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Dokumentenidentifikation DE102006013357A1 20.09.2007
Titel Dämmstoffplatte bzw. -matte aus einem Holzwerkstoff-Bindemittel-Gemisch
Anmelder Kronotec AG, Luzern, CH
Vertreter Maikowski & Ninnemann, Pat.-Anw., 10707 Berlin
DE-Anmeldedatum 16.03.2006
DE-Aktenzeichen 102006013357
Offenlegungstag 20.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.09.2007
IPC-Hauptklasse E04B 1/80(2006.01)A, F, I, 20060316, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E04C 2/16(2006.01)A, L, I, 20060316, B, H, DE   B27N 3/00(2006.01)A, L, I, 20060316, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft Dämmstoffplatten bzw. -matten aus einem Holzwerkstoff-Bindemittel-Gemisch. Als Bindemittel wird ein thermisch aktivierbares Ligninsulfonat eingesetzt. Das Bindemittel kann als Pulver oder auf einem Träger aufgetragen, eingesetzt werden. Als Träger kommen Fasern, Granulate aus Kunststoffen oder natürlichen Fasern infrage.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Dämmstoffplatten bzw. -matten aus Holzwerkstoffen mit einem Bindemittel.

Die Herstellung von Dämmstoffplatten bzw. -matten aus Fasern, beispielsweise Holz-, Flachs-, Hanf-, oder Wollfasern oder dergleichen, gegebenenfalls unter Zugabe thermoplastischer Bindemittelfasern, ist bekannt. Die Herstellung dieser Dämmstoffe und Vliese erfolgt im Trockenverfahren beispielsweise mit Vlieslegungsverfahren des Faser-Bindemittel-Gemisches.

Bei Holzfaserdämmstoffen kann die Herstellung der Dämmstoffplatten bzw. -matten auch im Nassverfahren mit einem anschließenden Warmpressverfahren erfolgen.

Allen Holzwerkstoff-Dämmplatten bzw. -matten ist gemein, dass die Holzwerkstoffe mit Bindefasern zu einem Fasergemisch vermischt werden. Die Qualität der Holzwerkstoff-Dämmplatten bzw. -matten wird dabei maßgeblich durch eine homogene Verteilung der Bindefasern mit den Holzwerkstoffen bestimmt. Je feiner und homogener das Gemisch ist, desto mehr Vernetzungspunkte ergeben sich und die Holzwerkstoff-Dämmplatten bzw. -matten weisen verbesserte Eigenschaften, wie zum Beispiel eine gute Wärmeleitzahl, eine gute Querzug- und Druckfestigkeit auf.

Als Bindefasern werden thermisch aktivierbare Kunststofffasern verwendet. Solche Kunststofffasern bestehen beispielsweise aus Polypropylen, Polyethylen oder Polyester. Die Kunststoffe werden zu Mono- oder Bikomponentenfasern verarbeitet. Nachteilig ist, dass Kunststofffasern unverrottbar sind und in dem Holzwerkstoff-Fasergemisch mit Mengen zwischen 5 und 20% enthalten sind. Der hohe Anteil an Kunststofffasern ergibt einen hohen Preis des Endproduktes.

Holzfaserdämmstoffe erheben den Anspruch, ökologisch wertvolle Produkte zu sein. Dem Ansatz der Verwendung natürlicher Werkstoffe steht jedoch der als Bindemittel verwendete Kunststoffanteil entgegen.

Ebenso ist es bekannt, Bindemittel aus nachwachsenden Produkten, wie Mais oder Kartoffeln, einzusetzen, jedoch überwiegend in Pulverform, so dass die Vernetzung punktuell und nicht, wie bei einer Bindefaser üblich, entlang einer Faser geschieht. Dadurch geschieht nur ein lockerer Aufbau und die Bindefestigkeit, insbesondere die Querzugfestigkeit dieser Produkte ist gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Herstellung von Holzwerkstoff-Dämmplatten bzw. -matten den Anteil an Bindemittelkunststofffasern zu verringern und durch einen ökologischen Werkstoff zu ersetzen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 10 und 14 gelöst.

Die Lehren der Unteransprüche geben besondere Ausgestaltungen der Lehren der Ansprüche 1, 10 und 14 wieder.

