DE10056829C2 - Verfahren zur Herstellung einer Dämmstoffplatte bzw. -matte aus Holzfasern und nach diesem Verfahren hergestellte Dämmstoffplatte bzw. -matte - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Dämmstoffplatte bzw. -matte aus Holzfasern und nach diesem Verfahren hergestellte Dämmstoffplatte bzw. -matte

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Dämmstoffplatte bzw. - matte aus Holzfasern und eine nach diesem Verfahren hergestellte Dämmstoffplatte bzw. -matte.
Es ist bereits hinlänglich bekannt, Dämmstoffplatten bzw. -matten aus Holzfasern im Naßverfahren herzustellen. Nachteil dieser im Naßverfahren hergestellten Holzfaserplatten ist es, daß hier nur vergleichsweise dünne Schichtdicken realisier­ bar sind. Derartige Dämmstoffplalten bzw. -matten finden insbesondere in der Bauindustrie als Dämm- bzw. Isolierstoff Verwendung.
Es ist bereits bekannt, Automobilmatten unter Verwendung von Holzfasern oder auch von Flachsfasern einzusetzen, wobei hier den Holzfasern bzw. Flachsfasern Kunststoffasern beigemengt sind. Bei diesem bekannten Verfahren werden die Platten auf sogenannten Krempelmaschinen gefertigt, wobei sich hier ebenfalls nicht sehr große Schichtdicken in einem Bearbeitungslauf verwirklichen lassen. Größere Schichtdicken werden hier durch schichtenweises Aufeinanderlegen der aus der Krempelmaschine stammenden Platte erreicht.
Auch aus einer Reihe von Veröffentlichungen, so z. B. aus der DE 196 35 410 A1, der DE 36 41 466 A1, der DE 35 45 001 A1, der EP 0 330 671 B1 und der WO 99/22084, sind bereits Verfahren zur Herstellung von Dämmstoffplatten aus Holzfa­ sern bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren im Trockenverfahren für eine Dämmstoffplatte bzw. -matte aus Holzfasern zu schaffen, mit dem in einem Arbeitsgang vergleichsweise dicke Platten herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Verfahrensschritten nach An­ spruch 1 gelöst. Dieses Verfahren enthält folgende Schritte:
  • - Herstellung von trockenen Holzfasern,
  • - direkte Bezuschlagung der losen Holzfasern mit Brandhemmern und alternativ zur Zugabe im Mischer direkte Bezuschlagung mit Klebstoffpartikeln, Harzen, Wachsen, biologisch abbaubaren Kunststoff-Bindefasern und natürlichen oder aus herkömmlichen oder biologisch abbaubaren Kunststoffen bestehenden Stützfasern im Trocknungsverfahren,
  • - Mischen der brandgehemmten Holzfasern mit thermoaktivierbaren Kunst­ stofffasern, Klebstoffpartikeln, Harzen, Wachsen, biologisch abbaubaren Kunststoff-Bindefasern und natürlichen oder aus herkömmlichen oder biolo­ gisch abbaubaren Kunststoffen bestehenden Stützfasern.
  • - Aufstreuen des Fasergemisches in einer einzigen Lage auf ein erstes endlo­ ses Siebband,
  • - Komprimieren bzw. Kalibrieren des locker aufgestreuten Fasergemisches zwi­ schen dem ersten endlosen Siebband und einem gegenüberliegenden zwei­ ten endlosen Siebband auf eine Dicke von zumindest 20 mm,
  • - Vernetzen der thermoaktivierbaren Kunststoffasern bzw. Klebstoffpartikeln zu einer die Holzfasern durchdringenden Matrix in einem nachgeschalteten Heißluft-Trockentunnel bzw. Durchströmungstrockner und
  • - gegebenenfalls Formatierung der endlos hergestellten Dämmstoffplatte bzw. Dämmstoffmatte in die gewünschte Größe.
