DE4037639C2

DE4037639C2 -

Info

Publication number: DE4037639C2
Application number: DE19904037639
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: G Siempelkamp GmbH and Co KG
Current assignee: G Siempelkamp GmbH and Co KG
Priority date: 1989-12-01
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1991-10-24
Also published as: DE4037639A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus einer Faser/Bindemittel-Mischung, die durch Zerfaserung aus einem Faserrohprodukt gewonnene Fasern und ein entsprechend feinteiliges, hydratationsfähiges Bindemittel enthält, wobei die Mischung Hydratationswasser aufweist und unter Anwendung von Druck zu den Formteilen geformt wird. Im Rahmen eines solchen Verfahrens liegt es, neben Druck auch Wärme anzuwenden. Die Erfindung betrifft fernerhin Formteile, die nach einem solchen Verfahren hergestellt worden sind.

Im Rahmen der bekannten Maßnahmen, von denen die Erfindung ausgeht, (DE-OS 22 35 537) wird das Faserrohprodukt im trockenen Zustand zerfasert. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen erfolgt das Zerfasern durch Mahlen, wobei das Faserrohprodukt und das hydratationsfähige Bindemittel gemeinsam gemahlen und dabei auch gemischt werden. Es ist fernerhin bekannt, zunächst das Faserrohprodukt zu zerfasern und danach mit dem hydratationsfähigen Bindemittel zu mischen. Jedenfalls wird das Hydratationswasser nach der Mischung beigegeben. Das bereitet Schwierigkeiten. Es bilden sich häufig und leicht Agglomerate. Diese beeinträchtigen die Werkstoffparameter der hergestellten Formteile und die Homogenität der physikalischen Eigenschaften dieser Formteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so zu führen, daß eine störende Bildung von Agglomeraten nicht mehr eintritt und Formteile mit hoher Festigkeit und sehr homogenen physikalischen Eigenschaften hergestellt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das Faserrohprodukt zumindest mit einer Teilmenge des für die Hydratation des Bindemittels in der Faser/Bindemittel-Mischung erforderlichen Mengen an Hydratationswasser angefeuchtet und danach im angefeuchteten Zustand zerfasert wird. Das kann im einzelnen auf verschiedene Art und Weise geschehen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der einerseits die Zerfaserung sehr vollständig erfolgt und andererseits auch eine sehr homogene Faser/Bindemittel-Mischung erzeugt wird, die störende Agglomerate nicht aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß das angefeuchtete Faserrohprodukt und das Bindemittel gemeinsam gemahlen und dadurch das Faserrohprodukt zerfasert sowie die Fasern und das Bindemittel gemischt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das wie beschrieben angefeuchtete Faserrohprodukt zu verfasern und unabhängig davon das Bindemittel zu mahlen und danach die Mischung herzustellen.

Im Rahmen der Erfindung kann mit den verschiedensten Faserrohprodukten gearbeitet werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in diesem Zusammenhang dadurch gekennzeichnet, daß mit Papierschnitzeln und/oder Celluloseprodukt-Schnitzeln als Faserrohprodukt gearbeitet wird. Im Rahmen der Erfindung kann außerdem mit den verschiedensten hydratationsfähigen Bindemitteln gearbeitet werden. Insoweit wird nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung mit Gips als hydratationsfähigem Bindemittel gearbeitet. Man kann aber auch mit Zement als hydratationsfähigem Bindemittel arbeiten.