Erfindungsgemäß werden den Holzwerkstoffen zur Bildung von Dämmplatten bzw. -matten als Bindemittel thermisch aktivierbare Kleber auf Ligninbasis in Mengen zugesetzt, die zwischen 5 bis 40%, vorzugsweise 5 bis 20% liegen.

Ligninhaltige Produkte fallen als Abprodukte bei der Zellstoffproduktion in großen Mengen an. Den als Flüssigkeit anfallenden ligninhaltigen Produkten werden Polysaccharide und wässrige Lösungsmittel zugesetzt und zu einem zähflüssigen Bindemittel für die Holzwerkstoffe aufbereitet. Das erhaltene Produkt wird durch Zentrifugieren abgetrennt und die Restfeuchtigkeit durch Auspressen entfernt.

Das erhaltene Produkt kann in einem gekühlten Extruder mit Schlitzblech in ein faserförmiges Produkt überführt werden.

Nach einer anderen Variante wird das durch Zentrifugieren erhaltene Produkt in einem Mahlwerk zu einem Pulver aufbereitet.

Die so erhaltenen Produkte werden als Bindemittel bei der Herstellung schwerer und druckfester Holzfaserdämmstoffplatten bzw. -matten mit Rohdichten im Bereich von 80 bis 300 kg/m3 und Dickenbereichen von 3 bis 160 mm eingesetzt. Die erhaltenen Platten finden beispielsweise als Unterlegplatten für einen Fußbodenbelag zur Reduzierung von Tritt- und/oder Raumschall Verwendung. Bei solchen Platten liegt die Rohdichte vorzugsweise im Bereich von 130 bis 300 kg/m3 und die Dicke vorzugsweise im Bereich von 3 bis 15 mm.

Werden die Platten als Wärmedämmung im Außenbereich eingesetzt, sollte die Rohdichte vorzugsweise im Bereich von 80 bis 160 kg/m3 und die Dicke vorzugsweise im Bereich von 40 bis 160 mm liegen.

Durch die dunkle Färbung des Bindemittels auf Ligninbasis wird der Einsatz der reinen Bindefaser bzw des Pulvers auf Ligninbasis vorzugsweise bei solchen Platten bzw. Matten vorgenommen, bei denen die Färbung nicht stört, obwohl durch die geringen Mengen an Bindemittel kaum eine Farbänderung bei den hergestellten Holzwerkstoff-Dämmplatten bzw. -matten eintritt.

Ebenso ist es möglich, dass nach dem Zentrifugieren erhaltene ligninhaltige Material direkt oder nachdem es zu einem Pulver zermahlen wurde auf einen Träger aufzutragen. Man erhält ein so genanntes Bikomponentenmaterial.

Als Träger kommen Kunststoffe oder natürliche Werkstoffe infrage. Die Träger können Fasern aber auch Granulate jedweder Art sein. Beim Einsatz eines Trägers wird der Anteil an Bindemitteln gesenkt und gleichzeitig die Stützfunktion verbessert.

Die Herstellung des so genannten Bikomponentenmaterials geschieht durch Benetzung des Trägers. Dazu wird das Trägermaterial in die Schmelze oder in eine Lösung des Bindemittels auf Ligninbasis eingetaucht oder mit einer Lösung des Bindemittels besprüht und anschließend getrocknet. Besonders bei Granulaten als Träger könnten diese gemeinsam mit dem pulverförmigen Bindmittel in einem Mischer, vorzugsweise Trommelmischer, zusammengebracht werden.

Bei der Anwendung von Kunststoffen in Faserform als Trägermaterial kann das Bikomponentenmaterial beispielsweise durch Koextrusion erhalten werden.

Bei vollständigem oder teilweisem Einsatz natürlicher Fasern, wie Hanf, Wolle, Sisal, Flachs oder Ähnliches als Träger für das Bindemittel wird der Anteil an unverrottbaren Anteilen im fertigen Produkt immens gesenkt. Gleichzeitig wird der Faktor der Farbveränderung durch das Bindemittel durch den Einsatz des Trägermaterials vermindert.

