Werkstoff

Die Erfindung betrifft einen Werkstoff mit Bestandteilen aus Palmengewächsen, eine Be- arbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten pflanzlicher Rohprodukte, vorzugsweise von Pal- mengewächsen, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Werkstoffs.

Aus den Rohprodukten, beispielsweise Pflanzenabfällen, kann ein Werkstoff hergestellt werden.

Bei der Pflege bzw. Kultivierung von Palmen, beispielsweise von Dattelpalmen, Kokospal- men und/oder Ölpalmen, entstehen große Mengen an schwer verrottenden Pflanzenabfäl- len.

Eine nachhaltige, regelmäßige Pflege der Pflanzen ist nicht nur für die Schönheit der Pal- men unerlässlich, sondern insbesondere für deren Gesunderhaltung und zum Schutz ge- gen Schädlinge erforderlich.

In meist jährlichen Abständen wird der Stamm von„abgestorbenen“ Palmwedeln der un- tersten Reihe befreit. Nach mehreren Jahren werden auch die Teile der sogenannten We- delhülsen, die bei der Pflege am Stamm bleiben, entfernt.

Alleine in den Vereinigten Arabischen Emiraten fallen jährlichen ca. 475.000 Tonnen die- ses bio-basierenden Materials an.

In der Vergangenheit wurde das anfallende Material größtenteils ungenutzt gelagert oder verbrannt, was jedoch umweltschädlich ist und mittlerweile teils gesetzlich untersagt ist.

Es sind Bearbeitungsvorrichtungen für Palmenabfälle bekannt. Dabei wird meist der Stamm verwendet und in Hackschnitzel zerhackt. Die Hackschnitzel werden zusammen mit anderen Materialien zu Platten gepresst. Diese weisen jedoch keine hohe Stabilität auf.

Auch werden die Stängel und/oder Blätter der Palme nicht verwertet. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Werkstoff zu schaffen, sowie eine Bear- beitungsvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass auf einfache und kostengünstige Weise große Mengen an pflanzlichen Rohprodukten, insbe- sondere Stängel und/oder Blätter der Palme, zu neuen Werkstoffen verarbeitet werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Gegenstände bzw. das Verfahren der unab- hängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß kann es sich bei dem Werkstoff insbesondere um ein Spritzgussteil und/oder ein aufgeschäumtes Material handeln. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Werkstoff um einen Grundstoff für die industrielle Weiterverarbeitung. Es wird also gewis- sermaßen ein aufbereiteter Rohstoff hergestellt.

Der Werkstoff umfasst Verstärkungsfasern und eine Kunststoffmatrix bzw. besteht daraus.

Die Verstärkungsfasern und/oder die Kunststoffmatrix umfassen ein Palmmaterial bzw. bestehen daraus.

Das Ausgangsmaterial der Palmengewächse, also das Palmmaterial, stammt insbeson- dere von Dattel-, Kokos- und/oder Ölpalmen. Beispielsweise können die länglichen Stän- gel, welche auch Rispen genannt werden, und/oder Blätter bearbeitet werden.

Palmrispen umfassen insbesondere Fasern aus Cellulose und Hemicellulose, was die Be- wehrung für die Zug- und Biegefestigkeit ist. Zwischen den Fasern ist eine Matrix aus Pa- renchym, überwiegend Lignin und weiteren Stoffen, angeordnet, die z.B. für die Druckfes- tigkeit sorgt.

Diese Rohprodukte fallen in großen Mengen als Abfall bei der Pflege an. Vorzugsweise stammt das Rohprodukt 100 % aus der Pflege der Pflanzen, sodass keine Pflanze geern- tet, kein Baum gefällt und/oder keine Plantage gerodet werden muss.

Beispielsweise können die Verstärkungsfasern des Werkstoffs aus einem Palmmaterial bestehen und mit einer Kunststoffmatrix, welche aus herkömmlichem Kunststoff oder aber aus Palmmaterial bestehen kann, zusammengebracht werden. Diese Fasern aus Palmmaterial können in großen Mengen als Füll- und/oder Verstär- kungsmaterialien bei der Herstellung von Fiber Reinforced Plastic (FRP) Produkten, die z.B. im Spritzgussverfahren hergestellt werden, als biobasiertes Ersatzmaterial von z.B. Glasfasern verwendet werden.

Ist auch die Kunststoffmatrix aus Palmmaterial, so können vorzugsweise sämtliche Be- standteile des Werkstoffs biologisch hergestellt sein.

Alternativ kann auch lediglich die Kunststoffmatrix Palmmaterial umfassen. Als Verstär- kungsfasern können dann z.B. herkömmliche Glasfasern verwendet werden.

Der Anteil an Verstärkungsfasern im Werkstück kann insbesondere zwischen 25 und 75 Gewichtsprozent betragen.

Weiterbildungen der Erfindung sind auch den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen.

Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Verstärkungsfasern zerfaserte Lamellen und/oder Blätter von Palmengewächsen. Die Verstärkungsfasern sind somit rein biolo- gisch.

Bei den Blättern handelt es sich vorzugsweise um Palmblätter. Auch die Blätter sind ins- besondere zerfasert.

Je nach Anforderung können bei Blättern so genannte Penetrationsförderer eingesetzt werden, um eine bestmögliche Verbindung zwischen der Verstärkungsfaser und der Mat- rix zu erzielen.

Beispielsweise kann der Anteil an Blättern, also der Anteil am weiteren pflanzlichen Roh- produkt, zwischen 5 und 60 Gewichtsprozent, z.B. zwischen 25 und 40 Gewichtsprozent, betragen. Insbesondere kann der Anteil zwischen 25 und 30 Gewichtsprozent und/oder zwischen 30 und 40 Gewichtsprozent liegen. Nach einer weiteren Ausführungsform beträgt die Länge der Verstärkungsfasern maximal 30 mm, 25 mm, 20 mm, 15 mm, 10 mm, 5 mm, 4 mm, 3 mm, 2 mm, 1 mm oder weniger.