Als Brandhemmer kann beispielsweise PM40 bzw. PM60 von BHF-Chemie GmbH, Interpark, D-76877 Offenbach/Queich eingesetzt werden. Wesentlich an dem Verfahren ist es, daß die thermoaktivierbaren Kunststoffasern, Klebstoffparti­ keln, Harze, Wachse, biologisch abbaubaren Kunststoff-Bindefasern und natürli­ chen oder aus herkömmlichen oder biologisch abbaubaren Kunststoffen bestehen­ den Stützfasern so homogen gemischt werden, daß die Kunststoffasern, Klebstoff­ partikeln, Harze, Wachse, biologisch abbaubaren Kunststoff-Bindefasern und na­ türlichen oder aus herkömmlichen oder biologisch abbaubaren Kunststoffen beste­ henden Stützfasern über das gesamte Fasergemisch möglichst gleich verteilt sind. Nach der entsprechenden Mischung ist es daher wichtig, daß das Fasergemisch möglichst drucklos auf das erste endlose Siebband aufgestreut wird, damit es hier nicht zu einem Entmischungsprozess kommt. Bei einer Druckförderung beispiels­ weise pneumatischen Förderung, würde hier eine unerwünschte Entmischung der Faserkomponenten drohen, die später zu einer nicht gleichmäßig vernetzten Dämmstoffplatte bzw. Dämmstoffmatte führen würde.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Plattendicken von zumindest 20 mm und mehr in einem Arbeitsgang hergestellt werden.
Die Unteransprüche 2 bis 12 enthalten bevorzugte Ausgestaltungen des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens.
Dabei können den trockenen Holzfasern weitere pflanzliche und/oder tierische Na­ turfasern und/oder aus herkömmlichen oder biologisch abbaubaren Kunststoffen bestehenden Stützfasern zugemischt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um Hanffasern, Flachsfasern, Strohfasern, Heufasern, Jutefasern, Sisalfasern, Wollefasern oder auch Roßhaarfasern handeln, um herkömmliche Kunststoffasern wie PE oder PP, oder um biologisch abbaubare Kunststoffasern wie z. B. Bioceta, Mater-Bi, Biopar, Bioplast oder CA-Faser.
Als thermoaktivierbare Kunststoffasern bzw. Klebstoffpartikeln sind thermoplastisch umhüllte Kunststoffasern mit einem Kem bzw. Tragfilament aus einem höher tem­ peraturbeständigen Kunststoff verglichen mit der Ummantelung einsetzbar. Der Kunststoff, aus dem die Ummantelung besteht, weist einen niedrigeren Schmelz­ punkt auf, um eine Vernetzung der Fasern durch Aufschmelzen der Ummantelung zu erreichen. Beispielsweise kann der Kern aus Polypropylen und die Ummante­ lung aus Polyethylen bestehen. Hier wird bei einer entsprechenden Warmluftbe­ handlung von ca. 150°C und mehr die Polyethylenummantelung angeschmolzen, während der Polypropylenkern eine höhere Temperaturbeständigkeit als die Po­ lyethylenummantelung aufweist. Hierdurch läßt sich ein sehr gut vernetztes und stabiles Matrixsystem erreichen. Diese Matrix ist darüber hinaus flexibel, so daß sich hier eine für eine Holzdämmplatte neue Materialeigenschaft ergibt. Anstelle von Polypropylen und Polyethylen können auch Polymere oder Copolymere ver­ wendet werden.
Alternativ läßt sich eine Vernetzung der Fasern auch über Harze, Wachse, biolo­ gisch abbaubare Kunststoff-Bindefasern erreichen. Beispiele für biologisch abbau­ bare Kunststoff-Bindefasern sind Bionolle, Eastar, Lacea, Ecoflex, Sconacell.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird das Fasergemisch auf einer auf dem ersten endlosen Siebband aufgelegten luftdurchlässigen Kaschierung ab­ gelegt. Vor dem Komprimieren bzw. Kalibrieren des locker aufgestreuten Faserge­ misches auf das aufgestreute Gemisch kann eine luftdurchlässige Kaschierung kontinuierlich aufgelegt werden.
Alternativ können die bereits vernetzten Dämmstoffplatten bzw. Matten unterseitig und/oder oberseitig mit einer luftundurchlässigen Kaschierung bzw. Beschichtung versehen werden.
Soweit die Dämmstoffplatte bzw. Dämmstoffmatte endlos hergestellt wird, kann sie durch Zuschnittsägen, Bandmessergeräte oder Hochdruck-Wasserstrahlschnei­ degeräte, die quer zur Längsausrichtung des Endlosbandes verlaufen, geschnitten werden.