Werden als Trägermaterial Fasern aus Kunststoffen eingesetzt, so sollte deren Erweichungspunkt höher als der des eingesetzten Bindemittels auf Ligninbasis liegen.

Der Einsatz von Bikomponentenmaterial erfolgt vorzugsweise bei der Herstellung leichter Holzfaserdämmstoffplatten bzw. -matten mit guter Querzugsfestigkeit. Die vorgenannten Holzfaserdämmstoffplatten bzw. -matten weisen Dicken von 40 bis 250 mm bei einer Rohdichte von 30 bis 140 kg/m3, vorzugsweise 35 bis 55 kg/m3, auf und werden beispielsweise für Gefachdämmungen im Innenbereich eingesetzt.

Naturfasern aus Flachs, Hanf, Sisal u. ä. als Stützfasern bei ligninhaltigen Bikomponentenmaterialien werden insbesondere zur Herstellung druckfester Holzfaserdämmstoffe mit Dicken von 3 bis 80 mm bei einer Rohdichte von 150 bis 200 kg/m3, vorzugsweise von 120 bis 160 kg/m3, eingesetzt.

Neben dem vorher genannten Auftragen des Bindemittels auf Ligninbasis auf einen Träger oder einem Einsatz als Mono- bzw. Bikomponentenmaterial kann das nach der Kondensation und Abtrennung erhaltene Produkt auch direkt als pulverförmiges Bindemittel auf den Holzwerkstoff aufgetragen werden. Dabei kann das pulverförmige Bindemittel allein aber auch zusätzlich zu den Monofasern als auch zu den Bikomponentenmaterialien verwendet werden.

Nach dem Auftragen des Holzwerkstoff-Bindemittel-Gemisches auf eine Unterlage in gewünschter Höhe und Dichte wird auf Erweichungstemperatur des Bindemittels erwärmt. Dabei verkleben die Holzwerkstoffe, beispielsweise Holzfasern, mit Hilfe des Bindemittels an deren Kreuzungspunkten und bilden nach Abkühlung einen festen Verbund. Diese Variante wird vorzugsweise für dünne druckfeste Holzfaserdämmstoffe mit einer Dicke von 3 bis 25 mm und einer Rohdichte von 120 bis 260 kg/m3, vorzugsweise 150 bis 200 kg/m3, verwendet.

Neben dem Bindemittel in Faserform sowohl als Mono- als auch als Bikomponente, können den Holzfaser-Bindemittel-Gemischen zusätzlich Kunststoffgranulate zugegeben werden. Diese Granulate können sowohl ohne als auch mit einer Ummantelung eines Bindemittels versehen zum Einsatz gelangen. Vorzugsweise wird als Ummantelung das erfindungsgemäße Bindemittel eingesetzt. Die Kunststoffgranulate werden zusammen mit den anderen Ausgangsstoffen gemischt oder aber die Kunststoffgranulate werden bei der Platten- bzw. Mattenherstellung auf das Holzfaser-Bindemittel-Gemisch aufgestreut. Besonders geeignet sind Kunststoffgranulate, wie sie bei der Aufarbeitung von Kunststoffartikeln aus dem dualen System anfallen.

In einer besonderen Variante kann bei der Anwendung des Bindemittels in Pulverform auch eine inhomogene Verteilung in der Holzfasermasse vorgenommen werden. Dadurch wird beispielsweise erreicht, dass die Festigkeit von einer großflächigen zur anderen großflächigen Seite der herzustellenden Platte bzw. Matte sich in gewünschter Weise ändert.

In den Figuren werden schematisch die unterschiedlichen Verklebungsvarianten gezeigt.

Es zeigen:

1 einen Verbund aus Holzfasern und Monokomponenten-Bindefasern auf Ligninbasis als Bindemittel;

2 einen Verbund aus Holzfasern und Bikomponenten-Bindefasern mit einem Bindemittel auf Ligninbasis;

3 einen Verbund aus Holzfasern und einem Bindemittel auf Ligninbasis in Pulverform.

In den Figuren sind die Holzfasern mit 1, das Bindemittel auf Ligninbasis mit 2 und der Kern der Bikomponentenfasern (Stützfasern) mit 3 bezeichnet. An jedem Kreuzungspunkt von Holzfasern 1 oder von Holzfasern 1 mit Stützfasern 3 mit einem Mantel aus Bindemitteln 2 erfolgt eine Verklebung und damit Verfestigung bei der Verarbeitung.

