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Dokumentenidentifikation DE19810862C2 18.07.2002
Titel Dämmplatte aus Stroh und Verfahren zur Herstellung
Anmelder ALSEN AG, 20457 Hamburg, DE
Erfinder Höppner, Mathias, Dipl.-Geol. Dr., 31167 Bockenem, DE;
Goedecke, Frank, 50672 Köln, DE;
Goes, Claus, Dipl.-Ing. Dr., 30826 Garbsen, DE;
Hüttermann, Aloys, Prof. Dipl.-Chem. Dr., 37075 Göttingen, DE
Vertreter Patentanwälte Hauck, Graalfs, Wehnert, Döring, Siemons, 20354 Hamburg
DE-Anmeldedatum 13.03.1998
DE-Aktenzeichen 19810862
Offenlegungstag 16.09.1999
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.07.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.07.2002
IPC-Hauptklasse C04B 16/02
IPC-Nebenklasse C04B 18/24   C04B 41/61   C04B 22/16   B28B 1/52   B27N 1/02   B27N 3/08   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dämmplatte aus Stroh nach dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren zu ihrer Herstellung nach dem Patentanspruch 15.

Um dem Mauerwerk, Decken und Dächern von Gebäuden eine ausreichende Wärmeisolierung zu verleihen, ist bekannt, entsprechende Isoliermaterialien einzusetzen. Es ist bekannt, hierfür plattenförmiges oder körniges Material aus Polystyrol, Bahnen aus Mineral- oder Glaswolle, Polyurethanschaum und ähnliche Stoffe zu verwenden. Die wärmedämmende Wirkung dieser Materialien steht außer Zweifel. Sie sind jedoch unter ökologischem Aspekt mit Nachteilen behaftet. Ihre Herstellung erfordert relativ viel Energie. Nach Benutzung sind sie schwer zu entsorgen. Sie sind bekanntlich biologisch nicht abbaubar.

Aus DE 44 36 981 ist ein Leichtbaukörper bekanntgeworden, der aus cellulosehaltigen zerkleinerten Rohstoffen als Basismaterial mit einer Bindung durch ein Isocyanat in der Mischung, bei dem zur isocyanatischen Bindung ein mehrfunktionelles Isocyanatbindemittel eingesetzt ist. Als Basismaterial kann zerkleinertes Stroh eingesetzt werden, das beispielsweise in einer Hammermühle zerkleinert wird und in Faserlängen von 2,5 bis 4 cm vorliegt.

Aus WO 92/05021 ist bekanntgeworden, Platten aus Stroh herzustellen, das mit einem geschäumten Kunststoff gemischt ist, das in die Strohschicht injiziert wird. Anschließend erfolgt ein Verpressen des Materials.

Aus DE 42 15 468 ist ein Verbunddämmstoffkörper bekanntgeworden, bei dem ein organischer Dämmstoff umschäumt ist mit einer Suspension aus Alkaliwasserglas, mineralischen Füllstoffen und einem Treibmittel. Die Dämmstoffe sind organisch oder anorganisch. Im ersteren Fall wird zum Beispiel Polystyrolschaum verwendet. Als Beispiel für die zweite Gattung dienen beispielsweise Mineralfasern oder dergleichen.

Aus DE 44 01 983 ist bekannt, Dämmstoffmaterial für Wände, Decken oder dergleichen aus Strohmehlpellets und Alkalimetallsilikaten herzustellen. Das Stroh wird in Form von Strohmehl vorbereitet und unter hohem Druck zu Pellets verdichtet in einer Größe von 8 bis 10 mm Durchmesser und einer Länge von zum Beispiel 20 mm. Die Strohmehlpellets werden grob zermahlen. Das Mahlgut wird anschließendend erneut verdichtet.

Aus DE 40 14 910 ist schließlich bekanntgeworden, Dämm- und Verpackungsgegenstände aus Holzwolle herzustellen. Holzwollestreifen und -abschnitte, die in loser Schüttung angeordnet sind, werden vollständig mit Latex beschichtet.

