EP1331307A2 - Bindemittelfreier Faserdämmstoff und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Bindemittelfreier Faserdämmstoff und Verfahren zu dessen Herstellung Download PDF

Info

Publication number
EP1331307A2
EP1331307A2 EP02028533A EP02028533A EP1331307A2 EP 1331307 A2 EP1331307 A2 EP 1331307A2 EP 02028533 A EP02028533 A EP 02028533A EP 02028533 A EP02028533 A EP 02028533A EP 1331307 A2 EP1331307 A2 EP 1331307A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fiber
fiber insulation
materials
suspension
binder
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.)
Withdrawn
Application number
EP02028533A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1331307A3 (de
Inventor
Andre Prof. Dr.-Ing. Wagenführ
Sören Dipl.-Ing. Tech
Holger Dipl.-Ing. Unbehaun
Dorothea Dipl.-Ing. Telschow
Bernd Dipl. Ing.(FH) Albrecht
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.)
Gutex Holzfaserplattenwerk H Henselmann and Co GmbH
Technische Universitaet Dresden
Original Assignee
GUTEX Holzfaserplattenwerk H Henselmann GmbH and Co KG
Vti Thueringer Verfahrenstechnisches Institut fur Umwelt und Energie Ev
Technische Universitaet Dresden
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 GUTEX Holzfaserplattenwerk H Henselmann GmbH and Co KG, Vti Thueringer Verfahrenstechnisches Institut fur Umwelt und Energie Ev, Technische Universitaet Dresden filed Critical GUTEX Holzfaserplattenwerk H Henselmann GmbH and Co KG
Publication of EP1331307A2 publication Critical patent/EP1331307A2/de
Publication of EP1331307A3 publication Critical patent/EP1331307A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/005—Microorganisms or enzymes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21J—FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
    • D21J1/00—Fibreboard
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24—Polysaccharides
    • D21H17/28—Starch
    • D21H17/29—Starch cationic

