Formbeständiges, Glasfasern enthaltendes Gebilde und Verfahren zu dessen Herstellung. Die Erfindung betrifft ein formbeständiges, Glasfasern enthaltendes Gebilde und ein Ver fahren zu dessen Herstellung.
Glasfasern werden bekanntlich vielfach als Ersatz für Asbest verwendet. So ist es schon bekannt, Filtertücher, feuersichere Schutzanzüge, feuersichere Vorhänge und ähnliche nicht formbeständige Gebilde aus Geweben herzustellen, die aus Glasfasern bestehen. Ferner sind zur Wärmeisolierung dienende Geflechte, Schnüre oder Stränge anstatt aus Asbest auch schon aus Glas fasern hergestellt worden.
Dagegen ist es bisher nicht bekanntge worden, an Stelle von Asbest Glasfasern auch zur Herstellung von Platten und andern formbeständigen Gebilden zu verwenden. Der Grund hierfür liegt wohl darin, dass sich Glasfasern wegen ihrer glatten Oberfläche im Gegensatz zu Asbest nur in ganz gerin gem Masse verfilzen lassen, so dass es bisher nicht gelang, unter Verwendung von Glas fasern formbeständige Gebilde herzustellen. Zweck der Erfindung ist, diesen Nachteil zu beheben. Das wird dadurch erreicht, dass bei einem formbeständigen, Glasfasern ent haltenden Gebilde gemäss der Erfindung die Glasfasern durch mindestens ein Bindemittel verbunden sind, welches für sich allein einen festen und elastischen Film zu bilden vermag.
Als zum Binden der Glasfasern dienende Stoffe lassen sich z. B. Leime verschiedener Herkunft, Gelatine, Celluloseäther und -ester, Natur- und Kunstharze verwenden. Dabei kann zweckmässig der als Bindemittel die nende Stoff in einem wässerigen oder nicht wässerigen Lösungsmittel gelöst werden, und die Glasfasern, denen z. B. die Form eines Vlieses gegeben werden kann, können mit dieser Lösung getränkt werden, worauf das Lösungsmittel unter Anwendung von Wärme wieder verdunstet und das Gebilde somit getrocknet werden kann.
Zur Wärmeersparnis kann dabei vor dem eigentlichen Trocken prozess die überschüssige Lösung aus dem nassen Gebilde entfernt werden, was, wenn dieses beispielsweise Vliesform aufweist, durch Verhängen des nassen Gebildes über Rollen und Abtropfenlassen der Lösung oder durch Absaugen der überschüssigen Lösung aus dem auf einer laufenden Filzunterlage be findlichen, nassen Vlies geschehen kann. Zur Verfestigung des Bindemittels an den Glas fasern kann das Gebilde unter Anwendung erhöhter Temperatur und mässigen Druckes in die endgültige Form gebracht werden.
Zweckmässig wird man jeweils die Glasfasern mit solchen Stoffen verbinden, die dem end gültigen Verwendungszwecke des Gebildes am besten angepasst sind. So können die Glasfasern auch mit Hilfe von Viskoselösun- gen oder Lösungen von Cellulose verbunden werden, und das Bindemittel kann dann durch nachträgliche Fällung in Fallbädern an den Glasfasern verfestigt werden.
Als Bindemittel für die Glasfasern lassen sich ferner hartbare Kunstharze, z. B. in der Hitze hartbare Kunstharze, wie nicht zu Ende kondensierte Harnstoffkondensationsprodukte, Amin- und Phenolkunstharze, z. B. Phenol- Formaldehyd-Kondensationsprodukte verwen den. Man erhält dann hitzebeständige Form gebilde. Zum Verbinden der Glasfasern kön nen auch Gemische aus Kondensationsproduk ten von Formaldehyd, Phenolen und Aminen verwendet werden.
Das erfindungsgemässe Produkt stellt in sofern einen überraschenden technischen Fort schritt dar, als es nicht vorauszusehen war, dass die vollkommen glatten Glasfasern mit einer für ein Bindemittel undurchdringlichen Oberfläche eine Verankerung des Bindemittels in den Glasfasern und damit einen form beständigen Verbund ergeben könnten.
Formbeständige, Glasfasern enthaltende Gebilde nach der Erfindung, bei denen somit die Glasfasern durch einen Stoff verbunden sind, der für sich allein einen festen und elastischen Film zu bilden vermag, eignen sich vorzüglich als Austauschwerkstoff für formbeständige Gebilde aus Asbest und kön nen die mannigfaltigste Verwendung finden. So kann man daraus z. B. Dichtungen her stellen, wobei sich solche hitzebeständige Formgebilde besonders gut zur Dichtung von Maschinen und Apparateteilen, die der Hitze ausgesetzt sind, verwenden lassen. Derartige Dichtungen zeigen sich Asbestdichtungen in sofern überlegen, als sie sich beim Öffnen der betreffenden Maschinen- und Apparate teile infolge ihrer besseren Formbeständigkeit häufiger verwenden lassen.
