DE3611080C2

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Publication number: DE3611080C2
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Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft Bauteile, die Celiulosefasern und Ton enthalten, sowie Verfahren zu ihrer § Herstellung.

Die deutsche Offenlegungsschrift 22 35 975 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung von geformten Gegenständen aus faserartigen und mineralischen industriellen Abfallmaterialien, bei dem aus einer wäßrigen Aufschlämmung einer Mischung aus einer faserartigen Komponente, wie Celiulosefasern einer Altpapieraufbereitung, und einer mineralischen Komponente, wie Ton, eine Schicht abgelegt und daraus unter Druck und Trocknen ein geformter Gegenstand gebildet wird. Der Wassergehalt der bei diesem Verfahren einzusetzenden Aufschlämmungen ist hoch, Abfallpapierschlämme mit Feststoffgehalten von 15 bis 20 Gew.-°/o werden eingesetzt. Selbst die agglomerierten Aufschlämmungsschichten können noch Wassergehalte bis zu 85 Gew.-% aufweisen. Demgemäß sind die Aufwendungen zur Entfernung des Wassers durch Pressen oder Trocknen hoch. Überraschenderweise wurde gefunden, daß es bei Verwendung bei Mergel, der neben Ton 25 bis 75, insbesondere 35 bis 65 Gew.-% Kalkstein und/oder Dolomit enthält, möglich ist, durch Einkneten von feuchtem Papier.

insbesondere Altpapier, anschließendes Pressen und ggf. Trocknen Bauteile von großer Festigkeit zu erhalten.

Der Wassergehalt der Mischung beträgt in der Regel weniger als 45 Gew.-%, vorzugsweise weniger als Gew.-%. Demgemäß sind beim erfindungsgemäßen Verfahren nur geringe Wassermengen zu entfernen, was oft allein durch Pressen erreicht werden kann.

Der zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bauteile verwendete Mergel wird zweckmäßigerweise aus Rohmergel durch Zerkleinern und Sieben auf eine Teilchengröße kleiner als 0,1 mm gebracht und mit Wasser angefeuchtet Ebenso wird das Altpapier vor seinem Einsatz mit der Menge Wasser befeuchtet, die;es aufzusau·· gen vermag. Das Papier wird zweckmäßigerweise vor dem Einkneten in den Mergel auf eine Stückgröße von etwa 1 bis 2 cm² zerkleinert, eine Zerfaserung des Altpapiers vor seinem Zusatz zum Mergel ist jedoch nicht notwendig. Im Unterschied zu dem bekannten Verfahren, bei dem zunächst eine Aufschlämmung der Cellulosefasern und des Tons hergestellt werden muß, da sich feuchtes Papier beim Kneten mit Ton auch während längerer Zeiten nicht in seine Fasern auflöst, zerfasert das feuchte Altpapier beim Kneten mit Mergel innerhalb weniger Minuten.

Die erfindungsgemäßen Bauteile weisen in der Regel ein Gewichtsverhältnis Mergel: Celiulosefasern 0,75 :1

bis 10:1 auf. Bei Bauteilen, die für den Innenausbau bestimmt sind, werden Gewichtsverhältnisse von Mergel : Cellulosefasern von 1:1 bis 9 :1 bevorzugt. Je höher der Gehalt sn Fasern ist, um so größer ist die Festigkeit der erhaltenen Bauteile.

Sollen die erfindungsgemäßen Bauteile außerhalb geschlossener Räume, der Witterung ausgesetzt, verwendet „

werden, ist es notwendig, ihre Naßfestigkeit zu erhöhen. Hierfür wird ein Zusatz von Zement bevorzugt Man erhält so Bauteile, die den bekannten Teilen aus Asbestzement entsprechen und diese ersetzen können. Für diese Anwendungszwecke werden Mergel-Cellulosefaser-Verhältnisse von 4 :1 bis 8 :1 bevorzugt Daneben enthalten diese Bauteile Zement bis zu 65%, bevorzugt von 30% bis 60%, bezogen auf das Gesamtgewicht c;s Bauteils.

Bei den für den Innenausbau bestimmten Bauteilen kann die Festigkeit ebenfalls durch ein Zementzusatz erhöht werden. Hierfür werden in der Regel geringere Mengen bis zu 35%, vorzugsweise von 5% bis 30%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bauteils zugesetzt Zum gleichen Zweck können die Bauteile auch Gips bis zu 30%, vorzugsweise von 5% bis 15%, ebenfalls bezogen auf das Gesamtgewicht des Bauteils, enthalten.

Weiterhin gibt ein Zusatz von Säge- oder Hobelspänen den erfindungsgemäßen Bauteilen eine erhöhte Bruch- und Biegefestigkeit Durch Zusatz von Sägespänen bis zu 65%, vorzugsweise von 15% bis 60%, und/oder von Hobelspänen bis zu 25%, vorzugsweise von 5% bis 10%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Bauteils, erhält man Bauteile, die anstelle von Spanplatten Verwendung finden können. Hierbei sollten die Spiuie von Massivholz kommen, um das Einbringen der in Preßspanplatten enthaltenen Verfestiger zu vermeiden.