Vorteilhaft weisen die Holzfasern eine Länge von 1,5 mm bis 20 mm und eine Dicke von 0,05 mm bis 1 mm auf.
Der Mischung der Holzfasern mit den thermoaktivierbaren Kunststoffasern bzw. Klebstoffpartikeln kann bei Bedarf eine Schutzimprägnierung gegen Schadinsekten, Pilzbefall und/oder Mikrobiellen-Befall beigemengt sein. Erfindungsgemäß ist be­ reits die Holzfaser mit Brandhemmern beaufschlagt, wie zuvor beschrieben wurde. Dennoch kann der Mischung noch ein zusätzlicher brandhemmender Stoff beige­ mengt werden, um die gesetzlichen Vorschriften hinsichtlich der Entflammbarkeit des Materials zu erfüllen, soweit das Material als Dämm- bzw. Isolierstoff eingesetzt wird.
Besonders vorteilhaft kann das Verfahren dadurch ausgestaltet werden, daß auf den endlosen Siebbändern abschnittsweise Formteile vorgesehen sind, in welche das Fasergemisch eingestreut wird. Diese Formteile weisen Seitenwandungen auf, die die Außenmaße des eingestreuten Fasergemisches festlegen. Innerhalb der Formteile können Profilierungen für die Wandungen der zu bildenden Dämmstoff­ platten vorgesehen werden, so daß beim Formvorgang an die jeweilige Form an­ gepaßte Dämmstoffplatten mit gegebenenfalls profilierter Oberfläche entstehen. Die entsprechenden Formteile können auf dem unteren Siebband wie auch auf dem oberen Siebband vorgesehen sein, wobei hier beispielsweise das Formteil auf dem oberen Siebband auch als gefomter Deckel ausgebildet sein kann, der in das Formteil des unteren Siebbandes zur Komprimierung des lose aufgestreuten Fa­ sergemisches eindrückbar ist. Selbstverständlich sind die Formteile auf den Sieb­ bändern ebenfalls luftdurchlässig, so daß im Heißluft-Trockentunnel bzw. Durch­ strömungstrockner die Heißluft durch die Siebbänder und Formteile zur Aktivierung der thermoaktivierbaren Kunststoffasern bzw. Klebstoffpartikeln hindurchströmen kann.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Dämmstoffplatte bzw. -matte nach Anspruch 13. Diese Dämmstoffplatte bzw. -matte besteht aus einem Fasergemisch aus im wesentlichen Holzfasern mit einer Länge von 1,5 mm bis 20 mm und einer Dicke von 0,05 mm bis 1 mm, wobei diese Holzfasern mit thermoaktivierbaren Kunststof­ fasern oder Klebstoffpartikeln vermischt sind.
Weitere Vorteile der Dämmstoffplatte bzw. -matte ergeben sich aus einem der Un­ teransprüche 14 bis 18.
Demnach kann der Anteil der thermoaktivierbaren Kunststoffasern oder Klebstoff­ partikeln bis ca. 25 Gewichtsprozent betragen. Hierdurch wird bereits gewährleistet, daß ein flexibles Gefüge entsteht.
Die Dämmstoffplatte bzw. -matte kann als vergleichsweise leichte Platte ausgebil­ det werden. Das Raumgewicht kann von 20 kg/m3 bis 170 kg/m3 betragen.
Vorteilhaft kann die entsprechende Dämmstoffplatte bzw. -matte mit Geweben und/oder Vliesen aus Natur-, Kunst- und/oder anorganischen Fasern und/oder Pa­ pieren und/oder Folien aus Metallen und/oder Kunststoffen kaschiert sein.
Die über und/oder Unterseite der Dämmstoffplatte bzw. -matte kann strukturiert und/oder perforiert sein. Hierdurch kann insbesondere das Schallschluckvermögen und die Stabilität der Dämmstoffplatte bzw. -matte beeinflußt werden.
Schließlich kann die Dämmstoffplatte bzw. -matte mit mineralischen Stoffen be­ schichtet sein. Die derart hergestellten Platten eignen sich insbesondere für den Akustikbau und zur Herstellung von Trockenestrich-Elementen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.