Weiter können formbeständige Gebilde nach der Erfindung zur Herstellung feuerbeständiger Wände oder Wandbeläge verwendet werden, ferner für Wärme- und Schallisolierungen und der gleichen. Ein grosser Vorteil der Formgebilde nach der Erfindung besteht ferner in ihrem geringen spezifischen Gewicht.
Formgebilde nach der Erfindung lassen sich auch leicht mechanisch bearbeiten. So kann man sie ohne jede Schwierigkeit z. B. durch Stanzen und Schneiden für den je weiligen Verwendungszweck passend machen.
Unter Glasfasern sind auch fadenförmige Gebilde aus Glas zu verstehen.
<I>Beispiele:</I> 1. Ein Glasfaservlies, das in lockerem Zustand etwa 10 bis 20 mm dick ist, wird mit einer etwa 15 o/oigen Lösung eines nicht zu Ende kondensierten Phenol-Formaldehyd- Kondensationsproduktes, welches wie weiter unten beschrieben hergestellt wurde, getränkt und die überschüssige Lösung durch Ab tropfenlassen oder Absaugen entfernt. Hier auf wird das Vlies in eine Presse gebracht, welche zum Entweichenlassen der flüchtigen Bestandteile mit Lochplatten und -Drahtsieb versehen ist. .Das Vlies wird dann unter mässigem Druck bei etwa 150 bis 180 o C etwa '/2 bis 2 Stunden lang erhitzt.
Nach dem Abkühlen erhält man eine schöne form beständige Platte von etwa 2 bis 3 mm Dicke, die je nach der Menge des verwendeten Binde mittels etwa 5 bis 30 0,'o Kunstharz enthält. Aus einer solchen Platte auf Glasfasernbasis lassen sich z. B. durch Stanzen oder Schnei den Dichtungen anfertigen, welche mit Vorteil zum Dichten von Maschinen und Apparate teilen verwendet werden können, die höheren Temperaturen ausgesetzt sind. Das verwendete Kondensationsprodukt wird so hergestellt, dass etwa 100 g kristallisiertes Phenol mit etwa 120 g 40 o/oigem Formaldehyd versetzt -wer den.
Die Lösung wird dann mit Alkali auf ein pa von 8 bis 8,5 gebracht und bei 40 bis<B>60'</B> C längere Zeit stehengelassen, Man erhält so ein Vorkondensat, welches sich be liebig mit Wasser verdünnen lässt.
2. Ein Faservlies wird mit einer etwa 15 o/oigen Lösung eines nicht zu Ende konden sierten Kondensates von Formaldehyd mit einer technischen Kresollösung getränkt und dann so weiterbehandelt, wie im Beispiel 1 beschrieben ist. Das Kondensat wird wie folgt hergestellt: 1 Mol eines technischen Kresolgemisches wird mit 2 Mol Formaldehyd bei einem pA von 8 bis 9 etwa 2 Stunden bei<B>801</B> C kon densiert. Während der Kondensation trennt sich die ursprünglich klare Lösung in zwei Schichten.
Nach Abkühlen auf Raumtempe ratur wird das überstehende Wasser abge gossen. Das zurückbleibende Harz löst sich in Wasser oder in einem Gemisch von Wasser und Alkoholen.
3. Ein Glasfaservlies wird mit einer etwa 10 bis 15 o/oigen wässerigen Lösung eines nicht zu Ende kondensierten Barnstoff-Formal- dehyd-Kondensationsproduktes (Kaurit K. F.) getränkt und dann so weiterbehandelt, wie im Beispiel 1 beschrieben ist.
4. Ein Glasfaservlies wird mit einer etwa 1 o/oigen Lösung eines wasserlöslichen Cellu- loseäthers getränkt, der Überschuss der Lö sung durch Abtropfenlassen oder Absaugen entfernt. Nun wird das Vlies unter mässigem Druck bei erhöhter Temperatur getrocknet, wobei eine stabile, formbeständige Faserplatte erhalten wird. Die Faserplatte kann zu Schall- oder Wärmeisolationszwecken verwendet wer den.
5. Ein Glasfaservlies wird\ mit einer 5 o/oigen wässerigen Lösung von Perlleim getränkt und dann so weiterbehandelt, wie im Beispiel 4 beschrieben ist.