Definitions

  • the invention relates to a binder-free fiber insulation according to claim 9 or 10 and a process for the production of binder-free lignocellulosic fiber insulation materials Claim 1.
  • Fiber materials in the form of molded parts or fiber insulation boards are used in a variety of ways in the construction industry but also in the packaging industry. These materials have densities in the range from 50 to 400 kg / m 3 and are generally produced from fiber materials which are produced by thermo-mechanical defibration in the defibrator or refiner from wood chips or other lignocellulosic starting materials, such as rape or cereal straw, hemp, bamboo, bagasse etc. can be won.
  • the binder is then added in the form of synthetic resins, for example urea, phenol or melamine formaldehyde resins or polymer diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (PMDI) in different proportions.
  • synthetic resins for example urea, phenol or melamine formaldehyde resins or polymer diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (PMDI) in different proportions.
  • PMDI polymer diphenylmethane-4,4'-diisocyanate
  • the glued fiber material can now be dried.
  • the pneumatic or hydraulic nonwoven is formed, followed by a prepress and hot press stage, which can be carried out continuously or discontinuously.
  • insulation boards (approx.
  • medium-hard fiberboard 350 to 800 kg / m 3
  • MDF medium density fiber boards, 650 to 900 kg / m 3
  • HDF high-density fiber boards, 800 to 1200 kg / m 3
  • Low-density fibrous materials such as insulation boards
  • synthetic or natural binders with proportions in the range from 3 to 20% by weight are used to achieve the desired strengths and swelling values.
  • the insulation boards manufactured in the wet process with densities in the range of 150 to 300 kg / m 3 are also made with binders.
  • Small amounts of bitumen or paraffin are used for water repellency.
  • Disadvantages of the wet process, such as high wastewater pollution, are largely solved today by closed water cycles.
  • Another problem with the wet process is the high demand for drying heat to remove the water in the nonwoven fabric.
  • the lower the density of insulation boards the easier they can be dried with hot air, for example, and the required energy consumption can be reduced. Since insulation boards are porous materials, drying in hot air can be achieved, but the energy requirement still incurs considerable costs.
  • lignin sulfonate is the sulfite waste liquor mixed with phenol oxidizing enzymes from pulp production, with wood particles mixed and processed into chipboard. The enzymes cause an oxidative Polymerization of the phenolic component, which leads to the wood particles sticking together.
  • the application for the production of insulation materials is in the Description mentioned, as well as the wet process in one of the subclaims. Both Areas of application are not further specified.
  • a transfer of knowledge and process parameters of the material production of MDF in the dry process on the The production of insulating materials in the wet process is not without the state of the art further possible.
  • the methods mentioned focus exclusively on an enzymatic activation of the lignin component and its use for increasing the Material strength.
  • the incubation times listed in the sources are several Hours to days and are therefore for use in highly productive industrial Process not suitable.
  • hydrolases are used individually or in combination with oxidases direct incubation of fibrous material used and processed into fibrous materials.
  • oxidases direct incubation of fibrous material used and processed into fibrous materials.
  • the Use of cationic charge carriers to precipitate soluble components is here not known.
  • WO 98/31762 describes a method in which wood particles are treated with hydrolases be to extract substances by partial hydrolysis and then with the addition of Laccase to produce a binder and this for the bonding of fibers and chips use.
  • a purely oxidative activation of the fibrous material is already mentioned Use of a binder provided.
  • the U.S.S.R 636311 patent uses hydrolases and oxidases for Plastification of wood chips and other wood particles before defibration described. The goal here is to save energy when grinding.
  • the patent DE 43 17 692 A1 describes the production of composite materials renewable raw materials, in which binders based on starch are used. there the pulp is mixed with a liquid additive (water) in one step, then added the binder and formed a fleece after another mixing process. adversely The effect here is that only the fibers are moistened while the binder is dry is added, which can lead to loss of binder, since the accumulation of dry binder particles to the fibers is difficult.
  • the object of the invention is to provide a method for producing Very low density fiber materials with improved strength and swelling properties, however without the use of binders.
  • the object is achieved by a method with those mentioned in claim 1 Features resolved.
