DE19653243A1 - Verfahren zur Herstellung von Isolier- und Dämmstoffen aus Papier - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Isolier- und Dämmstoffen aus PapierInfo
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Description
Die Verwertung von Papier als Isolier- und Dämmstoff ist schon seit Jahrzehnten
Stand der Technik. Papier wird in Form von Flocken, Schnipsel oder Zellulosewolle
als schüttfähiger, sogenannter "Zellulose-Dämmstoff", oder mit Hilfe von Bindemittel
und weiteren Zuschlagstoffen als plattenförmiger Dämmstoff eingesetzt. Als
Ausgangsmaterial für die Herstellung der Dämmstoffe dient heute ausschließlich
Altpapier.
Die Herstellung des schüttfähigen Zellulose-Dämmstoffes erfolgt durch folgende
Schritte:
- - Sortierung des Altpapiers,
- - Zerfaserung,
- - Sortierung,
- - Zusatz von Imprägnier- und Brandschutzstoffen.
Der eigentlichen Herstellung geht eine aufwendige Sortierung des Altpapiers voraus.
Neben Verunreinigungen werden hier vor allem ungeeignete Papiersorten und
Kartonagen aussortiert. Die Zerfaserung des sortierten Papiers erfolgt in Schneid-
und Prallmühlen. In der anschließenden Sortierung werden weitere Reststoffe
entfernt, die erst nach der Zerkleinerung aussortiert werden können. Zum Abschluß
erfolgt eine Imprägnierung gegen mikrobiologischen Befall sowie als Brandschutz.
Als Imprägnierungsmittel werden Borsalze verwendet die mit einem Massenanteil
von 15 bis 20% dem zerkleinertem Papier zugemischt werden.
Das fertige Zellulose-Produkt wird dann auf Flächen aufgeblasen oder aufgestreut,
in Hohlräume eingeblasen oder auf Wände gesprüht.
Dem im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahren liegen folgende Probleme
zugrunde:
Da das Altpapier für die Herstellung von Isolier- und Dämmstoffen aus Haushaltssammlungen sowie von Gewerbeabfällen stammt, liegt es in einer Mischfraktion von vielen Papiersorten vor. Für die Dämmstoffherstellung kann jedoch nur Papier verwendet werden, das eine gewisse Faserstruktur und Zusammensetzung hat. Um dieses zu gewährleisten, muß das anfallende Altpapier aufwendig sortiert werden.
Da das Altpapier für die Herstellung von Isolier- und Dämmstoffen aus Haushaltssammlungen sowie von Gewerbeabfällen stammt, liegt es in einer Mischfraktion von vielen Papiersorten vor. Für die Dämmstoffherstellung kann jedoch nur Papier verwendet werden, das eine gewisse Faserstruktur und Zusammensetzung hat. Um dieses zu gewährleisten, muß das anfallende Altpapier aufwendig sortiert werden.
Nach der Zerkleinerung muß abermals eine Sortierung erfolgen, um
Verunreinigungen wie Heftklammern von Zeitschriften usw. zu entfernen. Diese
Verunreinigungen bedürfen nicht nur eines hohen apparativen Aufwandes für die
Aussortierung sondern verursachen auch einen hohen Verschleiß der
Papiermühlen.
Bei der Zerkleinerung bzw. Zerfaserung des Altpapiers treten sehr hohe
Papierstaubemissionen auf. Aufgrund der Explosionsgefährdung durch diese Stäube
müssen die Zerkleinerungsanlagen mit hohem Aufwand exgeschützt werden.
Die Zellulosefasern aus Altpapier sind sehr empfindlich gegenüber Feuchtigkeit. Bei
Feuchtigkeitsaufnahme aufgrund der hohen Hygroskopizität der Zellulosefasern
bzw. durch Kondenswasser oder durch undichte Dach- und Wandsysteme klumpen
die Zellulosefasern vergleichsweise wie Papiermachee zusammen, so daß das
Dämmsystem zerstört wird.
Als Imprägnierschutz vor Ungeziefer und Pilzbefall muß der Zellulose-Dämmstoff mit
Borsalzen imprägniert werden. Schimmelpilze können sich im saueren Milieu durch
Zugabe von Säuren und deren Salzen jedoch noch in geringem Umfang
fortpflanzen.
Als Brandschutz müssen ebenfalls noch Borsalze zugegeben werden.
