DE102004049431B4 - Process for the production of combustible moldings, compound for the production of combustible moldings and combustible moldings - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung brennbarer Formkörper, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem Verfahrensschritt eine Komposition bestehend aus zumindest langfasrigen und staubfreien Holzfasern, wobei der Holzfaseranteil 40–60% beträgt, mit synthetischen Paraffinen, wobei der Anteil an synthetischen Paraffinen 60–40% beträgt, durch Extrusion in Verbindung mit einem Blockpolymeren, wobei bis zu 3% des Blockpolymeren enthalten sind, verschmolzen werden.method for the production of combustible moldings, characterized in that at least in one process step a composition consisting of at least long-fiber and dust-free Wood fibers, with wood fiber content of 40-60%, with synthetic paraffins, wherein the proportion of synthetic paraffins is 60-40% by extrusion with a block polymer containing up to 3% of the block polymer are to be merged.
Description
Verfahren zur Herstellung von brennbaren Formkörpern, Compound zur Herstellung von brennbaren Formkörpern und brennbarer Formkörpermethod for the production of combustible moldings, compound for the production of combustible moldings and combustible shaped body
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von brennbaren Formkörpern, wie beispielsweise als oder für Fackeln bzw. Party- und Terrassenfeuern, zumindest aus Paraffinen und Holzfasern. Die Erfindung betrifft außerdem ein Compound zur Herstellung von brennbaren Formkörpern und einen brennbaren Formkörper.The The invention relates to a process for the production of combustible Moldings, such as as or for Torches or party and terrace fires, at least paraffins and wood fibers. The invention also relates to a compound for the production of combustible moldings and a combustible shaped body.
Zur
Herstellung traditioneller Fackelbrennkörper sind eine Reihe von Verfahren
bekannt (
Modische
Wachsfackeln werden als mit einem als Docht wirkenden Zellulosemantel
umwickelte Wachskörper
angeboten (
Die
Verarbeitung von Wachs -Zellulosesuspension führt ebenfalls zu fackelartig
brennenden Formkörpern
Die herkömmlichen Verfahren der Kerzenherstellung, das Gießen und Ziehen (Tauchen), sind mit erheblichen Nachteilen behaftet (Schrumpfen von Bienenwachs bzw. Verfahren sehr zeitraubend). Als Nachteil erweist sich bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Wachsfackelbrennkörpern, dass in verschiedenen Arbeitsgängen zwei, meist jedoch drei bereits hoch veredelte Produkte zu einer Wachsfackel zusammengestellt werden.The usual Candle making, casting and drawing (dipping) processes are included considerable disadvantages (shrinkage of beeswax or Very time-consuming process). The disadvantage proves in the known Process for the preparation of wax-fired fuel bodies, that in different operations two, but mostly three already highly refined products to one Wax torch are put together.
Auch
die aus der Kunststoffverarbeitung bekannte Extrusion ist zur Herstellung
von Formkörpern,
wie Kerzen, aus Paraffinen, Bienenwachs, Stearin oder ähnlichen
Material schon verwendet worden. (
Außerdem sind
solche brennbaren Formkörper
beispielsweise aus der
Durch die beanspruchte Kaminwirkung, welche das Abbrandverhalten wesentlich bestimmt, wird durch die spezielle Geometrie des Hohlkörpers bzw. eine weitere Öffnung immer erreicht.By the claimed chimney effect, which significantly reduces the burning behavior is determined by the special geometry of the hollow body or a further opening always achieved.
U.a. durch diese Kaminwirkung sowie durch die gewählte Materialzusammensetzung werden während des Abbrandes der Fackel noch nicht vollständig verbrannte Teilchen der Fackel in die Luft gewirbelt (Funkenflug) und lagern sich, beispielsweise noch glühend, unkontrolliert in der Umgebung des Abbrandortes ab. Eine diesbezügliche erhöhte Brandgefahr bzw. Beeinträchtigung des Trägers der Fackel bzw. dessen Bekleidung durch Kontakt mit diesen Teilchen sind nicht auszuschließen und sehr nachteilig.Et al through this chimney effect as well as through the chosen material composition be while of the burning of the torch not yet completely burned particles of the Torch swirled in the air (flying sparks) and store, for example glowing, uncontrolled in the vicinity of the burning site. A related fire risk or impairment of the carrier the torch or its clothing by contact with these particles are not excluded and very detrimental.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines brennbaren Formkörpers, ein Compound zur Herstellung von brennbaren Formkörpern und einen brennbaren Formkörper bereit zu stellen, welcher bei einem guten Abbrandverhalten keinen oder zumindest einen stark verringerten Funkenflug während des Abbrandes verursacht und sich im Rahmen einer industriellen Massenproduktion effektiv herstellen lässt.task The invention is a process for producing a combustible Molding, a compound for the production of combustible moldings and a combustible shaped body to provide, which with a good burning behavior no or at least a greatly reduced flying sparks during the Burning caused and in the context of an industrial mass production can be effectively produced.