Sägespäne kennen auch die für den Außeneinsatz bestimmten Bauteile enthalten. Allerdings werden hier geringere Zusage bis zu 20%, insbesondere von 5% bis 18%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bauteils, bevorzugt

Die Naßfestigkeit der erfindungsgemäßen Bauteile kann weiterhin durch einen Gehalt an A it alisilikat verbessert werden. Dieses wird als Wasserglas dem Teig während des Knetens zugesetzt, zersetzt sich zumindest teilweise durch Einwirkung der in der Luft enthaltenen Kohlensäure zu Kieselsäure und Alkalicarbonat und wirkt in den Bauteilen auch feuerhemmend. Die Mengen an Alkalisilikat sowie an Gemisch aus Kieselsäure und Alkalicarbonat, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bauteils, können bis 10%,vorzugsweise von 2% bis 8% (gerechnet als Alkalisilikat) betragen. Wasserglas oder Paraffin kann auch auf die fertigen Bauteile als Überzug aufgebracht werden, um deren Wasserfestigkeit zu erhöhen.

Schließlich können die erfindungsgemäßen Bauteile Zusätze zur Erzielung anderer Effekte enthalten, z. B. von Farbstoffen bzw Pigmenten.

Das Einkneten des Papieres in den Mergel kann in üblichen Vorrichtungen vorgenommen werden, z. B. in Rührwerken. Ό-ζτ Knetvosgang cuiert etwa 20 Minuten. Während dieser Zeit löst sich das Papier völlig auf; Papierteilchen sind nicht meiir zu erkennen. Die erwähnten Zusätze werden vorzugsweise, ggf. angefeuchtet, in den Mergel-Cellulosefaser-Teig ein^eknetet Da die Säge- bzw. Hobelspäne hierbei im Gegensatz zum Papier nicht zerfasern, ist ihr Cellulosegehalt im Mergel-Cellulosefaser-Verhältnis nicht zu berücksichtigen.

Die erfindungsgemäßen Bauteile können z. B. Platten oder Bretter sein. Diese Teile können dadurch hergestellt werden, daß das feuchte, ggf. Zusätze enthaltende Mergel-Papierfaser-Gemisch zwischen zwei umlaufenden, wasserdurchlässigen Bändern durch ein Walzenpaar geführt wird, das den zur Verfestigung und Wasserentfernung nötigen Druck aufbringt. Die Bauteile können auch zwischen zwei Platten oder Formen gefüllt werden, v/orauf mittels Pressen die Formgebung und Wasserentfernung erfolgt. Zur weiteren Trocknung kann eine Behandlung von 60 bis 240, vorzugsweise 60 bis 180 min bei Temperaturen von 30 bis 50⁰C, vorzugsweise von 30 bis 40⁰C angeschlossen werden.

Die Erfindung kann auch für die Reparatur von Gebäude- und Holzteilen verwendet werden. Hierzu werden feinteiliger Mergel und Papier in den oben angegebenen Gewichtsverhältnissen, ggf. unter Zusatz von Sägespänen und/oder Zement und/oder Gips — ebenfalls in den oben angegebenen Mengenbereichen — vermischt Das trockene, pulverförmige Gemisch wird am Ort der Reparatur mit Wasser versetzt und geknetet, wobei die zugesetzte Wassermenge so dosiert wird, daß die entstehende Spachtelmasse bzw. der Kitt die gewünschte Konsistenz aufweist. Durch stärkere Verdünnung mit Wasser kann man auch eine gut zu verstreichende Makulatur gewinnen.

Beispiel 1

676 Gewichtsteile eines feuchten Mergels (Wassergehalt 20 Gew.-%), der durch Zerkleinern und Sieben von Rohmergel auf eine Teilchengröße kleiner als 0,09 mm und Anfeuchten mit Wasser erhalten war, v/urde mit 324 Gewichtsteilen angefeuchtetem Altpapier (Wassergehalt 67 Gew.-%) manuell innerhalb von 15 min verknetet. Während dieser Zeit hatte sich das Altpapier völlig aufgelöst, Papierteilchen waren nicht mehr erkennbar.

Das feuchte Gemisch wurde in einer 2,5 cm hohen Schicht auf eine wasserdurchlässige Platte aufgetragen, mit einer zweiten Platte abgedeckt und 120 min mit einem Druck von 550 kPa gepreßt. Die erhaltene, 1,5 cm starke Baustoff platte wurde 120 min bei 50⁰C nachgetrocknet und hatte die zum Schrauben und Sägen erforderliche Festigkeit.

Beispiele 2 bis 7

In der irh Beispiel 1 beschriebenen Weise wurden die in Tabelle 1 aufgeführten Gewichtsteile Altpapier mit den auch angegebenen Gewichtsteilen Mergel verknetet und danach die aufgeführten Gewichtsteile Zement und Sägespäne sowie bei Beispiel 3 Gips und in? Beispiel 4 Wasserglas nacheinander in den Mergel-Wasser-Teig eingeknetet. Die Weiterverarbeitung erfolgte ebenfalls wie in Beispiel 1 beschrieben. Die erhaltenen Bauteile ließen sich gut nageln, schrauben und sägen und konnten anstelle von Preßspanplatten verwendet werden. Sie

hatten die in der Tabelle 1 mitgeteilten spezifischen Gewichte.

