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DE4229368A1 - Insulating material based on cheap, natural raw materials - by moulding a mixt.of structural polysaccharide, waste paper, lignin sulphonate and normal additives as required - Google Patents

Insulating material based on cheap, natural raw materials - by moulding a mixt.of structural polysaccharide, waste paper, lignin sulphonate and normal additives as required

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Publication number
DE4229368A1
DE4229368A1 DE19924229368 DE4229368A DE4229368A1 DE 4229368 A1 DE4229368 A1 DE 4229368A1 DE 19924229368 DE19924229368 DE 19924229368 DE 4229368 A DE4229368 A DE 4229368A DE 4229368 A1 DE4229368 A1 DE 4229368A1
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DE
Germany
Prior art keywords
insulating material
waste paper
lignin sulfonate
material according
mixture
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19924229368
Other languages
German (de)
Inventor
Alireza Dr Kharazipour
Aloys Prof Dr Huettermann
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BARANOWSKI, PAUL DIETER, 13053 BERLIN, DE SPRANGER
Original Assignee
DENKUM GES fur INNOVATIVE und
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of DE4229368A1 publication Critical patent/DE4229368A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00Thermal insulation in general
    • F16L59/04Arrangements using dry fillers, e.g. using slag wool
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Abstract

An insulating material (I) contains (a) structural polysaccharides, (b) waste paper or paper rubbish, (c) lignin sulphonate and (d) other conventional additives as required. Also claimed is a process for the prodn. of (I), by mixing (a) with (b) spraying an aq. soln. of (c) onto the mixt. and allowing it to harden in a mould without applying heat or pressure. USE/ADVANTAGE - Used as an insulating and isolating material for building applications, etc. (I) is a cheap, low-density insulating material made of environmentally harmless components based on natural raw materials.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dämmstoff, der beispielsweise in der Bautechnik zum Dämmen und Isolieren eingesetzt werden kann.The present invention relates to an insulating material, for example can be used in construction technology for insulation and insulation.

Es ist bereits versucht worden, Ligninsulfonat als Bindemittel für Spanplatten zu verwenden. Um eine Bindewirkung zu erzeugen, hat sich dabei der Einsatz höherer Temperaturen und Preßdrücke als notwendig erwiesen.It has been tried to use lignin sulfonate as a binder To use chipboard. To create a binding effect, has the use of higher temperatures and pressures than necessary proven.

Als Dämmstoffe wurden bisher überwiegend Platten und dergleichen aus Schaumkunststoffen eingesetzt. Es sind auch schon Gerüstpolysaccharide, wie z. B. Stroh und dergleichen, mit Bindmittel, wie Zement, zu Dämm­ stoffplatten verarbeitet worden. Dies Platten sind relativ schwer, während Schaumkunststoffe relativ teuer und wenig umweltfreundlich sind.So far, mainly slabs and the like have been used as insulation Foam plastics used. There are also scaffold polysaccharides, such as B. straw and the like, with binders such as cement to insulation fabric panels have been processed. These plates are relatively difficult while foam plastics are relatively expensive and not very environmentally friendly are.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Dämmstoff zu schaffen, der weitgehend aus Naturstoffen bzw. deren Derivaten besteht, der dadurch umweltfreundlich ist und trotz Einsatz billiger Abfall­ stoffe ein niedriges Raumgewicht aufweist. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Dämmstoff gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs. Der Verfahrenshauptanspruch gibt ein Verfahren zur Herstellung des Dämmstoffs an, die Unteransprüche betreffen bevor­ zugte Ausgestaltungen der Erfindung.The object of the present invention is to provide an insulating material which consists largely of natural products or their derivatives, which is therefore environmentally friendly and despite the use of cheap waste fabrics has a low density. This task is solved by an insulating material according to the label of the main claim. The main claim gives a procedure for Production of the insulation material, the subclaims relate to before preferred embodiments of the invention.

