Die vorliegende Erfindung besteht in einer Wärmedämmplatte aus vermahlenem Papier in einer Mischung mit Naturfasern wie Jute oder dergleichen.

Eine gattungsgleiche Wärmedämmplatte ist z.B. in der Patentanmeldung DE-A-35 45 001 beschrieben. Danach wird Papier durch Vermahlen in die einzelnen Cellulosefasern aufgetrennt bis ein wolliger Zustand erreicht ist und mit pflanzlichen oder tierischen Fasern einer Länge von 2-10 cm gemischt. Die Verbindung der Fasern wird durch Leim, dem auch feuerhemmende oder fäulnisverhindernde Stoffe zugesetzt sind, bewirkt, indem man die Mischung in einer Form preßt und mit Heißdampf und anschließendem Trocknen verfestigt.

Derartige Wärmedämmplatten weisen höchstens unwesentliche Anteile an synthetischen Chemikalien auf, sie sind daher besonders umweltfreundlich und erfüllen moderne baubiologische Erfordernisse. Ein wesentliches Problem bei der Herstellung solcher Platten sind die bisher nicht vermeidbaren Inhomogenitäten im Endprodukt, die einmal die mechanische Festigkeit beeinträchtigen, zum anderen aber auch eine Auflösung des Verbundes bei Lagerung und Transport bewirken.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, derartige Wärmedammplatten zu verbessern, insbesondere ihre mechanische Festigkeit zu erhöhen, die Fasern haltbarer einzubinden und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung hierfür zu schaffen, mit deren Hilfe derartige Platten herstellbar sind.

Die erfindungsgemäße Wärmedämmplatte wird erhalten aus einer Mischung aus zerkleinertem und mit fäulnishemmenden Zusätzen, wie vorzugsweise Boraten, vorbehandeltem Zeitungs- oder ähnlichem, von Oberflächenbeschichtungen oder Füllstoffen freiem Papier sowie natürlichen Fasern, und Leimen und/oder Reaktionshelfern, dadurch gekennzeichnet, daß das zerkleinerte Papier in Flocken von 1-5 mm Kantenlänge vorliegt und die natürlichen Fasern eine Länge von 5-100 mm aufweisen.

Es hat sich durch Versuche überraschenderweise herausgestellt, daß auf die Qualität des Endproduktes die Kantenlänge und die Form des verwendeten Papiers entscheidenden Einfluß ausübt.

Bei einer Zerkleinerung des Papiers auf eine Flocken- oder Plättchenform der obengenannten Kantenlängen entstehen Produkte, die an ihren Kanten eine Vielzahl von Härchen aufweisen, die sich beim Verdichten mit den Naturfasern besonders gut verkrallen und aus denen durch Einwirkung von Wärme und Feuchtigkeit der Ligninbestandteil zur Verklebung mit den Naturfasern besonders gut aktivierbar ist. Dabei stören die z.B. in oder auf Glanzdruckpapieren vorhandenen Füllstoffe und Oberflächenbeschichtungen, so daß die verwendeten Papiersorten frei davon sein müssen. Besonders gut hat sich Zeitungspapier (auch in bedruckter Form) bewährt, z.B Qualität "E 12" im Rohstoffhandel.

Die notwendige Zerkleinerung auf Flocken- oder Plättchenform in der notwendigen Größe ohne Auflösung in die einzelnen Cellulosefasern gelingt besonders gut in einer Hammermühle, wobei der Staubanteil im gemahlenen Produkt besonders gering sein kann. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß Staubanteile die Festigkeit der Dämmplatte herabsetzen und Materialverbrauch vermehren.

Die zu verwendenden Naturfasern sind hinsichtlich ihrer Beschaffenheit weitgehend unkritisch, es kommen insbesonders Jute, Sisal, Baumwolle, Kokos, Flachs, solche aus Recycling- oder Abfallmaterial aus Spinnereien oder aufbereitetes Material aus Stroh oder Holz oder tierische Haare, wie vorzugsweise Wolle infrage, vorzugsweise einer Länge von 5 - 100 mm. Als Leime und Reaktionshelfer werden vorzugsweise Balsamharze, wie Kolophonium, Stärke- oder Ligninkleber, Kautschuk oder auch Traßzement, Gips, Aluminiumslulfat und Wasserglas eingesetzt. Die Herstellung der Platten kann dabei derart erfolgen, daß die Substanzen gemischt und aufgelockert, in eine Form gegeben, auf das gewünschte Raumgewicht verdichtet und mit Heißluft und/oder Heißdampf behandelt und getrocknet werden.

Insbesondere werden dabei die im Papier enthaltenen Ligninbestandteile aktiviert und als Bindemittel ausgenutzt.

