DE10360700A1

DE10360700A1 - Mehrkomponenten-Bindemittel und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE10360700A1
Application number: DE10360700A
Authority: DE
Inventors: Manfred Weinrich; Hartmut Dr. Schenkluhn
Original assignee: GEF NATURPRODUKTE GmbH; WTB BIOTECH GmbH
Current assignee: GEF NATURPRODUKTE GmbH; WTB BIOTECH GmbH
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-07-28

Abstract

Ein Mehrkomponenten-Bindemittel, umfassend: DOLLAR A 0,1-30 Gew.-% wasserlösliches Polysaccharid, DOLLAR A 0,1-8 Gew.-% anorganisches Salz mit der Maßgabe, dass das anorganische Salz kein Borax ist, DOLLAR A 0-5 Gew.-% Salz einer Dicarbonsäure, DOLLAR A 0-10 Gew.-% mehrwertiger Alkohol und DOLLAR A 60-99,8 Gew.-% hydrophiles Verdünnungsmittel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrkomponenten-Bindemittel, insbesondere auf Naturstoffbasis, und dessen Verwendung, insbesondere zur Behandlung von Naturstoffen oder Naturstoffgemischen, gemäß dem Oberbegriffen des Anspruchs 1 bzw. der Ansprüche 12, 13 und 14.
Die Nutzung von Naturfasern und/oder Naturstoffen ist dadurch eingeschränkt, dass sie in der Verarbeitung teilweise zu starker Staubbildung neigen, was zu Einschränkungen bei der Verwendung als Schüttstoff im Baubereich, sowie in der Weiterverarbeitung zu Dämmstoffen, Verbundwerkstoffen bis hin zu Extrudaten führt.
Zur Verhinderung der Staubbildung sind Staubbindemittel bekannt, die zum Binden von Stäuben organischer Materialien, wie beispielsweise Holz, Kohle, Nahrungs- und Futtermitteln verwendet werden. Hier kommen Stauböle zum Einsatz, die zumeist wäßrige Ölemulsionen oder Gemische aus Ölen und Seifen sind. Ferner werden Salze wie Magnesiumchlorid oder Kalziumchlorid in wäßriger Lösung als Staubbindemittel verwendet, das auf die staubhaltigen Substanzen aufgesprüht wird, wie dies aus DE 197 33 222 A1 bekannt ist.
Die DE 39 18 523 A1 zeigt ein Verfahren zur Verhinderung einer Staubbildung beim Verladen oder Transportieren von Granulaten oder Pellets, insbesondere Düngergranulaten, wobei ein flüssiges Gemisch aus Melasse und Glyzerin bzw. Polyethylenglykol oder Triethanolamin in flüssiger Form zur Verhinderung der Staubbildung auf das Granulat aufgesprüht wird.
Wie oben bereits erwähnt, wird die Nutzung von Naturstoffen, insbesondere von Naturfasern, beispielsweise für die Herstellung von Dämmstoffen, Schüttdämmungen oder Einblasdämmungen, die Herstellung von extrudierbaren Naturstoffmischungen, die Herstellung von staubfreien Baustoffmischungen aus ungebranntem Lehm und/oder Ton und Naturfasern bzw. Holzhackschnitzel, -spänen, Schäben und Holzfasern, sowie die zusätzliche Verfestigung von Naturfasern zur Unterbindung des Setzverhaltens der Naturfasern in eingebautem Zustand dadurch stark eingeschränkt, daß die Naturstoffe bei der Verarbeitung teilweise zu starker Staubbildung neigen.
Aus DE 43 35 167 ist ein Formungsmittelkonzentrat für die Behandlung von Geweben und Filzen bekannt, wobei das Konzentrat 10–35 Gew% wasserlösliches Pflanzenharz, 60–85 Gew% Wasser, 2–8 Gew% Borax, 1–5 Gew% Seignettesalz und 0,2–3 Gew% Glycerin aufweist. Allerdings ist Borax giftig und umweltschädlich, so daß beispielsweise eine Kompostierung ohne gesundheitliche Risiken nicht möglich ist. Ferner entstehen bei Bränden gesundheitsschädliche Gase. Das bekannte Konzentrat ist daher für die beabsichtigte Verwendung bei Naturstoffen nicht einsetzbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mehrkomponenten-Bindemittel zu schalten, daß die obengenannten Nachteile vermeidet und eine Verarbeitung der Naturstoffe ohne wesentliche Staubbildung ermöglicht. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, geeignete Verwendungen eines solchen Mehrkomponenten-Bindemittel anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Mehrkomponenten-Bindemittel nach Anspruch 1 sowie durch dessen Verwendung nach den Ansprüchen 14, 15 und 16 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß umfaßt das Mehrkomponenten-Bindemittel:

0,1–30 Gew.-%	waserlösliches Polysaccarid,
0,1–8 Gew.-%	anorganisches Salz mit der Maßgabe, dass das anorganische Salz kein Borax ist,
0–5 Gew.-%	Salz einer Dicarbonsäure,
0–10 Gew-%	mehrwertiger Alkohol, und
60–99,8 Gew.-%	hydrophiles Verdünnungsmittel,

Vorzugsweise wird das Mehrkomponenten-Bindemittel auf einen pH-Wert in einem Bereich von 7,0–12 eingestellt. Zur Einstellung des pH-Bereichs kann insbesondere Ammoniak, ein Amin oder ein Alkalihydroxid verwendet werden, wobei vorzugsweise das Bindemittel auf einen pH-Wert im Bereich von 7 bis 11 eingestellt wird, wenn eventuell ausfallendes Aluminiumhydroxid aufzulösen ist.
Vorzugsweise wird das Polysaccarid, insbesondere Pflanzengummi, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gummi arabicum, Traganth, Guar und organisch abgewandeltes Polysaccarid wie beispielsweise Methylhydroxypropylcellulose.
Vorzugsweise wird das anorganische Salz ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus wasserlöslichen Aluminiumsalzen, NaAlO₄, KAlO₄, AlCl₃, essigsaure Tonerde und wasserlösliche Phosphatsalze, insbesondere Na₃PO₄.
Vorzugsweise wird die Dicarbonsäure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Oxalsäure, Weinsäure und Zitronensäure.
Vorzugsweise wird der mehrwertige Alkohol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, Propylenglykol, Diaethylenglykol und Glykol.
Vorzugsweise ist das hydrophile Verdünnungsmittel Wasser.
Insbesondere kann das Bindemittel ein Konservierungsmittel und/oder Fungizid und/oder Insektizid aufweisen. Weiterhin kann das Bindemittel ein Flammenschutzmittel und/oder ein Hydrophobiermittel und/oder ein Wasserbenetzungsmittel aufweisen.
Bei einer erfindungsgemäßen Verwendung des Mehrkomponenten-Bindemittels wird das Bindemittel zur Verhinderung der Staubbildung bei der Verarbeitung von Naturstoffen eingesetzt, wobei das Mehrkomponenten-Bindemittel den Naturstoffen zugesetzt wird.
Bei einer weiteren bevorzugte Verwendung des Mehrkomponenten-Bindemittels wird dieses Bindemittel zur Herstellung formstabiler Formteile aus Naturstoffen oder Naturstoffmischungen unter Einwirkung von Druck und Temperatur eingesetzt, wobei das Bindemittel den Naturstoffen oder Naturstoffmischungen zugegeben wird.
Bei noch einer weiteren bevorzugten Verwendung des Mehrkomponenten-Bindemittels wird dieses zur Herstellung von Extrudaten aus Naturstoffen oder Naturstoffmischungen eingesetzt, wobei das Bindemittel den Naturstoffen oder Naturstoffmischungen vor der Extrudierung zugegeben wird.
Unter Naturstoffen werden an dieser Stelle vorzugsweise Naturfasern, Holzhackschnitzel, Holzhackspäne, Lehm, Ton oder deren Mischungen verstanden, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.
Die oben angesprochenen bevorzugten Verwendungen des erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Bindemittels werden nachfolgend genauer beschrieben.
Gerade der Einsatz von Naturstoffmischungen zur Schütt- und Einblasdämmung im Baubereich als Wärme- und/oder Schalldämmstoffe wird durch die starke Staubbildung stark eingeschränkt. Üblicherweise wird eine Schüttdämmung im Wand-, Decken- und/oder Bodenbereich erst dann eingebracht, nachdem die Wände bereits errichtet und gestrichen sind. Dies gilt insbesondere bei Altbausanierung und Restaurierungen. Aufgrund der starken Staubbildung müssen bei dem Einbringen der Naturstoffmischungen Absaugeinrichtungen eingesetzt und Staubmasken getragen werden.
