DE20108814U1 - Pressed multi-layer material - Google Patents
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Description
VLIESTEC AG
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Verpresstes mehrschichtiges MaterialPressed multilayer material
Die Erfindung betrifft ein verpresstes mehrschichtiges Material, dass vorzugsweise zur flächigen Anwendung im Hausbau und der Möbelindustrie, aber auch als Formkörper zum Beispiel in der Fahrzeugindustrie Verwendung findet.The invention relates to a pressed multilayer material which is preferably used for surface application in house construction and the furniture industry, but also as a molded body, for example in the automotive industry.
Mehrschichtige Flächenmaterialien sind bekannt. Dabei werden die unterschiedlichsten Füllmaterialien, wie Holz, Späne, verholzte Abfallteile von Naturfasern, wie Hanfschaben eingesetzt und durch Zugabe eines Bindemittels, vornehmlich Kunstharzen, wie Melaninharzen verbunden. Solche Material- oder Konstruktionsplatten werden beispielsweise alsMulti-layer surface materials are well known. A wide variety of filling materials, such as wood, chips, woody waste parts of natural fibers, such as hemp shavings, are used and connected by adding a binding agent, primarily synthetic resins, such as melanin resins. Such material or construction panels are used, for example, as
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Dämmplatten im Bauwesen, als Verkleidungsmaterial im Fahrzeugbau oder im Wasserbau verwendet. Nachteilig ist, dass nur flächige Platten hergestellt werden können, nicht jedoch Formkörper jedweder Gestaltung. Durch das Bindemittel sind kontinuierliche Herstellungverfahren schwer realisierbar, da die Bindemittel eine notwendige Abbindezeit benötigen. Auch sind die eingesetzten Bindemittel teuer.Insulation panels are used in construction, as cladding material in vehicle construction or in hydraulic engineering. The disadvantage is that only flat panels can be produced, not molded bodies of any design. The binding agent makes continuous production processes difficult to implement, as the binding agent requires a necessary setting time. The binding agents used are also expensive.
Des weiteren ist bei den bekannten Pressplatten es nicht möglich, diese in jeder gewünschten Dicke herzustellen, ebenso sind den Festigkeitswerten Grenzen gesetzt.Furthermore, it is not possible to produce the known pressed plates in any desired thickness, and there are also limits to the strength values.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verpresstes mehrschichtiges Material als Platte oder Formkörper zu schaffen, dass jede gewünschte Dicke und Festigkeit aufweisen kann.The invention is based on the object of creating a pressed multilayer material as a plate or molded body that can have any desired thickness and strength.
Erfindungsgemäß bestehen die verpressten mehrschichtigen Materialien als Platten und Formkörper aus Füllstoffen und Deckvlies/en aus Naturfasern. Vorzugweise werden die Deckvliese auf beiden Seiten des mehrschichtigen Materials vorgesehen.According to the invention, the pressed multilayer materials as plates and molded bodies consist of fillers and cover fleece(s) made of natural fibers. The cover fleeces are preferably provided on both sides of the multilayer material.
Die Deckvliesen aus Naturfasern bestehen vorzugsweise aus Hanffasern. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung werden die Vliesen durch ein Wasserstrahlverfestigungsverfahren erhalten.The cover fleeces made of natural fibers preferably consist of hemp fibers. In a particular embodiment of the invention, the fleeces are obtained by a hydroentanglement process.
In einer weiteren besonderen Ausgestaltung bestehen die Deckvliese aus Naturfasern vorzugsweise aus Hanffasern und einem Anteil an thermoplastischen Fasern. Der Anteil an thermoplastischen Fasern liegt zwischen 20 und 70 %. DabeiIn another special embodiment, the cover fleeces are made of natural fibers, preferably hemp fibers and a proportion of thermoplastic fibers. The proportion of thermoplastic fibers is between 20 and 70%.
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werden insbesondere als synthetische Fasern solche aus Polyolefinen eingesetzt. Gut geeignet sind Fasern aus Polypropylen.Synthetic fibers made from polyolefins are particularly used. Polypropylene fibers are particularly suitable.