Ultra kurze Fasern können eine Länge von gleich oder weniger als 2 mm aufweisen.

Diese ultra kurzen Fasern fallen insbesondere beim Faseraufschluss an. Alternativ oder zusätzlich können diese jedoch auch durch Vermahlen von Fasern aus Fraktionen mit größerer Länge hergestellt werden. Dies kann beispielsweise durch eine Scheibenmühle geschehen.

Auch kurze Fasern mit einer Länge zwischen 3 mm bis 10 mm können erzeugt werden.

Schließlich können auch medium lange Fasern mit Längen von maximal 30 mm, vorzugs- weise zwischen 1 1 mm und 25 mm, erzeugt werden.

Diese kurzen oder medium langen Fasern können ebenfalls bei der Herstellung von FRP- Produkten, die z.B. im Spritzguss-Verfahren hergestellt werden, als biobasierte Verstär- kungsfaser verwendet werden. Dabei werden die Fasern in eine sogenannte Matrix aus Kunststoffen, z.B. Polymeren und/oder Elastomeren, eingebettet.

Längere Fasern können hingegen z.B. bei Faserverbundwerkstoffen eingesetzt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Kunststoffmatrix einen Füllstoff von Palmengewächsen, insbesondere Parenchym.

Insbesondere während des mechanischen Faseraufschlusses der Rispen werden sowohl Fasern in unterschiedlichen Längen als auch der zwischen den Fasersträngen der Pal- menrispe eingelagerte, undifferenzierte Füllstoff, insbesondere (Mark)parenchym, gewon- nen.

Der Füllstoff löst sich während der mechanischen Bearbeitung im Faseraufschluss-Pro- zess von der Faser der zu Lamellen gespaltenen Rispen und kann dabei als pulverför- mige Substanz separiert, z.B. abgesaugt, werden.

Insbesondere wird der Füllstoff bei der Zerfaserung gelöst. Der Füllstoff kann vollständig oder zumindest teilweise separiert, also entfernt, werden. Beispielsweise können mindestens 70 %, 80 %, 90 % oder 95 % des Füllstoffs entfernt sein. Die Fasern sind insbesondere zumindest im Wesentlichen frei von Füllstoff.

Dieses Material enthält als Inhaltsstoffe unter anderem Lignin, Stärke, Tannin und/oder Glukose. Beispielsweise kann der Füllstoff als Grundstoff für die Herstellung von Biopoly- meren und/oder Bio-Plastik für die unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt werden.

Auch mineralische Inhaltsstoffe, beispielsweise Silikate, sind ebenso in dem gewonnenen Material enthalten, was sich in vielen Anwendungen, insbesondere hinsichtlich des Brand- verhaltens der daraus hergestellten Produkte, vorteilhaft auswirkt.

Biopolymere und/oder Bio-Plastik findet in vielfältigen Bereichen Anwendung, z.B. in Kon- sumartikeln, Verpackungsmaterialien und/oder Isoliermaterialien. Auch können Biopoly- mere und/oder Bio-Plastik bei industriellen Anwendungen, insbesondere in der Automobil- industrie, eingesetzt werden.

Beispielsweise lassen sich daraus geschäumte Werkstoffe hersteilen. Hierbei kann aus dem Material eine Suspension hergestellt werden, die daraufhin physikalisch und/oder chemisch, z.B. durch Treibgas, geschäumt wird. Anschließend kann eine Aushärtung und/oder Trocknung durch Wärme erfolgen.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des Füllmaterials als Isoliermaterial. Insbeson- dere kann das Füllmaterial als Brandschutzmaterial eingesetzt werden.

Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Werkstoffs als Spritzgussteil.

Die Erfindung betrifft auch eine Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten, insbesondere länglicher, pflanzlicher Rohprodukte, vorzugsweise von Palmengewächsen.

Die Rohprodukte stammen insbesondere von Dattel-, Kokos- und/oder Ölpalmen. Bei- spielsweise können die länglichen Stängel, welche auch Rispen genannt werden, bearbei- tet werden. Diese Rohprodukte fallen in großen Mengen als Abfall bei der Pflege an. Vor- zugsweise stammt das Rohprodukt 100 % aus der Pflege der Pflanzen, sodass keine Pflanze geerntet, kein Baum gefällt und/oder keine Plantage gerodet werden muss.

Die Bearbeitungsvorrichtung umfasst eine Spaltvorrichtung zum Spalten der Rohprodukte in längliche Lamellen. Die Länge der Rohprodukte, der Lamellen und/oder der zerfaserten Lamellen, also der Fasern, kann beispielsweise mindestens 5 cm, 6 cm, 7 cm, 8 cm,

9 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm oder mehr betragen.

Die Rohprodukte werden demnach in Längsrichtung gespalten. Ein Zerhacken zu Hack- schnitzeln oder feinen Spänen findet insbesondere nicht statt.

Ferner weist die Bearbeitungsvorrichtung eine Zerfaserungsvorrichtung zum Zerfasern der Lamellen und/oder von Blättern zu Fasern auf. Bei der Zerfaserung wird vorzugsweise nur wenig Druck auf die Lamellen ausgeübt, da sich der Füllstoff Parenchym, u.a. mit den Inhaltsstoffen Stärke, Lignin und/oder Tannin, negativ auf den Werkstoff auswirken würde.

In der Zerfaserungsvorrichtung sind die Lamellen vorzugsweise rechtwinklig, längs oder beliebig zur Förderrichtung orientiert.

Die Bearbeitungsvorrichtung weist eine Separationsvorrichtung zur Separation eines Füll- stoffs von den Fasern auf.