Die Lehre der Erfindung ist grundsätzlich darauf gerichtet, daß zumindest mit einer Teilmenge des für die Hydratation des Bindemittels der Faser/Bindemittel-Mischung erforderlichen Menge an Hydratationswasser gearbeitet wird. Die zur Anfeuchtung des Faserrohprodukts eingesetzte Menge an Hydratationswasser wird dabei so gewählt, daß eine störende Bildung von Agglomeraten nicht auftritt. Für die meisten Faserrohprodukte und für die üblichen Bindemittel, die auf eine übliche Feinheit aufgemahlen sind, besteht nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Möglichkeit, das Faserrohprodukt mit der gesamten Menge an Hydratationswasser zu befeuchten. Man kann jedoch, je nach den Ausgangsstoffen, auch mit einer Überschußmenge an Hydratationswasser, bezogen auf die für die Hydratation des Bindemittels in der Faser/Bindemittel-Mischung erforderliche Menge an Hydratationswasser, arbeiten oder insoweit einen Unterschuß verwirklichen. Die optimalen Mengenverhältnisse können unschwer, in Abhängigkeit von den Ausgangsstoffen, durch Experimente ermittelt werden. Überraschenderweise erreicht man auch eine sehr gute Dispersion der Fasern im Bindemittel und ein inniges Einbinden der Fasern in das Bindemittel im fertigen Produkt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß im Rahmen der bekannten Maßnahmen die störende Agglomeratbildung darauf beruht, daß das Hydratationswasser vollständig der Faser/Bindemittel- Mischung aufgegeben wird. Erfindungsgemäß wird dieser kritische Verfahrensschritt der Wasserzugabe der Fasererzeugung vorgeschaltet. Erfindungsgemäß werden also nicht die Fasern selbst, sondern vielmehr die Faserrohprodukte ausreichend befeuchtet und erst anschließend zerfasert und dabei auch zerkleinert. Die Zerkleinerung kann in Mühlen, z. B. Schlagkreuzmühlen, Doppelstrommühlen oder Wirbelstrommühlen, erfolgen. Insbesondere, wenn nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung das angefeuchtete Faserrohprodukt und das Bindemittel gemeinsam gemahlen werden, ergibt sich eine erstaunliche Homogenität, wie sie im Rahmen der bekannten Maßnahmen nicht erreichbar ist. Es hat sich gezeigt, daß bei Einsatz angefeuchteter Faserrohprodukte, insbesondere Papierschnitzel, die erforderliche Siebweite der eingesetzten Siebe, z. B. der Siebe in einer Schlagkreuzmühle, im Vergleich zur trockenen Mahlung sehr viel offener gewählt werden kann. Dadurch wird der Durchsatz gefordert und der spezifische Energieaufwand reduziert. So konnte beispielsweise mittels Schlagkreuzmühle und einem Siebeinsatz von 10 mm² Lochung ein sehr homogenes Faser/Bindemittel-Gemisch erzielt werden, und zwar frei von störenden Granulaten oder Agglomeraten, wobei der Grobanteil mit einer "Körnung" von 1,25 mm unter 10% lag. Es versteht sich, daß im Rahmen der Erfindung dafür Vorsorge getroffen werden muß, daß die Hydratation des Bindemittels nicht zu früh eintritt. Das kann durch Auswahl des hydratationsfähigen Bindemittels und durch Zugabe an sich bekannter Verzögerer erfolgen. Ein gewisser Feuchtigkeitsverlust während der Zerfaserung der Faserrohprodukte und auch während des gemeinsamen Mahlens der Faserrohprodukte und des hydratationsfähigen Bindemittels kann durch eine höhere Dosierung der Wasserzugabe kompensiert werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es, der Faser/Bindemittel-Mischung nachträglich Wasser beizugeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Ergebnis ein Halbtrockenverfahren zur Herstellung von Formteilen aus einer Faser/Bindemittel- Mischung, die durch Zerfaserung aus einem Faserrohprodukt gewonnene Fasern und ein entsprechend feinteiliges, hydratationsfähiges Bindemittel enthält. Die Weiterverarbeitung der Faser/Bindemittel-Mischung durch Streuen, Pressen, Erhärten erfolgt nach konventionellen Verfahren.

Versuche haben ergeben, daß das Faserrohprodukt zweckmäßiger weise mit einer Feuchte von über 60 Gew.-% vermahlen wird, vorzugsweise liegt die Feuchte bei etwa 180 Gew.-%. Das gilt insbesondere dann, wenn es sich bei dem Faserrohprodukt um Papierschnitzel handelt. Bei einer Feuchte von 180 Gew.-% ist das Faserrohprodukt schon als naß anzusprechen. Die Feuchte kann aber sogar 240 Gew.-% ausmachen. Es versteht sich, daß in bezug auf die Hydratationswassermenge eine Abstimmung erfolgen muß. Liegt der Faseranteil in der Faser/Bindemittelmischung im Bereich von 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse vor der Hydratation, so lassen sich die angegebenen Feuchten problemlos einrichten. Das gilt insbesondere für Papierschnitzel als Faserrohprodukt und Gips als Bindemittel.