Als Füllmaterialien werden vernehmlich zerkleinerte Holzabfälle und die bei der Herstellung von Naturfasern anfallenden verholzten Teile wie Hanf schaben eingesetzt. Die Menge an Füllmaterialien richtet sich nach dem späteren Einsatzzweck und der gewünschten endgültigen Schichtdicke.The filling materials used are mainly shredded wood waste and the woody parts that accrue during the production of natural fibers, such as hemp shavings. The amount of filling materials depends on the intended use and the desired final layer thickness.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass dem Füllmaterial thermoplastische Kunstharze in flüssiger Form oder als Pulver bzw. als Fasern zugegeben werden, die beim Pressvorgang, vorzugsweise unter Wärmezufuhr, auf- bzw. anschmelzen und einen innigen Verbund des Füllmaterials untereinander und mit dem/den Deckvlies/en gewährleisten.It is within the scope of the invention that thermoplastic synthetic resins in liquid form or as powder or as fibers are added to the filling material, which melt or melt during the pressing process, preferably with the addition of heat, and ensure an intimate bond between the filling material and the cover fleece(s).
Die Menge an zugesetzten thermoplastischen Kunstharzen bzw.-fasern liegt zwischen 2 und 70 %.The amount of added thermoplastic resins or fibers is between 2 and 70%.
In einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Erfindung können die Naturfasern, wie Hanf- und Bastfasern neben thermoplastischen Kunstharzfasern auch anteilig Industriefasern, wie Glasfasern, Schlackefasern beigegeben werden, um gewünschte Eigenschaften zu erreichen.In a further particular embodiment of the invention, the natural fibers, such as hemp and bast fibers, can be added in addition to thermoplastic synthetic resin fibers and also a proportion of industrial fibers, such as glass fibers and slag fibers, in order to achieve desired properties.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, Platten bzw. Formkörper herzustellen, die zwischen dem Füllmaterial ein oder mehrere weitere Vliese, wie sSie für die Deckschichten eingesetzt werden, aufweisen. Damit können Platten oder Formkörper in gewünschter Dicke und Materialzusammensetzung erhalten werden. Damit ist dieIn a further embodiment of the invention, it is possible to produce panels or molded bodies that have one or more additional fleeces between the filling material, such as those used for the cover layers. This makes it possible to obtain panels or molded bodies in the desired thickness and material composition.
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Möglichkeit gegeben, großen Einfluß auf die gewünschte Festigkeit aber auch auf die anderen Eigenschaften wie Schall- und Wärmeisolierung zu nehmen.It is possible to have a great influence on the desired strength but also on other properties such as sound and thermal insulation.
In einer weiteren Variante der Erfindung werden die Deckvliese mit strukturierter Oberfläche eingesetzt. Die strukturierte Oberfläche kann aus einzelnen die Flächen des Vlieses überragenden Bereichen bestehen, ebenso aber auch aus durchgehenden Profilen, die sich nur in Längsrichtung des Vliese oder sowohl in Längs- und in Querrichtung des eingesetzten Vlieses erstrecken, zum Beispiel eine Gitterstruktur .In a further variant of the invention, the cover fleeces are used with a structured surface. The structured surface can consist of individual areas that protrude beyond the surfaces of the fleece, but also of continuous profiles that extend only in the longitudinal direction of the fleece or in both the longitudinal and transverse directions of the fleece used, for example a grid structure.
Die sich in den profilierten Vliesen ergebenden Hohlräume werden mit Füllmaterial ausgefüllt. Bei dieser Variante reicht es für eine innige Verbindung beim Verpressen aus, in die als Deckschichten fungierenden Vliesbahnen einen ausreichenden Anteil an thermoplatischen Kunstharzfasern vorzusehen, die beim Verpressen zum fertigen Endprodukt miteinander verschmelzen bzw. anschmelzen.The hollow spaces that result in the profiled fleeces are filled with filling material. In this variant, it is sufficient to provide a close connection during pressing by adding a sufficient proportion of thermoplastic synthetic resin fibers to the fleece webs that act as cover layers, which then fuse or melt together during pressing to form the finished end product.
Sind höhere Festigkeiten des herzustellenden mehrschichtigen Materials gewünscht, können in die Füllstoffe zusätzlich thermoplastische Kunstharze in jeweder Form zugegeben werden.If higher strengths of the multilayer material to be produced are desired, additional thermoplastic resins in any form can be added to the fillers.