  • the subclaims 2 to 8 relate to preferred embodiment variants of the inventive method.
  • the task is done by a binder-free Fiber insulation material with the features mentioned in claims 9 or 10 solved.
  • the method on which this application is based is based on a direct method Incubation of fibers with mixed enzymes in combination with cationic charge carriers and subsequent processing to plate-like materials. Those with this procedure available materials are described in claims 9 to 12.
  • Fibers are used as the starting material for the process from other lignocellulosic substances such as rape straw, flax straw, hemp straw, grain straw, coconut fibers, rice straw, bamboo, bagasse, etc., which are accessible to enzymes.
  • the above Raw materials e.g. Wood chips are preferably made in a conventional manner in the defibrator using a thermomechanical process at temperatures from 160 to 180 ° C frayed.
  • Other fiber plants such as rapeseed, flax and grain straw can also be used without thermal pretreatment can be purged mechanically in the refiner or extruder.
  • the Separation of the fibers can also be done by combining thermal pretreatment, mechanical defibration and chemical digestion according to sulfite, sulfate or organosolv processes respectively.
  • An alternative variant to this is the steam explosion process according to Mason. In this process, the raw material after treatment with steam and The pressure is quickly released and the fibers are separated from each other by the burst pressure. to Improving the accessibility of the fiber surface for enzymes can make the fibers before enzymatic treatment can be treated with microwave or ultrasound.
  • the fibers are mixed with the enzymes and other substances by dipping and making one Suspended suspension.
  • the activation of the fiber in the suspension takes place through enzymatic activation of the three main components cellulose, hemicellulose and lignin with the help of mixed enzymes, consisting of oxidases and hydrolases, in combination with cationic ingredients.
  • the incubation times are less than two hours.
  • the enzyme mixture is an extract which fermented lignocellulosic particles such as hemp straw chopped wood chips or others is obtained, which were incubated with white rot fungi. Furthermore, submerged manufactured enzymes and industrial enzymes are used. Depending on the type of enzyme Pay attention to optimal temperatures and pH values during fiber incubation.
  • the cationic Fabrics are commercially available.
  • the fibrous material can be processed from a fiber suspension into fiber insulation panels.
  • a nonwoven fabric is formed on a sieve, dewatered and dried.
  • the density of the insulation board materials produced is between 50 and 400 kg / m 3 .
  • the low-density insulation materials produced can be used in a variety of ways in the construction and packaging industries.
  • the fiber insulation materials described in the invention meet the completely substituted Proportion of synthetic binders Requirements for an environmentally and health-friendly Manufacture, use and disposal. A reduced proportion of binder leads to savings in production and disposal costs.
  • the described method can significantly improve the material properties low material densities, which also result in better drying, can be realized.
  • the application of the new process has also increased the material strength low material densities.
  • thermomechanically produced wood pulp (freeness 12 ° SR) was suspended with water.
  • the solids content was 3%.
  • the degree of disintegration is an important component for achieving the bulk density of the fiber insulation board.
  • the fiber suspension was stirred at a temperature of 50 ° C for 30 minutes. The dewatering and drying then took place via a sieve.
  • the board density achieved is 180 kg / m 3 .
  • the flexural strength of these fiber insulation boards was 140% higher than that of the first example manufactured fiber insulation panels.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien lignozellulosen Faserdämmstoffen, bei dem a) der Faserstoff durch mechanische oder thermo-mechanische Zerfaserung hergestellt wird, b) dieser in einer Suspension mit Mischenzymen inkubiert wird, c) der Suspension kationische Ladungsträger zur Ausfällung kleinster Bestandteile zugegeben werden, d) die Suspension entwässert und getrocknet wird. Ein durch das Verfahren erhältlicher Faserdämmstoff ist beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft einen bindemittelfreien Faserdämmstoff nach Anspruch 9 oder 10 sowie ein Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien lignozellulosen Faserdämmstoffen nach Anspruch 1.