Tabelle 1

5	Mergel (20% Wassergehalt)	Beispiel 2	3	4	5	84	6	7
10	Altpapier (U7% Wassergehali)	563	410	318	268	187	348
	Sägespäne (50% Wassergehalt)	151	108	122	607	238	222
15	Zement (17% Wassergehalt)	150	276	336	41	539	185
	Gips (23% Wassergehalt)	136	99	91	—	36	245
20	Aikalisilikat (Wasserglas mit 66,5% Wassergehalt und Na₂O: SiO₂ Gewichtsverhältnis = 1:3,35)	—	107	—		—	—
25	Spez. Gewicht (g/cm³)			133	1,0
		1,1	1,2	1,2		1,1	2,0
30		Beispiele	8 bis 10

Wie in den Beispielen 2 bis 7 beschrieben wurden die in Tabelle 2 aufgeführten Gewichtsteile Mergel und

Altpapier verknetet, Sägespäne und Zement sowie im Beispiel 9 auch Wasserglas eingearbeitet und der Teig zu

Platten verarbeitet, die die in Tabelle 2 mitgeteilten spezifischen Gewichte aufwiesen. Die Platten ließen sich

noch schrauben und sägen, nagein war nur mit Stahlnägeln möglich. Die Bauteile konnten wie solche aus

Asbestzement eingesetzt werden.

Tabelle 2 Beispiel

Mergel (20% Wassergehalt) Altpapier (67% Wassergehalt) Sägespäne (50% Wassergehalt) Zement (17% Wassergehalt)

Alkalisilikat (Wasserglas mit 66,5% Wassergehalt und Na₂O : SiO₂ Gewichtsverhältnis = 1 : 3,35)

Spez. Gewicht (g/cm³)

1,6

279	268	304
89	86	99
239	228	83
393	377	514
_	41	_

Claims

Patentansprüche

I. Bauteile enthaltend Celiulosefasern und Ton, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Mergel und an zerfasertem Papier.
2. Bauteile nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gewichtsverhältnis Mergel: Papierfasern von 0,75 :1 bis 10 :1.
3. Bauteile, insbesondere für Innenausbau, nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Gewichtsverhältnis Mergel: Papierfasern von 1 :1 bis 9 :1.
4. Bauteile, insbesondere für Innenausbau, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen ίο Gehalt an Zement bis zu 35 Gew. -⁰Jo, vorzugsweise von 5 bis 30 Gew.-%.
5. Bauteile, insbesondere für Innenausbau, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Gips bis zu 30 Gew.-%, vorzugsweise von 5 bis 15 Gew.-°/o.
6. Bauteile, insbesondere für Innenausbau, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Sägespänen bis zu 65 Gew.-%, vorzugsweise von 15 bis 60 Gew. -%.
7. Bauteile, insbesondere für Innenausbau, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen jjj

Gehalt an Hobelspänen bis zu 25 Gew.-°/o, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-%. §f
8. Bauteile, insbesondere für Außenbau, nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Gewichtsverhältnis Mergel: Papierfasern von 4 :1 bis 8 :1.
9. Bauteile, insbesondere für Außenbau, nach einem der Ansprüche 1,2 und 8, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Zement bis zu 65 Gew.-%, vorzugsweise von 30 bis 60 Gew.-%.
10. Bauteile, insbesondere für Außenbau-, nach einem der Ansprüche !, 2, 8 und 9, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Sägespänen bis zu 20 Gew.-%, vorzugsweise von 5 bis 18 Gew.-%.
I1. Bauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Alkalisilikat bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise von 2 bis 8 Gew.-%.
12. Bauteile nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen Oberzug von Akalisilikat
13. Bauteile nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen Überzug auf Paraffin.
14. Verfahren zur Herstellung von Bauteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, „ daß Mergel und Papier mit weniger als 50 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 40 Gew.-% Wasser verknetet, | ggf. weitere Zusätze eingeknetet werden und das Gemisch durch Pressen von Wasser befreit wird.
3^ 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile nach dem Pressen bei Temperaturen von 30° C bis 50⁰C, insbesondere von 30° C bis 40⁰C getrocknet werden.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15. dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile nach dem Pressen und ggf. dem Trocknen mit Wasserglas oder Paraffin überzogen werden.
17. Verfahren nach Anspruch 14 zur Herstellung eines Mittels zur Reparatur von Gebäude- und Holzteilen, dadurch gekennzeichnet, daß ein trockenes pulverförmiges, ggf. Sägespäne und/oder Zement und/oder Gips enthaltendes Gemisch von Mergel und Papier unter Zusatz von Wasser zu Kitt bzw. Spachtelmasse verknetet wird.
18. Verfahren zur Herstellung einer Makulatur nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß durch weitere Verdünnung mit Wasser ein streichfähiges Produkt gewonnen wird. |