In Fig. 1 ist eine Anlage zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung einer Dämmstoffplatte aus Holzfasern in schematischer Seitenansicht dargestellt.
In der Anlage 10 wird eine Dämmstoffplatte als Endlosplatte hergestellt, wobei der Produktionsverlauf in Pfeilrichtung a verläuft. In der Station 12 wird eine auf ein Endlossiebband auflaufende luftdurchlässige Kaschierung abgewickelt. Auf diese wird in der Streustation 14 ein vorgemischtes Fasergemisch aus Holzfasern mit thermoplastischen umhüllten Kunststoffasern, die einen Polypropylenkern und eine Polyethylenummantelung aufweisen, aufgestreut. Das Fasergemisch ist möglichst ideal gemischt und wird drucklos aufgestreut, um ein Entmischen der Fasern, die unterschiedliche Dichte aufweisen, zu verhindern.
Das lockere Fasergemisch wird hier auf eine vergleichsweise große Höhe in einem Arbeitsgang aufgestreut und in Pfeilrichtung a fortbewegt. In einer Komprimier- bzw. Kalibrierstation 18 wird die lockere Mischung verdichtet, wobei von oben aus der Station 16 eine luftdurchlässige Kaschierung aufgelegt wird. Diese luftdurchläs­ sige Kaschierung läuft an einem Endlos-Siebband, das von oben auf das aufge­ streute Fasergemisch auffährt. In der Station 18 wird durch entsprechend in Fort­ bewegungsrichtung a zusammenlaufende Siebbänder eine stetige Komprimierung des Fasergemisches erreicht. Durch das Kalibrierwalzenpaar 20 wird dann das Fa­ sergemisch auf die gewünschte Enddicke von zumindest 20 mm eingestellt. Die thermoaktivierbaren Kunststoffasern, die gleich verteilt im Fasergemisch angeord­ net sind, werden anschließend in einem Heißluft-Trockentunnel 22 bei einer Tem­ peratur von ≧ 150°C aktiviert. Das bedeutet, daß die Temperatur der Heißluft aus­ reicht, um die Polyethylenummantelung aufzuschmelzen. Hierdurch entsteht eine gleichmäßige und gut vernetzte Matrix aus Kunststoff, in die die Holzfasern einge­ bettet sind.
Die so entstandene Dämmstoffplatte wird anschließend in hier nicht näher darge­ stellter Art und Weise mittels eines Bandmessergerätes, das quer zur Förderrich­ tung a angeordnet ist, in die gewünschte Länge der endgültigen Formteile ge­ schnitten.

Claims (18)

1. Verfahren zur Herstellung einer Dämmstoffplatte bzw. -matte aus Holzfasern mit folgenden Schritten:
  • - Herstellung von trockenen Holzfasern,
  • - direkte Bezuschfagung der losen Holzfasern mit Brandhemmern und al­ ternativ zur Zugabe im Mischer direkte Bezuschlagung mit Klebstoffpar­ tikeln, Harzen, Wachsen, biologisch abbaubaren Kunststoff-Bindefasern und natürlichen oder aus herkömmlichen oder aus biologisch abbauba­ ren Kunststoffen bestehenden Stützfasern im Trocknungsverfahren,
  • - Mischen der brandgehemmten Holzfasern mit thermoaktivierbaren Kunststoffasern oder Klebstoffpartikeln, Harzen, Wachsen, biologisch abbaubaren Kunststoff-Bindefasern und natürlichen oder aus herkömm­ lichen oder biologisch abbaubaren Kunststoffen bestehenden Stützfa­ sern,
  • - Aufstreuen des Fasergemisches in einer einzigen Lage auf ein erstes endloses Siebband,
  • - Komprimieren bzw. Kalibrieren des locker aufgestreuten Fasergemi­ sches zwischen dem ersten endlosen Siebband und einem gegenüber­ liegenden zweiten endlosen Siebband auf eine Dicke von zumindest 20 mm,
  • - Vernetzen der thermoaktivierbaren Kunststoffasern bzw. Klebstoffparti­ keln zu einer die Holzfasern durchdringenden Matrix in einem nachge­ schalteten Heißluft-Trockentunnel bzw. Durchströmungstrockner und
