Een huis isoleren met ecowol – de ervaring van de vakmensen van het portaal in onafhankelijke productie en gebruik. Wat is ecowol? Beschrijving, kenmerken, soorten en prijs van ecowool Eco-papierisolatie

Dit additief dient als brandvertrager en antiseptisch middel dat het verbranden en rotten niet ondersteunt, de ontwikkeling van schimmels niet mogelijk maakt en het verschijnen van insecten daarin voorkomt. Op basis hiervan is de productie van cellulosewol economisch en daarom kreeg het de naam econowol.

Productiewijze en samenstelling

Het proces van het produceren van cellulosewol heeft zijn eigen kenmerken; het leidt niet tot slakken van het milieu, vereist geen extra gebruik van natuurlijke hulpbronnen en hoge energiekosten kent geen smeltprocessen.

Er wordt gebruik gemaakt van papierafval dat vanwege de grote plasticverontreinigingen niet geschikt is voor verder gebruik in de vorm van papier. Door de jaren heen is de productietechnologie alleen maar verbeterd. Borax is een antiseptisch, brandvertragend middel boorzuur.

Technische voordelen

Dit is een houtvezelmateriaal met een thermische geleidbaarheid van 0,041 W/m K en een lage luchtdoorlatendheid. Economy-wol heeft deze eigenschap vanwege de fijnkorrelige structuur. De kleine deeltjes waaruit het bestaat, belemmeren de beweging van de lucht.

Onder invloed van de beweging van vochtige lucht wordt op de bovenste laag van de isolatie een dunne, dichte laag in de vorm van papier gevormd - deze voorkomt verdere beweging van lucht. Omdat het een op hout gebaseerde isolatie is, heeft het een verhoogde vochtbestendigheid en vereist het geen extra laag waterdichting.

Aanwezigheid in poriën grote hoeveelheden lucht (85-92%) maakt het materiaal goede warmte-isolator. Dankzij de toevoeging van borax ondersteunt cellulosewol de verbranding niet en smelt niet. Bij brand smeult het zonder dat er giftige gassen vrijkomen. Additieven van boorzuur zorgen ervoor dat insecten en schimmels zich niet kunnen voortplanten. Dit materiaal is zeer milieuvriendelijk.

Toepassingsmethoden

Er zijn twee manieren om cellulosewol aan te brengen: droog en nat. In beide gevallen is dat zo mechanische toepassing isolatie, wat het proces zelf aanzienlijk versnelt.

De dichtheid van een dergelijke isolerende coating hangt af van de kwaliteit van de toepassing ervan. Aanbrengen door middel van blazen of spuiten met speciale apparatuur. Door deze methode dringt de isolatielaag door tot in de kleinste openingen. Dit materiaal is erg handig voor elektrische installatiewerkzaamheden.

Cellulosewol wordt vervoerd en opgeslagen in speciale zakken. Tijdens de werkzaamheden ontstaat er geen afval, zoals bij het doorknippen van andere soorten isolatie.

Cellulosewol bestaat voor 80% uit oud papier. De resterende 20% is een krachtig antiseptisch en brandvertragend middel, borax en boorzuur, waardoor watten vlamvertragend materiaal. Zelfs bij lichte verwarming geven de boraxverbindingen onmiddellijk vocht af. Hierdoor wordt bij brand en brand die de isolatie raakt de wol bevochtigd en wordt de verdere verspreiding van de brand vertraagd. Bij verhitting stoot cellulosewol geen giftige gassen uit en is absoluut veilig voor de gezondheid. Veroorzaakt geen allergieën, bevat geen schadelijke vluchtige stoffen en is een puur biologisch materiaal. De tweede naam is ecowool.

Omdat het een uitstekend antisepticum is, voorkomt boorzuur rotting, schimmels, verschillende schimmels en de proliferatie van micro-organismen, knaagdieren en insecten.

Om watten uit cellulose te verkrijgen, wordt het papier eerst grof en daarna fijn gemalen, waarbij het papier in vezels wordt gescheurd. Hierna wordt de resulterende cellulose gemengd met additieven in een speciale bunker. De afgewerkte watten worden samengeperst en in bepaalde zakken verpakt. Bij montage wordt het ter plekke losgemaakt met behulp van een speciale blaasinstallatie.

Cellulosewol wordt al jaren gebruikt als ideaal thermisch isolatiemateriaal. Het wordt in de holtes geblazen die isolatie nodig hebben, waardoor de ruimte gelijkmatig wordt gevuld. Bij het isoleren muur structuren het wordt samen met lijm aangebracht, wat een betrouwbare bevestiging op alle delen van de muur garandeert. Hierdoor zijn eventuele onbereikbare plaatsen, zoals de tussenruimte, eenvoudig te isoleren schuin dak En zolderverdieping. Eventuele overtollige watten worden verwijderd en hergebruikt, waardoor het afvalvrij en dus zuinig is. 50 mm wol kan in zijn thermische geleidbaarheid vervangen metselwerk 1,5 stenen breed.

Het gebruik van cellulosewol als isolatie lost een ander probleem op belangrijk probleem in de bouw. Het is niet nodig om de isolatie extra tegen condensatie te beschermen. De structuur van katoenvezels laat eenvoudigweg niet toe dat deze zich vormt. Wanneer de luchtvochtigheid toeneemt, absorbeert watten overtollig vocht, terwijl het luchtvolume in de muur ongewijzigd blijft, waardoor de temperatuur in de kamer op hetzelfde niveau blijft.

Vaak wordt in combinatie met cellulosewol een stijve houtvezelplaat als windscherm gebruikt. Het beschermt de wol tegen uitwaaien, werkt als isolatie en zorgt voor stevigheid.

Sinds 1928 begon de productie van cellulosewol in Duitsland. Het is nog steeds het meest populaire type isolatie. In 1950 werd cellulose in de Verenigde Staten voor het eerst gebruikt als thermisch isolatiemateriaal. In 1990 werd in de Baltische staten de eerste lijn voor de productie van cellulosewol geopend. Sinds 1995 begonnen fabrieken in Moskou en Tsjoevasjië gezamenlijk met de productie van cellulose-isolatie.

Cellulosewol wordt ook gebruikt voor geluidsisolatie van zolders, plafonds tussen de vloeren, vloeren en als thermische isolatie van gevels.

• Kortingen
• Beschrijving
• Sollicitatie
• Visualisatie
• Installatie
• Die. kenmerken
• Bouwfasen
• Materialen
• Media
• Recensies

Ecowol(cellulose-isolatie)- isolatie op basis van gerecycleerde cellulose (krantenafval). Samenstelling Ecowool: cellulose - 81%, boorzuur (brandvertragend) - 12%, borax (antiseptisch) - 7%. Lignine (natuurlijke hars), dat onder invloed van vocht in cellulosevezels zit, werkt als bindend bestanddeel. Het materiaal is absoluut veilig voor mens en milieu. Cellulose-isolatie heeft een hoog thermisch isolatievermogen ( λ = 0,032 - 0,042 W/(m*K)), wat weer voldoet aan alle eisen van moderne, hoogwaardige en energiezuinige bouw. Bij correcte installatie Ecowool afvalvrij vult zonder uitzondering alle holtes in horizontale, verticale en hellende structuren, waardoor de vorming van “koudebruggen” wordt vermeden die het behoud van thermische energie in de kamer negatief beïnvloeden.

Buitenmuur

Dak

Kelder plafond

Plafond tussen de vloer

Installatie van Ecowool kan op verschillende manieren geproduceerd worden:

Handmatig stylen - meestal gebruikt bij open isolatie horizontale structuren, zonder het gebruik van speciale apparatuur. Om dit te doen, moet u het materiaal eerst "pluizen" met een bouwmixer. Daarna wordt de warmte-geïsoleerde structuur gevuld met Ecowool, gevolgd door het egaliseren van de laag met een borstel of soortgelijk gereedschap. Handmatig leggen van Ecowool is een methode waarvoor geen speciale professionele installatievaardigheden vereist zijn.

Droge methode De installatie van ecowool wordt uitgevoerd met behulp van een speciale inblaasinstallatie, die de installatietijd van thermische isolatie van open horizontale, gesloten verticale en hellende constructies aanzienlijk verkort. Montage installatie " transporteert ecowool via een buis naar de installatieplaats, waardoor moeilijk bereikbare plaatsen kunnen worden geïsoleerd.