Die Imprägnierung mit den dafür nötigen hohen Borsalzgehalten von 15-20 Mass.-%
ist jedoch baubiologisch umstritten. Es wird angenommen, daß sich die Borsalze
über längere Zeit hinweg verflüchtigen können. Entsprechende Langzeitversuche
fehlen.
Eine Entsorgung der Imprägnierten Zellulose-Dämmstoffe ist aufgrund der hohen
Borsalzgehalte mit großen Schwierigkeiten verbunden. Eine Kompostierung ist nicht
möglich, da Bor bei diesen hohen Konzentrationen als Zellgift wirkt. Eine
Verbrennung der Zellulosefasern ist ebenfalls nicht möglich, da die bei der
Verbrennung freiwerdenden Bordämpfe die Schleimhäute angreifen.
Das verwertete Altpapier weist meist eine sehr kurze Faserstruktur auf. Aufgrund der
kurzen Faserstruktur findet keine optimale Vernetzung zwischen den Fasern statt, so
daß sich der Zellulose-Dämmstoff, der sich in den Schalungen o. Ä. befindet, setzen
kann und somit Wärmebrücken entstehen können.
Gelöst werden diese Probleme mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des
Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der
Unteransprüche.
Etikettenpapier ist ein sortenreines Papier ohne Verunreinigungen. Bei der
Verarbeitung des Etikettenpapiers zu Zellulose-Dämmstoff ist somit keine Sortierung
weder vor und noch nach der Zerkleinerung nötig.
Bei der Zerfaserung von Etikettenpapier kann aufgrund der Naßfestigkeit von
Etikettenpapier durch Zugabe von feuchtem Etikettenpapier oder durch Einspritzung
von Wasser die Staubemission verhindert werden.
Aufgrund der Naßfestigkeit des Etikettenpapieres besteht keine Beeinträchtigung
des Zellulose-Dämmstoffes durch Feuchtigkeitsaufnahme, durch Hygroskopizität
bzw. durch Kondenswasser oder durch undichte Dach- und Wandsysteme. Die
Feuchtigkeit des Zellulose-Dämmstoffes aus Etikettenpapier zerstört nicht die
Faserstruktur und kann durch Verdunstung wieder abgegeben werden.
Der hohe Gehalt an Streichpigmenten und Füllstoffen des Etikettenpapieres bewirkt
ein alkalisches Milieu im Etikettenpapier und dem Zellstoff-Dämmstoff. Diese
Alkalität wirkt sich negativ auf das Wachstum von Mikroorganismen und Tierbefall
aus, so daß der Zusatz von Imprägnierungsmittel sich auf sehr geringe
Konzentrationen beschränken kann.
Das Etikettenpapier ist laugenfest. Aufgrund der Laugenfestigkeit kann durch
geringe Zugabe von Lauge das bereits bestehende alkalische Milieu erhöht werden
und somit ein mikrobiologischer Befall gänzlich verhindert werden.
Durch den hohen Gehalt von Streichpigmenten und Füllstoffen ist der Bedarf an
Brandschutzmitteln sehr gering.
Der hohe Gehalt an langen Fasern bewirkt eine optimale Vernetzung des Zellstoffes
und einen hohen Lufteinschluß. Durch diese Vernetzung verringert sich die
Schüttdichte des Zellstoffes im Dämmsystem. Durch die niedrigere Schüttdichte
verringert sich der Verbrauch an Zellulose-Dämmstoff. Die
Wärmedämmeigenschaften des Zellulosefaser-Dämmstoffes aus Etikettenpapier
sind besser aufgrund des höheren Lufteinschlusses.
Der höhere Gehalt an Streichpigmenten und Füllstoffen der Etikettenpapiere bewirkt
eine bessere Schallisolierung aufgrund des Schwingungsverhaltens der Füllstoffe
und der Streichpigmente.