Aus DE 41 00 495 A1 ist ein Dämm- und Verpackungsgegenstand bekannt geworden, der im wesentlichen aus organischen Streifen und/oder Fasermaterial, insbesondere aus Holzwolle besteht, welches Material durch ein zähelastisches Latex miteinander verbunden ist. Das Fasermaterial ist in loser Schüttung angeordnet und vollständig mit dem Latex dünn beschichtet. Das Streifen- und/oder Fasermaterial kann zerspantes, gehäckseltes, gehecheltes und/oder gewalktes Holz, Gras oder Stroh sein. Der Dämmgegenstand dient in erster Linie zum Verpacken von Gegenständen.

Aus DE 43 33 758 A1 ist eine Isoliervorrichtung zur Wärme- und/oder Schallisolation bekannt geworden, bestehend aus feuerhemmend ausgerüstetem, lose oder zu einem Vlies verarbeiteten, vorzugsweise mattenförmigem Verbund aus Naturfaser wie Flachs, Baumwolle, Kokos, Sisalwolle, Biomasse wie Schilf, Stroh oder anderen Pflanzen. Die Naturfasern sind verklebt, vernadelt oder versteppt. Zum Verbinden der Fasern kann Latex verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämmplatte aus Stroh zu schaffen, die einfach und mit geringem Aufwand unter sehr geringer Belastung der Umwelt herstellbar ist, die ähnlich gute Dämmwirkungen aufweist wie herkömmliche Dämmplatten und die darüber hinaus problemlos entsorgt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 15 gelöst.

Die erfindungsgemäße Dämmplatte zeichnet sich durch eine Anzahl von wesentlichen Eigenschaften aus. Das Stroh ist faserig zerkleinert und die geschlossene Halmstruktur durch Längsspleißung zerstört. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann dies durch eine Zerkleinerung in einer Hammermühle erfolgen. Die Faserlänge des Strohs ist maximal 150 mm. 50% aller Strohfasern sind länger als 2 mm und maximal 5 mm, und die restlichen Strohfasern sind länger als 5 mm. Staub- oder mehlartiges Material wird nicht eingesetzt.

Die erfindungsgemäße Dämmplatte enthält ein biologisch abbaubares, z. B. durch Wärme verfestigbares, Bindemittel. Hierfür wird vorzugsweise ein synthetisches oder natürliches Latex verwendet. Erfindungswesentlich ist, daß die Strohfasern mit dem Bindemittel homogen vermischt werden, bevor die Formung der Platte erfolgt. Erfindungswesentlich ist ferner, daß bei der Formung der Platte bzw. einer Bahn, aus der die Platten geschnitten werden, nahezu drucklos vorgegangen wird. Eine geringfügige Verdichtung findet zwar statt, diese erfolgt jedoch im wesentlichen nur zur Formgebung bzw. zur Vergleichmäßigung des Materials über den Querschnitt. Eine Verdichtung der Fasern wird bewußt vermieden, um eine Rohdichte zwischen 40 und 100 kg/m3 zu erhalten. Dadurch wird eine sehr leichte Dämmplatte von sehr geringer Wärmeleitfähigkeit erhalten, welchletztere an die Werte von synthetischen Dämmstoffen heranreicht.

Erfindungswesentlich ist schließlich, daß die Dämmstoffplatte beidseitig mit einer flexiblen gitterartigen Beschichtung aus Naturfasern versehen ist. Die Beschichtung wird vorzugsweise mit dem gleichen Bindemittel mit den Strohfasern verbunden wie dem für die Verbindung der Strohfasern untereinander. Dabei erfolgt vorzugsweise eine Tränkung des Beschichtungsmaterials, bevor es auf die Platte aufgelegt wird. Für die Beschichtung wird ein biologisch abbaubares Material verwendet, beispielsweise Jute, vorzugsweise recycelte Jute, die zu einem gitterartigen Gewebe verarbeitet ist. Die Maschenbreite kann zwischen 1 bis 10 mm betragen und die Dicke der Beschichtung ist vorzugsweise 0,5 bis 1,5 mm. Die elastische Beschichtung der erfindungsgemäßen Dammplatte dient nicht nur dem Schutz bei der Handhabung wahrend der Herstellung und des Transports sowie beim Einbau, sondern verleiht der Platte ein verbessertes elastisches Verhalten, wodurch sie auch als sogenannte Klemmplatte bei der Isolierung von Dächern eingesetzt werden kann, indem sie zwischen den Sparren "eingeklemmt" wird.