Faserwerkstoffe in Form von Formteilen oder Faserdämmplatten werden vielfältig im Baugewerbe aber auch in der Verpackungsindustrie eingesetzt. Diese Werkstoffe besitzen Dichten im Bereich von 50 bis 400 kg/m3 und werden im allgemeinen aus Faserstoffen hergestellt, die durch thermo-mechanische Zerfaserung im Defibrator oder Refiner aus Holzhackschnitzeln oder anderen lignozellulosen Ausgangsstoffen, wie Raps- oder Getreidestroh, Hanf, Bambus, Bagasse usw. gewonnen werden. Für die Weiterverarbeitung des Faserstoffes existieren drei übliche Verfahren, das Trocken-, Halbtrocken- und Nassverfahren. Je nach Verfahren wird dem Faserstoff Wasser durch Trocknung entzogen oder dieser durch Wasserzugabe in eine Suspension überführt. Danach erfolgt die Bindemittelzugabe in Form synthetischer Harze z.B. Harnstoff-, Phenol-, bzw. Melaminformaldehydharze oder Polymeres Diphenylmethan-4.4'-diisocyanat (PMDI) in unterschiedlichen Anteilen. Je nach Verfahren kann nun eine Trocknung des beleimten Faserstoffes durchgeführt werden. Nach der Beleimung erfolgt die pneumatische oder hydraulische Vliesbildung, gefolgt von einer Vorpress- und Heißpressstufe, die kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen kann. In Abhängigkeit von der Dichte werden Dämmplatten (ca. 200 bis 400 kg/m3), mittelharte Faserplatten (350 bis 800 kg/m3), MDF (Medium- Density- Fiber- Boards, 650 bis 900 kg/m3), HDF (High- Density-Fibre-Boards, 800 bis 1200 kg/m3) produziert.
Faserwerkstoffe niederer Dichte, wie Dämmplatten, werden sowohl im Trocken- als auch im Nassverfahren produziert. Im Trockenverfahren werden zur Erreichung der gewünschten Festigkeiten und Quellwerte synthetische oder natürliche Bindemittel mit Anteilen im Bereich von 3 bis 20 % Gew.% eingesetzt. Die im Nassverfahren hergestellten Dämmplatten mit Dichten im Bereich von 150 bis 300 kg/m3 werden ebenfalls mit Bindemitteln hergestellt. Zur Hydrophobierung kommen geringe Anteile von Bitumen oder Paraffin zum Einsatz. Nachteile des Nassverfahrens, wie hohe Abwasserbelastungen, sind heute durch geschlossene Wasserkreisläufe weitgehend gelöst. Ein weiteres Problem des Nassverfahrens besteht in dem hohen Bedarf an Trocknungswärme zur Abführung des Wassers im Faservlies. Je geringer die Dichte von Dämmplatten ist, um so leichter können diese z.B. mit heißer Luft getrocknet und der erforderliche Energieaufwand gesenkt werden. Da es sich bei Dämmplatten um poröse Materialien handelt, ist eine Trocknung in heißer Luft realisierbar, der Energiebedarf verursacht jedoch noch erhebliche Kosten.
Als Alternative zum Einsatz synthetischer Klebstoffe sind eine Reihe von Verfahren bekannt, bei denen Bindemittel auf biologischer Basis oder das stoffeigene Lignin der Faseroberfläche für Bindungen genutzt werden. So wird gemäß DE 30 37 992 A1 Ligninsulfonat der Sulfitablauge aus der Zellstoffproduktion mit phenoloxidierenden Enzymen versetzt, mit Holzpartikeln vermischt und zu Spanplatten verarbeitet. Die Enzyme bewirken dabei eine oxidative Polymerisation der phenolischen Komponente, die zu einer Verklebung der Holzpartikel führt.
Gemäß DE 43 05 411 C2, DE 43 40 518, EP 0565 109 A1, WO 94/01488 und WO 95/07604 wird das ungelöste Lignin an der Faseroberfläche direkt mit phenoloxidierenden Enzymen, wie z.B. Laccase oder Peroxidasen, behandelt. Dadurch werden Phenoxyradikale erzeugt und das Lignin der Faseroberfläche reaktiviert. Danach erfolgt eine Verarbeitung des Faserstoffes zu Platten mit verbesserten Faserbindungen. Ziel der Verfahren ist die Herstellung bindemittelfreier Formkörper, insbesondere mittlerer und hoher Dichte für die Möbel- und Bauindustrie. Die Patente beziehen sich ihrer Intention nach ausschließlich auf die Herstellung von MDF/ HDF, d.h. Faserplatten mittlerer oder höherer Dichte im Trockenverfahren, was auch an den Beispielen deutlich wird. Die Anwendung für die Herstellung von Dämmstoffen wird zwar in der Beschreibung erwähnt, ebenso wie das Nassverfahren in einem der Unteransprüche. Beide Anwendungsgebiete werden aber nicht weiter spezifiziert. Eine Übertragung von Erkenntnissen und Verfahrensparametern der Werkstoffherstellung von MDF im Trockenverfahren auf die Herstellung von Dämmstoffen im Nassverfahren ist nach dem Stand der Technik nicht ohne weiteres möglich. Des weiteren konzentrieren sich die genannten Verfahren ausschließlich auf eine enzymatische Aktivierung der Ligninkomponente und deren Nutzung für die Erhöhung der Werkstofffestigkeit. Dabei betragen die in den Quellen aufgeführten Inkubationszeiten mehrere Stunden bis Tage und sind daher für eine Anwendung in hochproduktiven industriellen Verfahren nicht geeignet.
Es sind Arbeiten zum Einsatz von Hydrolasen bei der Herstellung von Werkstoffen bekannt, die sich auf die Gewinnung von Bindemitteln beschränken. So ist in DE 4340518 A1 der Einsatz von Hydrolasen zur Modifikation von Kartoffelpülpe beschrieben, die dann ihrerseits als Bindemittel eingesetzt wird; der Pülpeeinsatz erfordert dabei eine Trockenzeit von mehr als sieben Stunden und ist damit (in diesem beschriebenen Verfahren) nicht praxisrelevant.
Gemäß DE 10043662 A1 werden Hydrolasen einzeln oder in Kombination mit Oxidasen zur direkten Inkubation von Faserstoff eingesetzt und zu Faserwerkstoffen verarbeitet. Die Verwendung von kationischen Ladungsträgern zur Ausfällung löslicher Bestandteile ist hier nicht genannt.
In WO 98/31762 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem Holzpartikel mit Hydrolasen behandelt werden, um durch Teilhydrolyse Extraktstoffe zu gewinnen und danach unter Zugabe von Laccase ein Bindemittel herzustellen und dieses für die Verklebung von Fasern und Spänen zu nutzen. Auch hier ist eine schon erwähnte rein oxidative Aktivierung des Faserstoffes unter Verwendung eines Bindemittels vorgesehen.
