatisch eingestellt werden.
Zwei übereinander angeordnete, horizontal orientierte Walzen 48 pressen die Rohpro- dukte 10 schließlich durch den Messersatz 44. Die untere Walze 48 ist in der entlang der Linie A-A geschnittenen Darstellung gemäß Fig. 3 zu sehen.
Die Fig. 4 und 5 zeigen Detailansichten einer Zerfaserungsvorrichtung 20 mit zwei Reibvorrichtungen 50.
Optional kann eine Ausrichtvorrichtung 52 zum Parallelstellen des zugeführten Materials vorgesehen sein.
Die Reibvorrichtungen 50 sind z.B. als geriffelte Förderbänder ausgebildet. Der Abstand zwischen den Reibvorrichtungen 50 wird in Förderrichtung immer geringer. Die quer zur Förderrichtung geförderten Rispen 10 und/oder Blätter 18 werden somit durch Friktion aufgefasert.
Die obere Reibvorrichtungen 50 kann sich insbesondere entgegen dem Uhrzeigersinn drehen, während sich die untere Reibvorrichtung 50 im Uhrzeigersinn drehen kann. Die Drehgeschwindigkeit der oberen Reibvorrichtung 50 ist vorzugsweise wesentlich höher als die Drehgeschwindigkeit der unteren Reibvorrichtung 50.
In einer als Fasersichter 54 ausgebildeten Sensorvorrichtung kann die Qualität bzw. Fein- heit der Fasern geprüft werden. Beispielsweise können die gewonnenen Fasern nochmals nachsortiert werden. Auch kann mithilfe der ermittelten Daten eine Anpassung der Ge- schwindigkeit wenigstens einer Reibvorrichtung 50, vorzugsweise der oberen Reibvorrich- tung 50, erfolgen.
Fig. 6 zeigt einen als Balken 56 ausgebildeten Werkstoff mit länglichen, zerfaserten La- mellen 58, also Fasern, von Palmengewächsen sowie einem Bindemittel 60.
Die Form des Werkstoffs 56 ist grundsätzlich beliebig. Beispielsweise können statt Bal- ken 56 auch Platten oder dergleichen geformt werden.
Bei dem Bindemittel 60 kann es sich insbesondere um ein Mischharz, z.B. Harnstoff-For- maldehyd, handeln.
Alternativ kann der Werkstoff neben zerfaserten Lamellen 58 auch z.B. Melamin-Formal- dehyd als Bindemittel 60 aufweisen.
Ferner kann der Werkstoff 56 neben zerfaserten Lamellen 58 als Bindemittel 60 z.B. Po- lyvinylacetat mit einem Härter und einem Formaldehydfänger aufweisen.
Neben den zerfaserten Lamellen 58 kann der Werkstoff 56 optional auch Blätter 18 als weiteres pflanzliches Rohprodukt aufweisen. Die Blätter 18 können vorzugsweise eben- falls zerfasert sein.
Der Werkstoff 56 bildet insbesondere einen Faserverbundwerkstoff. Beispielsweise kann dieser in einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung hergestellt worden sein.
In Fig. 7 ist ein Isoliermaterial 62 gezeigt, welches durch Aufschäumen von Füllstoff 64 hergestellt werden kann.
Der Füllstoff 64 kann z.B. bei der Herstellung eines Werkstoffs 56 abgesaugt werden.
Insbesondere kann der Füllstoff 64, z.B. mittels einer Reibscheibenmühle, gemahlen und/oder mit einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, versetzt werden. Der gemahlene Füllstoff 64 wird mit der Flüssigkeit zu einer Suspension gemischt, wobei z.B. Stärke und/oder Lignin freigesetzt werden. Das Mischen kann insbesondere mittels eines Kollergangs und/oder eines Mischers erfolgen.
Insbesondere kann ein physikalisches Schäumungsmittel, z.B. Strickstoff und/oder Nat- ron, zugegeben werden. Das Gemisch schäumt folglich auf.