Die Verwendung von Stroh zu Dämmzwecken hat unter ökologischen Aspekten erhebliche Vorteile Stroh als Produkt einer einjährigen Ackerpflanze ist ein landwirtschaftlicher Nebenrohstoff, der wenig aufwendig zu erwerben ist und gegen die Lebensmittelproduktion nicht konkurrieren muß. Die Umweltbelastung bei der Herstellung ist relativ gering, da ein landwirtschaftliches Nebenprodukt genutzt wird. Stroh ist durch die Ernte bereits teilaufbereitet und benötigt daher für die endgültige Aufbereitung relativ wenig zusätzliche Energie. Des weiteren ist eine Dammplatte mit den erfindungsgemäßen Merkmalen einfach zu entsorgen, da sie vollständig aus biologisch abbaubaren Materialien besteht. Sie ist darüber hinaus in ihrer dämmenden Wirkung den bisher bekannten Dämmkörpern gleichzusetzen. Es wird eine untere Leitfähigkeit von bis zu λ = 0,045 erzielt.

Es ist von Vorteil, wenn die erfindungsgemäße Dämmplatte ein Flammschutzmittel aufweist und/oder ein Fungizid. Beide Stoffe können dem Bindemittel, das in relativ wäßriger Form zugegeben wird, zugesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Dämmplatte sieht eine Reihe von Schritten vor:

Das Stroh wird zerkleinert und in seiner Länge aufgespleißt, wobei die Fraktion der Fasern eine maximale Länge von 150 mm aufweist. Die Faserfraktion wird homogen mit einem biologisch abbaubaren Bindemittel gemischt, das in einem Überschuß an Wasser vorhanden ist. Die Mischung aus Bindemittel und Fasern, ggf. mit Zusätzen an Fungizid und Flammschutzsubstanzen, wird auf eine mit Bindemittel getränkte Bahn aus Beschichtungsmittel aufgetragen, wobei eine geringfügige Verdichtung erfolgt, um der Materialbahn eine entsprechende Form zu verleihen. Auf die so entstandene Dämmstoffbahn wird von oben eine zweite Bahn an Beschichtungsmaterial aufgelegt. Die so entstandene Dämmstoffbahn wird durch eine Heizzone gefördert und dort getrocknet. Anschließend wird die Bahn in einzelne Platten geschnitten.

In der Heizzone erfolgt eine Trocknung und ggf Vulkanisierung des Bindemittels in einem Heißluft-Durchströmverfahren. Durch die relativ hohe Feuchtigkeit trägt der Wasserdampf zur Wärmeübertragung bei und somit zur Vulkanisation. Die Temperatur der Heißluft beträgt vorzugsweise etwa 100°C.

Anschließend werden zwei Beispiele für eine erfindungsgemäße Dämmplatte angegeben.

Beispiel 1

In einer Hammermühle zerkleinertes, zum Teil aufgefasertes Stroh, zu 53,2 Gew.-% bestehend aus einer Faserlänge > 5 mm und zu 46,8 Gew.-% bestehend aus einer Faserlänge > 2 mm wird mit einer Lösung aus 17 Gew.-% Latex, 18 Gew.-% Brandschutzmittel und 150 Gew.-% Wasser, jeweils bezogen auf atro Stroh, homogen vermischt. Diese Mischung wird auf ein Siebband gestreut und beidseitig mit einem latexgetränkten Jutegewebe mit einer Maschenweite von 5 mm abgedeckt. Diese Masse wird im Luft-Durchström-Verfahren bei ca. 100°C so lange thermisch behandelt, bis eine Verklebung bzw. Vulkanisation des Latex eintritt. Der Feuchteanteil der fertigen Dämmatte liegt unter 12%. Dabei beträgt die Plattendicke 70 mm.