Weiterhin wird die Dämmung in den oberen Bereichen von Wänden, Decken oder Böden bei dem Einsatz von Naturstoffen zur Schütt- und Einblasdämmung verschlechtert, da sich das Schüttgut innerhalb von Jahren weiter setzt und so die Dämmung beeinträchtigt wird.
Wird nun das geschilderte Mehrkomponenten-Bindemittel vor dem Einbringen der Naturstoffe oder Naturstoffmischungen auf diese gesprüht, so wird auf wirksame Weise die Staubbildung unterbunden und durch die Verfestung des Naturstoffes wird das Setzverhalten des Dämmstoffes unterbunden bzw. zumindest stark eingeschränkt.
Weiterhin verhindert das Mehrkomponenten-Bindemittel das Wandern von Zusätzen wie Salzen, die beispielsweise als Brandschutzmittel den Naturdämmstoffen zugesetzt werden, und sichert so den Brandschutz über längere Zeiträume.
Entstehen bei der Herstellung von Naturfasern, beispielsweise Holzfasern, größere Mengen von Staub, so läßt sich diese Naturfaser nicht mehr zum Extrudieren einsetzen, da einerseits eine Volumendosierung verhindert wird, andererseits die homogene Benetzung der Faser durch das Extrudat-Bindemittel zum Extrudieren nicht mehr gewährleistet ist. Darüber hinaus können eventuelle Staubnester zu inhomogenem Materialverhalten bzw. zu einer Schwächung des Extrudats führen. Eine Zugabe des Mehrkomponenten-Bindemittels bindet den Staub, erhöht die Rieselfähigkeit der Naturfaser für eine Volumendosierung, und fördert die Benetzung der Naturfaser durch das Extrudat-Bindemittel. Da sich mit dem Aufbringen des Mehrkomponenten-Bindemittels der Staub gleichmäßig auf die Faser verteilt, ist. ein homogenes Materialverhalten des Extrudats gewährleistet.
Der Einsatz von Lehm in Verbindung mit den Naturstoffen für Dämmung bzw. als Dämmstoff wird durch das starke Stäuben der Mischungen im trockenen Zustand stark eingeschränkt. Ein Befeuchten zur Verhinderung des Stäubens vor oder während des Eintrags der Naturstoffe in den Lehm ist nicht sinnvoll, da der Schüttstoff einerseits verklebt, und andererseits nicht mehr rieselfähig ist bzw. die Feuchtigkeit in das Bauteil zieht und dort nur unter Mühen wieder entfernt werden kann. Ferner lassen sich nur geringe Mengen Lehm mit den Naturstoffen vermengen, da der Lehm im trockenen Zustand wieder abplatzt bzw. abgerieben wird und sich die Mischung folglich wieder trennt.
Die Zugabe des geschilderten Mehrkomponenten-Bindemittels erhöht die Bindefähigkeit des Lehms, so daß einerseits der Lehmanteil erhöht werden kann, gleichzeitig aber auch die Staubbildung während der Verarbeitung stark reduziert bis verhindert wird.
Als Naturstoffe kommen Stroh, Holzfasern, Papier, Zellulose, Rohrkolben, Hanf, Reisstroh, Flachs, Kenaf, Sisal, Schilf, Chinaschilf, Zuckerrohr, Wasserhyazinthe, Papier, Wolle sowie Baumwolle in Betracht, wobei die Aufzählung nicht abschließend ist.
Im Folgenden werden Beispiele einiger Musterrezepturen für das erfindungsgemäße Mehrkomponenten-Bindemittel angegeben, wobei auch hier die Angaben in Gew% sind:
A) Mehrkomponenten-Bindemittel auf Basis von Gummi arabicum:

8% Gummi arabicum
2% Kaliumalaun
1 % Natriumkaliumtatrat
0,5% Glycerin
Wasser ad 100%
mit Ammoniak auf pH 9 bringen.