Natte methode leggen Ecowool wordt gebruikt om constructies binnenshuis te isoleren, maar ook van buitenaf (straat). Er worden sproeiers met watertoevoer aan de buis geleverd waardoor het materiaal wordt "getransporteerd". Zo vormt de Ecowool-laag een doorlopende afdekking op het geïsoleerde oppervlak. Vervolgens worden de overtollige gebieden afgesneden met een speciaal gereedschap. Het is mogelijk om het afgesneden overtollige Ecowool opnieuw in de blaasinstallatie te laden voor secundaire toepassing.

De uitvinding heeft betrekking op een schuimelement met een hydrofiel middel in het schuimmateriaal, gevormd uit cellulose, en het schuimelement met daarin geïntroduceerde cellulose heeft het vermogen om reversibel vocht te absorberen, terwijl de cellulose wordt gevormd door het structurele type kristallijne modificatie van cellulose-II, en het aandeel cellulose ten opzichte van de totale massa van het schuimmateriaal wordt gekozen in het bereik van 0,1 gew.%, in het bijzonder 5 gew.%, en tot 10 gew.%, in het bijzonder 8,5 gew.%. % en het vochtgehalte van het schuimelement, uitgaande van de initiële vochtwaarde die overeenkomt met de evenwichtsvochtigheid ten opzichte van de eerste externe atmosfeer met de eerste temperatuur en vochtigheidsomstandigheden met een gegeven temperatuur en relatieve vochtigheid, neemt toe tijdens het gebruik ervan in de tweede, veranderd ten opzichte van de eerste, externe atmosfeer bij de tweede temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden met een hogere temperatuur en/of hogere relatieve vochtigheid, en het tijdens gebruik geabsorbeerde vocht door de in het schuimelement opgenomen cellulose-II, na aanbrengen in het tweede externe atmosfeer, wordt na een tijdsperiode variërend van 1 uur tot 16 uur opnieuw vrijgegeven aan de eerste externe atmosfeer totdat een nieuwe waarde van de aanvankelijke vochtigheidswaarde wordt bereikt die overeenkomt met de evenwichtsvochtigheid ten opzichte van de eerste externe atmosfeer. Het technische resultaat is een schuimelement met verbeterde vochtregulatie. 2 n. en 12 salaris dossiers, 3 tabellen, 4 ill.

Tekeningen voor RF-patent 2435800

De uitvinding heeft betrekking op een schuimelement met een hydrofiel middel in het schuim, dat is gevormd uit cellulose, en het schuimelement met de geïntroduceerde cellulose heeft het vermogen om reversibel vocht te absorberen, zoals beschreven in paragrafen 1-3 van de formule.

Schuimen worden momenteel op veel terreinen gebruikt of toegepast het dagelijks leven. Bij veel van deze toepassingen komen de schuimen in contact met het lichaam, meestal alleen gescheiden door een of meer tussenliggende lagen stof. De meeste van deze schuimen zijn samengesteld uit synthetische polymeren zoals polyurethaan (PU), polystyreen (PS), synthetisch rubber, etc., die doorgaans onvoldoende waterabsorberend vermogen hebben. Vooral bij langdurig contact met het lichaam of bij zware inspanning, waarbij zweet vrijkomt, ontstaan ​​er door de grote hoeveelheid niet-geabsorbeerd vocht onaangename temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden voor het lichaam. Daarom vereisen de meeste toepassingen het hydrofiel maken van dergelijke schuimen.

Dit kan wederom door de meesten worden bereikt op verschillende manieren. Eén mogelijkheid is, zoals bijvoorbeeld beschreven in DE 19930526 A, dat de reeds schuimstructuur van het zachte polyurethaanschuim hydrofiel wordt gemaakt. Dit gebeurt door het laten reageren van ten minste één polyisocyanaat met ten minste één verbinding die ten minste twee isocyanaat-actieve verbindingen bevat, in aanwezigheid van sulfonzuren die een of meer hydroxylgroepen en/of zouten daarvan bevatten en/of kunnen worden verkregen uit polyalkyleen. glycolesters geïnitieerd door monohydrische alcoholen. Dergelijke schuimen worden bijvoorbeeld gebruikt als sponzen voor huishouden of voor hygiëneproducten.

Een verdere mogelijkheid wordt beschreven in DE 10116757 Al, waarbij een hydrofiel alifatisch polymethaanschuim met open cellen en een extra laag van eigen cellulosevezels die een hydrogel bevatten, als opslagmiddel wordt gebruikt.

Uit het Europese octrooi EP 0793681 B1 of de Duitse vertaling DE 69510953 T2 is een werkwijze bekend geworden voor het vervaardigen van zachte schuimen, waarbij gebruik wordt gemaakt van zogenaamde superabsorberende polymeren (SAP), ook wel hydrogels genoemd. In dit geval worden de gebruikte SAP’s voorgemengd met een prepolymeer, wat deze werkwijze voor de schuimfabrikant zeer eenvoudig maakt. Dergelijke SAP's kunnen worden gekozen uit SAP's geënt met zetmeel of cellulose, waarbij bijvoorbeeld acrylonitril, acrylzuur of acrylamide als onverzadigd monomeer wordt gebruikt. Dergelijke SAP's worden bijvoorbeeld door Höchst/Cassella verkocht onder de naam SANWET IM7000.

WO 96/31555 A2 beschrijft een schuim met een celstructuur, waarbij het schuim wederom superabsorberende polymeren (SAP) bevat. In dit geval kan het SAP worden gevormd uit een synthetisch polymeer of ook uit cellulose. Het daar gebruikte schuim wordt gebruikt om vocht of vloeistoffen op te nemen en vast te houden in de schuimstructuur.

Uit WO 2007/135069 Al zijn schoenzolen met waterabsorberende eigenschappen bekend. Bovendien zelfs vóór het schuimen synthetisch materiaal waterabsorberende polymeren worden toegevoegd. Dergelijke waterabsorberende polymeren worden doorgaans bereid door het polymeriseren van een waterige monomeeroplossing en eventueel daaropvolgend malen van de hydrogel. Het waterabsorberende polymeer of de daaruit gevormde gedroogde hydrogel wordt na de bereiding ervan bij voorkeur gemalen en gezeefd, waarbij de gezeefde, gedroogde hydrogeldeeltjes een grootte hebben van bij voorkeur minder dan 1000 µm en bij voorkeur meer dan 10 µm. Bovendien kunnen vóór het schuimen vulstoffen aan de hydrogels worden toegevoegd of gemengd, en hier bijvoorbeeld carbon black, melamine, colofonium, evenals cellulosevezels, polyamide, polyacrylonitril, polyurethaan, polyestervezels op basis van aromatische en/of alifatische esters van dicarbonzuren en koolstofvezels. Om een ​​schuimelement te verkrijgen worden in dit geval alle stoffen afzonderlijk van elkaar in het reactiemengsel gebracht.

In de stand van de techniek bekende schuimmaterialen zijn zo ontworpen dat ze het door hen opgenomen vocht langdurig vasthouden en vasthouden. Zoals uit WO 2007/135069 Al volgt, keert het geabsorbeerde vocht, oftewel het geabsorbeerde water, pas na 24 uur volledig terug naar de oorspronkelijke staat wat betreft de vochtigheid van de omringende atmosfeer.

Deze afgiftesnelheid is te langzaam voor normaal gebruik, zoals matrassen, schoenzolen of stoelen in voertuigen, die meerdere uren per dag continu worden gebruikt en daardoor aanzienlijk minder dan 24 uur de tijd hebben om het opgenomen vocht af te geven. In dit geval kunnen we spreken van de zogenaamde evenwichtsvochtigheid, en dit is de vochtigheidswaarde waarbij het schuim in evenwicht is met de vochtigheid in de omringende atmosfeer.

Daarom is de basis van de onderhavige uitvinding het creëren van een schuimelement dat, om de vochtbeheersing ervan te verbeteren in relatie tot de snelheid van vochtafgifte, een materiaal bevat dat bovendien gemakkelijk te verwerken is om schuim te produceren.