Etikettenpapiere sind meist holzfreie, immer vollgeleimte, einseitig oder
zweigestrichene, naß- und laugenfeste, teilweise auch brechbare oder farbige
Papiere mit einem Flächengewicht von 60-90 g/m2. Je nach Streich-Technik und -
Rezeptur kann zwischen den maschinengestrichenen und Chromopapieren sowie
den hochglänzenden, gußgestrichenen Papieren unterscheiden werden. Das Papier
ist allgemein lackierbar, bronzierbar und stanzbar. Die Zusammensetzung der
Etikettenpapiere kann beispielsweise folgendermaßen angegeben werden:
- - Faserzellstoff (50-70 Mass-%)
Langfaserzellstoff (15-25 Mass-%)
Kurzfaserzellstoff (15-25 Mass-%)
Recyclingmischfaserzellstoff (15-25 Mass-%) - - Streichpigmente (16-25 Mass-%)
Kaolin, Talkum, Calciumcarbonat, Titandioxid usw. - - Füllstoffe (5-10 Mass-%)
Kaolin, Talkum, Calciumcarbonat, Titandioxid usw. - - Leimkomponenten (3-6 Mass-%)
Alkyldiketen, Harzdispersionen, Alkenylbernsteinsäureanhydrid, polymere Leimungsmittel (Styrol-Butadien-Copolymere) usw. - - Stärke (1-4 Mass-%)
- - Naßfestmittel (0,02-4 Mass-%)
Harnstoff-Harze, Melamin-Harze und Chlorhydrin-Harze.
Etikettenpapier kann trocken, feucht oder mit Lauge behandelt, als Rohstoff für die
Herstellung von Isolier- und Dämmstoffen eingesetzt werden.
Die Verwertung des Etikettenpapieres zu Isolier- und Dämmstoff kann durch die
Schritte Zerfaserung und Imprägnierung erfolgen.
Die Zerfaserung kann durch Schlag-, Prall- oder Schneidmühlen erfolgen. Die
Papierfasern bzw. der Papierfaserverbund sollten nach der Zerfaserung eine Länge
von 0,1 bis 15 mm aufweisen.
Die Imprägnierung gegen tierischen und mikrobiellen Befall kann durch Zugabe von
Säuren und deren Salzen wie beispielsweise Borsäure oder Laugen wie
beispielsweise Natronlauge mit einem Zusatz von 1,0 bis 20 Massen.-% erfolgen.
Die Imprägnierung als Brandschutz kann durch Zugabe von Säuren und deren
Salzen wie beispielsweise Borsäure, durch Zugabe von Laugen wie beispielsweise
Natronlauge oder durch Brandhemmstoffe wie Karbonate usw. erfolgen.
Die Beimengung der Imprägnierstoffe und Brandschutzstoffe kann in Pulverform
oder durch aufsprühen auf die Fasern erfolgen.
Claims (15)
1. Verfahren zur Herstellung von Isolier- und Dämmstoffen aus Papier, dadurch
gekennzeichnet, daß Isolier- und Dämmstoffe unter Verwendung von
Etikettenpapier hergestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Etikettenpapiere
im trockenen als auch im feuchten Zustand verwertet werden.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben
Etikettenpapier auch Abfallstoffe der Papieretikettenherstellung und von
Verpackungen abgelöste Etiketten verwertet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
neben Etikettenpapier auch anderes Papier wie z. B. Zeitungspapier, Altpapier
usw. mitverwertet wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für
den Brandschutz Säuren und deren Salze, Laugen und Karbonate eingesetzt
werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für
den Schutz vor tierischem und mikrobiellem Befall Säuren und deren Salze
und Laugen eingesetzt werden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß
Etikettenpapiere zerkleinert, gemahlen oder zerfasert werden.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß
Etikettenpapiere in loser Form als schüttfähiges Isoliermaterial verwertet
werden.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus
Etikettenpapier feste, geformte, z. B. plattenförmige, Isolier- und Dämmstoffe
hergestellt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß neben
Etikettenpapier auch organische Faserstoffe wie z. B. Flachs-, Sisal-, Kokos-,
Hanf-, Strohfasern usw. zur Erhöhung der Festigkeit mitverwendet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der
Herstellung der Dämmstoffe Klebe- oder Bindemittel Verwendung finden.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolier- und
Dämmstoffe durch Pressverfahren oder Siebverfahren hergestellt werden.
13. Verfahren nach den oberen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das
schüttfähige Isoliermaterial Etikettenpapier beispielsweise auf zu isolierende
offenen Decken aufgeblasen oder aufgeschüttet wird.
14. Verfahren nach den oberen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das
schüttfähige Isoliermaterial aus Etikettenpapier bei Dächern und Decken in
Hohlräume eingeblasen wird.
15. Verfahren nach den oberen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das
schüttfähige Isoliermaterial Etikettenpapier beispielsweise auf massive
Wände, Holzständerwerk oder schalldämmende Leichtbauwände unter
leichter Befeuchtung aufgesprüht wird.
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Publications (1)
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