Überraschenderwiese entfaltet in den erfindungsgemäßen Dämmstoffen das Ligninsulfonat seine Bindungswirkung, ohne daß es dazu den Einsatz von erhöhten Temperaturen oder Druck erforderlich macht. Die erfindungsge­ mäßen Dämmstoffmischungen sind schon unter Umgebungsbedingungen nach wenigen Stunden so weit ausgehärtet, daß sie beim Herausnehmen aus den Formen transportfähig sind.Surprisingly, this unfolds in the insulation materials according to the invention Ligninsulfonat its binding effect without the use of elevated temperatures or pressure. The fiction moderate insulation mixtures are already under environmental conditions hardened within a few hours so that when you take it out the forms are transportable.

Als Ligninsulfonate lassen sich alle wasserlöslichen Ligninsulfonate verwenden. Das sind insbesondere Calcium-, Natrium-, Ammonium- und oder Magnesium-Ligninsulfonat. Sie werden der Mischung aus Gerüst­ polysaccharid und Altpapier bzw. Spuckstoff in Mengen von ca. 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der genannten Mischung, zugesetzt. All water-soluble lignin sulfonates can be used as lignin sulfonates use. These are especially calcium, sodium, ammonium and or magnesium lignin sulfonate. They become the mix of scaffolding polysaccharide and waste paper or rejects in quantities of approx. 1 to 30 % By weight, based on the weight of the mixture mentioned, added.  

Dabei wird das Ligninsulfonat bevorzugt in wäßriger Lösung aufge­ sprüht, wobei die wäßrigen Lösungen bevorzugt einen Gehalt von 1 bis 30 Gew.-% Ligninsulfonat aufweisen.The lignin sulfonate is preferably applied in aqueous solution sprayed, the aqueous solutions preferably having a content of 1 to Have 30 wt .-% lignin sulfonate.

Als Gerüstpolysaccharide eignen sich nahezu alle faserigen landwirt­ schaftlichen Abfälle, wie beispielsweise Holzspäne, Stroh, Flachs, Raps, Baumwollstroh, Kokosfasern, aber auch andere faserige Stoffe, ins­ besondere Abfallstoffe. Die Gerüstpolysaccharide tragen mit zur Festigkeit und zum Zusammenhalt der Dämmstoffe bei.Almost all fibrous farmers are suitable as scaffold polysaccharides waste, such as wood shavings, straw, flax, rapeseed, Cotton straw, coconut fibers, but also other fibrous materials, ins special waste materials. The scaffold polysaccharides contribute to Strength and cohesion of the insulation materials.

Die Gerüstpolysaccharide werden vorzugsweise auf eine Faserlänge von ca. 1 bis 5 cm zerkleinert.The framework polysaccharides are preferably made to a fiber length of crushed approx. 1 to 5 cm.

Die zweite Mischungskomponente, die aus Altpapier bzw. Spuckstoff besteht, führt zu einer wesentlichen Gewichtsverminderung des Dämm­ stoffs. Spuckstoff ist ein Gemisch, das im wesentlichen aus Zellstoff­ fasern und Lignin besteht, das bei der Zellstoffherstellung als Abfall­ produkt anfällt.The second component of the mixture, made of waste paper or rejects exists, leads to a substantial reduction in the weight of the insulation fabric. Reject is a mixture that consists essentially of cellulose fibers and lignin, which is a waste in pulp production product arises.

Das Altpapier wird bevorzugt zerfasert oder gemahlen, wobei es bis auf eine Teilchengröße von etwa 0,1 bis 5 mm zerkleinert wird.The waste paper is preferably shredded or ground, with the exception of a particle size of about 0.1 to 5 mm is crushed.

Das Mengenverhältnis von Gerüstpolysaccharid zu Altpapier bzw. Spuck­ stoff beträgt vorzugsweise 90 bis 20 zu 10 bis 90 Gew.-%. Bevorzugt besteht die Mischung aus 30 bis 60 Gew.-% Gerüstpolysaccharid und 40 bis 70 Gew.-% Altpapier bzw. Spuckstoff.The quantity ratio of framework polysaccharide to waste paper or spit Material is preferably 90 to 20 to 10 to 90 wt .-%. Prefers the mixture consists of 30 to 60 wt .-% framework polysaccharide and 40 to 70% by weight of waste paper or rejects.

