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DE29603564U1 - Composite - Google Patents

Composite

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DE29603564U1
DE29603564U1 DE29603564U DE29603564U DE29603564U1 DE 29603564 U1 DE29603564 U1 DE 29603564U1 DE 29603564 U DE29603564 U DE 29603564U DE 29603564 U DE29603564 U DE 29603564U DE 29603564 U1 DE29603564 U1 DE 29603564U1
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Description

KERN , BREHM & PARTNERKERN, BREHM & PARTNERS

Albert-Rosshaupter-Str. 73 - D-81369 München -Telefon (089) 760 55 20 760 55 26 - Telefax (089) 760 55 59Albert-Rosshaupter-Str. 73 - D-81369 Munich - Telephone (089) 760 55 20 760 55 26 - Fax (089) 760 55 59

Karsten Weibrecht Westerndorferstr. 47 G 83024 RosenheimKarsten Weibrecht Westerndorferstr. 47 G 83024 Rosenheim

Wei-8947/GMWei-8947/GM

24. April 199624 April 1996

Sven VollmerSven Vollmer Westerndorferstr. 47 DWesterndorferstr. 47 D

83024 Rosenheim83024 Rosenheim

VerbundwerkstoffComposite material

Die Erfindung betriffi einen Verbundwerkstoff aus mechanisch aufgeschlossenen, zeflulosehaM-gen Stoffen, die durch Druck- und Wärmeeinwirkung miteinander verbunden werden.The invention relates to a composite material made of mechanically broken down, cellulose-containing materials which are bonded together by the application of pressure and heat.

Ein bekannter Verbundwerkstoff dieser Art (P 45 40 241.9) besteht aus harzgetränktem Fasermaterial, insbesondere Holzfesem, aber auch anderen pflanzlichen, insbesondere langen Fasern, beispielsweise Sisal-, Hanf-, Flachs-, Jute- oder Kakaofesem. Aus diesem bekannten Verbundwerkstoff sollen Trennwände, Sitz- und Raumverkleidungen sowie Abdeckungen von Maschinengehäusen und Verkleidungen für Kraftfährzeuge hergestellt werden, wobei an die dreidimensionale Verformbarkeit sowie Widerstandsfähigkeit des Werkstoffs gegen Stoß und mechanische Beschädigungen und auch seine mechanische Bearbeitbarkeit relativ hohe Anforderungen gestellt werden.A known composite material of this type (P 45 40 241.9) consists of resin-impregnated fiber material, in particular wood fibers, but also other plant fibers, especially long fibers, for example sisal, hemp, flax, jute or cocoa fibers. This known composite material is to be used to make partition walls, seat and room paneling as well as covers for machine housings and paneling for motor vehicles, whereby relatively high demands are placed on the three-dimensional deformability and resistance of the material to impact and mechanical damage as well as its mechanical workability.

Es sind femer Schichtstoffe aus Hartpapier und Harzgewebe bekannt, die sehr gute Festigkeitseigenschaften und günstige elektrische Wert aufweisen, jedoch bezüglich ihrer Verformbarkeit zu wünschen übrig lassen.Furthermore, laminates made of hard paper and resin fabric are known, which have very good strength properties and good electrical values, but leave something to be desired in terms of their deformability.

Des weiteren sind Hartfeserplatten bekannt, die aus geschnitzelten und zu einer zähflüssigen Suspension verarbeiteten Hölzern gewöhnlich minderer Qualität hergestellt werden, denen ein so Bindemittel zugesetzt wird. Derartige Platten sind jedoch relativ feuchtigkeitsertpfindlich undFurthermore, hardboards are known, which are made from wood that has been chipped and processed into a viscous suspension, usually of inferior quality, to which a binding agent is added. However, such boards are relatively sensitive to moisture and

infolge ihrer hohen Dichte auch schwer und daher trotz der weiten Verbreitung, die sie gefimden haben, fur die Verwendung als Bauplatten, insbesondere im Innenbereich, verhältnismäßig unhandlich. Due to their high density, they are also heavy and therefore, despite their widespread use, relatively unwieldy for use as building panels, especially indoors.

Darüber hinaus sind auch noch harzgetränkte Holzfaserplatten bekannt geworden, deren Steifigkeit und Festigkeit jedoch zu wünschen übrig lassen.In addition, resin-impregnated wood fiber boards have also become known, but their rigidity and strength leave much to be desired.