In dem Patent U.S.S.R 636311 wird der Einsatz von Hydrolasen und Oxidasen zur Plastifizierung von Hackschnitzeln und anderen Holzpartikeln vor der Zerfaserung beschrieben. Ziel ist hier eine Energieeinsparung beim Mahlen.
Ein weiteres Verfahren nach DE 196 35 410 A1 verwendet u.a. Stärke als Bindemittel zur Herstellung von plattenförmigen Werkstoffen aus Holzfasern. Die Vliesbildung wird hier jedoch im Trockenverfahren realisiert.
Das Patent DE 43 17 692 A1 beschreibt die Herstellung von Verbundwerkstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen, bei denen Bindemittel auf Stärkebasis verwandt werden. Dabei wird der Faserstoff mit einem flüssigen Additiv (Wasser) in einer Stufe vermischt, anschließend das Bindemittel zugegeben und nach einem weiteren Mischprozess ein Vlies gebildet. Nachteilig wirkt sich hier aus, dass nur die Fasern befeuchtet werden, während das Bindemittel trocken zugegeben wird, wodurch es zu Bindemittelverlusten kommen kann, da das Anlagern der trockenen Bindemittelpartikel an die Fasern erschwert wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von Faserwerkstoffen sehr geringer Dichte mit verbesserten Festigkeits- und Quelleigenschaften, jedoch ohne Verwendung von Bindemitteln.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 8 betreffen bevorzugte Ausführungsvarianten des erfindungsmäßigen Verfahrens. Weiterhin wird die Aufgabe durch einen bindemittelfreien Faserdämmstoff mit den in den Ansprüchen 9 oder 10 genannten Merkmalen gelöst.
Gemäß Anspruch 1 basiert das dieser Anmeldung zugrundeliegende Verfahren auf einer direkten Inkubation von Fasern mit Mischenzymen in Kombination mit kationischen Ladungsträgern und nachfolgender Weiterverarbeitung zu plattenförmigen Werkstoffen. Die mit diesem Verfahren erhältlichen Werkstoffe sind in den Ansprüchen 9 bis 12 beschrieben.
Als Ausgangsmaterial für das Verfahren dienen Faserstoffe, vorzugsweise aus Holz, aber auch aus anderen lignocellulosen Stoffen wie Rapsstroh, Flachsstroh, Hanfstroh, Getreidestroh, Kokosfasern, Reisstroh, Bambus, Bagasse, u.a., die für Enzyme zugänglich sind. Die genannten Ausgangsmaterialien, z.B. Holzhackschnitzel, werden vorzugsweise auf konventionelle Weise im Defibrator nach einem thermomechanischen Verfahren bei Temperaturen von 160 bis 180 °C zerfasert. Andere Faserpflanzen wie Raps-, Flachs-, und Getreidestroh können auch ohne thermische Vorbehandlung rein mechanisch im Refiner oder im Extruder zerfasert werden. Die Separierung der Fasern kann auch durch Kombination von thermischer Vorbehandlung, mechanischer Zerfaserung und chemischem Aufschluss nach Sulfit-, Sulfat- oder Organosolv-Verfahren erfolgen. Eine alternative Variante dazu ist das Dampfexplosionsverfahren nach Mason. Bei diesem Verfahren wird das Ausgangsmaterial nach Behandlung mit Dampf und Druck schnell entspannt und durch den Berstdruck werden die Fasern voneinander getrennt. Zur Verbesserung der Zugänglichkeit der Faseroberfläche für Enzyme können die Fasern vor der enzymatischen Behandlung mit Mikrowelle oder Ultraschall behandelt werden.
Die Fasern werden mit den Enzymen und anderen Stoffen durch Tauchen und Herstellen einer Suspension in Kontakt gebracht. Die Aktivierung des Faserstoffes in der Suspension erfolgt durch enzymatische Aktivierung der drei Hauptbestandteile Zellulose, Hemizellulose und Lignin mit Hilfe von Mischenzymen, bestehend aus Oxidasen und Hydrolasen, in Kombination mit kationischen Bestandteilen. Die Inkubationszeiten liegen dabei unter zwei Stunden. Durch die enzymatische Faserstoffbehandlung und den Einsatz kationischer Bestandteile wird eine überraschende Wirkung erzielt, wodurch sich die erfindungsgemäßen Faserdämmstoffe herstellen lassen. Insbesondere werden durch den Einsatz des Verfahrens bei einer geringen Dichte des bindemittelfreien Faserdämmstoffs deutliche Festigkeitsverbesserungen gegenüber bekannten vergleichbaren Faserdämmstoffen erzielt.
Durch den Einsatz von geringen Mengen von kationischen Ladungsträgern, wie Stärke, Chitin o.ä. in Kombination mit der Enzymbehandlung wird eine Ausfällung von gelösten Substanzen aus der Suspension erreicht, die zur Schaffung von zusätzlichen bindefähigen Kontaktpunkten zwischen den Fasern führen und so die Ausbildung zusätzlicher Bindungen ermöglichen. Ohne Einsatz dieser Ladungsträger stehen diese gelösten Substanzen nicht für Bindungen zur Verfügung und führen zu erhöhten organischen Belastungen des Abwassers.
Es ist für den Fachmann überraschend und nicht naheliegend, dass Mischenzyme in Verbindung mit kationischen Ladungsträgern derart auf lignozellulose Komponenten einwirken, dass durch das Ausfällen der gelösten klebewirksamen Bestandteile bei Werkstoffen geringer Dichte eine enorme verbesserte Verklebung der Fasern untereinander eintritt und dieser Effekt bei der Herstellung von Dämmwerkstoffen genutzt werden kann.