Durch Erwärmen verflüchtigt sich die Flüssigkeit und das Isoliermaterial 62 verbleibt.
Die Form des Isoliermaterials 62 ist grundsätzlich beliebig. Beispielsweise können Platten ausgeformt werden.
Insbesondere können auch Formteile erzeugt werden, z.B. für Verpackungen und/oder den Fahrzeugbau.
Beispielsweise kann das Isoliermaterial einen Rohdichtwert zwischen 72 und 250 kg/m3 aufweisen.
Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht einer Palmrispe 10 mit Fasern 58, Füllstoff 64, insbeson- dere Parenchym, sowie einer Wachsschicht 68, insbesondere Cuticula.
In Fig. 9 wurde die Palmrispe 10 in Lamellen 70 aufgespalten. Die Fasern 58 sind mit dem Füllstoff 64 in einem natürlichen Verbund. Durch die Spaltung sind die Fasern 58 insbe- sondere zumindest teilweise freigelegt. Die Lamellen 70 können nun vereinzelt werden.
In Fig. 10 ist eine vereinzelte Lamelle 70 dargestellt.
Wie in Fig. 1 1 zu sehen ist, wird die Lamelle 70 in der Zerfaserungsvorrichtung 20 zerfa- sert, wobei der natürliche Verbund durch Reibung aufgelöst wird und hierdurch in längli- che Fasern 58 und Füllstoff in 64 in Form von pulverförmigem Material separiert wird.
Dies stellt einen deutlichen Unterschied zur Herstellung von herkömmlichen Werkstoffen aus Bambus dar, da bei Bambus keine Zerfaserung der gewonnenen Lamellen erfolgt, sondern diese entweder direkt oder nach einem Quetschen mit Bindemittel versehen und zu einem Werkstoff verpresst werden. Bei Bambus wird meistens die wachshaltige Cuticula entfernt, z.B. mechanisch abgelöst, damit überhaupt eine Verleimung möglich ist. Auch wird häufig eine Hitzebehandlung, z.B. eine Carbonisation, durchgeführt. Bei Palmengewächsen muss die Cuticula hingegen insbesondere nicht vor der Zerfase- rung entfernt werden. Auch ist keine Hitzebehandlung notwendig.
Fig. 12 zeigt eine Vorderansicht der zerfaserten Lamellen 58. Diese Fasern 58 können insbesondere aus der Palmrispe 10 mittels Faseraufschluss durch Einwirkung von Friktion hergestellt sein. Hierbei wird der natürliche Verbund aufgelöst, wodurch stabile, längliche, möglichst reine Fasern 58 gewonnen werden.
Fig. 13 zeigt einen möglichen Herstellungsprozess. Rispen 10 und/oder Blätter 18 werden einer Spaltvorrichtung 14 zugeführt. In einer Zerfaserungsvorrichtung 20 erfolgt z.B. durch eine Reibevorrichtung ein Faseraufschluss. Mittels eines Vorsiebs 86 kann bereits Füll- stoff 64 abgeschieden werden. In einer optionalen Vormühle 88, z.B. einer Reibplatten- mühle, kann eine Zerkleinerung erfolgen. Mittels eines Nachsiebs 90 kann weiterer Füll- stoff 64 abgeschieden werden. Eine Vermahlungsanlage 92 mit beispielsweise einer Fein- mühle, z.B. Hammermühle, können die Fasern in die gewünschte Größe vermahlen wer- den. Anschließend kann ein optionaler Fasersichter 54 vorgesehen sein, welcher die
Größe und/oder Qualität der Fasern prüft. In einer Abpackvorrichtung 94 können die Fa- sern 58 schließlich verpackt oder einer nachfolgenden Verwendung zugeführt werden.