All diesen bekannten Verbundwerkstoffen ist jedoch die Tatsache eigen, daß sie aus zeflulosehaltigen Naturstoffen hergestellt werden, die zu diesem Zwecke mit einem mehr oder weniger großen Kostenaufwand erzeugt werden müssen und deshalb nicht als umweltschonende und ressourcensparende Stoffe zu betrachten sind.However, all of these known composite materials have the common feature that they are made from natural materials containing cellulose, which have to be produced for this purpose at a greater or lesser cost and therefore cannot be considered as environmentally friendly and resource-saving materials.

EHe Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, einen Verbundwerkstoff zu entwickeln, der im Hinblick auf das gewachsene Umweltbewußtsein aus Stoffen aufgebaut ist, die Wertstoffe im Sinne der gängigen Definition darstellen und die nicht oder in einem weit geringerem Ausmaß die Ressourcen belasten, wobei auch ein Beitrag zur Entlastung der Kreislaufwirtschaft geleistet werden soll, ohne daß der neue Verbundwerkstoff qualitativ hinter den bekannten Werkstoffen der genannten Art zurücksteht.The object of the invention is therefore to develop a composite material which, in view of the increased environmental awareness, is made up of materials which represent valuable materials in the sense of the common definition and which do not burden resources or burden them to a much lesser extent, while also contributing to relieving the burden on the circular economy without the new composite material being inferior in quality to the known materials of the type mentioned.

Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, daß die Stoffe aus recycelten Wertstoffen aus wenigstens einem der Materialien wie Wellpappe, Zeitungen, Deinkingware, Endlospapier, Papier und Pappe bestehen, die zu Scraps (Schnitzeln) zerschnitzelt, danach mit einem synthetischen oder organischen Bindemittel zumindest teilweise benetzt und unter Bildung von LufleinschKissen zusammengeschüttet und zu Platten oder Formkörpern verpreßt worden sind.This object is achieved according to claim 1 in that the materials consist of recycled valuable materials from at least one of the materials such as corrugated cardboard, newspapers, deinking goods, continuous paper, paper and cardboard, which have been shredded into scraps, then at least partially wetted with a synthetic or organic binding agent and poured together to form air-filled shred cushions and pressed into plates or molded bodies.

Zur Herstellung eines solchen Verbundwerkstoffes dient ein Verfahren, wonach die recycelten Wertstoffe zu Scraps zerrissen oder zerschnitzelt und danach mit einem synthetischen oder organischen Bindemittel benetzt und zu einem Schüttguthaufen zusammengeschüttet und unter einem Druck von 160 bis 230 bar und einer Temperatur von 100 bis 200 0C zu einer Platte unter Aufrechterhaltung von Lufteinschlüssen verpreßt werden. Dabei haben sich in einer Versuchsanlage ein mittlerer Druck von 180 bar und eine mittlere Temperatur von 160 0C besonders bewährt. A process is used to produce such a composite material, whereby the recycled materials are torn or shredded into scraps and then wetted with a synthetic or organic binding agent and piled up into a bulk material pile and pressed into a plate under a pressure of 160 to 230 bar and a temperature of 100 to 200 ° C while maintaining air inclusions. In a test facility, an average pressure of 180 bar and an average temperature of 160 ° C have proven particularly effective.

Durch diese Maßnahmen wird ein Verbundwerkstoff geschaffen, der im wesentlichen ausschließlich aus recycelten Wertstoffen besteht und dessen Eigenschaften mit denjenigen anderer bekannter Verbundwerkstoffe, insbesondere Spanplatten, vergleichbar sind.These measures create a composite material that consists essentially exclusively of recycled materials and whose properties are comparable to those of other known composite materials, in particular chipboard.

Vorteilhafte Ausführungsmöglichkeiten des eifindungsgemäßen Verbundwerkstoffes werden im folgenden unter Bezugnahme auf die in derAdvantageous design options for the composite material according to the invention are described below with reference to the

MEIS9A7A.DOC . ..···· MEIS9A7A.DOC . ..····

Zeichnung schematisch dargestellten beiden Ausführungsbeispiele plattenförmiger Verbundwerkstoffkörper näher erläutert.The two embodiments of plate-shaped composite material bodies shown schematically in the drawing are explained in more detail.