  • - gegebenenfalls Formatierung der endlos hergestellten Dämmstoffplatte bzw. Dämmstoffmatte in die gewünschte Größe.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den trockenen Holzfasern weitere pflanzliche und/oder tierische Naturfasern und/oder aus herkömmlichen oder biologisch abbaubaren Kunststoffen bestehenden Stütz­ fasern zugemischt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die pflanzlichen und/oder tierischen Naturfasern aus Hanffasern, Flachsfasern, Strohfasern, Heufasern, Jutefasern, Sisalfasern, Wollefasern oder Roßhaarfasern ausge­ wählt sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als thermoaktivierbare Kunststoffasern bzw. Klebstoffpartikeln thermoplastisch umhüllte Kunststoffasern mit einem Kern bzw. Tragfilament und einer Um­ mantelung verwendet werden, wobei die Ummantelung aus Kunststoff, der biologisch abbaubar sein kann, Harz oder Wachs mit einem niedrigen Schmelzpunkt zur Vernetzung der Fasern durch Aufschmelzen der Umman­ telung besteht und der Kern bzw. das Tragfilament aus einem Kunststoff mit höherer Temperaturbeständigkeit besteht, und/oder thermoplastische Kunst­ stoffasern, Thermoplaste, Kondensationsharze, Polymerisationsharze, Stärke verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasergemisch auf eine auf dem ersten endlosen Siebband aufgelegten luftdurchlässigen Kaschierung abgelegt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Komprimieren bzw. Kalibrieren des locker aufgestreuten Fasergemi­ sches auf das aufgestreute Gemisch eine luftdurchlässige Kaschierung konti­ nuierlich aufgelegt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bereits vernetzten Dämmstoffplatten bzw. -matten unterseitig und/oder oberseitig mit einer luftundurchlässigen Kaschierung bzw. Beschichtung ver­ sehen werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Formatierung der endlos hergestellten Dämmstoffplatte bzw. Dämmstoff­ matte in die gewünschte Größe durch Zuschnittsägen, Bandmessergeräte oder Hochdruck-Wasserstrahlschneidgeräte erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzten Holzfasern eine Länge von 1,5 mm bis 20 mm und eine Dic­ ke von 0,05 bis 1 mm aufweisen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung der Holzfasern mit den thermoaktivierbaren Kunststoffasern oder Klebstoffpartikeln eine Schutzimprägnierung gegen Schadinsekten, Pilz­ befall und/oder Mikrobiellen-Befall beigemengt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung der Holzfasern und der thermoaktivierbaren Kunststoffasern oder Klebstoffpartikel brandhemmende Stoffe beigemengt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der endlosen Siebbänder abschnittsweise Formteile aufweist, in die das Fasergemisch eingestreut wird, so daß der jeweiligen Form ange­ paßte Dämmstoffplatten mit gegebenenfalls profilierter Oberfläche entstehen.
13. Dämmstoffplatte bzw. -matte, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Faserge­ misch aus im wesentlichen Holzfasern mit einer Länge von 1,5 mm bis 20 mm und einer Dicke von 0,05 mm bis 1 mm mit thermoaktivierbaren Kunststoffa­ sern oder Klebstoffpartikeln besteht.
14. Dämmstoffplatte bzw. -matte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der thermoaktivierbaren Kunststoffasern oder Klebstoffpartikeln bis ca. 25 Gewichtsprozent beträgt.
15. Dämmstoffplatte bzw. -matte nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie ein Raumgewicht von 20 kg/m3 bis 170 kg/m3 aufweist.
16. Dämmstoffplatte bzw. -matte nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Geweben und/oder Vliesen aus Natur-, Kunst- und/oder anorganischen Fasern und/oder Papieren und/oder Folien aus Me­ tallen und/oder Kunststoffen kaschiert ist.
17. Dämmstoffplatte bzw. -matte nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober- und/oder Unterseite der Dämmstoffplatte bzw. -matte strukturiert und/oder perforiert ist.
18. Dämmstoffplatte bzw. -matte nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit mineralischen Stoffen beschichtet ist.
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