Beispiel 2

In einer Hammermühle zerkleinertes, zum Teil aufgefasertes Stroh, zu 45 Gew.-% bestehend aus einer Faserlänge > 5 mm, zu 40 Gew.-% bestehend aus einer Faserlänge > 2 mm und zu 15 Gew.-% Brandschutzmittel und 150 Gew.-% Wasser, jeweils bezogen auf atro Stroh, homogen vermischt. Diese Mischung wird auf ein Siebband gestreut und beidseitig mit einem latexgetränkten Jutegeweben mit einer Maschenweite von 5 mm abgedeckt. Diese Masse wird im Luft-Durchström-Verfahren bei ca. 100°C so lange thermisch behandelt, bis eine Verklebung bzw. Vulkanisation des Latex eintritt. Der Feuchteanteil der fertigen Dämmatte liegt unter 12%. Dabei beträgt die Plattendicke 70 mm.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von beispielhaften Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Teil einer Dämmstoffplatte nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Anlage zur Herstellung einer Dämmstoffplatte nach Fig. 1.

Die Dämmstoffplatte 10 nach Fig. 1 hat eine Dicke von etwa 7 cm. Länge und Breite spielen keine Rolle. Sie ist zusammengesetzt aus einer Mischung aus Fasern 12 aus aufbereitetem Stroh und einem nicht zu erkennenden Bindemittel, beispielsweise synthetisches oder natürliches Latex. Auf das Herstellungsverfahren wird weiter unten noch eingegangen. Die Strohfasern 12 liegen in einer Fraktion vor, wobei die maximale Länge 100 mm ist und die minimale 2 mm. Darunter- und darüberliegende Faserlängen sind vorher ausgesondert worden. Ober- und Unterseite der Platte 10 ist mit einem gitterartigen Material 14 aus Jute beschichtet, wobei das Gitter 14 vor dem Aufbringen mit einem Bindemittel getränkt wird, das auch den Strohfasern 12 zugemischt ist, zwecks inniger Verbindung mit der zuvor gebildeten Strohplatte. Die so gebildete Dämmplatte 10 weist eine Rohdichte von 40 bis 100 kg/m3 auf und eine Wärmeleitfähigkeit in einer Größenordnung, wie sie herkömmliche Dämmplatten besitzen. Die Dämmplatte 10 ist nicht zuletzt wegen der Beschichtung 14 relativ flexibel und kann daher als Klemmplatte verwendet werden. Dem Bindemittel können biologisch abbaubare Fungizide und Flammschutzmittel beigegeben werden. Insgesamt ist die Dämmplatte 10 biologisch abbaubar und kann daher problemlos entsorgt werden.

Fig. 2 zeigt den Herstellungsprozeß für die Dämmplatte 10 nach Fig. 1. In einer Hammermühle 10 wird Stroh faserig zerkleinert und der Halmlänge nach aufgespleißt. Es gelangt in eine Siebanordnung 22, in der Faserlängen unter 2 mm aussortiert und in einer Feuerung 24 verbrannt werden. Die abgesiebte Fraktion wird anschließend über ein Puffergefäß 26 auf ein Förderband 28 gegeben, die die Faserfraktion in eine Mischvorrichtung 30 fördert, in der sie mit einem Bindemittel sowie einem Flammschutzmittel homogen vermischt wird. Bindemittel, etwa in Form von Latex, wird aus einem Vorratsbehälter 32 zugegeben; Flammschutzmittel wird aus einem Vorratsbehälter 34 zugeführt. Die homogene Mischung wird dann vom Förderband 28 in ein Mischsilo 36 gefördert, das am unteren Ende eine Austragwalze 38 aufweist oberhalb eines Plattenförderbandes 40. Von einer Rolle 42 aus gitterartigem Jute wird eine Gewebebahn 46 abgerollt und durch eine Tränkvorrichtung 44 geführt. In der Tränkvorrichtung 44 wird die Jutebahn mit dem Bindemittel getränkt, mit dem auch das Stroh gemischt wird, nämlich zum Beispiel Latex. Die Jutebahn 46 gelangt auf das Förderband 40. Auf die Jutebahn wird dann die Mischung aus Strohfasern und Bindemittel aufgetragen, was in Fig. 1 nicht zu sehen ist. Die Austragung der Mischung aus Bindemittel und Strohfasern erfolgt nahezu pressungsfrei. Der Bahn wird lediglich eine bestimmte Querschnittsform erteilt. Die Materialbahn gelangt dann zu einer Umlenkrolle 48, über die eine zweite Jutebahn 50 gelenkt wird, die von einer zweiten Rolle 52 abgewickelt wird. Die Jutebahn 50, die wiederum in Form eines gitterartigen Gewebes vorliegt, wird in einer Tränkvorrichtung 54 mit Bindemittel getränkt, damit sie an der Oberseite der Materialbahn haftet. Die Bahn aus der Mischung von Strohfasern und Bindemittel mit der beidseitigen Beschichtung mit Jutegewebe gelangt anschließend in eine Trocknungsanlage 56, die mit heißer Luft beschickt wird, wobei die Luft von einem Lüfter 58 erzeugt wird, der die Luft durch die Feuerung 24 schickt, in der sie auf zum Beispiel 100°C erwärmt wird. In der Trocknungsanlage 56 wird das Bindemittel getrocknet bzw. vulkanisiert, wobei der sich bildende Wasserdampf als Wärmeträger dient und die Vulkanisation fördert. Die Bahn hat daher vor ihrer Trocknung eine relativ hohe Wasserfeuchtigkeit.