In der Zeichnung zeigenShow in the drawing

Fig. 1 eine Draufsicht einer Platte des Verbundwerkstoffs,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Platte von Fig. 1 und
Fig. 1 is a plan view of a plate of the composite material,
Fig. 2 is a cross-sectional view of the plate of Fig. 1 and

Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer aus drei Schichten bzw. einzelnen Platten unterFig. 3 is a cross-sectional view of a three-layer or single-plate structure under

schiedlicher Qualität sandwichartig zusammengebauten Platte ähnlich der von Fig. 1, wobei die Dicke der Einzelpktten kleiner ist als der von Fig. 1.of different quality sandwiched together similar to that in Fig. 1, where the thickness of the individual points is smaller than that in Fig. 1.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Platte von im wesentlichen homogener Struktur besteht aus einem recycelten Werkstoff in Form von mit bekannten Apparaten zu Scraps zerschnitzelten Zeitungen, die mit einem synthetischen oder organischen Bindemittel benetzt wurden und zu einem Schüttguthaufen zusammengeschüttet und unter einem Druck von 160 bis 230 bar bei einer Temperatur von 100 bis 200 0C miteinander verpreßt worden sind, wobei die in dem Schüttgut vorhandenen Lufleinschlüsse zumindest teilweise aufrechterhalten wurden. Eine Vorsortierung der Scraps nach Größe war vorgenommen worden ebenso eine Trocknung der zusammengeschütteten Scraps auf eine Restfeuchte von 0,1 bis 10 %.The plate shown in Fig. 1 and 2, which has an essentially homogeneous structure, consists of a recycled material in the form of newspapers shredded into scraps using known equipment, which were wetted with a synthetic or organic binding agent and piled together to form a bulk material pile and pressed together under a pressure of 160 to 230 bar at a temperature of 100 to 200 ° C, whereby the air inclusions present in the bulk material were at least partially retained. The scraps were pre-sorted according to size and the piled-up scraps were dried to a residual moisture content of 0.1 to 10%.

Des weiteren wurden vor ihrer Verpressung Zusatzstoffe in den Schüttguthaufen zwecks Abwehr von Feuchtigkeit, Pilzen, Bakterien, Insekten und dgl eingemischt, und zwar entweder in gasformiger oder flüssiger Form. Wahlweise wurde auch ein gewünschter Farbstoff zugesetzt, um für die fertiggepreßte Platte eine gewünschte Farbgebung zu erzielen.Furthermore, additives were mixed into the bulk material pile before it was pressed in order to ward off moisture, fungi, bacteria, insects, etc., either in gaseous or liquid form. Optionally, a desired dye was also added in order to achieve the desired color for the finished pressed plate.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Platte ist aus feinen Scraps aufgebaut und qualitativ hochwertig. Dies wurde dadurch erreicht, daß die Benetzung der Scraps mit Klebstoff in einem Fließbett oderThe plate shown in Fig. 1 and 2 is made of fine scraps and is of high quality. This was achieved by wetting the scraps with adhesive in a fluid bed or

so Wirbelbett erfolgte, in dem durch Düsen das Bindemittel in die Wirbelschicht aus Feststoff undso fluidized bed was carried out in which the binder was injected through nozzles into the fluidized bed of solid and

Luft eingesprüht worden ist und daß die Verpressung der Scraps danach zu Platten gewünschter Größe und Dichte in einer kontinuierlich arbeitenden Kontaktpresse vorgenommen wurde, wobei dafür gesorgt wurde, daß durch die im Schüttgut der Scraps vorhandenen Lufleinschlüsse ein gewünschtes Luftvolumen erhalten blieb, das das spezifische Gewicht bzw. die Dichte der Platte 1 bestimmt.Air was sprayed in and the scraps were then pressed into plates of the desired size and density in a continuously operating contact press, whereby it was ensured that the air inclusions present in the bulk material of the scraps maintained a desired air volume, which determines the specific weight or density of the plate 1.

IMaSIMTA-DOCIMaSIMTA-DOC

Darüber hinaus wurde bei der Verpressung der Platte 1 darauf geachtet, daß ihre beiden Oberflächen eine vollständig geschlossene oder überwiegend geschlossene Struktur erhalten, so daß sich der spätere Farbmengenbedarf, falls die Platte, die beispielsweise für den Innenausbau vorgesehen ist, entsprechend angestrichen oder imprägniert werden muß, in Grenzen hält.In addition, when pressing plate 1, care was taken to ensure that its two surfaces had a completely closed or predominantly closed structure, so that the subsequent amount of paint required if the plate, which is intended for interior work, for example, has to be painted or impregnated accordingly, is kept within limits.