Ein besonders effektives Verfahren besteht erfindungsgemäß darin, daß man zunächst Papierflocken und Fasern vormischt, die Mischung in ein Mischgefäß einbläst und Leim bzw. Leim und Reaktionshelfer ggf. in Form einer wässrigen Lösung dazu im Gegenstrom einträgt, danach die Mischung auflockert, in freiem Fall in eine Formstation einbringt und verdichtet und anschließend mit Heißluft oder Heißluft und Dampf behandelt und trocknet.

Hierbei werden die Komponenten mit hoher Relativgeschwindigkeit aufeinanderzu bewegt, so daß eine hohe Homogenität der Mischung gewährleistet ist. Die Leime und ggf. Reaktionshelfer können pulverförmig, in erschmolzener Form oder als wässrige Lösung in den Flocken- und Faserstrom eingedüst und setzen sich im wesentlichen auf den Oberflächen der Teilchen ab.

Durch die notwendigerweise hohen Strömungsgeschwindigkeiten kommt es zu einer gewissen Vorverdichtung und einer Ausrichtung der Fasern, die durch mechanisches Auflockern wieder aufgehoben werden. Das so erhaltene aufgelockerte Produkt wird anschließend in freiem Fall kontinuierlich in die Formstation gebracht und danach verdichtet. Hierdurch wird unter anderem erreicht, daß die Fasern sehr gleichmäßig über den Raum verteilt in der Form liegen und daß eine hohe Konstanz der Mischungsverhältnisse eingehalten werden kann.

Zusätzlich wird durch das Verdichten auf Plattenform eine gewünschte Ausrichtung der Fasern und ein Verhaken oder Verfilzen der Fasern und Flocken erreicht, die den Verbund verbessern und den Leimbedarf senken. Die verdichtete Masse wird anschließend mit Heißluft oder Heißluft und Dampf behandelt, wodurch die Leimbestandteile fließen und anschließend abbinden.

Da, wie schon erwähnt, Staubanteile stören, wird vorgeschlagen, die Gegenstromdurchmischung von Flocken, Fasern und Leimbestandteilen in einem Zyklonabscheider durchzuführen, wobei die Substanzen im wesentlichen tangential zu- und Staub mittig mit Luft nach oben abgeführt werden.

Die danach gesammelte und wieder mechanisch aufgelockerte Mischung kann während des freien Falles in die Formstation mit Heißdampf (oder Heißluft, falls die den Fasern innewohnende Feuchtigkeit ausreicht) behandelt werden, um die Faserbestandteile zu strecken und zu quellen, da dies je nach deren Natur das erhaltene Produkt verbessern kann.

Wesentliche Bedeutung kommt der Auflockerung und Separierung der Bestandteile vor dem Einbringen in die Form zu. Es wird daher weiter vorgeschlagen, die durch Gegenstrom erzeugte Mischung der Komponenten in einem mit einem auflockernden Mischorgan versehenen Behälter (kontinuierlich) zu sammeln, mit Hilfe einer Schleuse, vorzugsweise einer Zellradschleuse, in einen Fallschacht auszuschleusen und dort die Mischung erneut zu mischen und aufzulockern.

Auf diese Weise wird eine unerwünschte Klumpenbildung sicher vermieden und die Homogenität des Gefüges garantiert.

Das "Abbinden" der Platten geschieht unter mechanischem Preßdruck, wobei man durch das gepreßte Material Heißdampf oder Heißluft oder beides, je nach der vorhandenen und der für die Aktivierung der verwendeten Leime benötigten Feuchtigkeit, unter Überdruck hindurchleitet und anschließend trocknet, was z.B. durch Hindurchleiten von Trockenluft geschehen kann, wobei diese zur Erzeugung eines Unterdruckes und zur Verdampfungsbeschleunigung auch hindurchgesaugt werden kann.

Das Verfahren kann beim Füllen derart variiert werden, daß man unterschiedliche Mischungen in separaten Mischvorrichtungen herstellt und diese nacheinander aufeinander schichtet und anschließend verpreßt. So kann die Außenschicht höhere Leim- und Papieranteile aufweisen, um diese glatter zu machen oder mit Hilfe des Leimes zu kaschieren, oder je nach Anwendungsfall auch vermehrt längere oder kürzere Faseranteile enthalten.

Für eine kontinuierliche Herstellungsweise wird vorgeschlagen, das aus dem Fallschacht rieselnde Material auf ein (gelochtes) Förderband zu geben, dem ein oben laufendes Lochband (Oberband) zugeordnet ist. Letzteres besitzt einen schrägen, sich in Transportrichtung verengenden Einzugsbereich, der sich auf das gewünschte Maß der Plattenstärke absenkt und in die Heißdampf und/oder Heißluftzufuhr und die Trockenstation ausläuft.