Gemäß dem Anspruch 4 handelt es sich bei dem Enzymgemisch um ein Extrakt, das aus fermentierten lignozellulosen Partikeln wie Hanfstrohhäcksel, Holzhackschnitzeln oder anderen gewonnen wird, die mit Weißfäulepilzen inkubiert wurden. Des weiteren können auch submers hergestellte Enzyme und Industrieenzyme zum Einsatz kommen. Je nach Art des Enzyms sind bei der Faserinkubation optimale Temperaturen und pH-Werte zu beachten. Die kationischen Stoffe sind kommerziell erhältlich.
Nach der Inkubation lässt sich der Faserstoff aus einer Fasersuspension zu Faserdämmplatten verarbeiten. Dazu wird ein Faservlies auf einem Sieb gebildet, entwässert und getrocknet. Die Dichte der produzierten Dämmplattenwerkstoffe liegt zwischen 50 und 400 kg/m3. Die hergestellten Dämmstoffe niederer Dichte können vielfältig in der Bau- und Verpackungsindustrie eingesetzt werden.
Die in der Erfindung beschriebenen Faserdämmstoffe erfüllen durch den völlig substituierten Anteil an synthetischen Bindemitteln Anforderungen an eine umwelt- und gesundheitsschonende Herstellung, Nutzung und Entsorgung. Ein reduzierter Bindemittelanteil führt zu Einsparungen an Produktions- und Entsorgungskosten.
Durch das beschriebene Verfahren können normgerechte Werkstoffeigenschaften bei erheblich geringen Werkstoffdichten, die auch eine bessere Trocknung zur Folge haben, realisiert werden. Die Anwendung des neuen Verfahrens hat eine Erhöhung der Werkstofffestigkeit auch bei geringen Werkstoffdichten zur Folge.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen noch näher beschrieben.
Beispiel 1
Ein thermomechanisch hergestellter Holzfaserstoff (Mahlgrad 12 ° SR) wurde mit Wasser in Suspension gebracht. Dabei betrug der Feststoffanteil 3 %. Der Aufschlussgrad ist eine wichtige Komponente zum erzielenden der Rohdichte der Faserdämmplatte.
Die Fasersuspension wurde 30 Minuten bei einer Temperatur von 50°C gerührt. Anschließend erfolgte die Entwässerung und Trocknung über einem Sieb. Die erzielte Plattenrohdichte beträgt 180 kg/m3.
Beispiel 2
In einem zweiten Versuch wurden Faserdämmplatten mit Zugabe Enzymlösung und kationischen Ladungsträger hergestellt. Der Fasersuspension wurden 1 % Enzymgemisch und 1 % zusätzliche kationische Ladungsträger zugeben. Der pH-Wert wurde mit Zitratpuffer auf 5 eingestellt. Die Inkubationszeit betrug 30 Minuten bei einer Temperatur von 50°C. Die Suspension wurde wie unter Beispiel 1 entwässert und anschließend getrocknet. Die Plattenrohdichte betrug ebenfalls 180 kg/m3.
Die Biegefestigkeit dieser Faserdämmplatten lag um 140 % über den nach dem ersten Beispiel hergestellten Faserdämmplatten.
Je nach Produktanforderung können gezielte Eigenschaftsbeeinflussungen durch veränderte Stoffliche Rezeptur und Verfahrensschritte erzielt werden.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien lignozellulosen Faserdämmstoffen, bei dem
    a) der Faserstoff durch mechanische oder thermo-mechanische Zerfaserung hergestellt wird,
    b) dieser in einer Suspension mit Mischenzymen inkubiert wird,
    c) der Suspension kationische Ladungsträger zur Ausfällung kleinster Bestandteile zugegeben werden,
    d) die Suspension entwässert und getrocknet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unter a) aufgeschlossenen Faserstoffe im Defibrator oder Refiner aus Holzhackschnitzeln oder anderen lignozellulosen Ausgangsstoffen, wie Raps- oder Getreidestroh, Hanf, Bambus, Bagasse usw. gewonnen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Enzymen um Hydrolasen, Oxidasen oder ein Gemisch aus diesen handelt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Enzymgemische durch Solid-State Fermentation lignozelluloser Materialien oder submers gewonnen werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als kationische Bestandteile, chitinhaltige Stoffe, modifizierte Stärken oder andere Stoffe eingesetzt werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasersuspension auf eine Restfeuchte von 100 bis 500 Gew. % bezogen auf atro Faserstoff vor dem Trocknen entwässert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung mittels Durchströmungs- oder Überströmungstrocknung erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Faseroberfläche vor und während der Inkubation mit Mikrowelle und/ oder Ultraschall behandelt wird.
  9. Bindemittelfreier Faserdämmstoff, erhältlich nach einem Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Faserdämmstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der plattenförmige bindemittelfreie Faserdämmstoff eine Dichte im Bereich von 50 bis 400 kg/m3 aufweist.
  11. Faserdämmstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserdämmstoff eine Biegefestigkeit im Bereich von 2 bis 15 N/mm2 aufweist.
  12. Faserdämmstoff nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserdämmstoff die Anforderungen der Wärmeleitgruppe 0,40 erfüllt.
EP02028533A 2001-12-21 2002-12-20 Bindemittelfreier Faserdämmstoff und Verfahren zu dessen Herstellung Withdrawn EP1331307A3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001164659 DE10164659C2 (de) 2001-12-21 2001-12-21 Bindemittelfreier Faserdämmstoff und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10164659 2001-12-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1331307A2 true EP1331307A2 (de) 2003-07-30
EP1331307A3 EP1331307A3 (de) 2004-11-03