Wie man sieht, ist eine vollständige Umhüllung des Trägers nicht notwendig. Eine teilweise Umhüllung reicht aus, da durch die Erwärmung bis zum Erweichungspunkt des Bindemittels auch ein Fließen des Bindemittels auf dem Träger einsetzt und damit eine gute Vernetzung der einzelnen Holzfasern untereinander und mit dem Träger erfolgt.


Anspruch[de]
Dämmstoffplatte bzw. -matte, gekennzeichnet durch ein Gemisch aus Holzwerkstoffen und einem Bindemittel aus einem thermisch aktivierbaren ligninhaltigen Material. Dämmstoffplatte bzw. -matte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ligninhaltiges Material als faser- oder pulverförmige Monokomponente als Bindemittel. Dämmstoffplatte bzw. -matte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ligninhaltiges Material als Mehr-, insbesondere Bikomponente, als Mantel auf einem Träger aufgetragen, als Bindemittel. Dämmstoffplatte bzw. -matte nach Anspruch 1 und 3, gekennzeichnet durch einen im Vergleich zu dem ligninhaltigen Material thermisch beständigeren Träger, insbesondere aus Kunststoffmaterial oder natürlichen Werkstoffen. Dämmstoffplatte bzw. -matte nach Anspruch 1, 3 und 4, gekennzeichnet durch Polypropylen-, Polyethylen- oder Polyesterfasern als Kunststoffstützfasern. Dämmstoffplatte bzw. -matte nach Anspruch 1, 3 und 4, gekennzeichnet durch Kunstharzgranulate als Träger. Dämmstoffplatte bzw. -matte nach Anspruch 1, 3 und 4, gekennzeichnet durch Hanf-, Woll-, Flachs-, Sisalfasern oder Gemischen aus diesen als natürliche Stützfasern. Dämmstoffplatte bzw. -matte nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch Holzfasern als Holzwerkstoff. Dämmstoffplatte bzw. -matte nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine homogene Verteilung des Bindemittels im Holzwerkstoff-Bindemittel-Gemisch. Dämmstoffplatte bzw. -matte nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine inhomogene Verteilung des Bindemittels im Holzwerkstoff-Bindemittel-Gemisches. Bindemittel für Dämmstoffplatten bzw. -matten aus einem Holzwerkstoff-Bindmittel-Gemisch, gekennzeichnet durch Überführung einer flüssigen Masse auf Ligninbasis in den festen Aggregatzustand unter Faser- und/oder Pulverbildung für eine Monokomponente. Bindemittel für Dämmstoffplatten bzw. -matten aus einem Holzwerkstoff-Bindemittel-Gemisch nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Faserbildung in einem gekühlten Extruder mit Schlitzblech. Bindemittel für Dämmstoffplatten bzw. -matten aus einem Holzwerkstoff-Bindemittel-Gemisch nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Pulverbildung in einem Mahlwerk. Bindemittel für Dämmstoffplatten bzw. -matten aus einem Holzwerkstoff-Bindemittel-Gemisch, gekennzeichnet durch Aufbringen der flüssigen Masse auf Ligninbasis auf einen Träger bei gleichzeitiger oder nachfolgender Überführung der flüssigen Masse in den festen Aggregatzustand für eine Bikomponente. Bindemittel für Dämmstoffplatten bzw. -matten aus einem Holzwerkstoff-Bindemittel-Gemisch nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Tauchen des Trägers in der flüssigen Masse auf Ligninbasis und Trocknen. Bindemittel für Dämmstoffplatten bzw. -matten aus einem Holzwerkstoff-Bindemittel-Gemisch nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Besprühen des Trägers mit einer Masse auf Ligninbasis und Trocknen. Bindemittel für Dämmstoffplatten bzw. -matten aus einem Holzwerkstoff-Bindemittel-Gemisch nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Koextrusion des Trägers bei gleichzeitiger Umhüllung mit einer Masse auf Ligninbasis und Abkühlen und Trocknen.






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