Dit uitvindingsprobleem is opgelost onderscheidende kenmerken paragraaf 1 van de formule. Het voordeel van de eigenschappen van punt 1 is dat door het toevoegen van cellulose aan de schuimstructuur een voldoende hoog vermogen om vocht of vloeistof op te nemen wordt bereikt, maar tegelijkertijd het opgenomen vocht of de vloeistof, na het vullen als gevolg van gebruik, wordt afgevoerd. zo snel mogelijk weer afgegeven aan de omringende atmosfeer, zodat de evenwichtsvochtigheid weer wordt bereikt. Zo worden dankzij het gebruik van cellulose-II materialen met een vezelstructuur vermeden, waardoor de vloeibaarheid wordt verbeterd en in elkaar grijpen van vezels wordt voorkomen. De duur van de vrijgave is afhankelijk van het gebruiksdoel of doel van het schuimelement en de evenwichtsvochtigheid na gebruik, bijvoorbeeld als matras, wordt uiterlijk na 16 uur weer bereikt. Bij schoenzolen of inlegzolen moet deze duur nog korter worden ingesteld. Daarom wordt als hydrofiel middel een bepaalde hoeveelheid cellulose toegevoegd, die tijdens de schuimvorming direct in één van de schuimvormende componenten wordt ingebracht of gemengd. Dankzij cellulose wordt niet alleen voldoende opslagcapaciteit bereikt, maar ook een snelle afgifte van opgenomen vocht in de omgeving. Dankzij de toegevoegde cellulosefractie wordt bereikt dat het vermogen om vocht van het schuimelement op te nemen en af ​​te geven eenvoudig kan worden aangepast aan de meest optimale omstandigheden. verschillende gevallen toepassingen.

Ongeacht dit kan het probleem van de uitvinding ook worden opgelost door de onderscheidende kenmerken van conclusie 2 van de formule. Het voordeel van de eigenschappen van punt 2 is dat door het toevoegen van cellulose aan de schuimstructuur een voldoende hoog vocht- of vloeistofabsorptievermogen ontstaat, echter na het vullen als gevolg van gebruik wordt het geabsorbeerde vocht of de vloeistof weer afgegeven aan de omgeving. atmosfeer zo snel mogelijk, zodat er weer evenwicht wordt bereikt qua luchtvochtigheid. Door de bijzondere combinatie van de toevoeging van cellulose-II en de bereikte dichtheidswaarden wordt een zeer hoge damp- of vochtopname verkregen. Dankzij de hoge tussentijdse opslagwaarde van vocht of water dat wordt opgenomen tijdens gebruik van het schuimelement, is het mogelijk om de gebruiker een aangenaam droog gevoel tijdens gebruik te garanderen. Hierdoor komt het lichaam dus niet in direct contact met vocht.

Desondanks kan het doel van de uitvinding ook worden bereikt door de maatregelen van conclusie 3. Het voordeel van de maatregelen van conclusie 3 is dat door het toevoegen van cellulose aan de schuimstructuur een voldoende hoog vermogen om vocht of vloeistof te absorberen ontstaat. Echter, na het vullen als gevolg van gebruik wordt het opgenomen vocht of de vloeistof zo snel mogelijk weer afgegeven aan de omringende atmosfeer, zodat weer een evenwichtsvochtigheid wordt bereikt. Door de bijzondere combinatie van de toevoeging van cellulose-II en de bereikte dichtheidswaarden wordt een zeer hoge damp- of vochtopname verkregen.

Hierdoor is het met goed gebruiksgemak mogelijk om het door het schuimelement opgenomen vocht snel af te voeren. Zo is zelfs na een hoge vochtopname al na relatief korte tijd hergebruik mogelijk en is het tevens mogelijk om weer over een even droog schuimelement te beschikken.

Ook de volgende uitvoeringsvorm volgens conclusie 4 is voordelig, omdat afhankelijk van de resulterende schuimstructuur van het polystyreenschuim de vezellengte zo kan worden gekozen dat een optimale vochtoverdracht kan worden bereikt, zowel voor snelle opname als voor snelle afgifte na gebruik.

Verder is de verbetering volgens conclusie 5 voordelig, aangezien het op deze wijze mogelijk is een nog fijnere verdeling van cellulosedeeltjes binnen de schuimstructuur te bereiken en daardoor het schuimelement eenvoudig aan te passen aan de meest optimale omstandigheden. voor verschillende doeleinden toepassingen.

Als gevolg van de verbetering volgens conclusie 6 kan de stroombaarheid van de deeltjes worden verbeterd. Door de niet geheel gladde en onregelmatige oppervlaktestructuur leidt dit tot een groter specifiek oppervlak, wat bijdraagt ​​aan de uitstekende adsorptie-eigenschappen van de cellulosedeeltjes.

Volgens een andere uitvoeringsvorm volgens conclusie 7 is het mogelijk om dergelijke deeltjes ook te gebruiken bij het zogenaamde kooldioxideschuimen zonder de kleine gaatjes in de mondstukplaat te verstoppen.

Ook de verbetering volgens conclusie 8 is van voordeel, omdat daardoor een bolvorm wordt vermeden en een onregelmatig oppervlak zonder vezelige randen of fibrillen ontstaat. Op deze manier worden stofvormingen vermeden en wordt een gunstige verdeling binnen de schuimstructuur bereikt.

Als gevolg van de verbetering volgens conclusie 9 is het mogelijk om de cellulose te verrijken of te combineren met ten minste één extra additief direct tijdens de productie van de cellulose, en hoeft er dus slechts één enkel additief in aanmerking te worden genomen voor opname in de reactie. bestanddeel.

Tevens is de verbetering volgens conclusie 10 voordelig, aangezien hierdoor een schuimelement kan worden verkregen dat in een grote verscheidenheid aan toepassingen kan worden toegepast.

Volgens de in punt 11 beschreven verbetering wordt een nog betere vochtoverdracht naar het schuimelement bereikt.

Bovendien is het gebruik van een schuimelement ook voor zeer uiteenlopende doeleinden voordelig, omdat hierdoor niet alleen het draagcomfort tijdens het gebruik kan worden verbeterd, maar ook de daaropvolgende droogcyclus aanzienlijk sneller wordt uitgevoerd. Dit is vooral gunstig voor een grote verscheidenheid aan stoelen, matrassen, maar ook bij toepassingen waarbij vocht uit het lichaam wordt afgevoerd.

Voor beter begrip De uitvinding zal in de volgende tekeningen nader worden toegelicht.

Getoond, telkens in vereenvoudigde vorm:

Fig. 1 is de eerste grafiek, die de vochtabsorptie toont tussen twee gegeven temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden voor verschillende monsters met verschillende monsterlocaties;

Figuur 2 is een tweede grafiek die de verschillende vochtopname toont van conventioneel schuim en schuim met geïntroduceerde cellulosedeeltjes;

Figuur 3 is de derde grafiek, die de verschillende vochtafgifte toont van conventioneel schuim en schuim met geïntroduceerde cellulosedeeltjes;

FIG. 4 is een staafdiagram dat de waterdampabsorptie toont van conventioneel schuim en, ter vergelijking, schuim waarin cellulosedeeltjes zijn verwerkt.

Om te beginnen wordt opgemerkt dat in de verschillende beschreven uitvoeringsvormen dezelfde onderdelen zijn voorzien van dezelfde verwijzingscijfers of dezelfde aanduidingen. structurele elementen, en de onthullingen in de gehele beschrijving kunnen in betekenis worden overgedragen naar dezelfde delen met dezelfde posities of dezelfde aanduidingen van structurele elementen. Op dezelfde manier verwijzen aanduidingen van de in de beschrijving gekozen plaats, zoals boven, onder, aan de zijkant, enz., naar de direct beschreven figuur, evenals naar de getoonde, en moeten in betekenis worden overgebracht naar de nieuwe plaats wanneer de plaats verandert. Daarnaast worden individuele kenmerken of combinaties van kenmerken getoond en beschreven verschillende voorbeelden implementaties kunnen onafhankelijke inventieve oplossingen of oplossingen volgens de uitvinding vertegenwoordigen.

Alle verwijzingen naar een bereik van waarden in deze specificatie moeten worden opgevat als alle subbereiken van het bereik. Als bijvoorbeeld "1 tot 10" wordt vermeld, moet worden begrepen dat alle subbereiken worden gedekt. gebaseerd op een ondergrens van 1 en een bovengrens van 10, d.w.z. .e. alle subregio's beginnend met een ondergrens van 1 of hoger en eindigend met een bovengrens van 10 of minder, zoals 1 tot 1,7, of 3,2 tot 8,1, of 5,5 tot 10.

Laten we eerst dieper ingaan op het hydrofiele middel dat in het schuim wordt ingebracht, in het bijzonder in het daaruit gevormde schuimelement, dat bijvoorbeeld uit cellulose is gevormd. Het schuimelement is dus gevormd uit een schuimplastic en een daarin opgenomen hydrofiel middel. Het schuim kan op zijn beurt worden gevormd uit een geschikt mengsel van met elkaar schuimende componenten, die bij voorkeur in vloeibare vorm zijn, zoals reeds bekend is.

