[0001] Die Erfindung betriff ein Verfahren zur Entfaserung bzw. Entholzung von Bastfasergewächsen,
wie zum Beispiel Flachs Hanf, Kenaf und Jute.
[0002] Nachwachsende Rohstoffe erfreuen sich wachsender Beliebtheit, da sie nicht nur die
vorhandenen Ressourcen schonen, sondern auch einen Beitrag zur Verminderung des als
Treibhausgases bekannten CO2 liefern. Bekannt sind einige Verfahren zur Textilfasererzeugung,
die darauf abzielen, möglichst lange Fasern zu gewinnen. Diese können bei Flachs ca.
500 - 1000 mm, bei Hanft auch 1000 - 2000 mm Länge aufweisen. Traditionell werden
die verwendeten Bastfasergewächse vor der Gewinnung der Fasern, vielfach auch Entholzung
genannt, geröstet. Durch einen solchen Röstvorgang wird die Pektinschicht, welche
Fasern und Holz miteinander verbindet, abgebaut oder zumindest geschwächt. Der Abbau
erfolgt entweder enzymatisch durch Röstbakterien oder chemisch. Bekannt sind insbesondere
folgende Systeme: Flußröste, Teichröste, Bassinröste sowie Tauröste, wobei letztere
die unvollkommenste ist.
[0003] Hauptanwendungsgebiet für dieses vorzugsweise als Langfaser erzeugte Material ist
die Herstellung von Textilien. Bei Jute steht die Herstellung von Säcken und Geweben
für den Nichtkleidungsbereich im Vordergrund.
[0004] In kleinerem Maße wird die Entfaserung/Entholzung auch ohne vorhergehenden Röstvorgang
durchgeführt. Dabei wird jedoch eine ungleichmäßigere Faser erzielt, die zusätzlich
auch noch derber und weniger geschmeidig ist.
[0005] Bei konventionellen Verfahren wird das Stroh der Bastfasergewächse durch Brechen
geführt. Diese Brechen haben die Aufgabe, den holzigen Kern des Strohs in kleine Stücke
zu zerbrechen, die anschließend in Schwingen oder Turbinen durch eine Art Schleuderbewegung
von dort Langfasern abgeschleudert werden.
[0006] Es sind in jüngster Zeit auch fahrbare Entfaserungs- bzw. Entholzungsmaschinen entwickelt
worden, die die Fasern und die Samen für die Ölgewinnung unmittelbar auf den Feldern
abernten, die für wertlos erachteten, gebrochenen Holzteile der Bastfaserstengel,
auch


Schäben" genannt, aber achtlos liegenlassen.
[0007] Insgesamt ist der betriebene Aufwand für die Gewinnung einer Langfaser ganz erheblich,
obwohl für technische Zwecke eine solche Langfaser oftmals nicht erforderlich, in
den meisten Fällen sogar nicht einmal verwertbar ist. Dieser Aufwand zur Gewinnung
von Fasern bedeutet deshalb Kosten, die für den Zweck einer technischen Verwendung
unvertretbar sind.
[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Entfaserung bzw. Entholzung von Bastfasergewächsen
zur Verfügung zu stellen, welches Material für technische Zwecke, nicht notwendigerweise
zur textilen Weiterverarbeitung liefert, wobei das Verfahren selbst wirtschaftlicher,
effektiver und weitgehend automatisierbarer arbeiten soll, als die bekannten Verfahren
zur Erzeugung von Langfasern.
[0009] Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich erfindungsgemäß aus den Merkmalen des kennzeichnenden
Teils des Hauptanspruches.
[0010] Als besonders vorteilhaft erweist sich der erste Verfahrensschritt der Vorzerkleinerung
des Bastfaserstrohs auf die angestrebte Faser- bzw. Stapellänge. Hierbei wird das
Stroh einerseits auf eine gleichmäßige Länge abgeschert und andererseits in ein Schüttgut
verwandelt, um den weiteren Verfahrengweg besser automatisieren zu können, um die
Kosten zu minimieren. Weiterhin schafft diese Vorzerkleinerung die Voraussetzung dafür,
daß im weiteren Verfahrensweg in schnell laufenden bzw. rotierenden Maschinen keine
Umwicklungen um drehende oder stehende Maschinenteile auftreten können. Würde das
Stroh- und Halmmaterial nicht gekürzt in solche hochtourig rotierenden Maschinen eingebracht,
so würden sich die Bastfaserstränge um Werkzeuge, Wellen oder Achsen wickeln und zu
erhöhter Reibung bis zum Stillstand oder der Zerstörung der Maschine oder aber durch
Erhitzung möglicherweise bis zum Brand führen.