Bei der Verwendung von strukturierten Vliesen können diese in einem separaten Arbeitgang mit der gewünschten Struktur versehen werden. Bei einer anderen Variante kann die Strukturierung der Vliese auch als erste Stufe des Herstellungsverfahrens der fertigen Produkte eingeschaltet werden. Dabei werden die aus Naturfasern mit oder ohne Zusätzen von Fasern aus Thermoplasten vorzugweise durch Wasserstrahlverfestigung erhaltenen Vliese in der ersten Stufe mitWhen using structured nonwovens, these can be given the desired structure in a separate operation. In another variant, the structuring of the nonwovens can also be included as the first stage in the manufacturing process of the finished products. The nonwovens, which are made from natural fibres with or without the addition of fibres from thermoplastics, preferably by hydroentanglement, are coated in the first stage with
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einem profiliertem Stempel mit der gewünschten Struktur versehen, daran anschließend in und auf die bei der Profilierung erhaltenen Hohlräume Füllstoffe mit einem oder keinem Zusatz an Pulvern oder Fasern aus Thermopasten aufgebracht und anschließend in die gewünschte Form verpresst. Wenn gewünscht, kann vor der Verpressung in die endgültige Form auf der Oberfläche ebenfalls ein Vlies aus Naturfasern mit oder ohne Zusätzen an Fasern aus Thermoplasten aufgebracht werden. Dabei kann ein sich wieder um ein glattes oder auch um ein profiliertes Vlies handeln, wobei die Profilierung mit dem Verpressen in die endgültige Form in einem Arbeitgang zusammengefasst werden kann.a profiled stamp with the desired structure, then fillers with or without addition of powders or fibers from thermopastes are applied to and on the cavities created during profiling and then pressed into the desired shape. If desired, a fleece made of natural fibers with or without additions of fibers from thermoplastics can also be applied to the surface before pressing into the final shape. This can again be a smooth or a profiled fleece, whereby the profiling and pressing into the final shape can be combined in one operation.
Bei der Herstellung von planflächigen Gegenständen wird das Verfahren kontinuierlich durchgeführt, während man bei der Herstellung von speziell geformten Körpern auch eine diskontinuierliche Arbeitsweise möglich ist.When producing flat objects, the process is carried out continuously, while when producing specially shaped objects, a discontinuous procedure is also possible.
In einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung wird auf den Einsatz von flüssigen Klebern und Pulvern als Zusatz bei den Füllstoffen verzichtet und dafür den Vliesen ein Fasernanteil von verschmelzungfähigen thermoplastischen Fasern zugegeben, welche beim Verpressen, vorzugsweise unter Wärmezufuhr, mit den anderen Fasern auf dem Füllstoff verkleben und zur Festigkeit des Endproduktes führen.In a particularly preferred variant of the invention, the use of liquid adhesives and powders as additives to the fillers is dispensed with and instead a fiber portion of meltable thermoplastic fibers is added to the nonwovens, which, during pressing, preferably with the addition of heat, bond to the other fibers on the filler and lead to the strength of the end product.
Die Vliesestoffe aus vornehmlich wasserstrahlverfestigen Bastfaservliesestoffen und wahlweisen Zugaben an thermoplatischen Fasern, können einzeln oder mehrlagig mit Füllstoffen wie Holzspänen, Hanfschäben usw. zu flächigen oder speziell geformten Teilen verpresst werden.The nonwovens, which are primarily made from water-jet-entangled bast fibre nonwovens and optionally contain thermoplastic fibres, can be pressed individually or in multiple layers with fillers such as wood chips, hemp shives, etc. to form flat or specially shaped parts.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können bei der Herstellung der erfindungsgemäßem mehrschichtigem Materialien in die Füllstoffschicht/en Leitungen und/oder Schlauchsysteme eingefügt werden. Man erhält Endprodukte, die ein Zusammenfügen zu ganzen Systemlösungen erlauben. So können die Schläuche für die Durchleitung von Wärme- oder Kältemedien aber auch für die Wasserzufuhr bzw. Abwasserableitung genutzt werden.In a further embodiment of the invention, pipes and/or hose systems can be inserted into the filler layer(s) during the manufacture of the multilayer materials according to the invention. End products are obtained that can be combined to form complete system solutions. The hoses can be used for the passage of heat or cold media, but also for the water supply or waste water drainage.
Die erfindunggemäß erhaltenen Produkte sind vielfältig einsetzbar. Ein weites Einsatzgebiet finden die Produkte in der Bauindustrie, zum Beispiel für den Trockenausbau, die Schall- und Wärmeinsolierung. Durch den konstruktiven Aufbau lassen sich auch interesante Formteile für die Möbelindustrie herstellen. Ebenso ist ein Einsatz in der KFZ-Industrie denkbar.The products obtained according to the invention can be used in a variety of ways. The products have a wide range of applications in the construction industry, for example for drywall construction, sound and heat insulation. The structural design also allows interesting molded parts to be produced for the furniture industry. Use in the automotive industry is also conceivable.
Die Erfindung soll nachfolgend an Hand von Beispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using examples.