Zoals reeds in de inleiding geschreven, worden in WO 2007/135069 Al naast waterabsorberende polymeren cellulosevezels als extra vulstof toegevoegd. Ze zouden in bepaalde gevallen de mechanische eigenschappen van het schuim moeten verbeteren. Hierbij is echter gebleken dat de toevoeging van vezelachtige additieven de verwerking van het geschuimde uitgangsmengsel compliceert, omdat de vloeibaarheid ervan verandert. Zo zouden vezelachtige cellulosedeeltjes die met name vóór het opschuimen in de polyolcomponent worden gemengd, deze stroperiger maken, waardoor het moeilijk of zelfs onmogelijk wordt om met andere componenten, namelijk het isocyanaat, in de doseerkop van de schuiminstallatie te mengen. Op soortgelijke wijze kan het ook moeilijker worden voor de reactiemassa om zich te verspreiden wanneer deze langs de transportband van de schuimfabriek stroomt. Bovendien kunnen vezelachtige cellulosedeeltjes ook sterk worden vastgehouden als afzettingen in de toevoerleidingen van het reactiemengsel.

Daarom is de toevoeging van vezeladditieven alleen binnen bepaalde grenzen mogelijk. Hoe lager het aandeel vezeladditieven, in het bijzonder korte lengtes cellulosevezels, des te lager is ook het waterabsorptievermogen wanneer dit aan het schuim wordt toegevoegd. Zelfs met de toevoeging van een kleine hoeveelheid cellulosevezelpoeder moet dus een toename van de viscositeit, in het bijzonder van de polyolcomponent, worden verwacht. Het is waar dat dergelijke mengsels in principe worden verwerkt, maar tijdens de verwerking moet rekening worden gehouden met de veranderde viscositeit.

Zoals bekend worden cellulose of draden, vezels of poeders die daaruit worden geproduceerd meestal verkregen door het verwerken en malen van lignine of ook hout en/of eenjarige planten.

Afhankelijk van de productiekosten worden poeders van verschillende kwaliteiten (zuiverheid, grootte, etc.) verkregen. Wat al deze poeders gemeen hebben is dat ze een vezelachtige structuur hebben, aangezien natuurlijke cellulose van elke orde van grootte een sterke neiging heeft om dergelijke vezelige structuren te vormen. Ook bestaat MCC (microkristallijne cellulose), dat als bolvormig wordt beschreven, toch uit fragmenten van kristallijne vezels.

Afhankelijk van de microstructuur worden verschillende structuurtypen cellulose onderscheiden, in het bijzonder cellulose-I en cellulose-II. Het verschil tussen deze twee structuurtypen wordt gedetailleerd beschreven in de gespecialiseerde literatuur en kan bovendien radiografisch worden vastgesteld.

Het overheersende deel van het cellulosepoeder bestaat uit cellulose-I. Bereiding en gebruik van cellulose-I-poeders is beschermd een groot aantal juridische normen. Ook beschermen ze bijvoorbeeld veel technische onderdelen van het slijpen. Cellulose-I-poeders hebben een vezelachtig karakter, wat voor een aantal toepassingen niet erg gunstig is of deze zelfs hindert. Vezelpoeders leiden dus vaak tot vezelverstrengeling. Dit gaat ook gepaard met een beperkte vloeibaarheid.

Cellulosepoeders op basis van cellulose-II zijn momenteel vrijwel niet beschikbaar op de markt. Dergelijke cellulosepoeders met een vergelijkbare structuur kunnen worden verkregen uit een oplossing (voornamelijk viscose) of door cellulose-II-producten te malen. Een dergelijk product zou bijvoorbeeld cellofaan zijn. Bovendien zijn dergelijke fijne poeders met een korrelgrootte van 10 µm en kleiner ook slechts in zeer kleine hoeveelheden verkrijgbaar.

De bereiding van bolvormige, niet-fibrillaire cellulosedeeltjes met een grootte variërend van 1 μm tot 400 μm kan bijvoorbeeld worden bereikt uit een oplossing van niet-gerivatiseerde cellulose in een mengsel van organisch materiaal en water. In dit geval wordt de vrijstromende oplossing afgekoeld tot de stollingstemperatuur en vervolgens wordt de gestolde celluloseoplossing vermalen. Hierna wordt het oplosmiddel uitgewassen en worden de gemalen gewassen deeltjes gedroogd. Verder malen wordt meestal uitgevoerd met behulp van een molen.

Het is bijzonder voordelig als ten minste een deel van de hieronder genoemde additieven in de bereide celluloseoplossing wordt gebracht voordat deze wordt afgekoeld en vervolgens gestold. Dit additief kan worden gekozen uit de groep die pigmenten, anorganische stoffen, zoals titaniumoxiden, in het bijzonder niet-stoichiometrisch titaniumdioxide, bariumsulfaat, ionenwisselaars, polyethyleen, polypropyleen, polyester, roet, zeolieten, actieve kool, polymeer superabsorberend of brandvertragend. In dit geval zijn ze aanwezig in de later geproduceerde cellulosedeeltjes. In dit geval kan de toevoeging op elk moment tijdens de bereiding van de oplossing plaatsvinden, maar in ieder geval vóór het uitharden. In dit geval is het mogelijk om 1 gew.% tot 200 gew.% additieven toe te voegen, gebaseerd op de hoeveelheid cellulose. Het bleek dat deze additieven bij het uitwassen niet worden verwijderd, maar in de cellulosedeeltjes achterblijven en in essentie hun functie behouden. Bij het mengen van actieve kool kan bijvoorbeeld worden vastgesteld dat het actieve oppervlak, dat bijvoorbeeld kan worden gemeten met de BET-methode, ook volledig behouden blijft in de gerede deeltjes. Bovendien zijn hierdoor niet alleen de additieven die zich op het oppervlak van de cellulosedeeltjes bevinden, maar ook de additieven die zich binnenin de deeltjes bevinden volledig toegankelijk. Dit moet als bijzonder kosteneffectief worden beschouwd, omdat er slechts een kleine hoeveelheid additieven aan de bereide celluloseoplossing hoeft te worden toegevoegd.

Dit heeft het voordeel dat alleen cellulosedeeltjes met daarin reeds functionele additieven aan het reactiemengsel worden toegevoegd om het schuimelement te verkrijgen. Bij de tot nu toe bekende afzonderlijke toevoeging van alle additieven afzonderlijk aan het reactiemengsel hoeft hier alleen rekening te worden gehouden met het type additief om de schuimparameters te berekenen. Dit vermijdt ongecontroleerde schommelingen in de eigenschappen van veel van deze verschillende additieven.

Met deze procedure is het dus mogelijk cellulosepoeder te verkrijgen, dat bestaat uit deeltjes met de structuur van cellulose-II. Het cellulosepoeder heeft een deeltjesgroottebereik met een ondergrens van 1 μm en een bovengrens van 400 μm, met een gemiddelde deeltjesgrootte van ×50 met een ondergrens van 4 μm en een bovengrens van 250 μm, met een unimodaal deeltje grootteverdeling. Verder hebben het cellulosepoeder of de cellulosedeeltjes een bij benadering bolvormige vorm met een discreet oppervlak, waarbij de mate van kristalliniteit, bepaald volgens de Raman-methode, ligt in het bereik van een ondergrens van 15% en een bovengrens van 45%. Daarnaast hebben de deeltjes een specifiek oppervlak (N 2 adsorptie, BET) met een ondergrens van 0,2 m 2 /g en een bovengrens van 8 m 2 /g met een stortdichtheid met een ondergrens van 250 g/l en een bovengrens van 750 g/l.

De structuur van cellulose-II wordt bereikt door cellulose op te lossen en opnieuw neer te slaan, en de onderhavige deeltjes verschillen in het bijzonder van die verkregen uit cellulose zonder oplossingsstap.

De deeltjesgrootte in het hierboven beschreven bereik (ondergrens van 1 µm en bovengrens van 400 µm, deeltjesverdeling, die wordt gekenmerkt door de waarde ×50 met een ondergrens van 4 µm, in het bijzonder 50 µm, en met een bovengrens van 250 µm, in het bijzonder 100 µm) wordt uiteraard beïnvloed door het slijpproces. Door de bijzondere werkwijze voor de bereiding van de vrijstromende cellulose-oplossing door stollen en de daaruit voortvloeiende mechanische eigenschappen van de geharde cellulosepulp kan deze deeltjesverdeling echter bijzonder eenvoudig worden gerealiseerd. Een celluloseoplossing die stolt onder invloed van schuifbelastingen zou onder gelijke maalomstandigheden andere, maar vooral fibrillaire eigenschappen hebben.