[0011] Für die Vorzerkleinerung sind erfindungsgemäß Maschinen vorgesehen, die eine gleichmäßige
oder ziemlich gleichmäßige Länge der Halmabschnitte gewährleisten können, insbesondere
Häcksler wie Rotor-, Scheiben- oder Sichelhäcksler oder bei zu Ballen gepreßtem Erntegut
oder Rundballen Schneidmühlen, die in der Kunststoffindustrie auch Granulatoren genannt
werden, Ferner Quarschneider, wie sie in der Furnier- Papierverarbeitung üblich sind.
[0012] Die Entfaserung im zweiten Verfahrensschritt findet vorteilhafterweise in einer hochtourig
drehenden Mühle statt, in der die Entfaserung/ Entholzung durch Scherung, Reibung,
Prall und Schlag erfolgt. Hierbei handelt es sich um schnell drehende Maschinen, wie
sie in dar Holz- und Kunststoffindustrie bereits bekannt sind. In der Holzindustrie
finden sie überwiegend als Spanzerleger Verwendung, in der Kunststoffindustrie werden
sie zur Herstellung von Granulaten und Pulvern verwendet. In der pharmazeutischen
Industrie und der Lebensmitteltechnologie werden sie in abgewandelter Form überwiegend
zur Herstellung von Pulvern eingesetzt.
[0013] Diese Mühlen eignen sich auch hervorragend dazu, um die Fasern des vorzerkleinetten
Materials von den Holzbestandteilen zu lösen. Dabei löst solch die hochfeste, zähe,
flexible Faser vom brüchigen, unflexiblen, holzigen Kern und die holzigen Teile werden
je nach Drehzahl der Maschine und Werkzeugausstoffung in Schöben unterschiedlicher
Größe zerbrochen. So wird auch mit ungeröstetem Material eine Feinheit und Geschmeidigkeit
der Fasern erzielt, welche derjenigen von geröstetem Material bei Anwendung konventioneller
Entfaserungstechnologien in etwa gleich kommt. Das gewonnene Fasermaterial ist dagegen
dem sogenannten Grünwerg aus ungeröstetem Stroh unter Anwendung konventioneller Technologien
in Feinheit und Geschmeidigkeit weit überlegen. Die abgetrennten Holzteile weisen
indessen eine Partikelgröße auf, die sie als Rohstoff für die Herstellung von Platten
und Wärmedämmstoffen, insbesondere für Schüttdämmungen, sehr gut qualifizieren.
[0014] Das anschließende Trennen von Fasern und Schäben kann vorteilhaft mit Hilfe von Sieben
und/ oder Sichtern erfolgen, wobei die Fasern auch gleichzeitig noch Länge klassifiziert
und fraktioniert sowie Überkorn, Staub und Fremdkörper entfernt werden können. Weiterhin
kann zwischen dem ersten und dem zweiten Verfahrensschritt eine Silo- und Dosiereinrichtung
vorgeschaltet sein. Wenn doch ein Röstvorgang vorgesehen werden soll, kann dieser
dem zweiten Verfahrensschritt unmittelbar vorgeschaltet werden.
[0015] Die erzeugten kurzen Fasern können mit ihrer neuen Geometrie, mit einer bevorzugten
Länge zwischen 2 und 50 mm, längere Fasern bis etwa 100 mm sind aber ebenfalls denkbar,
in neue technische Anwendungsgebiete vorstoßen, in denen bis heute synthetische Fasern
vorherrschen, so daß insgesamt mit einem großen Comeback der Bastfasergewächse zu
rechnen ist. Diese Fasern, die früher Überwiegend im Textil- und Bekleidungsbereich
eine große Rolle gespielt haben, finden nun sehr viel größere Anwendungsgebiete wie
zum Beispiel als Verstärkungsfasern, die in Kunststoffe eingearbeitet werden, als
Kurzfasern, die zu Vliesen und Filzen verarbeitet werden, als Kurzfasern, die zu tiefziehfähigen
Matten für die Herstellung von Formteilen verarbeitet werden oder als Kurzfasern,
die für die Herstellung von Wärmedämmstoffen für das Bauwesen benutzt werden.
[0016] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
1. Verfahren zur Entfaserung bzw. Entholzung von Bastfasergewächsen, vorzugsweise von
nachwachsenden Rohstoffen, wobei das Ausgangsmaterial vor der Entfaserung bzw. Entholzung
vorzerkleinert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial in Stücke von
schütt- und/oder fließfähiger Konsistenz vorzerkleinert und diese Stücke anschließend
in einer hochtourig rotierenden Mühle entfasert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfaserung durch Einwirkung
von Prall und/oder Reibung und/oder Scherung erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern und Schäben
unter Verwendung von Sieben und/oder Sichtern getrennt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial
annähernd in gleichlange Stücke vorzerkleinert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vorzerkleinerte
Ausgangsmaterial geröstet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Gewinnung von Fasern zwischen 1 und
100 mm, vorzugsweise zwischen 2 und 50 mm Länge.