Family

ID=7711257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02028533A Withdrawn EP1331307A3 (de) 2001-12-21 2002-12-20 Bindemittelfreier Faserdämmstoff und Verfahren zu dessen Herstellung

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1331307A3 (de)
DE (1) DE10164659C2 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011063799A1 (de) * 2009-11-27 2011-06-03 Technische Universität Dresden Lignozelluloser faserwerkstoff, naturfaserverstärkter kunststoff und verfahren zur herstellung
WO2011063800A3 (de) * 2009-11-27 2011-07-21 Technische Universität Dresden Verfahren zur herstellung von lignozellulosen papierfaserstoffen sowie daraus gewonnene papiere, kartone und pappen
WO2011101390A1 (de) * 2010-02-18 2011-08-25 Georg-August-Universität Göttingen Stiftung Öffentlichen Rechts Dämmstoffe und verfahren zu deren herstellung
EP3323576B1 (de) 2016-11-10 2022-01-26 GUTEX Holzfaserplattenwerk H. Henselmann GmbH + Co KG Verfahren zur herstellung von brandhemmenden dämmplatten/-matten aus fasern auf basis nachwachsender rohstoffe
CN114670304A (zh) * 2022-03-31 2022-06-28 南京林业大学 一种乳酸菌发酵竹青碎料制备无胶碎料板的方法及其产品
DE202022001457U1 (de) 2022-06-03 2022-08-30 Thomas Andreas Schaub Isolations- Bau- und Konstruktionsmaterial aus nachwachsenden und mineralischen Rohstoffen.

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU636311A1 (ru) * 1976-05-25 1978-12-05 Белорусский технологический институт им. С.М.Кирова Способ подготовки волокнистой массы
DE3037992C2 (de) * 1980-10-08 1983-04-21 Gesellschaft für Biotechnologische Forschung mbH (GBF), 3300 Braunschweig Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels für Holzwerkstoffe
DE3724646A1 (de) * 1987-07-25 1989-02-02 Basf Ag Verfahren zur herstellung von papier, pappe und karton mit hoher trockenfestigkeit
CA2093581C (en) * 1992-04-09 2004-06-22 Alireza Kharazipour Process for conglutinating wood particles into formed bodies
FI946185A0 (fi) * 1992-07-02 1994-12-30 Novo Nordisk As Ligniinin polymerointi alkalisessa pH:ssa
DE4345196C2 (de) * 1993-02-22 1996-07-11 Pfleiderer Unternehmensverwalt Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien Formkörpern
DE4340518C2 (de) * 1993-11-29 1996-03-07 Pfleiderer Unternehmensverwalt Formkörper auf der Basis von Holz- und/oder Cellulosefasern
DE4317692C2 (de) * 1993-05-27 1999-08-26 Biotec Biolog Naturverpack Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen
US5501770A (en) * 1994-08-12 1996-03-26 Nalco Chemical Company Enzymes in combination with polyelectrolytes for enhancing the freeness of clarified sludge in papermaking
US5618482A (en) * 1994-10-12 1997-04-08 Novo Nordisk A/S Method of producing fibreboard
DE19635410C2 (de) * 1996-08-31 2003-02-27 Siempelkamp Gmbh & Co Maschine Vorrichtung zum Verpressen eines Vlieses zu einem Plattenstrang
FI970158L (fi) * 1997-01-14 1998-07-15 Neste Oy Uusi kuitulevyliima
DE10043662A1 (de) * 2000-08-30 2001-02-22 Saechsisches Inst Fuer Angewan Verfahren zur enzymatischen Aktivierung von lignocellulosen Faserstoffen zur Herstellung von Werkstoffen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011063799A1 (de) * 2009-11-27 2011-06-03 Technische Universität Dresden Lignozelluloser faserwerkstoff, naturfaserverstärkter kunststoff und verfahren zur herstellung
WO2011063800A3 (de) * 2009-11-27 2011-07-21 Technische Universität Dresden Verfahren zur herstellung von lignozellulosen papierfaserstoffen sowie daraus gewonnene papiere, kartone und pappen
WO2011101390A1 (de) * 2010-02-18 2011-08-25 Georg-August-Universität Göttingen Stiftung Öffentlichen Rechts Dämmstoffe und verfahren zu deren herstellung
EP3323576B1 (de) 2016-11-10 2022-01-26 GUTEX Holzfaserplattenwerk H. Henselmann GmbH + Co KG Verfahren zur herstellung von brandhemmenden dämmplatten/-matten aus fasern auf basis nachwachsender rohstoffe
CN114670304A (zh) * 2022-03-31 2022-06-28 南京林业大学 一种乳酸菌发酵竹青碎料制备无胶碎料板的方法及其产品
DE202022001457U1 (de) 2022-06-03 2022-08-30 Thomas Andreas Schaub Isolations- Bau- und Konstruktionsmaterial aus nachwachsenden und mineralischen Rohstoffen.