De vorm van de gebruikte deeltjes is ongeveer bolvormig. Deze deeltjes hebben een axiale verhouding (1:d) van 1 tot 2,5. Ze hebben een onregelmatig oppervlak, maar onder de microscoop zijn geen vezelachtige randen of fibrillen zichtbaar. We hebben het dus op geen enkele manier over gebieden met glad oppervlak. Voor de onderhavige aanvragen zou een dergelijke vorm echter niet bijzonder gunstig zijn.

Ook is de stortdichtheid van de hier beschreven cellulosepoeders, die tussen een ondergrens van 250 g/l en een bovengrens van 750 g/l ligt, merkbaar hoger dan de dichtheid van vergelijkbare fibrillaire deeltjes uit de stand van de techniek. Deze bulkdichtheid is aanzienlijk technologische voordelen, omdat het ook de compactheid van de hier beschreven cellulosepoeders tot uitdrukking brengt en daarmee onder andere een betere vloeibaarheid, mengbaarheid in verschillende media en probleemloze opslageigenschappen.

Samenvattend benadrukken we nogmaals dat deeltjes verkregen uit cellulosepoeder, vanwege hun bolvormige structuur, een verbeterde vloeibaarheid hebben en vrijwel geen structureel-viskeus gedrag vertonen. Vanwege de bolvorm is de karakterisering van deeltjes met behulp van apparaten voor deeltjesgroottebepaling die veel in de industrie worden gebruikt ook eenvoudiger en betekenisvoller. De niet geheel gladde en onregelmatige oppervlaktestructuur leidt tot een groter specifiek oppervlak, wat bijdraagt ​​aan nog betere adsorptie-eigenschappen van het poeder.

Desondanks zou het ook mogelijk zijn om zuiver cellulosepoeder of daaruit gevormde deeltjes te mengen met andere cellulosedeeltjes, die bovendien toegevoegde additieven zouden bevatten in een hoeveelheid met een ondergrens van 1 gew.% en met een bovengrens van 200 gew.%. %, gebaseerd op de hoeveelheid cellulose. Sommige van deze additieven kunnen wederom worden gekozen uit de groep bestaande uit pigmenten, anorganische stoffen zoals titaniumoxiden, in het bijzonder substoichiometrisch titaniumdioxide, bariumsulfaat, ionenwisselaar, polyethyleen, polypropyleen, polyester, actieve kool, polymeer superabsorberend en brandvertragend middel.

Afhankelijk van de gebruikte schuimmethode zijn bolvormige cellulosedeeltjes bijzonder voordelig gebleken voor de productie van schuimmaterialen, in het bijzonder bij het schuimen met kooldioxide, vergeleken met bekende vezelachtige cellulosedeeltjes. In dit geval kan het kooldioxide-schuimen bijvoorbeeld worden uitgevoerd met behulp van de Novaflex-Cardio-methode of een soortgelijke methode, waarbij in het bijzonder kleine gaten in de mondstukplaten worden gebruikt. Grote en vezelige deeltjes kunnen de injectoropeningen onmiddellijk verstoppen en andere problemen veroorzaken. Daarom is juist bij deze schuimmethode de hoge mate van dispersie van bolvormige cellulosedeeltjes bijzonder voordelig.

Het schuimelement volgens de uitvinding en de werkwijze voor het vervaardigen van het schuimelement zullen nu aan de hand van enkele voorbeelden nader worden toegelicht. Deze moeten worden beschouwd als mogelijke uitvoeringsvormen van de uitvinding, en de uitvinding wordt op geen enkele manier beperkt door de reikwijdte van deze voorbeelden.

De gegevens over het vochtgehalte in gew.% hebben betrekking op de massa of het gewicht van het gehele schuimelement (schuim, cellulosedeeltjes en water of vocht).

Voorbeeld 1

Het resulterende schuimelement kan worden gevormd uit een schuimkunststof, zoals zacht polyurethaanschuim, waarbij wederom een ​​grote verscheidenheid aan productiemogelijkheden en -methoden kan worden gebruikt. Deze schuimen hebben meestal een opencellige schuimstructuur. Dit kan bijvoorbeeld in de Hennecke-schuimproductiefabriek "QFM", waar het schuim wordt gemaakt met behulp van een doseermethode hoge bloeddruk in een continu proces. Alle benodigde componenten worden via een computergestuurde pomp nauwkeurig gedoseerd en volgens het roerprincipe gemengd. Eén van deze componenten is in dit geval een polyol, dat is verdund met de eerder beschreven cellulosedeeltjes. Door de toevoeging van cellulosedeeltjes aan de polyolreactiecomponent zijn diverse aanvullende formuleringsaanpassingen nodig, zoals water, katalysatoren, stabilisatoren en TDI, om het effect van het toegevoegde cellulosepoeder op de productie en de daaropvolgende fysieke hoeveelheden substantieel te neutraliseren. bereikt.

Eén mogelijk schuim volgens de uitvinding werd verkregen met 7,5 gew.% bolvormige cellulosedeeltjes. Om dit te doen werd eerst een bolvormig cellulosepoeder verkregen, dat later aan een van de reactiecomponenten werd toegevoegd om schuim te produceren. In dit geval kan het kwantitatieve aandeel cellulose betrokken op het totale gewicht van het schuimmateriaal, in het bijzonder polystyreenschuim, in een bereik liggen met een ondergrens van 0,1 gew.%, in het bijzonder 5 gew.%, en een bovengrens van 10 gew.%, in het bijzonder 8,5 gew.%.

Voorbeeld 2 (vergelijkend voorbeeld)

Ter vergelijking met Voorbeeld 1 werd dit keer een schuimelement vervaardigd uit de schuimkunststof, die werd verkregen zonder toevoeging van cellulosepoeder of cellulosedeeltjes. Bovendien kan het standaardschuim, HR-schuim of viscoseschuim zijn, die elk volgens een bekend recept zijn verkregen en opgeschuimd.

Eerst probeerden we te bepalen of de toegevoegde cellulosedeeltjes gelijkmatig in hoogte waren verdeeld in alle lagen van het resulterende schuimelement. Dit werd zo uitgevoerd dat, door wateropname door het schuim onder normale omstandigheden (20°C en 55% R.V.), evenals onder andere gestandaardiseerde temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden (23°C en 93% R.V.), de Er werd zogenaamde evenwichtsvochtigheid gemeten. Om dit te doen werden monsters van dezelfde grootte genomen van drie verschillende hoogten van het schuimblok verkregen in voorbeeld 1, evenals in voorbeeld 2, en werd de waterabsorptie bij elke hoogte gemeten in zowel eerder beschreven gestandaardiseerde temperatuur- als vochtigheidsomstandigheden. In dit geval betekent 1,0 m de bovenste laag van het schuimblok, 0,5 m de middelste laag en 0,0 m de onderste laag van het schuim voor het bemonsteren van schuim met toegevoegde cellulosedeeltjes. Volledige hoogte blok was ongeveer 1 m. Het cellulosevrije schuim uit voorbeeld 2 diende als vergelijking.

Zoals uit het bovenstaande blijkt numerieke waarden Schuim gecombineerd met cellulosedeeltjes absorbeert, zowel onder normale omstandigheden als onder andere gestandaardiseerde temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden met een evenwichtige lichaamsvochtigheid, aanzienlijk meer vocht in vergelijking met schuimmaterialen die geen cellulose bevatten. Ook verschillende bemonsteringslocaties (boven, midden, onder) laten een relatief goede overeenkomst tussen de meetresultaten zien, waaruit kan worden geconcludeerd dat de cellulosedeeltjes gelijkmatig verdeeld zijn in het resulterende schuimelement.

De volgende Tabel 2 toont de mechanische eigenschappen van beide schuimen volgens Voorbeeld 1 en Voorbeeld 2. Het is gemakkelijk in te zien dat het type schuim met opgenomen cellulosedeeltjes vergelijkbare mechanische eigenschappen heeft als het schuim zonder de toevoeging van cellulosedeeltjes. Dit duidt op de probleemloze technologische eigenschappen van de reactiecomponenten, vooral wanneer daaraan bolvormige cellulosedeeltjes worden toegevoegd.

Het schuimelement zonder toegevoegde cellulosedeeltjes moet de volgende beoordelingen hebben voor beide gespecificeerde schuimtypen:

Het gemiddelde volumegewicht of de dichtheid van het gehele schuimelement ligt in het bereik met een ondergrens van 30 kg/m³ en een bovengrens van 45 kg/m³.