Bezuqszeichenliste
10 Rohprodukt, Rispe
12 Förderband, Fördervorrichtung
14 Spaltvorrichtung
16 Zumischvorrichtung
18 weiteres Rohprodukt, Blatt
20 Zerfaserungsvorrichtung
22 Separationsvorrichtung, Absaugvorrichtung
24 Weiterbearbeitungsvorrichtung
26 Beleimungsvorrichtung, Bindevorrichtung
28 Vorpresse
30 Diagonalsäge
32 Puffer
34 Mattenbeleimungsvorrichtung
36 Dosiervorrichtung
38 Hauptpresse
40 Kühlstern
42 Abstapelvorrichtung
44 Messersatz
46 Bündelungswalzen
48 Walzen
50 Reibvorrichtung
52 Ausrichtvorrichtung
54 Fasersichter, Sensorvorrichtung
56 Balken, Werkstoff
58 zerfaserte Lamelle, Faser
60 Mischharz, Bindemittel
62 Isoliermaterial
64 Füllstoff, Parenchym
68 Wachsschicht, Cuticula
70 Lamelle
80 Weiterbehandlungsvorrichtung
82 Separationsvorrichtung
84 Sortiervorrichtung
86 Vorsieb
88 Vormühle
90 Nachsieb
92 Vermahlungsanlage
94 Abpackvorrichtung

Claims

Ansprüche
1. Werkstoff, insbesondere Spritzgussteil und/oder aufgeschäumtes Material, umfas- send
Verstärkungsfasern und eine Kunststoffmatrix, wobei
die Verstärkungsfasern und/oder die Kunststoffmatrix ein Palmmaterial umfassen.
2. Werkstoff nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verstärkungsfasern zerfaserte Lamellen (58) und/oder Blätter (18) von Palmengewächsen umfassen.
3. Werkstoff nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Länge der Verstärkungsfasern maximal 30 mm, 25 mm, 20 mm, 15 mm, 10 mm, 5 mm, 4 mm, 3 mm, 2 mm oder 1 mm beträgt.
4. Werkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kunststoffmatrix einen Füllstoff (64) von Palmengewächsen, insbeson- dere Parenchym, umfasst.
5. Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten pflanzlicher Rohprodukte (10), vorzugs- weise von Palmengewächsen, umfassend
eine Spaltvorrichtung (14) zum Spalten der Rohprodukte (10) in längliche Lamel- len (70),
eine Zerfaserungsvorrichtung (20) zum Zerfasern der Lamellen (70) und/oder von Blättern (18) zu Fasern (58), und
eine Separationsvorrichtung (22) zur Separation eines Füllstoffs (64) von den Fa- sern (58).
6. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Separationsvorrichtung (22) als Absaugvorrichtung ausgebildet ist.
7. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Separationsvorrichtung (22) im Bereich der Zerfaserungsvorrichtung (20) vorgesehen ist.
8. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Sortiervorrichtung (84) zum Sortieren der Fasern (58) vorgesehen ist.
9. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sortieren mechanisch und/oder pneumatisch erfolgt.
10. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Mahlvorrichtung, insbesondere Scheibenmühle, Hammermühle und/oder Reibplattenmühle, zum Mahlen der Fasern (58) vorgesehen ist.
11. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Weiterbehandlungsvorrichtung (80) zur Weiterbehandlung des Füll- stoffs (64) und/oder der Fasern (58) zu einem Werkstoff vorgesehen ist.
12. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Weiterbehandlungsvorrichtung (80) eine Aufschäumvorrichtung zum Auf- schäumen des Füllstoffs (64) umfasst.
13. Verfahren zum Bearbeiten pflanzlicher Rohprodukte (10), vorzugsweise von Pal- mengewächsen, insbesondere mit einer Bearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, bei dem
die Rohprodukte (10) in längliche Lamellen (70) gespalten werden,
die Lamellen (70) und/oder Blätter (18) zu Fasern (58) zerfasert werden, und der Füllstoff (64) von den Fasern (58) separiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass aus den Fasern (58) und/oder dem Füllstoff (64) ein Werkstoff, insbesondere Spritzgussteil, geformt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Füllstoff (64) aufgeschäumt wird.
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