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Title:
MULTICOMPONENT BINDER, AND USE THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/061647
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed are a first multicomponent binder comprising 0.1 to 30 percent by weight of water-soluble polysaccharide, 0.1 to 8 percent by weight of inorganic salt provided that said inorganic salt is no borax, 0 to 5 percent by weight of dicarboxylic acid salt, 0 to 10 percent by weight of polyvalent alcohol, and 60 to 99.8 percent by weight of hydrophilic thinner, as well as a second multicomponent binder comprising 1 to 20 percent by weight of water-soluble polysaccharide, 0.5 to 8 percent by weight of inorganic salt, 0 to 5 percent by weight of dicarboxylic acid salt, 0 to 10 percent by weight of polyvalent alcohol, 60 to 98 percent by weight of hydrophilic thinner, and = 15 percent by weight of adhesive, the adhesive content not being zero.

Inventors:
WEINRICH MANFRED (DE)
SCHENKLUHN HARTMUT (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/014492
Publication Date:
July 07, 2005
Filing Date:
December 20, 2004
Export Citation:
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Assignee:
WTB BIOTECH GMBH (DE)
GEF NATURPRODUKTE (DE)
WEINRICH MANFRED (DE)
SCHENKLUHN HARTMUT (DE)
International Classes:
C09J101/26; C09J101/28; C09J105/04; C09J105/14; (IPC1-7): C09J101/26; C09J105/04
Domestic Patent References:
WO1993006802A11993-04-15
Foreign References:
DE4335167A11995-04-20
GB586232A1947-03-12
DE1291305B1969-03-27
EP0024655A21981-03-11
DE10227871A12003-01-16
AT11252B1903-03-26
Attorney, Agent or Firm:
Meyer, Enno (Germering, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. MehrkomponentenBindemittel, umfassend <BR> <BR> 0,130 Gew. % ein oder mehrerer hydrophile Polysaccaride,<BR> 0,18 Gew. % ein oder mehrere anorganische Salze mit der Maßgabe, dass das anorganische Salz kein Borax ist, 05 Gew. % ein oder mehrere Salze einer Dicarbonsäure, 010 Gew% ein oder mehrere mehrwertige Alkohole, und 6099,8 Gew. % eines oder mehrere hydrophiler Verdünnungsmittel.
2. MehrkomponentenBindemittel, umfassend <BR> <BR> 120 Gew. % ein oder mehrere hydrophile Polysaccharide,<BR> 0, 58 Gew. % ein oder mehrere anorganischer Salze,<BR> 05 Gew. % ein oder mehrere Salze einer Dicarbonsäure, 010 Gew% ein oder mehrere mehrwertiger Alkohole, 6095 Gew. % ein oder mehrerer hydrophiler Verdünnungsmittel, und < 15 Gew% ein oder mehrere Klebstoffe, wobei der Gehalt an Klebstoff ungleich Null ist.
3. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wasserlösliche Polysaccharide verwendet werden.
4. Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung auf einen basischen pHWert, insbesondere auf einen pH Wert im Bereich von 7 bis 12, weiter insbesondere auf einen pHWert im Bereich von 8 bis 11 eingestellt wird.
5. Bindemittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des pH Bereichs Ammoniak, Amin oder ein Alkalihydroxid verwendet wird.
6. Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an wasserlöslichem Polysaccharid 115 Gew% beträgt.
7. Bindemittel nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Klebstoff 215 Gew% beträgt.
8. Bindemittel nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kunststoffkleber, Zellulosekleber, natürliche Proteine und Stärke.
9. Bindemittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffkleber ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyester und Polyurethan.
10. Bindemittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das natürliche Protein ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Getreidekleber, wie Gluten und Zein, und chemisch modifiziertem Protein wie Kaseinkleber.
11. Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polysaccharid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Gummi arabicum, Traganth, Guar und organisch abgewandeltes Polysaccharid wie Methylhydroxypropylcellulose.
12. Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Salz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus NaB02, NaB03, Na2B407 Borax, NaAI (S04) 2 Alaun, KAI (SO4) 2, AL2 (S04) 3, AIC 3, essigsaure Tonerde und wasserlösliche Phosphatsalze, insbesondere Na3P04, ist, mit der Maßgabe, dass Borax nicht im Bindemittel nach Anspruch 1 verwendet wird.
13. Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicarbonsäure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Oxalsäure, Weinsäure und Zitronensäure.
14. Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wasserlösliche Alkohol ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, Propylenglykol und Diaethylenglykol.
15. Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrophile Verdünnungsmittel Wasser ist.
16. Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Konservierungsmittel und/oder Fungizid und/oder Insektizid aufweist.
17. Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Flammenschutzmittel aufweist.
18. Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Hydrophobiermittel enthält.
19. Bindemittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Wasserbenetzungsmittel aufweist.
20. Verfahren zur Herstellung eines formstabilen Formteils aus Naturstoffen oder Naturstoffgemischen unter Verwendung des MehrkomponentenBindemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Bindemittel den Naturstoffen oder Naturstoffmischungen zugegeben wird und das Formteil unter Einwirkung von Druck und/oder Temperatur ausgebildet wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Füllstoff den Naturstoffen oder Naturstoffgemischen zugegeben wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllstoff Ton, Lehm, Getreidemehl, Gesteinsmehl oder Mischungen davon verwendet wird.
23. Verfahren zur Herstellung eines Extrudats aus Naturstoffen oder Naturstoffmischungen unter Verwendung des MehrkomponentenBindemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Bindemittel den Naturstoffen oder Naturstoffmischungen vor der Extrudierung zugegeben wird.
24. Verfahren zur Herstellung von Vliesen aus Naturstoffen oder Naturstoffgemischen unter Verwendung des MehrkomponentenBindemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Bindemittel den Naturstoffen oder Naturstoffgemischen zugegeben wird.
25. Verwendung des MehrkomponentenBindemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 19, 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.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24 oder Verwendung des MehrkomponentenBindemittels nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Naturstoffe durch Naturfasern, Holzhackschnitzel, Holzhackspäne, Lehm, Ton oder Mischungen davon gebildet sind.
Description:
Mehrkomponenten-Bindemittel und deren Verwendung Die Erfindung betrifft Mehrkomponenten-Bindemittel, insbesondere auf Naturstoffbasis, und deren Verwendung, insbesondere zur Behandlung und/oder Verarbeitung von Naturfasern, gemäß dem Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 bzw. der Ansprüche 19, 22,23 und 24.