Figuur 1 toont het vochtgehalte van het schuim (in procenten) voor monsters van hetzelfde type, maar genomen van verschillende monsterlocaties uit het gehele schuimelement, zoals eerder beschreven. In dit geval wordt het schuimvochtgehalte in [%] langs de ordinaat uitgezet. Het toegevoegde aandeel cellulosepoeder of cellulosedeeltjes bedraagt ​​in dit voorbeeld 10 gew.%, en de cellulosedeeltjes zijn wederom de hierboven beschreven bolvormige cellulosedeeltjes. Deze individuele verschillende bemonsteringen met en zonder toevoeging zijn langs de abscis uitgezet.

De schuimvochtigheidsmeetpunten van individuele monsters, weergegeven als cirkels, vertegenwoordigen de oorspronkelijke waarden, en de meetpunten, weergegeven als vierkanten, zijn dezelfde monsters, maar één dag na vochtopname. De lagere initiële waarden worden bepaald onder de hierboven beschreven referentieomstandigheden, en de andere uitgezette waarden vertegenwoordigen de vochtabsorptie van dezelfde monsters na 24 uur onder verschillende gestandaardiseerde temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden (23°C en 93% RH). Reductie rel. auw. betekent relatieve luchtvochtigheid, aangegeven in %.

Figuur 2 toont de verandering in de vochtopname over een periode van 48 uur, waarbij de tijdswaarden (t) langs de abscis zijn uitgezet in [h]. In dit geval komt de begintoestand van de monsters opnieuw overeen met de normale omstandigheden zoals hierboven gedefinieerd, met 20°C en 55% rel. auw. Andere gestandaardiseerde temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden met 23°C en 93% rel. auw. moet de gebruiksomstandigheden of het lichaamsklimaat aangeven, zodat op deze manier de tijdsduur voor het verhogen van het vochtgehalte van het schuim in gew.% kan worden ingesteld. Schuimvochtwaarden worden langs de ordinaat uitgezet in [%].

Zo toont de eerste lijn 1 in de grafiek met de meetpunten weergegeven in cirkels een schuimelement met een gegeven monstergrootte volgens voorbeeld 2 zonder de toevoeging van cellulosedeeltjes of cellulosepoeder.

De tweede lijn 2 in de grafiek met de meetpunten weergegeven in vierkanten toont het vochtgehalte van het schuim van het element waaraan 7,5 gew.% cellulosedeeltjes of cellulosepoeder is toegevoegd. Met cellulosedeeltjes bedoelen we wederom de hierboven beschreven bolvormige cellulosedeeltjes.

Uit het verloop van de vochtopname gedurende 48 uur blijkt dat het evenwichtsvochtgehalte van het “schuim” onder de omstandigheden van het “lichaamsklimaat” binnen korte tijd wordt bereikt. Hieruit kan dus worden begrepen dat het schuim met ingebrachte cellulosedeeltjes binnen 3 uur tweemaal zoveel vocht kan opnemen als het schuim volgens voorbeeld 2 zonder toevoeging van cellulosedeeltjes.

De gemeten vochtabsorptiewaarden zijn verkregen door circa 10 cm³ schuimmonsters op te slaan in een vochtgecontroleerde exsiccator (oververzadigde KNO 3-oplossing en 93% RH) nadat de monsters waren gedroogd. Met bepaalde tussenpozen werden individuele monsters uit de exsiccator verwijderd en werd de gewichtstoename (=wateropname) gemeten. Schommelingen in de vochtopname worden verklaard door manipulatie van de monsters, evenals door een lichte heterogeniteit van de monsters.

Figuur 3 toont de droogeigenschappen van een schuimelement met ingebouwde cellulosedeeltjes volgens Voorbeeld 1 vergeleken met het schuim van Voorbeeld 2 zonder dergelijke cellulosedeeltjes. Ter vergelijking werden beide monsters eerst gedurende 24 uur in "lichaamsklimaat" omstandigheden gehouden. Dit betekent opnieuw 23°C en 93% relatieve luchtvochtigheid. De schuimvochtwaarden worden opnieuw langs de ordinaat uitgezet in [%], en de tijd (t) in [min] wordt langs de abscis uitgezet. De opgegeven schuimvochtpercentages zijn gewichtspercentages gebaseerd op de massa of het gewicht van het gehele schuimelement (schuim, cellulosedeeltjes en water of vocht).

De door de cirkels weergegeven meetpunten hebben wederom betrekking op het schuimelement volgens voorbeeld 2 zonder toevoeging van cellulosedeeltjes, en de overeenkomstige lijn 3 die de vochtafgifte weergeeft, is in de grafiek uitgezet. De meetpunten, weergegeven door vierkanten, zijn verkregen op een schuimelement met geïnjecteerde cellulosedeeltjes. De overeenkomstige volgende regel 4 in de grafiek toont ook de snelle afgifte van vocht. Het aandeel cellulosedeeltjes bedroeg wederom 7,5 gew.%.

Hier is duidelijk te zien dat de evenwichtsvochtigheid van 2% na ongeveer 10 minuten weer wordt bereikt. Dit is aanzienlijk sneller dan schuim uit de stand van de techniek, dat gedurende meerdere uren vergelijkbare hoeveelheden water afgeeft.

Als nu het schuimelement met daarin opgenomen cellulosedeeltjes uit de kristallijne modificatie van cellulose-II gedurende 24 uur in “lichaamsklimaat” omstandigheden wordt gehouden en vervolgens naar “normale omstandigheden” wordt gebracht, dan absorbeert het onder “lichaamsklimaat” omstandigheden eerst vocht van meer dan dan 5 gew.%, en binnen een periode van 2 minuten na terugkeer naar "normale omstandigheden" wordt het vochtgehalte met ten minste twee (2) gew.% verlaagd.

Figuur 4 toont een histogram van de waterdampabsorptie "Fi" volgens Hohenstein, uitgedrukt in [g/m 2 ], waarbij deze waarden langs de ordinaat zijn uitgezet.

De tijd die nodig is om waterdamp te absorberen tijdens de overgang van de normale hierboven gedefinieerde omstandigheden (20°C en 55% r.v.) naar de gestandaardiseerde temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden die ook hierboven zijn beschreven (23°C en 93% r.v.) (omstandigheden toepassing of lichaamsklimaat), voor beide gedefinieerde meetwaarden was 3 (drie) uur. Met proefmonsters bedoelen wij altijd het eerder beschreven type “B” schuim. Zo toont de eerste balk 5 op het histogram schuimtype "B" zonder toevoeging van cellulose of cellulosedeeltjes. De gemeten waarde bedraagt ​​hier circa 4,8 g/m 2 . Het schuimmonster waarin cellulose is verwerkt heeft daarentegen een hogere waarde van ongeveer 10,4 g/m2, wat in het histogram wordt weergegeven door nog een staaf 6. Deze andere waarde is dus hoger dan de Hohenstein-waarde van 5 g/m2. .

Het schuimelement is gevormd uit polystyreenschuim, waarbij polyurethaanschuim het voorkeursschuimmateriaal is. Zoals hierboven in de afzonderlijke grafieken uitgelegd, gaan we voor het bepalen van de vochtopname uit van de zogenaamde evenwichtsvochtigheid, die “normale omstandigheden” vertoont en een relatieve vochtigheid heeft van 55% bij 20°C. Om het gebruik te simuleren zijn andere gestandaardiseerde temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden gedefinieerd, die een relatieve vochtigheid van 93% bij 23°C hebben. Deze andere gestandaardiseerde temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden zouden bijvoorbeeld de introductie van vocht tijdens gebruik moeten illustreren als gevolg van de afscheiding van zweet door het lichaam van een levend organisme, in het bijzonder een persoon. Om dit te bereiken moet de in het schuimelement opgenomen cellulose na gebruik het tijdens gebruik opgenomen vocht binnen een tijdsbestek met een ondergrens van 1 uur en een bovengrens van 16 uur weer vrijgeven, en dus moet het gehele schuimelement veronderstellen een evenwichtsvochtigheid ten opzichte van de omringende atmosfeer. Dit betekent dat de cellulose na gebruik het daarin opgeslagen vocht zeer snel afgeeft aan de omringende atmosfeer, waardoor het schuimelement uitdroogt.