Die in Fig. 3 dargestellte Platte 2 ist sandwichartig aus einzelnen übereinanderliegenden Schichten 3,4, 5 oder FJnzelplatten der in den Fig. 1 und 2 mit 1 bezeichneten Art aufgebaut, wobei die einzelnen Platten durch Druckeinwirkung im noch nicht ausgehärteten Zustand des Bindemittels miteinander verbunden worden sind. Zusätzlich wurde auf die miteinander zu verbindenden Oberflächen 6, 7 der einzelnen Platten oder Schichten, die sich bezüglich ihrer Struktur dadurch unterscheiden, daß die beiden äußeren Platten aus feinen Scraps und die innere Platte aus groben Scraps aufgebaut sind, ein Bindemittel aufgetragen.The plate 2 shown in Fig. 3 is constructed in a sandwich-like manner from individual superimposed layers 3, 4, 5 or individual plates of the type designated 1 in Figs. 1 and 2, whereby the individual plates have been connected to one another by the action of pressure in the not yet hardened state of the binding agent. In addition, a binding agent was applied to the surfaces 6, 7 of the individual plates or layers to be connected to one another, which differ in terms of their structure in that the two outer plates are made of fine scraps and the inner plate is made of coarse scraps.

Die aus einer einzelnen Platte 1 oder aus mehreren übereinanderliegenden Platten 3, 4, 5 bestehende Werkstoffplatte bildet einen Verbundwerkstoff, der sich nicht nur leicht verarbeiten läßt, sondern auch ein vergleichsweise geringes Gewicht aufweist bei einer überraschend guten Biegefestigkeit und Steifigkeit. Darüber hinaus zeichnet sich dieser Verbundwerkstoff durch eine relativ hohe Druckfestigkeit sowie gute Wärmeisolierungs- und Schallisolierungseigenschaften aus. Dadurch, daß das Ausgangsmaterial dieses Verbundwerkstoffs aus den genannten recycelten Materialien besteht, ist er auch umweltfreundlich, wobei in Anbetracht der Tatsache, daß allein in Deutschland derzeit jährlich etwa 3 Millionen Tonnen Altpapier anfeilen, die mangels einer anderen Verwertungsmöglichkeit thermisch entsorgt werden müssen, die erfindungsgemäße Art der Verwertung erhebliche Vorteile bietet und damit gesamtwirtschaftlich gesehen zu einer wesentlichen Schonung der Ressourcen beiträgt.The material plate consisting of a single plate 1 or several plates 3, 4, 5 lying on top of one another forms a composite material that is not only easy to process, but also has a comparatively low weight with surprisingly good bending strength and rigidity. In addition, this composite material is characterized by a relatively high compressive strength and good thermal and sound insulation properties. Because the starting material for this composite material consists of the recycled materials mentioned, it is also environmentally friendly, and in view of the fact that in Germany alone around 3 million tons of waste paper are currently filed every year, which have to be thermally disposed of due to a lack of other recycling options, the type of recycling according to the invention offers considerable advantages and thus contributes to a significant conservation of resources from an overall economic perspective.

Claims (17)