In der Separationsvorrichtung wird der Füllstoff von den Fasern getrennt, z.B. abgesaugt.

Beispielsweise kann die Separationsvorrichtung als Absaugvorrichtung ausgebildet sein.

Der Füllstoff, welcher sich bei der Zerfaserung löst bzw. ausfällt, kann dadurch abgesaugt werden.

Die Absaugvorrichtung kann insbesondere in die Zerfaserungsvorrichtung integriert sein und/oder als separates Bauteil der Zerfaserungsvorrichtung nachgeschaltet sein. Vorzugsweise ist die Separationsvorrichtung im Bereich der Zerfaserungsvorrichtung und/oder zwischen der Zerfaserungsvorrichtung und einer Weiterbehandlungsvorrichtung und/oder Weiterbearbeitungsvorrichtung vorgesehen.

Insbesondere kann pulverförmiges Material, das bei der Zerfaserung bzw. dem Faserauf- schluss ausfällt, separiert bzw. abgesaugt werden. Aufgrund der Inhaltsstoffe wie u.a. z.B. Stärke, Glukose, Tannin und/oder Lignin, kann dieses Material als Grundstoff für die stoff- liche Nutzung, z.B. als Bio-Plastik oder aufgeschäumt als unbrennbares Isoliermaterial, oder aber zur Energiegewinnung genutzt werden. Aus Biogas und/oder Methanol kann insbesondere Strom und Prozesswärme entstehen. Auch kann das Material z.B. als Fut- termittel verwendet werden.

Zwischen der Spaltvorrichtung, der Zerfaserungsvorrichtung und der Separationsvorrich- tung können vorzugsweise Fördervorrichtungen, z.B. Förderbänder, vorgesehen sein.

Die Bearbeitungsvorrichtung bildet insbesondere eine Einheit, d.h. die Rohprodukte wer- den nacheinander den einzelnen Vorrichtungen zugeführt, um am Ende den Füllstoff zu erhalten.

Durch die Bearbeitungsvorrichtung können auf einfache und kostengünstige Weise große Mengen an pflanzlichen Rohprodukten, insbesondere von Stängeln und/oder Blättern der Palme, verarbeitet werden.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Spaltvorrichtung einen Messersatz mit einer oder mehreren parallel und/oder rasterförmig angeordneten Klingen.

Die Rohprodukte sind vorzugsweise parallel zur Förderrichtung orientiert und werden durch den Messersatz geschoben. Vorzugsweise sind auch die Klingen parallel zueinan- der und/oder parallel zur Förderrichtung orientiert. Beispielsweise können mindestens 1 ,

2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 oder mehr Klingen vorgese- hen sein.

Beim Durchdringen des Messersatzes werden die Rohprodukte aufgespalten und bilden längliche Lamellen. Die Rohprodukte sind insbesondere leicht zu spalten, da kein fester Verbund zwischen den Fasern besteht. Der Klingenabstand kann vorzugsweise zwischen 1 mm und 10 mm, insbesondere zwi- schen 2 mm und 5 mm, besonders bevorzugt zwischen 3 mm und 4 mm betragen. Ent- sprechend dick sind die dabei entstehenden Lamellen.

Insbesondere können die Rohprodukte durch eine Zuführvorrichtung zunächst gebündelt werden, beispielsweise durch vertikal orientierte Bündelungswalzen. Die Drehachsen der Bündelungswalzen können vorzugsweise rechtwinklig zur Förderrichtung bzw. Förderflä- che orientiert sein. Zwei Bündelungswalzen können z.B. nebeneinander an gegenüberlie- genden Seiten einer Fördervorrichtung angeordnet sein.

Beispielsweise über zwei übereinander angeordnete, horizontal orientierte Walzen kön- nen die Rohprodukte durch den Messersatz gepresst werden. Die Drehachsen der hori zontalen Walzen können vorzugsweise rechtwinklig zu Förderrichtung bzw. parallel zur Förderfläche und/oder rechtwinklig zu den Drehachsen der Bündelungswalzen orientiert sein.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der Spaltvorrichtung und der Zerfase- rungsvorrichtung eine Zumischvorrichtung zur Zumischung eines weiteren pflanzlichen Rohprodukts, insbesondere von Blättern, vorgesehen.

Auch dieses Rohprodukt stammt vorzugsweise von Palmengewächsen, z.B. der Öl-, Ko- kos- und/oder Dattelpalme. Dadurch können insbesondere sämtliche Pflanzenabfälle der Palme, vorzugsweise der gesamte Palmwedel samt Stängel und Blättern, verwendet wer- den.

Das weitere pflanzliche Rohprodukt, z.B. das Blättermaterial, kann vorzugsweise dosiert zu den zerspalteten Lamellen zugemischt werden. Durch die Dosierung wird eine homo- gene Verteilung ermöglicht.

Das weitere pflanzliche Rohprodukt wird zusammen mit den aufgespalteten Lamellen der Zerfaserungsvorrichtung zugeführt und ebenfalls zerfasert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Zerfaserungsvorrichtung eine Frikti- onsvorrichtung. Beim Faseraufschluss durch Friktion wird kein bzw. nur wenig Druck auf die Lamellen und/oder das Blättermaterial ausgeübt. Dadurch werden die Fasern aus dem natürlichen Gefüge herausgelöst, ohne dass z.B. die Füllstoffe der Palmrispe, z.B. Pa- renchym, gepresst werden. Druck auf das Material hätte zur Folge, dass der undifferen- zierte Füllstoff, der zwischen den Fasern der Rispe eingelagert ist, an die Faser gepresst wird und dadurch daran haften bleibt.

Verdichteter und/oder an die Fasern angepresster Füllstoff führt zu negativen Auswirkun- gen auf den Werkstoff. Beispielsweise nimmt die Verbindung mit der Matrix ab. Auch kann der Werkstoff ein nachteiliges Quellverhalten aufweisen.