Ein gutes Abbrandverhalten im Sinne der Erfindung ist dabei insbesondere gekennzeichnet durch geringe Ruß- und Geruchsbelästigung, langer Brenndauer und Umweltverträglichkeit.One Good burning behavior in the context of the invention is in particular characterized by low soot and odor nuisance, long burning time and environmental compatibility.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruch 1 gelöst.The The object of the invention is solved by the features of claim 1.
Erfindungswesentlich ist dabei, dass zumindest in einem Verfahrensschritt eine Komposition bestehend aus zumindest langfasrigen und staubfreien Holzfasern, wobei der Holzfaseranteil 40–60% beträgt, mit synthetischen Paraffinen, wobei der Anteil an synthetischen Paraffinen 60–40% beträgt, durch Extrusion in Verbindung mit einem Blockpolymeren, wobei bis zu 3% des Blockpolymeren enthalten sind, verschmolzen werden.essential to the invention is that at least in a procedural step a composition consisting of at least long-fiber and dust-free wood fibers, the wood fiber content is 40-60% is, with synthetic paraffins, the proportion of synthetic Paraffins 60-40% is, by extrusion in conjunction with a block polymer, where bis to 3% of the block polymer are fused.
Damit wird ein stabiler und fester Verbund zwischen den Holzfasern und dem Blockpolymeren erreicht, der das Abbrandverhalten signifikant beeinflusst.In order to becomes a stable and firm bond between the wood fibers and achieved the block polymer, the burning behavior significantly affected.
Durch umfängliche Versuche wurde eine Auswahl getroffen, die diese Anforderungen erfüllt. Insbesondere die chemischen bzw. physikalischen Eigenschaften der ausgewählten Holzfasern sind dabei wesentlich. Kriterien der Auswahl sind dabei u.a.: die Struktur des Fasermaterials, welches möglichst frei Stoffen sein soll, welche zur Rußbildung neigen, und ein gutes Speichervermögen (möglichst hohe Porosität).By extensive Attempts were made to make a selection that meets these requirements. Especially the chemical or physical properties of the selected wood fibers are essential. Selection criteria include: the Structure of the fiber material, which should be as free as possible, which for soot formation tend, and a good storage capacity (maximum porosity).
Neben dem rußarmen und nicht tropfenden Abbrennen besitzen diese brennbaren Formkörper den Vorteil, dass die Asche keine glühenden Bestandteile (Glutnester) enthält und flockig abfällt. Dies trägt wesentlich zur Vermeidung einer erhöhten Brandgefahr bei.In addition to the low-carbon and non-dripping burn-off, these combustible moldings have the advantage that the ash does not contain glowing constituents (embers) and drops off in a flaky manner. This contributes significantly to avoiding an increased risk of fire.
Durch die gewählte Geometrie des Grundkörpers des brennbaren Formkörpers sollte die Form eines Hohlkörpers vermieden werden, die ursächlich eine Kaminwirkung verursacht. Ist der erfindungsgemäße Grundkörper dennoch als Hohlkörper ausgeformt, ist anzustreben, zumindest eine Öffnung zu verschließen oder diesbezüglich geeignete Vorkehrungen, z.B. ein Ende eines rohrförmigen Grundkörpers wird im Erdboden oder dgl. eingebracht, zu treffen.By the chosen one Geometry of the basic body of the combustible shaped body should be the shape of a hollow body be avoided, the causative one Fireplace effect caused. If the basic body according to the invention is nevertheless shaped as a hollow body, to aim for, at least one opening to close or in this regard appropriate arrangements, e.g. becomes an end of a tubular body in the ground or the like introduced, to meet.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten brennbaren Formkörper finden vorwiegend Anwendung im Zivil- und Katastrophenschutz, als Nebel- und Warnfeuer im Verkehrswesen sowie im Freizeitbereich.The according to the inventive method produced combustible shaped body find predominantly application in civil and civil protection, as Mist and warning fire in the transportation as well as in the leisure area.
Dieses Verfahren ermöglicht einen beliebigen brennbaren Formkörpers mit geringer Ruß- und Geruchsbelästigung, langer Brenndauer und Umweltverträglichkeit herzustellen.This Procedure allows Any combustible molding with low soot and odor nuisance, long burn time and environmental compatibility.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.The under claims have advantageous developments of the invention to the content.