Also Published As

Publication number Publication date
DE10164659C2 (de) 2003-10-30
DE10164659A1 (de) 2003-07-17
EP1331307A3 (de) 2004-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60009165T2 (de) Herstellung von hochwertigen produkten aus abfällen
Velásquez et al. Effects of kraft lignin addition in the production of binderless fiberboard from steam exploded Miscanthus sinensis
DE69034003T2 (de) Wärmehärtbares Harz und Verbundstoff aus Lignozellulosematerial
EP0565109B1 (de) Verfahren zum Verkleben von Holzfragmenten
EP1184144B1 (de) Verfahren zur enzymatischen Aktivierung von lignocellulosen Faserstoffen zur Herstellung von Werkstoffen
DE69823338T2 (de) Klebstoffzusammensetzung und ihre verwendung
EP2183322A2 (de) Verfahren zur herstellung von faserwerkstoffen
Yang et al. The effect of laccase pretreatment conditions on the mechanical properties of binderless fiberboards with wheat straw
DE10164659C2 (de) Bindemittelfreier Faserdämmstoff und Verfahren zu dessen Herstellung
DE69710748T2 (de) Behandlung von lignocellulosematerialien
EP1664200B1 (de) Verfahren zur herstellung von erzeugnissen auf basis von lignozellulose
EP2094456B1 (de) Faserplatte und verfahren zu deren herstellung
DE69730412T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Celluloseverbundwerkstoffen
EP2974841B1 (de) Verfahren zur herstellung einer faserplatte
DE4305411C2 (de) Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien Formkörpern
EP4139519A1 (de) Verfahren zur herstellung eines formstabilen gegenstandes aus nachwachsender biomasse und formstabiler gegenstand
DE102006057566B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines emissionsreduzierten lignozellulosen Rohstoffes bzw. Werkstoffs, Bauteils oder Produkts
CN113386233B (zh) 一种纤维素基型材及加工工艺
EP0613906A1 (de) Förmkörper, insbesondere in Form einer Faserplatte
EP3268190A1 (de) Verfahren zur herstellung eines holzspanwerkstoffs und darin verwendete härter für aminoplaste
DE102005051716A1 (de) Bindemittelzusammensetzung für Holzwerkstoffe
DE2744425C2 (de) Trockenverfahren zur Herstellung von Faserformkörpern aus gegenüber Stammholzmaterial unterschiedlichem pflanzlichem lignocellulosehaltigem Material, sowie Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahren
EP1284845B1 (de) Verfahren zur herstellung einer bindemittelflotte
DE19949975A1 (de) Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Dämm- und Konstruktionswerkstoffen sowie Formkörpern
EP3733367A1 (de) Holzwerkstoffe und bindemittelzusammensetzungen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO

17P Request for examination filed

Effective date: 20041215

17Q First examination report despatched

Effective date: 20050128

AKX Designation fees paid
REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8566

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SI SK TR

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: GUTEX HOLZFASERPLATTENWERK H. HENSELMANN GMBH + CO

Owner name: TECHNISCHE UNIVERSITAET DRESDEN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20120703