Zoals vermeld in de inleiding zou er sprake zijn van vochtevenwicht wanneer het schuimelement zo lang wordt blootgesteld aan de hierboven beschreven externe atmosferische omstandigheden totdat het vochtgehalte van het element (schuimvocht) in evenwicht komt met het vocht dat zich in het element bevindt. de externe atmosfeer. Zodra evenwichtsvocht is bereikt, is er geen onderlinge uitwisseling van vocht meer tussen het schuimelement en de externe atmosfeer die het element omringt.

Zo kan de hierboven beschreven testmethode bijvoorbeeld zodanig worden uitgevoerd dat het schuimelement in een eerste externe atmosfeer wordt gehouden met een eerste temperatuur-vochtigheidsconditie met een vooraf bepaalde temperatuur en relatieve vochtigheid, bijvoorbeeld 20°C en 55°C. % RV. vl., totdat een evenwichtsvochtigheid is bereikt met deze externe atmosfeer, en vervolgens wordt hetzelfde schuimelement in de tweede geïntroduceerd, veranderd in vergelijking met de eerste, of in een andere externe atmosfeer. Deze tweede externe atmosfeer kent een tweede temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden met een hogere temperatuur en/of een hogere relatieve luchtvochtigheid dan de eerste omstandigheden, zoals 23°C en 93% RH. auw. Tegelijkertijd neemt het vochtgehalte van het schuim toe en wordt het vocht opgenomen door de cellulose in het schuim. Vervolgens wordt hetzelfde schuimelement opnieuw in de eerste externe atmosfeer gebracht en vervolgens na een vooraf bepaalde tijdsperiode, van 1 uur tot 16 uur, de initiële waarde van het schuimvochtgehalte, overeenkomend met de evenwichtsvochtigheid ten opzichte van de eerste externe atmosfeer. , wordt opnieuw behaald. Gedurende deze tijdsperiode wordt het eerder in de tweede externe atmosfeer geabsorbeerde vocht dus opnieuw door de cellulose afgegeven aan de externe atmosfeer, en daardoor neemt de vochtigheid af.

De hier opgegeven lagere waarde van 1 uur is afhankelijk van de hoeveelheid opgenomen vloeistof of vocht en kan ook aanzienlijk lager liggen en ook maar enkele minuten bedragen.

Ongeacht de hierboven beschreven bolvormige cellulosedeeltjes is het ook mogelijk dat de cellulose wordt gevormd in de vorm van vezelstukjes met een vezellengte met een ondergrens van 0,1 mm en een bovengrens van 5 mm. Op soortgelijke wijze zou het ook mogelijk zijn dat de cellulose wordt gevormd in de vorm van gebroken vezels met een deeltjesgrootte met een ondergrens van 50 µm en een bovengrens van 0,5 mm.

Het resulterende schuim heeft verschillende schuimeigenschappen, afhankelijk van de toepassing, met zeer verschillende fysieke eigenschappen.

De spanning bij 40% compressie kan een ondergrens hebben van 1,0 kPa en een bovengrens van 10,0 kPa. De elasticiteit bij de vallende kogeltest kan een ondergrens hebben van 5% en een bovengrens van 70%. Deze testmethode wordt uitgevoerd conform EN ISO 8307 en stelt de retourhoogte en de bijbehorende rebound-elasticiteit vast.

Als het resulterende schuimelement betrekking heeft op polyurethaanschuim, in het bijzonder zacht schuim, kan het worden geproduceerd uit TDI of MDI. Maar er kunnen ook andere schuimmaterialen worden gebruikt, zoals polyethyleenschuim, polystyreenschuim, polycarbonaatschuim, PVC-schuim, polyimideschuim, schuimsiliconen, geschuimd PMMA (polymethylmethacrylaat), schuimrubber, die een schuimskelet vormen waarin cellulose kan worden ingebracht . In dit geval kunnen we, afhankelijk van het gekozen schuimmateriaal, spreken van polystyreenschuim of schuimrubber, zoals latexschuimrubber. In dit geval wordt een hoge vochtabsorptie verkregen, ongeacht het initiële systeem, evenals de methode waarmee het schuim wordt verkregen, aangezien het vermogen om omkeerbaar vocht te absorberen wordt bereikt door het introduceren of opnemen van cellulose. Bij voorkeur worden opencellige schuimsoorten gebruikt die een onbelemmerde luchtuitwisseling met de buitenlucht mogelijk maken. Evenzo is een uniforme verdeling van de aan de schuimstructuur toegevoegde cellulose essentieel, zoals al in eerdere experimenten is beschreven. Als er geen opencellige schuimstructuur kan bestaan, kan deze door bekende gerichte aanvullende bewerkingen worden gecreëerd.

Als het uitgangsmateriaal een polyol als een van de reactiecomponenten gebruikt, kan er vóór het schuimen cellulose aan worden toegevoegd. Deze toevoeging kan worden bewerkstelligd door de cellulose te mengen of te dispergeren volgens in de techniek bekende methoden. Alcoholen fungeren als polyolen, die nodig zijn voor het overeenkomstige schuimmateriaal en die in de vereiste hoeveelheid in de formulering worden toegevoegd. Bij het formuleren van de formulering moet echter ook rekening worden gehouden met het vochtgehalte van de cellulosedeeltjes.

Met het schuimelement kunnen individuele synthetische producten worden gemaakt, waarbij de synthetische producten worden geselecteerd uit de groep inclusief matrassen, stoffering en kussens.

De uitvoeringsvormvoorbeelden tonen mogelijke uitvoeringsvormen van een schuimelement met een hydrofiel middel in het schuim, dat is gevormd uit cellulose, en op dit punt moet worden opgemerkt dat de uitvinding niet beperkt is tot deze specifieke getoonde uitvoeringsvormen, maar integendeel Er zijn ook verschillende combinaties van individuele uitvoeringsvormen met elkaar mogelijk, en deze veranderingsmogelijkheden op basis van instructies voor technologische acties door middel van de onderhavige uitvinding liggen op het kennisgebied van specialisten die zich bezighouden met dit technische gebied. Aldus vallen alle denkbare uitvoeringsvormen die mogelijk zijn door de combinatie van afzonderlijke details van de geïllustreerde en beschreven uitvoeringsvormen binnen de beschermingsomvang.

Het probleem dat ten grondslag ligt aan onafhankelijke inventieve oplossingen kan uit de beschrijving worden afgeleid.

Lijst met linkitems

FORMULE VAN DE UITVINDING

1. Een schuimelement met een hydrofiel middel gevormd uit cellulose opgenomen in het schuimmateriaal, waarbij het schuimelement met daarin geïntroduceerde cellulose het vermogen heeft om reversibel vocht te absorberen, met het kenmerk dat cellulose wordt gevormd door het structurele type kristallijne modificatie van cellulose -II, en het aandeel cellulose uit de totale massa van het schuimmateriaal gekozen in het bereik van 0,1 gew.%, in het bijzonder 5 gew.%, en tot 10 gew.%, in het bijzonder 8,5 gew.%, en de het vochtgehalte van het schuimelement, uitgaande van de initiële vochtwaarde die overeenkomt met het evenwichtsvochtgehalte ten opzichte van de eerste externe atmosfeer met de eerste temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden met een gegeven temperatuur en relatieve vochtigheid, neemt toe tijdens het gebruik ervan in de tweede, veranderd vergeleken aan de eerste, externe atmosfeer met de tweede temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden met een hogere temperatuur dan de eerste omstandigheden en/of hogere relatieve vochtigheid, en het vocht dat tijdens gebruik wordt geabsorbeerd door de in het schuimelement opgenomen cellulose-II, na aanbrengen in de tweede externe atmosfeer, wordt opnieuw vrijgegeven aan de eerste externe atmosfeer na een tijdsperiode variërend van 1 uur tot 16 uur totdat de nieuwe de aanvankelijke vochtigheidswaarde bereikt die overeenkomt met de evenwichtsvochtigheid ten opzichte van de eerste externe atmosfeer.

2. Schuimelement volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het schuimelement een dichtheid heeft van 30 kg/m3 tot maximaal 45 kg/m3 en een waterdampabsorptie - Hohenstein Fi index - groter dan 5 g/m2.

3. Schuimelement volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het schuimelement een volumegewicht heeft van 30 kg/m3 tot 45 kg/m3, en een vochtgehalte in het schuimelement groter dan 5%, gebaseerd op op de tweede externe atmosfeer met de tweede temperatuur- en klimaatomstandigheden, nadat de blootstelling aan de eerste externe atmosfeer met de eerste temperatuur- en klimaatomstandigheden (20°C en relatieve vochtigheid 55%) gedurende 2 minuten met minstens 2% is verminderd.