Da das Material dem Transport auf einem Band einen hohen Widerstand entgegensetzt, wird vorgeschlagen, das zu verdichtende Produkt auch seitlich mitlaufend, beispielsweise durch eigene Bänder zu führen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Zyklon mit oberer tangentialer Zuführung der Faser/Flockenmischung und etwa gegenüberliegender Gegenstromeingabe der Leimbestandteile. Diese Mischung rotiert peripher und gelangt auf den Boden des Zyklons, wo sie gesammelt und von einem Füllstandsanzeiger überwacht wird. Kopfseitig sind zur Entstaubung Filtersäcke vorgesehen.

Im Sammelbereich sind rotierende Kammzinkenwellen angeordnet, darunter befinden sich eine Zellradschleuse, die das Material auf ein weiteres Mischorgan dosiert, wobei es gegebenenfalls bedampft werden kann. Unterhalb des letzteren Mischorganes befindet sich ein Fallschacht und unter diesem die Füllstation, wobei am Ausgang Abstreifwellen vorgesehen sein können.

Anhand der beiliegenden Figur wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.

Der Zyklon 1 besitzt zwei gegeneinander gerichtete, etwa tangentiale Materialeinträge, die Zuführung 2 für die Vormischung aus Papierflocken und Naturfasern. Diese Vormischung enthält die wesentlichen Substanzen, d.h. neben den Fasern und Papierflocken z.B. auch die fäulnishemmenden Substanzen, die dem Papier schon beim Vermahlen zugegeben werden können.

Mit Hilfe der Druckdüse 3 wird in das rotierende Gemisch der Leim in Pulverform oder als Schmelze oder in wässriger Lösung eingeblasen. Zur Herstellung des Leimes dienen dabei der Vorratsbehälter 4 mit Mischer 5, sowie der Dosierbehälter 6 mit Schneckenaustrag 7. An den Schneckenaustrag schließt sich ein Druckeinstäuber 8 an, der in die Druckdüse 3 mündet. Der Materialeintrag geschieht vorzugsweise luftarm mit hoher Geschwindigkeit, wofür geeignete Vorrichtungen bestehen.

Der durch den Materialeintrag im Inneren des Zyklons 1 erzeugte Überdruck dient gleichzeitig der Entstaubung durch die Filtersäcke 9 am Kopf des Zyklons 1.

Der Zyklon ist mit einer Füllstandskontrolle 11 ausgerüstet, der vor Überfrachtung die Materialzufuhr drosselt. Am Boden des Zyklons 1 sind Mischorgane in Form von Kammzinkenwellen 10 angeordnet, die das Material homogenisieren und durch ständige Bewegung ein vorzeitiges Abbinden des Leimes verhindern. Unterhalb dieser Kammzinkenwellen 11 liegt eine Schleuse, vorzugsweise eine Zellradschleuse 12, die das Material in den Fallschacht 13 eindosiert. Unterhalb der Zellradschleuse kann eine Bedampfung 14 vorgesehen sein, die einer Vorquellung und Streckung der Fasern dient.

Unterhalb der Zellradschleuse 12 am Kopf des Fallschachtes 13 sind wiederum Mischorgane, auch hier vorzugsweise in Form von Kammzinkenwellen 10 angeordnet, die das Material ebenfalls in ständiger Bewegung halten und zur Vereinzelung in den Fallschacht 13 bringen.

Dieser Fallschacht 13 ist vorzugsweise sich nach unten erweiternd ausgebildet, um ein Anbacken von Leimbestandteilen bei gelöster oder erschmolzener Zugabe zu verhindern. Am Fuß des Fallschachtes befindet sich ebenfalls eine Füllstandskontrolle 15 und darunter die Formstation, die hier als Vielzahl von oben offenen Formkästen 16 ausgebildet ist. In diese Kästen 16 rieselt das Material vollkommen aufgelockert ein.
Die Kästen 16 sind verschieblich gelagert.

Nach Befüllen eines Kastens gelangt dieser zu einer Presse 17, in der die lockere Schüttung auf das gewünschte Raumgewicht verdichtet wird. Die Presse besteht in einfacher Weise aus einem ebenso wie die Formkästen gelochten, auf die Maße der Kästen angepaßten Blech, das auf die Füllung gelegt und niedergedrückt wird.

Das gelochte Blech kann bis zum Entformen auf dem Kasten verbleiben, es ist jedoch auch möglich, in den folgenden Stufen zum Niederhalten und Abbinden eigene gelochte Bleche aufzubringen. Dabei entsteht eine gewünschte Orientierung und Verhakung der Fasern, die den Verbund mechanisch festigt.