·: * : :&Ggr;*: Pätepfanyvälte KERN', BREWM & PARTNER Albert-Rosshaupter-Sfr. 73 - D-81369 München -Telefon (089) 760 55 20 760 55 26 - Telefax (089) 760 55 296 03 564.5 Wei-8947/GM Ke/Ba Karsten Weibrecht, Sven Vollmer 19. Juni 1996 Ansprüche·: * : :&Ggr;*: Pätepfanyvälte KERN', BREWM & PARTNER Albert-Rosshaupter-Sfr. 73 - D-81369 Munich -Telephone (089) 760 55 20 760 55 26 - Telefax (089) 760 55 296 03 564.5 Wei-8947/GM Ke/Ba Karsten Weibrecht, Sven Vollmer 19 June 1996 Claims 1. Verbundwerkstoff aus mechanisch aufgeschlossenen, zeflulosehaltigen Stoffen, die durch Druck- und Wärmeeinwirkung miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe aus recycelten Wertstoffen aus wenigstens einem der Materialien Wellpappe, Zeitungen, Deinkingware, Endlospapier, Papier und Pappe bestehen, die zu Scraps (Schnitzeln) zerschnitzelt, danach mit einem synthetischen oder organischen Bindemittel zumindest teilweise benetzt und unter Bildung von Luftemschlüssen zusammengeschüttet und zu Platten (1) oder Formteilen verpreßt worden sind.1. Composite material made of mechanically broken down, cellulose-containing materials which are bonded together by the action of pressure and heat, characterized in that the materials consist of recycled valuable materials from at least one of the materials corrugated cardboard, newspapers, deinking goods, continuous paper, paper and cardboard, which have been shredded into scraps, then at least partially wetted with a synthetic or organic binder and poured together to form air pockets and pressed into plates (1) or molded parts. 2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schüttung aus Scraps vor der Verpressung Zusatzstoffe zur Abwehr von Feuchtigkeit, Pilzen, Bakterien, Insekten u. dgL beigemischt worden sind.2. Composite material according to claim 1, characterized in that additives to repel moisture, fungi, bacteria, insects and the like have been added to the bed of scraps before pressing. 3. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schüttung aus Scraps vor der Verpressung ein Farbstoff zugesetzt worden ist.3. Composite material according to claim 1 or 2, characterized in that a dye has been added to the bed of scraps before pressing. 4. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verpreßte Platte nahezu homogen aufgebaut ist.4. Composite material according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pressed plate has an almost homogeneous structure. 5. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verpreßte Platte (2) sandwichartig aus mehreren Schichten (3,4, 5) aufgebaut ist.5. Composite material according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pressed plate (2) is constructed in a sandwich-like manner from several layers (3, 4, 5). 6. Verbundwerkstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schicht (3, 4, 5) aus einer Platte (1) besteht.6. Composite material according to claim 5, characterized in that each layer (3, 4, 5) consists of a plate (1). 7. Verbundwerkstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Platten (1) durch Druckeinwirkung im noch nicht ausgehärteten Zustand des Bindemittels miteinander verbunden worden sind.7. Composite material according to claim 6, characterized in that the individual plates (1) have been bonded together by the action of pressure in the not yet cured state of the binder. 8. Verbundwerkstoffnach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Platten (1) nach wenigstens teilweise erfolgter Aushärtung des die Scraps zusammenhaltenden Bindemittels und nach erfolgtem Bindemittelauftrag auf die miteinander zu verbindenden Oberflächen (6, 7) miteinander verbunden worden sind.8. Composite material according to claim 6, characterized in that the individual plates (1) have been joined together after at least partial hardening of the binding agent holding the scraps together and after the binding agent has been applied to the surfaces (6, 7) to be joined together. 9. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die einzelnen Platten (1) hinsichtlich ihrer Struktur unterscheiden.9. Composite material according to one of claims 5 to 8, characterized in that the individual plates (1) differ in their structure. 10. Verbundwerkstoffnach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von drei übereinanderliegenden, miteinander verbundenen Platten die mittlere Platte (3) aus groben Scraps minderer Qualität und die beiden äußeren Platten (4, 5) aus feinen Scraps hoher Qualität aufgebaut ist.10. Composite material according to claim 9, characterized in that when using three superimposed, interconnected plates, the middle plate (3) is made of coarse scraps of inferior quality and the two outer plates (4, 5) are made of fine scraps of high quality. 11. Verbundwerkstoffnach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der zwischen den zusammengeklebten Scraps eingeschlossenen Luftblasen durch Variation des Schüttgewichtes der Scraps vor der Verpressung eingestellt worden ist.11. Composite material according to one of claims 1 to 10, characterized in that the size of the air bubbles enclosed between the glued together scraps has been adjusted by varying the bulk density of the scraps before pressing. 12. Verbundwerkstoffnach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß12. Composite material according to one of claims 1 to 11, characterized in that die Zusatzstoffe in gasförmiger oder flüssiger Form beigemischt werden.the additives are added in gaseous or liquid form. 13. Verbundwerkstoffnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu Platten oder Formteilen verpreßten Scraps (Schnitzel) unter einem Druck von 160 bis 230 bar und einer Temperatur von 100 bis 200 0C verpreßt worden sind.13. Composite material according to claim 1, characterized in that the scraps pressed into plates or molded parts have been pressed under a pressure of 160 to 230 bar and a temperature of 100 to 200 ° C. 14. Verbundwerkstoffnach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Scraps nach Größen sortiert worden sind.14. Composite material according to one of claims 1 to 12, characterized in that the scraps have been sorted according to size. 15. Verbundwerkstoffnach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einem Haufen zusammengeschütteten Scraps eine Restfeuchte von 0,1 bis 10 % aufweisen.15. Composite material according to one of claims 1 to 13, characterized in that the scraps piled together to form a heap have a residual moisture content of 0.1 to 10%. 16. Verbundwerkstoffnach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Scraps in einem Fließ- oder Wirbelbett mit dem Bindemittel benetzt worden sind,16. Composite material according to one of claims 1 to 15, characterized in that the scraps have been wetted with the binder in a fluidized bed, 17. Verbundwerkstoffnach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Platte oder des Formkörpers eine vollständig oder überwiegend geschlossene Struktur aufweist.17. Composite material according to one of claims 1 to 16, characterized in that the surface of the plate or the shaped body has a completely or predominantly closed structure. • ■···• ■···
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