4. Geschuimd element volgens een van de voorgaande paragrafen, met het kenmerk dat cellulose-II de vorm heeft van vezelsegmenten met een vezellengte van 0,1 mm tot 5 mm.

5. Geschuimd element volgens één der conclusies 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat cellulose-II de vorm heeft van gebroken vezels met een deeltjesgrootte van 50 micron tot 0,5 mm.

6. Schuimelement volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat cellulose-II wordt gevormd door ongeveer bolvormige cellulosedeeltjes met een discreet oppervlak.

7. Schuimelement volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat cellulose-II wordt gevormd door ongeveer bolvormige cellulosedeeltjes met een discreet oppervlak.

8. Schuimelement volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat cellulose-II wordt gevormd door ongeveer bolvormige cellulosedeeltjes met een discreet oppervlak.

9. Schuimelement volgens een der conclusies 6, 7 of 8, met het kenmerk, dat de ongeveer bolvormige cellulosedeeltjes een grootte hebben van 1 µm tot 400 µm.

10. Schuimelement volgens een der conclusies 6, 7 of 8, met het kenmerk, dat de ongeveer bolvormige cellulosedeeltjes een axiale verhouding (1:d) van 1 tot 2,5 hebben.

11. Schuimelement volgens een der conclusies 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de cellulose bovendien ten minste een van de additieven bevat uit de groep die pigmenten, anorganische stoffen zoals titaniumoxide, niet-stoichiometrisch titaniumoxide, bariumsulfaat, ionenwisselaar, polyethyleen, polypropyleen, polyester, roet, zeolieten, actieve kool, superabsorberend polymeer of brandvertragend.

12. Schuimelement volgens een der conclusies 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat het schuimmateriaal is gekozen uit de groep polyurethaanschuim (PU-schuim), polyethyleenschuim, polystyreenschuim, polycarbonaatschuim, PVC-schuim, polyimideschuim, schuim siliconen, geschuimd PMMA (polymethylmethacrylaat), schuimrubber.

13. Schuimelement volgens een der conclusies 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat het schuim een ​​opencellige schuimstructuur heeft.

14. Gebruik van een schuimelement volgens één van de conclusies 1 tot en met 13 voor de vorming van synthetische producten, waarbij de synthetische producten gekozen zijn uit de groep omvattende matrassen, meubelbekleding, kussens.

Cellulosewol is een van de meest populaire isolatiematerialen ter wereld, omdat het goede thermische en geluidsisolerende eigenschappen heeft en tegelijkertijd milieuvriendelijk is. De productie van cellulosewol neemt elk jaar toe.

Samenstelling en kenmerken van ecowool

Cellulosewol heeft verschillende namen: ecowool, cellulose-isolatie, constructiewol. Maar het is allemaal hetzelfde losse, vezelige en kruimelige grijze materiaal.

De productie vindt plaats uit oud papier - 81%, dat ook brandvertragers (boorzuur) bevat - 12%, en antiseptica (borax) - 7%. Deze componenten zijn absoluut niet giftig. De aanwezigheid van lignine in de vezels bij bevochtiging zorgt voor de binding van de structuur door de binding van de vezels.

Omdat cellulosewol een gerecycled product is, is het erg populair in landen waar ze strijden voor milieuvriendelijkheid. Dankzij brandvertragers en antiseptica verbrandt of rot het materiaal niet. Thermische isolatie- en geluidsisolatie-eigenschappen behoren tot de beste onder de isolatiematerialen. Tegelijkertijd wordt, zonder de thermische isolatieparameter te veranderen, tot 20% vochtigheid vastgehouden in de bovenste lagen ecowool. De capillaire structuur zorgt ervoor dat vocht niet alleen gemakkelijk kan worden opgenomen, maar ook gemakkelijk kan worden afgegeven.

Cellulosewolparameters:

• thermische geleidbaarheid - 0,037-0,042 W/m*K;
• dampdoorlaatbaarheid - 0,3 mg/m*h*Pa;
• applicatiedichtheid - 28-65 kg/m3;
• sorptiebevochtiging gedurende 72 uur - 16% (komt overeen met GOST 17177.5);
• pH = 7,8-8,3;
• lage luchtdoorlaatbaarheid - (80-120)x10-6 m3/m*s*Pa.

Een belangrijk voordeel van ecowool is dat het chemisch passief is en dus geen corrosie van metalen veroorzaakt.

De geschiedenis van cellulosewol

Het vermogen van cellulose om warmte vast te houden is al heel lang bekend, maar pas in de 19e eeuw werd er op grote schaal onderzoek gedaan naar papieren materialen. Aan het begin van de twintigste eeuw verscheen technologie voor de productie van cellulose-isolatie. Maar de eerste volwaardige productielijn werd pas in 1928 in Duitsland geopend.


De hausse in de bouw aan het einde van de Tweede Wereldoorlog leidde tot een toename van de productie van ecowol en de verbetering ervan. Het materiaal werd het meest actief geproduceerd en gebruikt in Duitsland en Canada. In de jaren vijftig werd de technologie voor het installeren en aanbrengen van cellulosewol verbeterd: er verschenen blaasvormmachines, die het proces aanzienlijk versnelden en de kwaliteit van de installatie verbeterden.

In de loop van de tijd hebben Europa, de GOS-landen, Finland, Japan en andere Aziatische landen hun eigen ecowolproductie. In Finland beslaat deze isolatie 70% van de markt.

Hoewel er in de jaren dertig van de twintigste eeuw ontwikkelingen plaatsvonden in de USSR, begon de massaproductie pas in 1993. De ervaring werd overgenomen van de Finnen. Tegenwoordig zijn er in de Russische Federatie ongeveer tien grote productiefaciliteiten die hoogwaardige isolatie creëren met behulp van Finse technologie.

Gebieden en methoden voor toepassing van ecowool

Cellulosewol wordt voornamelijk in de bouw gebruikt; het is een uitstekend isolatie- en geluiddempend materiaal.
Cellulose-isolatie wordt gebruikt op de volgende constructies:

• huizen: blok, baksteen, hout, frame;
• huisjes, magazijnen, garages, hangars, baden;
• metalen en houten frames;
• kelders;
• zolders, daken, plafonds tussen de vloeren;
• sandwichpanelen;
• gevels;
• luchtruimten in putten en ander metselwerk.

Omdat het materiaal kruimelig is, heeft de installatie zijn eigen kenmerken. Er zijn 3 soorten styling:

• handmatig;
• droog gemechaniseerd;
• nat spuiten.

Handmatig leggen is geschikt voor het isoleren van horizontale oppervlakken, holle ruimtes en plafonds. U hoeft alleen maar het materiaal in de juiste laag te gieten of de holtes ermee te vullen. Maar dit is een vrij lang en moeizaam proces, dus de handmatige methode wordt gebruikt voor kleine hoeveelheden werk.

Droog gemechaniseerd leggen wordt uitgevoerd door blaasmachines. Ze maken het materiaal los en leveren een krachtige luchtstroom naar de gebruiksplaats op een afstand van maximaal 40 meter verticaal en tot 200 meter horizontaal. In dit geval wordt een uniforme, naadloze laag gevormd en komen isolatiedeeltjes in zelfs de kleinste scheuren en uitsparingen terecht.

Bij natspuiten wordt ecowool gemengd met water of lijm. Het resulterende mengsel wordt vervolgens met behulp van een mondstuk in een blaasmachine gespoten. Voor het uitvoeren van dergelijke isolatie zijn professionele complexen en opgeleide specialisten vereist.

Voordelen van cellulosewol

• Hoge thermische isolatie-eigenschappen vanwege het isolerende vermogen van de lucht die zich tussen de isolatievezels bevindt; Er passeert zeer weinig luchtstroom door het materiaal.
• Hoge geluidsisolatie: de strakke aansluiting van het vezelmateriaal op de oppervlakken zorgt voor een goede geluidsabsorptie - tot 63 dB.
• Naadloze isolatie: doordat het materiaal wordt gegoten of gespoten, zijn er geen voegen of naden en ontstaan ​​er geen koudebruggen.
• Bescherming tegen condensatie: de capillaire structuur van de vezels neemt vocht goed op en geeft dit ook goed af, wat zorgt voor een uitstekende microklimaatregulatie op warme zomerdagen en wintervorst; geïsoleerde wanden van slechts 20 cm dik hebben geen tijd om binnen 12 uur volledig af te koelen of oververhit te raken.