Ausgehend von den vorstehenden Feststellungen ist Gegenstand der Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus einer Mischung von Papierfasern und einem Gipsbindemittel, wobei Papierschnitzel (vorzugsweise Altpapierschnitzel) zumindest mit einer Teilmenge des Hydratationswassers angefeuchtet werden, wobei die angefeuchteten Papierschnitzel und das Gipsbindemittel gemeinsam in einer schnell rotierenden Mühle gemahlen werden und wobei aus diesem Mahlgut die Formteile unter Anwendung von Druck und gegebenenfalls Wärme geformt werden. Die schnell rotierende Mühle rotiert beispielsweise mit einer Umdrehungszahl von 2000 Umdrehungen pro Minute und mehr. In die schnell rotierende Mühle kann zusätzlich Wasser eingedüst werden. Man kann aber auch das Mahlgut vor der Formgebung zusätzlich mit Wasser zersetzen. Die Papierschnitzel, die dem Mahlvorgang unterworfen werden, sollen, wie erwähnt, eine Feuchte von über 60 Gew.-% aufweisen. Vorzugsweise liegt ihre Feuchte bei etwa 180 Gew.-%. Die Papierschnitzel werden bei dieser Verfahrensweise in solcher Menge in die Mühle eingeführt, daß der Faseranteil in dem Mahlgut 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse vor der Hydratation aufweist.

Gegenstand der Erfindung sind auch die nach der Lehre der Erfindung hergestellten Formteile.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus einer Faser-/ Bindemittel-Mischung, die durch Zerfaserung aus einem Faserroh produkt gewonnene Fasern und ein entsprechend feinteiliges, hydratationsfähiges Bindemittel enthält, wobei die Mischung Hydratationswasser aufweist und unter Anwendung von Druck zu den Formteilen geformt wird, dadurch gekenn zeichnet, daß das Faserrohprodukt zumindest mit einer Teilmenge des für die Hydratation des Bindemittels der Faser-/ Bindemittel-Mischung erforderlichen Menge an Hydratationswasser angefeuchtet und danach im angefeuchteten Zustand zerfasert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das angefeuchtete Faserrohprodukt und das Bindemittel gemeinsam gemahlen und dadurch das Faserrohprodukt zerfasert sowie die Fasern und das Bindemittel gemischt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserrohprodukt zerfasert und unabhängig davon das Bindemittel gemahlen und danach die Mischung hergestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß mit Papierschnitzeln und/oder Celluloseprodukt- Schnitzeln als Faserrohprodukt gearbeitet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß mit Gips als hydratationsfähigem Bindemittel gear beitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß mit Zement als hydratationsfähigem Bindemittel ge arbeitet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserrohprodukt mit der gesamten Menge an Hydratationswasser befeuchtet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserrohprodukt mit einer Überschuß menge an Wasser, bezogen auf das Hydratationswasser, befeuch tet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Hydratationswasser so eingestellt wird, daß eine agglomeratfreie Faser-/Bindemittel- Mischung entsteht.

10. Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus einer Mischung von Papierfasern und einem Gipsbindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß Papierschnitzel (vorzugsweise Altpapierschnitzel) zumindest mit einer Teilmenge des erforderlichen Hydrata tionswassers angefeuchtet werden,
wobei die angefeuchteten Papierschnitzel und das Gipsbin demittel gemeinsam in einer schnell rotierenden Mühle gemahlen werden,
und wobei aus diesem Mahlgut die Formteile unter Anwendung von Druck und gegebenenfalls Wärme geformt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in die schnell rotierende Mühle zusätzlich Wasser eingedüst wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mahlgut vor der Formgebung zusätzlich mit Wasser versetzt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierschnitzel, die dem Mahlvorgang unterworfen werden, eine Feuchte von über 60 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 180 Gew.-%, aufweisen.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Faserprodukt bzw. die Papierschnitzel in solcher Menge in die Mühle eingeführt werden, daß der Faseranteil in dem Mahlgut 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse vor der Hydratation, ausmacht.

15. Formteile aus einer Faser/Bindemittelmischung, die nach einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellt worden sind.