Bevorzugt ist, dass der Grundkörper des brennbaren Formkörpers oder ein Compound für einen brennbaren Formkörper im sich unmittelbar anschließenden Verfahrensschritt mit Hilfe von Werkzeugen, wie Extrusionsdüsen, ausformbar ist. Damit wird insbesondere eine effektive Massenproduktion ermöglicht.Prefers is that the main body of the combustible shaped body or a compound for a combustible shaped body in the immediately following Process step by means of tools, such as extrusion dies, formable is. This enables, in particular, effective mass production.
Weiterhin bevorzugt ist, dass die Extrusion im Doppelschneckenextruder mit speziell den Holzfasern angepassten Schneckengeometrien und unterschiedlichen Heizzonen erfolgt.Farther it is preferred that the extrusion in the twin-screw extruder with Specially adapted to the wood fibers screw geometries and different Heating zones takes place.
Damit wird insbesondere erreicht, dass die chemischen und physikalischen Eigenschaften, die insbesondere das Abbrandverhalten des brennbaren Formkörpers bestimmen, erhalten werden bzw. sich im Verbund bilden. Die Schneckenlängen sind zwischen 2 und 6 m ausgelegt. Im ersten Drittel erfolgt das Vermischen und Verschmelzen der Komponenten zwischen 170–190°C. Anschließend wird das Compound unter Verdichtung und Abkühlung auf ca. 50°C zum Extruderausgang transportiert.In order to is achieved in particular that the chemical and physical Properties which in particular determine the burning behavior of the combustible molding, be obtained or form in the network. The screw lengths are between 2 and 6 m. In the first third, the mixing takes place and fusing the components between 170-190 ° C. Subsequently, the compound is under Compression and cooling to about 50 ° C transported to the extruder outlet.
Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch ein Compound zur Herstellung von brennbaren Formkörpern gemäß Anspruch 5 gelöst.The The object of the invention is also by a compound for the production of combustible moldings according to claim 5 solved.
Erfindungswesentlich ist dabei, dass das Compound zumindest langfasrige und staubfreie Holzfasern, ein synthetisches Paraffin und ein Blockpolymeres umfasst, wobei der Holzfaseranteil 40–60% und der Anteil an synthetischen Paraffinen 60–40% beträgt und zusätzlich bis zu 3% Blockpolymere enthält.essential to the invention is that the compound at least long-fiber and dust-free wood fibers, a synthetic paraffin and a block polymer, wherein the wood fiber content 40-60% and the proportion of synthetic paraffins is 60-40% and additionally up to 3% block polymers contains.
Bevorzugt ist, dass die Holzfaser eine Faserstruktur mit einer Faserlänge bis zu 5 mm, vorzugsweise 3 mm, und einen Feuchtegehalt von 1–8% der Masse, vorzugsweise 3–5%, aufweist. Diese Faserlänge beeinflusst u.a. die mechanische Stabilität positiv und ist auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines brennbaren Formkörpers optimiert.Prefers is that the wood fiber is a fiber structure with a fiber length up to to 5 mm, preferably 3 mm, and a moisture content of 1-8% of the mass, preferably 3-5%, having. This fiber length influences u.a. the mechanical stability is positive and is based on the method according to the invention optimized for the production of a combustible molding.
Das Compound wird bevorzugt hergestellt, indem synthetische Paraffine mit einem Schmelzbereich zwischen 60–90°C in einem Mengenanteil von 40–60% mit Weichholzfasern 60–40 Gew.-% bei einem Feuchtegehalt von 4–6% bei einer Temperatur von 180°C verschmolzen werden. Als Haftvermittler werden 2–4% Blockpolymere, deren Schmelzbereich zwischen 160–190°C liegt, der Mischung zugegeben.The Compound is preferably produced by synthetic paraffins with a melting range between 60-90 ° C in a proportion of 40-60% with Softwood fibers 60-40 Wt .-% at a moisture content of 4-6% at a temperature of 180 ° C merged become. As a bonding agent 2-4% block polymers whose melting range between 160-190 ° C, added to the mixture.
Dieser Prozess wird in einem Doppelschneckenextruder realisiert. Durch die unterschiedlichen Heiz- und Mischzonen erfolgt die Vernetzung zwischen den Komponenten. Durch eine geeignete Form der Schneckengeometrien und dem angepassten Heizsystem ist sichergestellt, dass bis zum Extruderausgang die Verarbeitungstemperatur von ca. 50°C erreicht ist.This Process is realized in a twin-screw extruder. By the different heating and mixing zones are networked between the components. By a suitable form of the screw geometries and the adapted heating system ensures that until the Extruder output reaches the processing temperature of about 50 ° C. is.
Das am Extruderende erhaltene und ggf. gesondert abgekühlte Compound ist der Verarbeitungsrohstoff (Halbzeug) für weitere technologische Schritte. An diesem Punkt bestehen die Möglichkeiten, das Material durch ein Werkzeug zu pressen, um es dreidimensional auszuformen oder in einer weiteren Verfahrenstufe zu verarbeiten.The obtained at the end of the extruder and possibly separately cooled compound is the processing raw material (semifinished product) for further technological steps. At this point, there are the possibilities Press the material through a tool to make it three-dimensional form or process in another process step.