Der Dämmstoff kann zusätzlich weitere übliche Zusatzstoffe enthalten, so beispielsweise anorganische Stoffe, die insbesondere zur Flamm­ hemmung zugesetzt werden. Solche Stoffe sind u. a. Ton, Lehm, Kalk, wie Löschkalk oder Traßkalk, Zement, Quarzsand, Glasfasern oder Mineralfasern. Überraschenderweise bleibt auch beim Zusatz solcher anorganischer Stoffe die Bindemittelwirkung des Ligninsulfonats erhalten.The insulation material can also contain other customary additives, So for example inorganic substances, in particular to the flame inhibition can be added. Such substances are a. Clay, clay, lime, such as hydrated lime or lime, cement, quartz sand, glass fibers or Mineral fibers. Surprisingly, the addition of such remains inorganic substances the binding effect of lignin sulfonate receive.

Die erfindungsgemäßen können hergestellt werden, indem zunächst das Gertistpolysaccharid mit dem Altpapier bzw. dem Spuckstoff trocken vermischt wird. Auf das Gemisch wird dann eine wäßrige Lösung des Ligninsulfonats aussprüht. Als wäßrige Lösung des Ligninsulfonats werden Lösungen eingesetzt, die etwa 10 bis 40 Gew.-% Ligninsulfonat enthalten.The inventive can be prepared by first Gertistpolysaccharide with the waste paper or the rejects dry  is mixed. An aqueous solution of the Sprayed lignin sulfonate. As an aqueous solution of the lignin sulfonate Solutions used that contain about 10 to 40 wt .-% lignin sulfonate.

Die weiteren Zusatzstoffe, wie anorganische Flammhemmer, können ent­ weder in das Trockengemisch aus Altpapier bzw. Spuckstoff und Gerüst­ polysaccharid eingemischt werden oder als Suspension oder Lösung in die wäßrige Lösung des Ligninsulfonats eingegeben werden, die auf die Mischung aufgesprüht wird.The other additives, such as inorganic flame retardants, can ent neither in the dry mixture of waste paper or rejects and framework polysaccharide can be mixed in or as a suspension or solution in the aqueous solution of lignin sulfonate can be entered on the Mixture is sprayed on.

Nach dem Aufsprühen der Ligninsulfonatlösung auf die Mischung aus Gerüstpolysaccharid und Altpapier bzw. Spuckstoff wird die gesamte Mischung in Hohlformen überführt und darin ohne Anwendung von Druck und Temperatur aushärten gelassen. Die Mischungen sind spätestens nach 24 Stunden so formstabil, daß sie transportiert werden können, härten aber noch einige Tage nach.After spraying the lignin sulfonate solution onto the mixture Scaffold polysaccharide and waste paper or rejects become the whole Mixture transferred into hollow forms and therein without the application of pressure and Allow temperature to harden. The mixtures are after at the latest 24 hours so stable that they can be transported, harden but still a few days after.

Die Dämmstoffe sind formstabil, d. h., daß sie auch unter Druck­ belastung ihre Form nicht verändern. Für den Einsatz als Dämmkörper ist die Formstabilität durchaus hinreichend. Sie können beispiels­ weise gesägt werden, halten also auch Scherkräften in einem für Dämmkörper hinreichenden Maße stand.The insulation materials are dimensionally stable, i.e. that is, they are also under pressure load do not change shape. For use as an insulating body the dimensional stability is quite sufficient. You can, for example sawn wisely, therefore also consider shear forces in one Insulation body sufficient dimensions.

Ihre Rohdichte beträgt etwa 150 bis 250 kg/m3, insbesondere sogar nur 150 bis 200 kg/m3, ist also der Rohdichte von Schaumstoffdämmstoffen durchaus vergleichbar.Their bulk density is about 150 to 250 kg / m 3 , in particular even only 150 to 200 kg / m 3 , so it is quite comparable to the bulk density of foam insulation materials.