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 ist dadurch stark eingeschränkt, daß die Naturstoffe bei der Verarbeitung teilweise zu starker Staubbildung neigen.

Ferner wird die Weiterverarbeitung von Naturfasern und/oder Naturstoffen und deren Gemische, beispielsweise zu Platten, Formteilen, Extrudaten und Vliesen, dadurch eingeschränkt, dass sie in der Verarbeitung teilweise zu starker Staubbildung neigen. Dies führt zu Einschränkungen in der Weiterverarbeitung zu Dämmstoffen, Verbundwerkstoffen bis hin zu Extrudaten.

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.

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 das bekannte Konzentrat ist für die beabsichtigte Verwendung bei Naturstoffen, nämlich deren Verarbeitung zu Platten, Formteilen, Extrudaten und Vliesen, nicht einsetzbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Mehrkomponenten-Bindemittel zu schaffen, welche die obengenannte Verarbeitung der Naturstoffe ohne wesentliche Staubbildung ermöglichen. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, geeignete Verwendungen derartiger Mehrkomponenten-Bindemittel zu finden.

Diese Aufgabe wird durch ein Mehrkomponenten-Bindemittel nach Anspruch 1 und Anspruch 2, durch ein Verfahren nach den Ansprüchen 20,23 und 24, sowie eine Verwendung nach Anspruch 25 gelöst. Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

In einer ersten Ausführungsform umfaßt das erfindungsgemäße Mehrkomponenten- Bindemittel : 0,1-30 Gew. -% ein oder mehrere hydrophile Polysaccaride, 0, 1-8Gew.-% ein oder mehrere anorganische Salze mit der Maßgabe, dass das anorganische Salz kein Borax ist, 0-5 Gew. -% ein oder mehrere Salze einer Dicarbonsäure, 0-10 Gew-% ein oder mehrere mehrwertige Alkohole, und 60-99,8 Gew. -% ein oder mehrere hydrophile Verdünnungsmittel.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform umfaßt das erfindungsgemäße Mehrkomponenten-Bindemittel : <BR> <BR> 1-20 Gew. -% ein oder mehrere hydrophile Polysaccharide,<BR> 0,5-8 Gew. -% ein oder mehrere anorganische Salze, 0-5 Gew.-% ein oder mehrere Salze einer Dicarbonsäure, 0-10 Gew-% ein oder mehrere mehrwertige Alkohole, 60-98 Gew. -% ein oder mehrere hydrophile Verdünnungsmittel, und : g 15 Gew% ein oder mehrere Klebstoff.

Dabei ist der Gehalt an Klebstoff ungleich Null.

Vorzugsweise sind die hydrophilen Polysaccharide wasserlöslich.

Vorzugsweise wird durch den Zusatz eines Füllstoffs bis zur dreifachen Gewichtsmenge bezogen auf den zu bindenden Naturstoff die Festigkeit wesentlich erhöht.

Vorzugsweise ist die Zusammensetzung auf einen pH-Wert in einem basischen Bereich, insbesondere auf einen pH-Wert im Bereich von 7 bis 12 eingestellt. Ferner beträgt vorzugsweise der Gehalt an Klebstoff 2-15 Gew%. Weiter bevorzugt beträgt der Gehalt an wasserlöslichem Polysaccharid 1-15 Gew%.

Vorzugsweise wird zur Einstellung des pH-Bereichs Ammoniak, Amin oder ein Alkalihydroxid verwendet, wobei weiter insbesondere das Bindemittel auf einen pH-Wert im Bereich von 8 bis 11 eingestellt wird, wenn eventuell ausfallendes Aluminiumhydroxid aufzulösen ist.

Vorzugsweise wird der Klebstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kunststoffkleber, Zellulosekleber, natürliche Proteine und Stärke. Im Falle eines Kunststoffklebers kann dieser Polyester und Polyurethan sein. Ist der Kleber ein natürliches Protein, so ist dieses insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Getreidekleber, wie Gluten und Zein, und chemisch modifiziertem Protein wie Kaseinkleber.

Vorzugsweise wird das Polysaccharid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gummi arabicum, Traganth, Guar und organisch abgewandeltes Polysaccharid wie beispielsweise Methylhydroxypropylcellulose.

Vorzugsweise wird das anorganische Salz ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus NaB02, NaB03, Na2B407 Borax, NaAI (S04) 2 Alaun, KAI (SO4) 2, Al2 (SO4) 3, AiCi3, essigsaure Tonerde und Na3P04.

Vorzugsweise wird die Dicarbonsäure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Oxalsäure, Weinsäure und Zitronensäure.

Vorzugsweise wird das Polyglykol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, Propylenglykol und Diaethylenglykol.

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.

Eine erfindungsgemäße Verwendung des Mehrkomponenten-Bindemittels besteht darin, dass das Bindemittel zur Verhinderung der Staubbildung bei der Verarbeitung von Naturstoffen verwendet wird, wobei das Mehrkomponenten-Bindemittel den Naturstoffen zugesetzt wird.