Ohne verdichteten bzw. an die Faser angepressten Füllstoff entsteht eine optimale Ver- bindung zwischen der Verstärkungsfaser und der Matrix, sodass ein homogener Werkstoff entsteht, da sich der Füllstoff bei der weiteren Verarbeitung wie beim natürlichen Aus- gangsprodukt zwischen die Fasern legt.

Bei der Zerfaserung löst sich der Füllstoff vorzugsweise von den Fasern und kann z.B. ab- gesaugt werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst die Friktionsvorrichtung wenigstens zwei übereinander angeordnete Reibvorrichtungen.

Die Lamellen und/oder Blätter werden in Förderrichtung zwischen den Reibvorrichtungen in Förderrichtung transportiert. Dabei sind diese vorzugsweise rechtwinklig, längs oder be- liebig zur Förderrichtung orientiert.

Die Reibvorrichtungen erfassen die Lamellen und/oder Blätter vorzugsweise von unten und von oben.

Vorzugsweise sind die Reibvorrichtungen geriffelt und/oder profiliert. Durch die Struktur der Reibvorrichtung wird der Zerfaserungsprozess deutlich verbessert.

Die Reibvorrichtungen können dieselbe Riffelung bzw. dasselbe Profil aufweisen. Alterna- tiv können diese auch unterschiedlich geriffelt bzw. profiliert sein. Insbesondere können die Reibvorrichtungen den gleichen oder einen unterschiedlichen Drehsinn aufweisen. Auf diese Weise werden die Lamellen und/oder Blätter oben und un- ten z.B. in die gleiche Richtung bewegt.

Beispielsweise können die Reibvorrichtungen Förderbänder, Walzen und/oder Scheiben aufweisen oder daraus bestehen. Die Förderbänder können insbesondere Kettenplatten umfassen. Sind die Reibvorrichtungen als Walzen ausgebildet, können auch mehrere Walzen in Förderrichtung hintereinander angeordnet sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform nimmt der Abstand zwischen den Reibvorrichtun- gen in Förderrichtung ab. So wird der Raum für die Lamellen und/oder Blätter zunehmend immer enger, sodass diese schließlich zerfasern.

Der Freiraum zwischen den Reibvorrichtungen verengt sich vorzugsweise konisch.

Nach einer weiteren Ausführungsform sind die Geschwindigkeiten der Reibvorrichtungen unterschiedlich.

Vorzugsweise ist die Geschwindigkeit der oberen Reibvorrichtung, z.B. mindestens 1 ,1 Mal, 1 ,2 Mal, 1 ,3 Mal, 1 ,4 Mal, 1 ,5 Mal, 1 ,6 Mal, 1 ,7 Mal, 1 ,8 Mal, 1 ,9 Mal, 2 Mal, 2,5 Mal, 3 Mal, 4 Mal, 5 Mal, 6 Mal, 7 Mal, 8 Mal, 9 Mal oder 10 Mal, größer als die Geschwin- digkeit der unteren Reibvorrichtung.

Grundsätzlich ist auch der umgekehrte Fall denkbar, dass die Geschwindigkeit der unte- ren Reibvorrichtung größer ist als die Geschwindigkeit der oberen Reibvorrichtung.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Sensorvorrichtung, z.B. ein Fasersichter, zur Analyse der zerfaserten Lamellen vorgesehen, wobei die Geschwindigkeit wenigstens einer Reibvorrichtung mittels einer Steuerungsvorrichtung anhand der durch die Sensor- vorrichtung ermittelten Daten regelbar ist.

Beispielsweise kann die Faserstärke bzw. Faserfeinheit und/oder der Grad der Zerfase- rung gemessen werden. Bei einem unzureichenden Ergebnis kann die Steuerungsvorrich- tung die Geschwindigkeit zumindest einer Reibvorrichtung entsprechend regeln bzw. steuern. Dabei kann die Geschwindigkeit erhöht oder erniedrigt werden. Vorzugsweise wird durch die Steuerungsvorrichtung lediglich die Geschwindigkeit der oberen Reibvorrichtung geregelt. Die Geschwindigkeit der unteren Reibvorrichtung kann insbesondere der normalen Fördergeschwindigkeit entsprechen und/oder gleich bleiben.

Alternativ kann auch lediglich die Geschwindigkeit der unteren Reibvorrichtung geregelt werden, wobei die Geschwindigkeit der oberen Reibvorrichtung gleich bleibt.

Schließlich können auch die Geschwindigkeiten der oberen und der unteren Reibvorrich- tung geregelt werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist eine Sortiervorrichtung zum Sortieren der Fa- sern vorgesehen. Die Fasern können insbesondere nach ihrer Länge sortiert werden.

Beispielsweise kann eine Sortierung in ultra kurze Fasern, kurze Fasern und medium lange Fasern erfolgen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Sortieren mechanisch und/oder pneu- matisch. Beispielsweise kann dieselbe Absaugvorrichtung wie für den Füllstoff verwendet werden. Alternativ ist auch eine separate Absaug- und/oder Blasvorrichtung denkbar.

Die aus dem Lamellen der Palmenrispen und den Palmenblättern gewonnenen Fasern können insbesondere mechanisch, z.B. durch Sieben, und/oder pneumatisch, z.B. durch Abblasen, sortiert werden.

Die Fasern können in Fraktionen eingeteilt werden. Die Fasern können insbesondere in jeder Länge, also Fraktion, verwendet werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist eine Mahlvorrichtung, insbesondere Scheiben- mühle, Hammermühle und/oder Reibplattenmühle, zum Mahlen der Fasern vorgesehen.