Die Erfindung wird nachfolgend durch Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei alle in den Beispielen enthaltenen Merkmale als erfindungswesentlich angesehen werden.The invention is explained in more detail below by an embodiment explained, with all the features contained in the examples as be considered essential to the invention.

Beispiel 1example 1

Mit 3,5 kg Altpapier, das auf eine Teilchengröße von etwa 2 mm zerkleinert worden war, wurden 1,5 kg Holzspänen (Industriespäne) trocken vermischt. In 2 l Wasser wurden 750 g Calcium-Ligninsulfonat in Wasser gelöst und in der Lösung 250 g Ton aufgeschlämmt. Die Auf­ schlämmung wurde auf das trockene Gemisch aufgesprüht und die Mischung in Hohlformen zu 10 cm dicken Platten mit einer Größe von 50 × 50 cm ausgeformt.With 3.5 kg of waste paper, which has a particle size of about 2 mm was crushed, 1.5 kg of wood chips (industrial chips) mixed dry. 750 g of calcium lignin sulfonate were placed in 2 l of water dissolved in water and slurried in the solution 250 g of clay. The on Slurry was sprayed onto the dry mixture and the mixture in hollow molds to 10 cm thick plates with a size of 50 × 50 cm molded.

Nach 24 Stunden konnten die Platten aus den Hohlformen entnommen werden. Sie waren transport- und sägefähig. Prüfkörper einer Größe von 10 × 10 × 10 cm wurden mit einem Druck von 20 kg belastet. Dabei ergab sich keine Formveränderung. Rohdichte 260 kg/m3.After 24 hours, the plates could be removed from the molds. They were transportable and sawable. Test specimens measuring 10 × 10 × 10 cm were loaded with a pressure of 20 kg. There was no change in shape. Gross density 260 kg / m 3 .

Beispiel 2Example 2

Die Herstellungsweise nach Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei ein Trockengemisch aus 3,0 kg Altpapier, 1,75 kg Holzspäne in Form von Industriedeckspänen, und 0,25 kg Quarzsand eingesetzt wurde.The preparation procedure according to Example 1 was repeated, with a Dry mixture of 3.0 kg waste paper, 1.75 kg wood chips in the form of Industrial decking, and 0.25 kg of quartz sand was used.

Auf die Trockenmischung wurde eine Suspension aus 750 g Ca-Ligninsulfo­ nat, 250 g Löschkalk in 2 l Wasser aufgesprüht und wie in Beispiel 1 in einer Hohlform ausgehärtet.A suspension of 750 g of Ca lignin sulfo was added to the dry mixture nat, 250 g of quicklime sprayed into 2 l of water and as in Example 1 in cured in a hollow mold.

Beispiel 3Example 3

Beispiel 1 wurde mit folgenden Bestandteilen wiederholt:
3500 g Altpapier
1500 g Holzspäne
750 g Ca-Ligninsulfonat
250 g Zement
2 l Wasser.
Example 1 was repeated with the following components:
3500 g waste paper
1500 g wood chips
750 g Ca lignin sulfonate
250 g cement
2 l of water.

Beispiel 4Example 4

Beispiel 1 wurde mit folgenden Bestandteilen wiederholt:
3500 g Altpapier
1500 g Industrie-Deckspäne
500 g Zement
750 g Ca-Ligninsulfonat
2 l Wasser.
Example 1 was repeated with the following components:
3500 g waste paper
1500 g industrial deck chips
500 g cement
750 g Ca lignin sulfonate
2 l of water.

Beispiel 5Example 5

Beispiel 1 wurde mit folgenden Bestandteilen wiederholt:
3500 g Altpapier
1500 g Industrie-Deckspäne
500 g Ton
750 g Ca-Ligninsulfonat
2 l Wasser.
Example 1 was repeated with the following components:
3500 g waste paper
1500 g industrial deck chips
500 g clay
750 g Ca lignin sulfonate
2 l of water.

Der erhaltene Dämmstoff hatte eine Rohdichte von 220 kg/m3.The insulation material obtained had a bulk density of 220 kg / m 3 .