Eine weitere bevorzugte Verwendung des Mehrkomponenten-Bindemittels liegt darin, dass das Bindemittel in einem Verfahren zur Herstellung formstabiler Formteile aus Naturstoffen oder Naturstoffmischungen als organische Dämmmaterialien unter Einwirkung von Druck und/oder Temperatur verwendet wird, wobei das Bindemittel den Naturstoffen oder Naturstoffmischungen zugegeben wird. Werden formstabile Formteile aus Naturstoffen oder deren Mischungen als organische Dämmmaterialien unter der Einwirkung von Temperatur hergestellt, so empfiehlt es sich zur Verfestigung ein Füllstoff zu verwenden. Als Füllstoff eignen sich insbesondere Tonerde, Schlick, Gesteins-oder Getreidemehl oder Mischungen davon.

Eine weitere bevorzugte Verwendung des Mehrkomponenten-Bindemittels besteht darin, dass das Bindemittel in einem Verfahren zur Herstellung von Extrudaten aus Naturstoffen oder Naturstoffmischungen verwendet wird, wobei das Bindemittel den Naturstoffen oder Naturstoffmischungen vor der Extrudierung zugegeben wird.

Eine weitere bevorzugte Verwendung des Mehrkomponenten-Bindemittels besteht in einem Verfahren zur Herstellung von Vliesen aus Naturstoffen oder Naturstoffgemischen unter Verwendung des Mehrkomponenten-Bindemittels, wobei das Bindemittel den Naturstoffen oder Naturstoffgemischen zugegeben wird.

Unter Naturstoffen wird an dieser Stelle vorzugsweise Naturfasern, Holzhackschnitzel, Holzhackspäne, gehäckseltes Geteide-oder Reisstroh, gehäckseltes Chinaschilf (Miscanthus) Lehm, Ton oder Mischungen davon verstanden.

Die oben angesprochenen bevorzugten Verwendungen des erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Bindemittels werden nachfolgend genauer beschrieben.

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 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-Bindemittel bindet den Staub, erhöht die Rieselfähigkeit der Naturfaser für eine Volumendosierung, und fördert die Benetzung der Naturfaser durch das Bindemittel. Da sich mit dem Aufbringen des Mehrkomponenten- Bindemittel der Staub gleichmäßig auf die Faser verteilt, ist ein homogenes Materialverhalten des Extrudats gewährleistet.

Im Folgenden werden Beispiele einiger Musterrezepturen für das erfindungsgemäße Mehrkomponenten-Bindemittel gemäß der ersten Ausführungsform 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% Na3P04 3% Kaliumoxalat 3% Propylenglykol Wasser ad 100% mit Kalilauge auf pH 10 bringen.

D) Mehrkomponenten-Bindemittel auf Basis von Methvlhydroxipropviceilulose : 8% Methylhydroxipropylcellulose 3% Kaliumalaun 4% Natriumkaliumtatrat Wasser ad 100% mit Natronlauge auf pH 10 bringen.

Im Folgenden wird ein Beispiel einer Musterrezeptur für das erfindungsgemäße Mehrkomponenten-Bindemittel gemäß der zweiten Ausführungsform angegeben : Mehrkomponenten-Bindemittel auf Basis von Gummi arabicum : 9% Gummi arabicum 2% Kaliumborat 3% Kaliumnatriumtatrat 3% Diethylenglykol 0,5% Preventol in Isopopylalkohol 1 : 1 gelöst 72,5% Wasser mit Ammoniak auf einen pH-Wert von 9 bis 10 bringen, und 10% Weizengluten in der Lösung dispergieren. Ausgehend von der obigen Musterrezeptur für das Bindemittel kann eine Schall-und Wärmedämmplatte wie folgt hergestellt werden : 1 kg gehäckseltes Stroh wird innig vermengt mit einer Schlemme aus : 1 kg Wasser, 1 kg Bindemittel wie oben, 2 kg Mehl oder Ton oder Gesteinsmehl und 100g Flammschutzmittel.

Die Trocknung des zu einer Platte geformten Breis ergibt eine Schall-und Wärmedämmplatte