Je nach Bedarf können die Fasern dadurch gekürzt werden. Beispielsweise können aus langen oder den medium langen Fasern kurze oder ultra kurze Fasern hergestellt werden. Ferner können aus kurzen Fasern ultra kurze Fasern erzeugt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Weiterbehandlungsvorrichtung zur Wei- terbehandlung des Füllstoffs und/oder der Fasern zu einem Werkstoff vorgesehen.

Bei dem Werkstoff kann es sich z.B. um ein Spritzgussteil handeln. So kann z.B. aus den Fasern mit einer biologischen oder nicht-biologischen Kunststoffmatrix ein Spritzgussteil geformt werden. Ferner kann ein Spritzgussteil aus einer Kunststoffmatrix aus Füllstoff mit biologischen oder nicht-biologischen Verstärkungsfasern hergestellt werden.

Vorzugsweise bestehen sowohl die Verstärkungsfasern als auch die Kunststoffmatrix aus Palmmaterial. Alternativ kann auch nur jeweils ein Bestandteil aus Palmmaterial beste- hen. So kann es sich bei den Verstärkungsfasern beispielsweise um Glasfasern handeln.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Weiterbehandlungsvorrichtung eine Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen des Füllstoffs.

Hierbei kann aus dem Material eine Suspension hergestellt werden, die daraufhin physi- kalisch und/oder chemisch, z.B. durch Treibgas, geschäumt wird. Anschließend kann eine Aushärtung und/oder Trocknung durch Wärme erfolgen, vergleichbar mit Polystrol.

Der aufgeschäumte Füllstoff kann insbesondere als nicht-brennbares Isoliermaterial ein- gesetzt werden.

Die Erfindung betrifft daher auch die Verwendung eines Füllstoffs aus Palmmaterial als Isoliermaterial.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bearbeiten, insbesondere länglicher, pflanz- licher Rohprodukte, vorzugsweise von Palmengewächsen, insbesondere mit einer erfin- dungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung.

Die bei der Pflege entstehenden Rohprodukte können z.B. zu Sammelstellen geliefert werden. Hier kann eine erste Bearbeitung des Materials erfolgen.

So kann z.B. die sogenannte Wedelhülse gekappt werden, z.B. mittels einer Quersäge. Der dabei entstehende Staub kann insbesondere abgesaugt werden. Die Wedelhülse enthält im Verhältnis zur Masse relativ wenig Fasermaterial und ist daher nur bedingt für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet, obgleich dies grundsätzlich möglich ist.

Vorzugsweise wird die Wedelhülse jedoch in einem Hacker zu Hackschnitzeln zerkleinert und z.B. gelagert. Dieses Material findet anschließend in anderen Produktionsbereichen Verwendung.

Die Palmwedel können insbesondere im Durchlauf durch Bürsten von grober Verschmut- zung, z.B. Sand, gereinigt werden. Vorzugsweise erfolgt anschließend, falls erforderlich, eine vorbeugende Besprühung mit einem Fungizid zur Vermeidung von Schimmelbildung.

Die Rohprodukte werden in längliche Lamellen gespalten. Die Lamellen und/oder Blätter werden zu Fasern zerfasert und der Füllstoff wird von den Fasern separiert.

Nach einer Ausführungsform wird aus den Fasern und/oder dem Füllstoff ein Werkstoff, insbesondere Spritzgussteil, geformt.

Gemäß einer weiteren bzw. alternativen Ausführungsform wird der Füllstoff aufge- schäumt.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist ein Penetrationsförderer vorgesehen. Insbeson- dere kann eine Sprühvorrichtung zum Aufsprühen des Penetrationsförderers auf das Pal- mengewächs, insbesondere die Rispen und/oder die Blätter, vorgesehen sein.

So kann das Material optional je nach Anforderung des verwendeten Matrixmaterials bzw. an den Werkstoff mit einer chemischen Lösung besprüht werden, die die natürliche Wachsschicht an der Oberfläche des Materials, also die Cuticula, insbesondere sowohl der Stängel als auch der Blätter, auflöst. Dadurch wird die Verbindung mit der Matrix we sentlich verbessert.

Die Oberfläche der Rispen und/oder vor allem der Blätter besteht aus einer Wachsschicht. Wachs wirkt auf viele Bindemittel wie ein T rennmittel, d.h. Faseranteile mit Wachs gehen keine sichere Verbindung ein. Um von diesen wachshaltigen Faseranteilen verursachte Delaminierungen zu vermeiden, kann im Herstellungsprozess ein chemischer Penetratsförderer, z.B. ein Alkylcarbonsäu- reamid, eingesetzt werden.

In einem Produktionsschritt können die Palmblätter, die im Gegensatz zu den Rispen na- hezu ausschließlich aus stabilen Fasern bestehen, mechanisch von den Rispen getrennt bzw. separiert werden, beispielsweise mittels eines Messerrotors. Der dabei entstehende Staub kann insbesondere abgesaugt werden. Alternativ können die Blätter auch zusam- men mit den Rispen zerfasert werden.

Die Blätter können beispielsweise in einer Ballenpresse zu kompakten Ballen gepresst werden, was das Lagervolumen reduziert und die Lagerung und/oder den Transport ver- einfacht.

Die Rispen können nach dem Separieren im Durchlauf auf eine definierte Länge geschnit- ten, insbesondere gekappt, werden. Die Länge kann insbesondere von der Größe der Zerfaserungsvorrichtung abhängen. Die Rispen können dann gebündelt werden.

Die auf die definierte Länge geschnittenen Rispen können die länglichen, pflanzlichen Rohprodukte bilden.

Beim eigentlichen Verfahren werden die Rohprodukte in längliche Lamellen gespalten.

Im Gegensatz zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten werden die Rohprodukte vor dem Faseraufschluss nicht zu Hackschnitzeln und/oder feinen Spänen zerhackt, sondern die natürlichen Fasern, die z.B. dem Palmwedel die enorme Stabilität verleihen, bleiben als lange Fasern erhalten, um so die positiven Materialeigenschaften auf den Werkstoff zu übertragen.