B) Mehrkomponenten-Bindemittel auf Basis von Guar:

3% Guar
3% Kaliumalaun
2% Natriumkaliumtatrat
2% Glycerin
Wasser ad 100%
mit Natronlauge auf pH 9 bringen.

C) Mehrkomponenten-Bindemittel auf Basis von Traganth:

4% Traganth
3% Na₃PO₄
3% Kaliumoxalat
3% Propylenglykol
Wasser ad 100%
mit Kalilauge auf pH 10 bringen.

D) Mehrkomponenten-Bindemittel auf Basis von Methylhydroxipropylcellulose:

8% Methylhydroxipropylcellulose
3% Kaliumalaun
4% Natriumkaliumtatrat
Wasser ad 100%
mit Natronlauge auf pH 10 bringen.

Claims

Mehrkomponenten-Bindemittel, umfassend 0,1–30 Gew.-% wasserlösliches Polysaccarid, 0,1–8 Gew.-% anorganisches Salz mit der Maßgabe, dass das anorganische Salz kein Borax ist, 0–5 Gew.-% Salz einer Dicarbonsäure, 0–10 Gew% mehrwertiger Alkohol, und 60–99,8 Gew.-% hydrophiles Verdünnungsmittel.
Mehrkomponenten-Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung auf einen pH-Wert in einem Bereich von 7–12 eingestellt wird.
Bindemittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des pH-Bereichs Ammoniak, Amin oder Alkalihydroxid verwendet wird.
Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Polysaccarid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Gummi arabicum, Traganth, Guar und organisch abgewandeltes Polysaccarid wie Methylhydroxypropylcellulose.
Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Salz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus wasserlöslichen Aluminiumsalzen, NaAlO4, KAlO4, AlCl3, essigsaure Tonerde, wasserlösliche Phosphatsalze, insbesondere Na3PO4.
Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicarbonsäure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Oxalsäure, Weinsäure und Zitronensäure.
Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrwertige Alkohol ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, Propylenglykol, Diaethylenglykol und Glykol.
Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophile Verdünnungsmittel Wasser ist.
Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel auf einen pH-Wert im Bereich von 7 bis 11 eingestellt wird.
Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Konservierungsmittel und/oder Fungizid und/oder Insektizid aufweist.
Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Flammenschutzmittel aufweist.
Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Hydrophobiermittel enthält.
Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Wasserbenetzungsmittel aufweist.
Verwendung des Mehrkomponenten-Bindemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel zur Verhinderung der Staubbildung bei der Verarbeitung von Naturstoffen oder Naturstoffmischungen verwendet wird, wobei das Mehrkomponenten-Bindemittel den Naturstoffen oder Naturstoffmischungen zugesetzt wird.
Verwendung des Mehrkomponenten-Bindemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel zur Herstellung formstabiler Formteile aus Naturstoffen oder Naturstoffmischungen als organische Dämmmaterialien unter Einwirkung von Druck und Temperatur verwendet wird, wobei das Bindemittel den Naturstoffen oder Naturstoffmischungen zugegeben wird.
Verwendung des Mehrkomponenten-Bindemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel zur Herstellung von Extrudaten aus Naturstoffen oder Naturstoffmischungen verwendet wird, wobei das Bindemittel den Naturstoffen oder Naturstoffmischungen vor der Extrudierung zugegeben wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Naturstoffe durch Naturfasern, Holzhackschnitzel, Holzhackspäne, Lehm, Ton oder Mischungen davon gebildet sind.