Bei der Herstellung von Platten wird ein wasserstrahlverfestigtes Vlies aus Hanffasern mit einem Flächengewicht von 500 g/m von einer Vorratsrolle einem Auflageband zugeführt.
Auf dieses Vlies werden als Füllstoff Hanfschaben gegeben, die vorher mit einem Anteil vom 10 % an Kunstharzen in flüssiger Form versetzt wurden. Die Menge an Hanfschäben richtet sich nach der gewünschten Schichtdicke der herzustellenden Platte. Anschließend wird die aufgetragene Füllstoffschicht mit einem Vlies abgedeckt, das dem der unteren Schicht entspricht und das Ganze nachfolgend unter Wärmezufuhr zur gewünschten Platte verpresst. Die Platten lassen sich gut im Innenausbau verwenden.During the production of panels, a hydroentangled fleece made of hemp fibres with a basis weight of 500 g/m is fed from a supply roll to a support belt.
Hemp shives are added to this fleece as a filler, which has previously been mixed with 10% synthetic resin in liquid form. The amount of hemp shives depends on the desired layer thickness of the panel to be produced. The applied filler layer is then covered with a fleece that corresponds to that of the lower layer and the whole thing is then pressed into the desired panel using heat. The panels are ideal for use in interior construction.
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Für die beiden Deckschichten wird ein wasserstrahlverfestigtes Vlies aus gleichen Anteilen an Hanffasern und Polypropylenfasern mit einem Flächengewicht von 700 g/m verwendet.
Als Füllmaterial werden Hanfschaben eingesetzt, die vorher mit einem Anteil von 10 % an Kunstharzen in flüssiger Form vermischt wurden. Die gewählte Materialkombination kann sowohl zu Platten als auch zu Formkörpern unter Wärmezufuhr verpresst werden.For the two cover layers, a hydroentangled fleece made of equal proportions of hemp fibres and polypropylene fibres with a basis weight of 700 g/m is used.
Hemp shavings are used as filling material, which have previously been mixed with 10% synthetic resin in liquid form. The selected material combination can be pressed into panels or molded bodies using heat.
Für die beiden Deckschichten werden wasserstrahlverfestigte Vliesen aus gleichen Anteilen an Hanf- und Propylenfasern mit einem Flächengewicht von 450 g/m eingesetzt. Das
Füllmaterial besteht aus Holzschnitzeln, denen Fasern oder Pulver von Thermoplasten in Mengen von 4 0 % zugegeben wurden. Die gewählte Materialkombination kann sowohl zu Platten aus auch zu Formkörpern unter Wärmezufuhr verpresst werden. Die erhaltenen Produkte sind sowohl im Wohnungsbau als auch im der Möbelindustrie einsetzbar.For the two cover layers, hydroentangled fleeces made of equal proportions of hemp and propylene fibres with a surface weight of 450 g/m are used.
Filling material consists of wood chips to which fibers or powder of thermoplastics have been added in quantities of 40%. The selected material combination can be pressed into panels or molded bodies using heat. The resulting products can be used in both housing construction and the furniture industry.
Zur Herstellung einer dickeren Platte wird ein wasserstrahlverfestigtes Vlies bestehend aus einem Gemisch aus gleichen Teilen aus Hanffasern und Propylenfasern mit einem Flächengewicht von 300 g/m von einer Vorratsrolle einem Auflageband
zu geführt. Auf das Vlies wird eine Mischung vonTo produce a thicker board, a hydroentangled fleece consisting of a mixture of equal parts of hemp fibres and propylene fibres with a basis weight of 300 g/m is fed from a supply roll to a support belt
A mixture of
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Hanfschäben mit einem Anteil von 20 % Thermoplasten in Pulverform mit einer Schütthöhe von 1 cm aufgebracht. Von einer weiteren Verratsrolle wird ein zweites Vlies, wie es für die untere Deckschicht eingesetzt wurde, aufgebracht. Auf dieses Vlies wird ein Gemisch aus Hanfschäben mit einem Anteil von 50 % an Fasern aus Thermoplasten mit einer Schütthöhe von 1 cm aufgetragen und diese Schicht wiederum mit einem Vlies, wie es für die anderen Deckschichten verwendet wurde, abdeckt. Das so erhaltenen Vorprodukt wird unter Wärmezufuhr zu Platten bzw. zu Formkörpern verpresst. Es versteht sich, dass bei der Herstellung eines Formkörpers das Vorprodukt in eine Formpresse mit den gewünschten Strukturen überführt werden muss, während bei der Herstellung von Platten, die Verpressung kontinuierlich in einer nachfolgenden Arbeitsstufe auf dem Auflageband direkt erfolgen kann.Hemp shives with a proportion of 20% thermoplastics in powder form are applied with a filling height of 1 cm. A second fleece, as was used for the lower cover layer, is applied from another roll. A mixture of hemp shives with a proportion of 50% thermoplastic fibers is applied to this fleece with a filling height of 1 cm and this layer is then covered with a fleece as was used for the other cover layers. The preliminary product obtained in this way is pressed into sheets or molded bodies using heat. It goes without saying that when producing a molded body, the preliminary product must be transferred to a molding press with the desired structures, whereas when producing sheets, the pressing can take place continuously in a subsequent work step directly on the support belt.