Vor dem Faseraufschluss werden die Stängel in Längsrichtung z.B. durch einen Messer- satz gedrückt, wodurch der kompakte Stängel in längliche Lamellen gespalten wird. Auf diese Weise werden die Fasern offengelegt. Optional kann nun ein weiteres pflanzliches Rohprodukt, z.B. die zuvor separierten Blät ter, hinzugemischt werden. Die Zumischung kann insbesondere dosiert erfolgen, um eine homogene Verteilung zu erhalten.

Die Lamellen und/oder Blätter werden anschießend zerfasert. Dabei werden die Fasern aus dem natürlichen Gefüge herausgelöst. Die reinen Fasern werden insbesondere ohne die sich negativ auf das Endprodukt auswirkenden Inhaltsstoffe der Rispe gewonnen.

Der Faseraufschluss erfolgt zumindest im Wesentlichen durch Friktion, um nach Möglich- keit keinen Druck auf das Material auszuüben.

Insbesondere in einem Fasersichter können die gewonnenen Fasern beispielsweise nochmals nachsortiert und der weiteren Verwendung zugeführt werden.

Die zerfaserten Lamellen und/oder Blätter bzw. der Füllstoff werden anschließend zu ei- nem Werkstoff weiterbearbeitet. Alternativ oder zusätzlich können auch die länglichen Fa- sern zu einem Werkstoff weiterbearbeitet werden.

Die Erfindung betrifft schließlich auch einen Werkstoff, der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten wird.

Alle hier beschriebenen Ausführungsformen und Bauteile der Vorrichtung sind insbeson- dere dazu ausgebildet, z.B. mittels einer Steuerungsvorrichtung, nach dem hier beschrie- benen Verfahren betrieben zu werden. Ferner können alle hier beschriebenen Ausfüh- rungsformen der Vorrichtung sowie alle hier beschriebenen Ausführungsformen des Ver- fahrens jeweils miteinander kombiniert werden, insbesondere auch losgelöst von der kon- kreten Ausgestaltung, in deren Zusammenhang sie erwähnt werden.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen be- schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Spaltvorrichtung

einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung,

Fig. 3 eine entlang der Linie A-A geschnittene Schnittansicht der

Spaltvorrichtung gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer

Zerfaserungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen

Bearbeitungsvorrichtung,

Fig. 5 eine Draufsicht der Zerfaserungsvorrichtung nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform eines

Werkstoffs,

Fig. 7 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform eines

Erfindungsgemäßen Werkstoffs,

Fig. 8 eine Schnittansicht einer Palmrispe,

Fig. 9 eine Schnittansicht einer in Lamellen gespaltenen Palmrispe,

Fig. 10 eine Schnittansicht einer vereinzelten Lamelle,

Fig. 11 eine geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer

Zerfaserungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen

Bearbeitungsvorrichtung,

Fig. 12 eine Vorderansicht zerfaserter Lamellen, und

Fig. 13 eine schematische Darstellung des Herstellungsprozesses.

Zunächst ist zu bemerken, dass die dargestellten Ausführungsformen rein beispielhafter

Natur sind. So können einzelne Merkmale nicht nur in der gezeigten Kombination, son- dern auch in Alleinstellung oder in anderen technisch sinnvollen Kombinationen realisiert sein. Beispielsweise können die Merkmale einer Ausführungsform beliebig mit Merkmalen einer anderen Ausführungsform kombiniert werden. Auch können anstatt Rispen und/oder Blättern auch andere pflanzliche Rohprodukte verwendet werden.

Enthält eine Figur ein Bezugszeichen, welches im unmittelbar zugehörigen Beschrei- bungstext nicht erläutert wird, so wird auf die entsprechenden vorhergehenden bzw. nach- folgenden Ausführungen in der Figurenbeschreibung Bezug genommen. So werden für gleiche bzw. vergleichbare Bauteile in den Figuren dieselben Bezugszeichen verwendet und diese nicht nochmals erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Bearbeitungsvorrichtung, bei der längliche, pflanzliche Rohprodukte 10, z.B. Rispen von Palmengewächsen, über eine als Förderband 12 ausgebildete Fördervor- richtung in Förderrichtung (vgl. Pfeil) einer Spaltvorrichtung 14 zu geführt werden.

Die zu Lamellen aufgespalteten Rohprodukte 10 werden anschließend von einer weiteren Fördervorrichtung 12 umgelenkt und liegen nun quer zur Förderrichtung.

Durch eine optionale Zumischvorrichtung 16 wird ein weiteres pflanzliches Rohprodukt 18, z.B. Blätter, zugemischt. Da bei bestimmten Pflanzengattungen wie beispielsweise ACREA PHOENIX (Dattelpalme) ein mengenmäßig gleiches Verhältnis an Rispen und Blättern besteht, kann auf ein Abtrennen und/oder Separieren der Blätter von den Rispen vor der Zerfaserung beispielsweise verzichtet werden. Die Rispen und Blätter können hierbei zusammen der Zerfaserungsvorrichtung zugeführt werden. Eine Zumischvorrich- tung 16 ist in diesem Fall nicht notwendig.

Die aufgespalteten Rispen 10 und Blätter 18 gelangen in eine Zerfaserungsvorrichtung 20 und werden dort zerfasert.

Über eine optionale Separationsvorrichtung 22, welche z.B. als Absaugvorrichtung ausge- bildet sein kann, können dabei entstehende, pulverförmige Stoffe separiert werden.

In einer Weiterbehandlungsvorrichtung 80 kann der pulverförmige Stoff weiterbearbeitet werden. Beispielsweise kann der Füllstoff 64 aufgeschäumt werden. Dieser Werkstoff kann dann z.B. als Isoliermaterial dienen. Alternativ oder zusätzlich können insbesondere ultra kurze, kurze und/oder medium lange Fasern mittels einer Separationsvorrichtung 82 separiert und mittels einer Sortiervorrich- tung 84 der nach ihrer Länge sortiert werden.