In einer Säge 60 wird die beschriebene Materialbahn, die rechts in Fig. 2 mit 62 bezeichnet ist, in die einzelnen Platten 10 unterteilt, die anschließend palettiert werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Dämmplatte mit einer Mindestdicke von 30 mm, aus in einem biologisch abbaubaren Bindemittel homogen verteilten Strohfasern, bei der

    das Stroh derart zerkleinert vorliegt, daß seine maximale Länge 150 mm beträgt, etwa 50% aller Strohfasern länger als 2 mm und maximal 5 mm sind und die restlichen Strohfasern länger als 5 mm sind, wobei die geschlossene Halmstruktur des Strohs durch Längsspleißung zerstört ist,

    die Platte infolge geringfügiger mechanischer Verdichtung eine Rohdichte zwischen 40 und 100 kg/m3 aufweist

    und beidseitig mit einer flexiblen gitterartigen Naturfaserbeschichtung versehen ist.
  2. 2. Dämmplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strohfasern durch Zerkleinerung mit einer Hammermühle gebildet sind.
  3. 3. Dämmplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus natürlichen und/oder synthetischen Latices besteht.
  4. 4. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge Bindemittel 10 bis 30 Gew.-% bezogen auf die Strohmenge beträgt.
  5. 5. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in wäßriger Dispersion vorliegt.
  6. 6. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Naturfaserbeschichtung mit Hilfe des gleichen Bindemittels erfolgt, mit dem die Strohfasern verbunden sind.
  7. 7. Dämmplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung mit dem Bindemittel getränkt ist.
  8. 8. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung ein Gittergewebe ist mit einer Maschenweite von 1 bis 40 mm.
  9. 9. Dämmplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenweite 1 bis 10 mm beträgt.
  10. 10. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Jute hergestellt ist, vorzugsweise aus Recycling-Jute.
  11. 11. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung 0,5 bis 1,5 mm beträgt.
  12. 12. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bindemittel ein Flammschutzmittel zugesetzt ist.
  13. 13. Dämmplatte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Ammonium-Phosphat zugesetzt ist.
  14. 14. Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bindemittel ein vorzugsweise biologisch abbaubares Fungizid zugesetzt ist.
  15. 15. Verfahren zur Herstellung einer Dämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    1. - Stroh wird faserig zerkleinert und in der Länge aufgespleißt zu einer Fraktion mit Faserlängen bis maximal 150 mm, wobei 50% aller Strohfasern länger als 2 mm und maximal 5 mm sind und die restlichen Strohfasern länger als 5 mm sind
    2. - die Faserfraktion wird homogen mit einem biologisch abbaubaren, Wasser im Überschuß enthaltenden Bindemittel gemischt
    3. - die Mischung wird auf eine mit Bindemittel getränkte Bahn des Beschichtungsmaterials unter geringfügiger Verdichtung fortlaufend aufgetragen
    4. - auf die so entstehende Dämmstoffbahn wird eine obere mit Bindemittel getränkte Beschichtungsbahn aufgelegt
    5. - die so entstandene Dämmstoffbahn wird durch eine Heizzone gefördert und getrocknet und ggf. vulkanisiert
    6. - die getrocknete Bahn wird anschließend zu Platten geschnitten.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 1 S. dadurch gekennzeichnet, daß eine Trocknung oder Vulkanisierung des Bindemittels im Heißluft-Durchströmverfahren durchgeführt wird.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Heißluft von annähernd 100°C verwendet wird.






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