Wenn bei diesem Beispiel ein Verbund von drei Vliesschichten und zwei Füllstoffschichten beschrieben wurde, so lässt sich dies auch auf mehrschichtige verpresste Materialien übertragen, bei denen sich weitere Füllstoffschichten und Vliesstoffschichten abwechseln.If in this example a composite of three nonwoven layers and two filler layers was described, this can also be transferred to multilayer pressed materials in which further filler layers and nonwoven layers alternate.
Bei der Herstellung von Platten wird ein wasserstrahlverfestigtes Vliess aus einem Gemisch aus Hanffasern und Polypropylenfasern im Verhältnis 50 zu 50 mit einem Flächengewicht von 900 g/m in einer ersten Stufe durch Prägung mit einer
Gitterstruktur versehen. In die Gitterstruktur wird ein Gemisch aus Hanfschäben eingebracht, und das über die Struktur überstehende Material abgestrichen. Auf die Oberfläche wird von einer weiteren Vorratsrolle ein wasser-In the production of panels, a hydroentangled fleece made of a mixture of hemp fibres and polypropylene fibres in a ratio of 50:50 with a basis weight of 900 g/m is embossed in a first step with a
A mixture of hemp shives is placed into the grid structure and the excess material is scraped off. A water-based
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strahlverfestigtes Vlies bestehend aus einem Gemisch aus Hanffasern und Polypropylen im Verhältnis 50 zu 50 mit einem Flächengewicht von 500 g/m aufgebracht und der
Vorkörper anschließend unter Wärmezufuhr verpresst. Man erhält eine realtiv dünne Platte bzw. Formkörper mit hohen Festigkeitswerten.Beam-bonded fleece consisting of a mixture of hemp fibres and polypropylene in a ratio of 50:50 with a basis weight of 500 g/m and the
The preform is then pressed using heat. This produces a relatively thin plate or molded body with high strength values.
Zur Herstellung von Platten mit mehrfunktioneller Anwendung wird ein wasserstrahlverfestigtes Vlies aus gleichen Anteilen von Hanffasern und Polypropylenfasern mit einem Flächengewicht von 500 g/m von einer Vorratsrolle auf ein Auflageband
geführt und auf das Vlies ein netzförmiges Schlauchsystem aus Polypropylen aufgelegt. Die im Schlauchsystem verwendeten Schläuche haben einem Durchmesser 5mm und der Abstand zwischen den Schläuchen beträgt 10 mm. Auf das netzförmige Schlauchsystem werden Hanfschäben ohne Zusätze aufgegeben wobei die überstehende Menge abgestriffen wird. Auf diese Schicht wird jetzt ein weiteres wasserstrahlverfestigtes Vlies, wie es für die untere Deckschicht eingesetzt wird, von einer weiteren Vorratsrolle aufgebracht. Das erhaltene Vorprodukt wird unter Wärmezufuhr zu einer Platte verpresst. Durch das eingelegte netzförmige Schlauchsystem kann die Platten überall dort eingesetzt werden, wo Medien für zum Beispiel Wärme- oder Kälteregulierung benötigt werden.To produce panels with multifunctional applications, a hydroentangled fleece made of equal parts of hemp fibres and polypropylene fibres with a basis weight of 500 g/m is fed from a supply roll onto a support belt
and a net-shaped hose system made of polypropylene is placed on the fleece. The hoses used in the hose system have a diameter of 5 mm and the distance between the hoses is 10 mm. Hemp shives without additives are placed on the net-shaped hose system and the excess is stripped off. Another water-jet-enhanced fleece, as used for the lower cover layer, is then applied to this layer from another supply roll. The resulting pre-product is pressed into a plate using heat. The inserted net-shaped hose system means that the plates can be used wherever media are needed for heat or cold regulation, for example.
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