Die Fasern und/oder der Füllstoff 64 können z.B. zu Spritzgussteilen verarbeitet werden.

Alternativ oder zusätzlich kann sich eine Weiterbearbeitungsvorrichtung 24 zur Weiterbe- arbeitung der zerfaserten Rispen 10 und Blätter 18 anschließen.

Die Weiterbearbeitungsvorrichtung 24 umfasst eine als Beleimungsvorrichtung 26 ausge- bildete Bindevorrichtung.

In einer kontinuierlichen Vorpresse 28 der Weiterbearbeitungsvorrichtung 24 werden die beleimten Rispen 10 und Blätter 18 zu Rohmatten verpresst.

Eine optionale Diagonalsäge 30 kann die Rohmatten zuschneiden.

Die Rohmatten können z.B. in einem Puffer 32 zwischengespeichert werden.

In einer Mattenbeleimungsvorrichtung 34 können die Rohmatten beleimt werden. Es folgt eine Dosiervorrichtung 36, welche eine Waage umfassen kann.

In einer Hauptpresse 38 werden die beleimten Rohmatten verpresst. Insbesondere wird durch die Hauptpresse 38 unter Einsatz von hohem Druck und/oder hoher Wärme die Rohdichte und/oder die Dicke des Werkstoffs definiert.

Es folgt ein Auslaufband und/oder ein Kühlstern 40. Mittels einer Abstapelvorrichtung 42 können die Werkstoffe abgestapelt werden.

Die Abstapelvorrichtung 42 kann insbesondere ein Reifelager für die Werkstoffe aufwei- sen.

Die Werkstoffe können beispielsweise entstapelt, geschliffen, zersägt und/oder vereinzelt werden. Das Zersägen kann insbesondere mittels einer Mehrblatt-Säge erfolgen. Staub kann da- bei abgesaugt werden.

Fig. 2 zeigt eine Detailansicht einer Spaltvorrichtung 14 mit einem Messersatz 44. Der Messersatz 44 umfasst eine Vielzahl an parallel zueinander und/oder parallel zur Förder- richtung orientierter Klingen.

Die Rohprodukte 10 werden längs durch den Messersatz 44 gedrückt. Dazu können diese zunächst durch zwei vertikal orientierte Bündelungswalzen 46 gebündelt werden. Der Ab- stand zwischen den Bündelungswalzen 46 und/oder der Grad der Bündelung kann z.B. hydraulisch und/oder pneumatisch eingestellt werden.

Zwei übereinander angeordnete, horizontal orientierte Walzen 48 pressen die Rohpro- dukte 10 schließlich durch den Messersatz 44. Die untere Walze 48 ist in der entlang der Linie A-A geschnittenen Darstellung gemäß Fig. 3 zu sehen.

Die Fig. 4 und 5 zeigen Detailansichten einer Zerfaserungsvorrichtung 20 mit zwei Reibvorrichtungen 50.

Optional kann eine Ausrichtvorrichtung 52 zum Parallelstellen des zugeführten Materials vorgesehen sein.

Die Reibvorrichtungen 50 sind z.B. als geriffelte Förderbänder ausgebildet. Der Abstand zwischen den Reibvorrichtungen 50 wird in Förderrichtung immer geringer. Die quer zur Förderrichtung geförderten Rispen 10 und/oder Blätter 18 werden somit durch Friktion aufgefasert.

Die obere Reibvorrichtungen 50 kann sich insbesondere entgegen dem Uhrzeigersinn drehen, während sich die untere Reibvorrichtung 50 im Uhrzeigersinn drehen kann. Die Drehgeschwindigkeit der oberen Reibvorrichtung 50 ist vorzugsweise wesentlich höher als die Drehgeschwindigkeit der unteren Reibvorrichtung 50.

In einer als Fasersichter 54 ausgebildeten Sensorvorrichtung kann die Qualität bzw. Fein- heit der Fasern geprüft werden. Beispielsweise können die gewonnenen Fasern nochmals nachsortiert werden. Auch kann mithilfe der ermittelten Daten eine Anpassung der Ge- schwindigkeit wenigstens einer Reibvorrichtung 50, vorzugsweise der oberen Reibvorrich- tung 50, erfolgen.

Fig. 6 zeigt einen als Balken 56 ausgebildeten Werkstoff mit länglichen, zerfaserten La- mellen 58, also Fasern, von Palmengewächsen sowie einem Bindemittel 60.

Die Form des Werkstoffs 56 ist grundsätzlich beliebig. Beispielsweise können statt Bal- ken 56 auch Platten oder dergleichen geformt werden.

Bei dem Bindemittel 60 kann es sich insbesondere um ein Mischharz, z.B. Harnstoff-For- maldehyd, handeln.

Alternativ kann der Werkstoff neben zerfaserten Lamellen 58 auch z.B. Melamin-Formal- dehyd als Bindemittel 60 aufweisen.

Ferner kann der Werkstoff 56 neben zerfaserten Lamellen 58 als Bindemittel 60 z.B. Po- lyvinylacetat mit einem Härter und einem Formaldehydfänger aufweisen.

Neben den zerfaserten Lamellen 58 kann der Werkstoff 56 optional auch Blätter 18 als weiteres pflanzliches Rohprodukt aufweisen. Die Blätter 18 können vorzugsweise eben- falls zerfasert sein.

Der Werkstoff 56 bildet insbesondere einen Faserverbundwerkstoff. Beispielsweise kann dieser in einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung hergestellt worden sein.

In Fig. 7 ist ein Isoliermaterial 62 gezeigt, welches durch Aufschäumen von Füllstoff 64 hergestellt werden kann.