Beispiel 6Example 6

Beispiel 1 wurde mit folgenden Bestandteilen wiederholt:
3500 g Hobelspäne
1500 g Altpapier
500 g Ton
wurden trocken vermischt. Aufgesprüht wurden:
750 g Ca-Ligninsulfonat in 2 l Wasser.
Example 1 was repeated with the following components:
3500 g of shavings
1500 g waste paper
500 g clay
were mixed dry. The following were sprayed on:
750 g Ca lignin sulfonate in 2 l water.

Claims (9)

1. Dämmstoff, enthaltend
  • a) Gerüstpolysaccharide,
  • b) Altpapier oder Spuckstoff,
  • c) Ligninsulfonat und
  • d) nach Bedarf weitere übliche Zusatzstoffe.
1. Insulating material containing
  • a) framework polysaccharides,
  • b) waste paper or rejects,
  • c) lignin sulfonate and
  • d) other conventional additives as required.
2. Dämmstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Mischung aus
  • a) 90 bis 10 Gew.-% Gerüstpolysaccharide,
  • b) 10 bis 90 Gew.-% Altpapier oder Spuckstoff sowie, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung aus a) und b),
  • c) 1 bis 30 Gew.-% Ligninsulfonat enthält.
2. Insulating material according to claim 1, characterized in that it is a mixture of
  • a) 90 to 10% by weight of framework polysaccharides,
  • b) 10 to 90% by weight of waste paper or rejects and, based on the total weight of the mixture of a) and b),
  • c) contains 1 to 30% by weight of lignin sulfonate.
3. Dämmstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Ligninsulfonat Ca-, Na-, NH4- und/oder Mg-Ligninsulfonat enthält.3. Insulating material according to claim 1, characterized in that it contains Ca, Na, NH 4 - and / or Mg lignin sulfonate as lignin sulfonate. 4. Dämmstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Gerüstpolysaccharid Holzspäne, Stroh, Flachs, Raps, Baumwollstroh, Kokosfasern oder andere faserige Abfälle, insbesondere landwirtschaft­ schaftliche Abfälle, enthält.4. Insulating material according to claim 1, characterized in that as scaffold polysaccharide, wood shavings, straw, flax, rapeseed, cotton straw, Coconut fibers or other fibrous waste, especially agriculture waste, contains. 5. Dämmstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Zusatzstoff anorganische Stoffe, wie Ton, Lehm, Kalk, Zement, Quarzsand, Glasfasern oder Mineralfasern enthält.5. Insulating material according to claim 1, characterized in that he as an additive inorganic substances such as clay, clay, lime, cement, Contains quartz sand, glass fibers or mineral fibers. 6. Dämmstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Rohdichte von ca. 150 bis 200 kg/m3 aufweist.6. Insulating material according to claim 1, characterized in that it has a bulk density of approximately 150 to 200 kg / m 3 . 7. Verfahren zur Herstellung eines Dämmstoffs nach den Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Gerüstpolysaccharid und das Altpapier bzw. der Spuckstoff mitein­ ander vermischt werden, auf die Mischung eine wäßrige Lösung des Ligninsulfonats aufgesprüht wird und das Gemisch in eine Form gegeben wird, in der es ohne Druck- und Temperaturbehandlung aushärten gelassen wird. 7. A method for producing an insulating material according to the claims 1 to 6, characterized in that the framework polysaccharide and the waste paper or the rejects are mixed, an aqueous solution of the Lignin sulfonate is sprayed on and the mixture is placed in a mold in which it is allowed to harden without pressure and temperature treatment becomes.   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Sprühlösung 10 bis 40 Gew.-% Ligninsulfonat enthält.8. The method according to claim 7, characterized in that the aqueous spray solution contains 10 to 40% by weight of lignin sulfonate. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff in die Mischung aus Perüstpolysaccharid und Altpapier bzw. Spuckstoff eingemischt oder der Ligninsulfonatlösung zugegeben wird.9. The method according to claim 7, characterized in that the additive in the mixture of Perüstpolysaccharid and waste paper or rejects mixed in or added to the lignin sulfonate solution.
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