Am Austritt der Formkästen 16 aus dem Fallschacht 13, können Abstreifwellen 18 angeordnet sein, die für einen gleichmäßigen Füllgrad sorgen.

Da die Fallgeschwindigkeit der Mischungsbestandteile unterschiedlich ist, kommt es bei jeder Inbetriebnahme des Fallschachtes zu einer geringfügigen Entmischung durch Voreilung der schneller sinkenden Komponente.

Die Vorrichtung ist daher vorzugsweise anzufahren und kontinuierlich in Betrieb zu halten.

An die Presse 17 schließen sich die Temperatur- und Feuchtigkeitsbehandlungsstufen an. Zunächst kann Heißluft und Heißdampf zur Aktivierung des Leimes und der aktivierbaren Ligninbestandteile eingeblasen werden 19.

Danach kann Druckluft 20 zur Trocknung eingeblasen und anschließend in einer weiteren Stufe 21 entweder weitere Trockenluft zugeführt werden, deren Abluft in 20 zur Vortrocknung dienen kann, oder, es kann auch mit Hilfe von Vakuum in 21 auf bauphysikalische Restfeuchte getrocknet werden.

Die Formkästen werden nach Entformen im Kreislauf geführt.

Über die Abstreifwellen 18 kann der Füllgrad geregelt werden, wenn diese höhenverstellbar ausgebildet sind.

Die Temperatur- und Feuchtigkeitssteuerung geschieht vorzugsweise folgendermaßen:
Durch die Öffnungen des untenliegenden Lochbleches wird ein Gemisch aus Heißluft und Heißdampf eingetrieben, dessen Temperatur und Mischungsverhältnis regelbar ist.

Sobald das einströmende Gasgemisch die Luft aus dem durch den Deckel leicht verdichteten Plattenrohmaterial verdrängt ist, wird durch Drosselung des Absaugventils ein Überdruck erzeugt, der die anschließende Befeuchtung des Flocken-Faser-Leim-Gemisches fördert.

Das Gasgemisch wird der Form so lange zugeführt, bis eine Aufheizung des Materials auf knapp unter dem Siedepunkt der enthaltenden Flüssigkeit erreicht ist. Die Feuchtigkeit muß ausreichen, um die Abbinde- und Reaktionsvorgabe einschließlich der Reaktivierung der im Papier enthaltenen Leime zu ermöglichen.

Sobald diese Feuchte im Material erreicht ist (vorzugsweise im niedrigen Bereich zwischen 10 und 25 Gewichts-% Wasseraufnahme), wird die Zufuhr des Dampf-Luft-Gemisches beendet, der Überdruck entspannt und aus dem Saugdeckel ein Unterdruck erzeugt.

Die erneute Verdampfung der Feuchtigkeit wird durch gedrosselte Zufuhr von Heißluft aus dem Bodenelement und gegebenenfalls durch zusätzliche Beheizung herbeigeführt und das entstehende Dampf-Luft-Gemisch durch den trocknenden Plattenkörper in den Saugdeckel abgesaugt = Unterdruck.

Durch diesen Vorgang benötigt der Trockenprozeß der Platten nicht so lange, bis die Feuchte auch aus den inneren Bereichen der Platte durch die Salze und Fasermaterialien nach außen hindurchdiffundiert ist, sondern wird durch den Luftstrom, der gleichzeitig Verdampfungsenergie mitbringt, wesentlich schneller aus der Platte herausgetragen.

Ein weiterer Teil der Verdampfungsenergie wird durch die Steuerung des Druckes in der geschlossenen Form beigetragen.

Ein die baupraktische Feuchte (von ca. 10 % Gewicht Feuchte) geringfügig übersteigender Feuchterest kann in der Platte verbleiben. Sobald die Feuchte soweit abgesunken ist, kann die Platte nachtrocknen und ausgeschalt und verpackt werden.

Erwünschte Aufkaschierung mit feuchte- oder windschützenden Baupapieren können jetzt vorgenommen werden.

Die Behandlung der feuchten Platte mit Heißluft kann gegebenenfalls die Nachhärtung bestimmter Kleber, z.B. Ligninkleber bewirken.

Die Energiewirtschaft der Gasamtanlage kann durch Minimierung von Wärmeverlusten durch Wärmedämmung der temperaturführenden Leitungen und Oberflächen und gute Abdichtungen, sowie eine Rückgewinnung von Wärme aus der Nachtrocknung der Platten, der Kondensationswärme der feuchten Trocknungsabluft und des Heißdampf-Heißluft-Überschusses aus der Bedampfung optimiert werden.

Die Bedampfungsmischung kann auch durch Nachheizung der feuchten Trocknungsabluft (dampfhaltig) gewonnen und so die Feuchtigkeit im Kreislauf geführt werden.