Der Füllstoff 64 kann z.B. bei der Herstellung eines Werkstoffs 56 abgesaugt werden.

Insbesondere kann der Füllstoff 64, z.B. mittels einer Reibscheibenmühle, gemahlen und/oder mit einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, versetzt werden. Der gemahlene Füllstoff 64 wird mit der Flüssigkeit zu einer Suspension gemischt, wobei z.B. Stärke und/oder Lignin freigesetzt werden. Das Mischen kann insbesondere mittels eines Kollergangs und/oder eines Mischers erfolgen.

Insbesondere kann ein physikalisches Schäumungsmittel, z.B. Strickstoff und/oder Nat- ron, zugegeben werden. Das Gemisch schäumt folglich auf.

Durch Erwärmen verflüchtigt sich die Flüssigkeit und das Isoliermaterial 62 verbleibt.

Die Form des Isoliermaterials 62 ist grundsätzlich beliebig. Beispielsweise können Platten ausgeformt werden.

Insbesondere können auch Formteile erzeugt werden, z.B. für Verpackungen und/oder den Fahrzeugbau.

Beispielsweise kann das Isoliermaterial einen Rohdichtwert zwischen 72 und 250 kg/m ³ aufweisen.

Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht einer Palmrispe 10 mit Fasern 58, Füllstoff 64, insbeson- dere Parenchym, sowie einer Wachsschicht 68, insbesondere Cuticula.

In Fig. 9 wurde die Palmrispe 10 in Lamellen 70 aufgespalten. Die Fasern 58 sind mit dem Füllstoff 64 in einem natürlichen Verbund. Durch die Spaltung sind die Fasern 58 insbe- sondere zumindest teilweise freigelegt. Die Lamellen 70 können nun vereinzelt werden.

In Fig. 10 ist eine vereinzelte Lamelle 70 dargestellt.

Wie in Fig. 1 1 zu sehen ist, wird die Lamelle 70 in der Zerfaserungsvorrichtung 20 zerfa- sert, wobei der natürliche Verbund durch Reibung aufgelöst wird und hierdurch in längli- che Fasern 58 und Füllstoff in 64 in Form von pulverförmigem Material separiert wird.

Dies stellt einen deutlichen Unterschied zur Herstellung von herkömmlichen Werkstoffen aus Bambus dar, da bei Bambus keine Zerfaserung der gewonnenen Lamellen erfolgt, sondern diese entweder direkt oder nach einem Quetschen mit Bindemittel versehen und zu einem Werkstoff verpresst werden. Bei Bambus wird meistens die wachshaltige Cuticula entfernt, z.B. mechanisch abgelöst, damit überhaupt eine Verleimung möglich ist. Auch wird häufig eine Hitzebehandlung, z.B. eine Carbonisation, durchgeführt. Bei Palmengewächsen muss die Cuticula hingegen insbesondere nicht vor der Zerfase- rung entfernt werden. Auch ist keine Hitzebehandlung notwendig.

Fig. 12 zeigt eine Vorderansicht der zerfaserten Lamellen 58. Diese Fasern 58 können insbesondere aus der Palmrispe 10 mittels Faseraufschluss durch Einwirkung von Friktion hergestellt sein. Hierbei wird der natürliche Verbund aufgelöst, wodurch stabile, längliche, möglichst reine Fasern 58 gewonnen werden.

Fig. 13 zeigt einen möglichen Herstellungsprozess. Rispen 10 und/oder Blätter 18 werden einer Spaltvorrichtung 14 zugeführt. In einer Zerfaserungsvorrichtung 20 erfolgt z.B. durch eine Reibevorrichtung ein Faseraufschluss. Mittels eines Vorsiebs 86 kann bereits Füll- stoff 64 abgeschieden werden. In einer optionalen Vormühle 88, z.B. einer Reibplatten- mühle, kann eine Zerkleinerung erfolgen. Mittels eines Nachsiebs 90 kann weiterer Füll- stoff 64 abgeschieden werden. Eine Vermahlungsanlage 92 mit beispielsweise einer Fein- mühle, z.B. Hammermühle, können die Fasern in die gewünschte Größe vermahlen wer- den. Anschließend kann ein optionaler Fasersichter 54 vorgesehen sein, welcher die

Größe und/oder Qualität der Fasern prüft. In einer Abpackvorrichtung 94 können die Fa- sern 58 schließlich verpackt oder einer nachfolgenden Verwendung zugeführt werden.

Bezuqszeichenliste

10 Rohprodukt, Rispe

12 Förderband, Fördervorrichtung

14 Spaltvorrichtung

16 Zumischvorrichtung

18 weiteres Rohprodukt, Blatt

20 Zerfaserungsvorrichtung

22 Separationsvorrichtung, Absaugvorrichtung

24 Weiterbearbeitungsvorrichtung

26 Beleimungsvorrichtung, Bindevorrichtung

28 Vorpresse

30 Diagonalsäge

32 Puffer

34 Mattenbeleimungsvorrichtung

36 Dosiervorrichtung

38 Hauptpresse

40 Kühlstern

42 Abstapelvorrichtung

44 Messersatz

46 Bündelungswalzen

48 Walzen

50 Reibvorrichtung

52 Ausrichtvorrichtung

54 Fasersichter, Sensorvorrichtung

56 Balken, Werkstoff

58 zerfaserte Lamelle, Faser

60 Mischharz, Bindemittel

62 Isoliermaterial

64 Füllstoff, Parenchym

68 Wachsschicht, Cuticula

70 Lamelle

80 Weiterbehandlungsvorrichtung

82 Separationsvorrichtung

84 Sortiervorrichtung

86 Vorsieb

88 Vormühle

90 Nachsieb

92 Vermahlungsanlage

94 Abpackvorrichtung