Die Schmelztemperatur der Paraffine liegt zwischen 60–90°C, vorzugsweise 70–80°C. Bei den Einsatzprodukten handelt es sich insbesondere um entölte, hochreine Paraffine, die keine oder geringe Rußbildung aufweisen.The Melting temperature of the paraffins is between 60-90 ° C, preferably 70-80 ° C. For the use products these are, in particular, de-oiled, high-purity paraffins which no or little soot formation exhibit.
Das Compound lässt sich in bekannter Art und Weise im Spitzgussverfahren, im Sinterpressverfahren und im Stranggussverfahren einsetzen.The Compound leaves in a known manner in the injection molding process, in the sintering process and in the continuous casting process.
Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch einen brennbaren Formkörpern gemäß Anspruch 12 gelöst.The The object of the invention is also by a combustible moldings according to claim 12 solved.
Ausführungsbeispiele:EXAMPLES
Eine erste Komposition (Ausführungsbeispiel 1) bestehend aus 48% Paraffin, 50% Pappelholzfasern (Feuchtegehalt 4%) und 2% Blockpolymer wird auf einem Doppelschneckenextruder bei einer Temperatur von 190°C verschmolzen und bis zum Extruderausgang auf 50°C abgekühlt. Das erhaltene Compound in Form von Granulat wird auf einem zweiten Einschneckenextruder zu einem zylinderförmigen Grundkörper für einen brennbaren Formkörpern ausgeformt.A first composition (embodiment 1) consisting of 48% paraffin, 50% poplar wood fibers (moisture content 4%) and 2% block polymer is on a twin-screw extruder at a Melted temperature of 190 ° C and cooled to 50 ° C to the extruder outlet. The resulting compound in the form of granules is formed on a second single-screw extruder to a cylindrical body for a combustible moldings.
Dieser brennbare Formkörper mit einem Außendurchmesser von ca. 84 mm ist ca. 500 mm lang und besitzt ein Gewicht von ca. 1,4 Kg. Die Brenndauer dieser Fackel beträgt ca. 3 Stunden.This combustible moldings with an outer diameter of about 84 mm is about 500 mm long and has a weight of about 1,4 Kg. The burning time of this torch is about 3 hours.
Eine zweite Komposition (Ausführungsbeispiel 2) bestehend aus 50% Paraffin, 47,5% Pappelholzfasern (Feuchtegehalt 4%), 2% Blockpolymer und 0,5% Naturfarbe wird auf einem Doppelschneckenextruder bei einer Temperatur von 180°C verschmolzen und bis zum Extruderausgang auf 50°C abgekühlt. Das Granulat wird auf einem zweiten Einschneckenextruder zu einem runden Massivstab ausgeformt.A second composition (embodiment 2) consisting of 50% paraffin, 47.5% poplar wood fibers (moisture content 4%), 2% block polymer and 0.5% natural color is on a twin-screw extruder at a temperature of 180 ° C fused and cooled to 50 ° C to the extruder outlet. The granules will open a second single-screw extruder into a round solid rod.
Dieser brennbare Formkörpern mit einem Außendurchmesser von ca. 30 mm und ist ca. 500 mm lang. Die Brenndauer dieser Fackel beträgt ca. 2 Stunden.This combustible moldings with an outer diameter of about 30 mm and is about 500 mm long. The burning time of this torch is about 2 hours.
Eine dritte Komposition (Ausführungsbeispiel 3) bestehend aus 60% Paraffin, 36% Pappelholzfasern (Feuchtegehalt 4%), 2% Blockpolymer und 2% Kieselsäure wird auf einem Doppelschneckenextruder bei einer Temperatur von 190°C verarbeitet und mit einem angepassten Werkzeug am Extruder in kontinuierlicher Verfahrensweise zu einem runden Hohlkörper ausgeformt.A third composition (embodiment 3) consisting of 60% paraffin, 36% poplar wood fibers (moisture content 4%), 2% block polymer and 2% silica on a twin screw extruder at a temperature of 190 ° C processed and with a customized tool on the extruder in continuous Formed procedure to a round hollow body.
Dieser brennbare Formkörper mit einem Außendurchmesser von ca. 84 mm ist ca. 500 mm lang und besitzt ein Gewicht von ca. 2,8 Kg. Die Brenndauer dieser Fackel beträgt bei doppeltgroßer Flamme ca. 1,5 Stunden.This combustible moldings with an outer diameter of about 84 mm is about 500 mm long and has a weight of about 2.8 Kg. The burning time of this torch is twice the flame about 1.5 hours.
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