6. Ein Glasfaservlies wird- mit einer ge eigneten Lösung von Viskose oder einer ent- sprechenden Lösung von Cellulose in Schwefel säure behandelt, dann in einem geeigneten Fallbad gefällt und nach dem Auswaschen unter Druck und erhöhter Temperatur ge trocknet.
7. Ein Glasfaservlies wird mit einem vor her durch Erhitzen verflüssigten Gemisch von Asphalt und Karbolineum getränkt und nach Entfernung des überschüssigen Bindemittels unter Druck abkühlen gelassen.
Dimensionally stable structure containing glass fibers and process for its production. The invention relates to a dimensionally stable structure containing glass fibers and a process for its production.
As is well known, glass fibers are widely used as a substitute for asbestos. It is already known to manufacture filter cloths, fire-proof protective suits, fire-proof curtains and similar non-dimensionally stable structures from fabrics which consist of glass fibers. Furthermore, braids, cords or strands used for thermal insulation have already been made from glass fibers instead of asbestos.
On the other hand, it has not yet been known to use glass fibers instead of asbestos for the production of panels and other dimensionally stable structures. The reason for this is probably that, because of their smooth surface, glass fibers, in contrast to asbestos, can only be felted to a very small extent, so that it has not yet been possible to produce dimensionally stable structures using glass fibers. The purpose of the invention is to remedy this disadvantage. This is achieved in that in the case of a dimensionally stable structure containing glass fibers according to the invention, the glass fibers are connected by at least one binding agent which alone is capable of forming a firm and elastic film.
As serving to bind the glass fibers substances can be, for. B. Use glues of various origins, gelatine, cellulose ethers and esters, natural and synthetic resins. In this case, the substance used as a binder can be dissolved in an aqueous or non-aqueous solvent, and the glass fibers, which, for. B. can be given the shape of a fleece, can be soaked with this solution, whereupon the solvent evaporates again using heat and the structure can thus be dried.
In order to save heat, the excess solution can be removed from the wet structure before the actual drying process, which, if this is in the form of a fleece, for example, by hanging the wet structure over rollers and allowing the solution to drip off or by suctioning off the excess solution from the felt pad be sensitive, wet fleece can happen. To solidify the binder on the glass fibers, the structure can be brought into its final shape using elevated temperature and moderate pressure.
In each case, it is expedient to connect the glass fibers with those substances which are best adapted to the final intended use of the structure. The glass fibers can also be connected with the help of viscose solutions or solutions of cellulose, and the binding agent can then be solidified on the glass fibers by subsequent precipitation in falling baths.
As binders for the glass fibers, hardenable synthetic resins such. B. in the heat curable resins, such as uncondensed urea condensation products, amine and phenolic resins, z. B. phenol-formaldehyde condensation products use the. Heat-resistant molds are then obtained. Mixtures of condensation products of formaldehyde, phenols and amines can also be used to connect the glass fibers.
The product according to the invention represents a surprising technical progress in so far as it was not foreseeable that the completely smooth glass fibers with a surface that is impermeable to a binder could anchor the binder in the glass fibers and thus create a dimensionally stable bond.
Dimensionally stable, glass fiber-containing structures according to the invention, in which the glass fibers are thus connected by a substance that is able to form a firm and elastic film on its own, are ideal as a replacement material for dimensionally stable structures made of asbestos and can be used in a wide variety of ways . So you can z. B. make seals ago, such heat-resistant moldings can be used particularly well for sealing machines and apparatus parts that are exposed to heat. Such seals are superior to asbestos seals in that they can be used more frequently when opening the machine and apparatus in question due to their better dimensional stability.
Furthermore, dimensionally stable structures according to the invention can be used for the production of fire-resistant walls or wall coverings, also for heat and sound insulation and the like. Another great advantage of the molded structure according to the invention is their low specific weight.
Shaped structures according to the invention can also be easily processed mechanically. So you can z. B. make suitable by punching and cutting for the respective intended use.
Glass fibers are also to be understood as meaning thread-like structures made of glass.
<I> Examples: </I> 1. A glass fiber fleece, which is about 10 to 20 mm thick in a loose state, is mixed with an about 15% solution of a phenol-formaldehyde condensation product that has not been fully condensed, which is described below was prepared, soaked and the excess solution removed by draining or suction. Here, the fleece is placed in a press, which is provided with perforated plates and wire mesh to allow the volatile components to escape. The fleece is then heated under moderate pressure at about 150 to 180 o C for about 1/2 to 2 hours.
After cooling, a beautiful, dimensionally stable plate of about 2 to 3 mm thickness is obtained, which, depending on the amount of the bandage used, contains about 5 to 30% synthetic resin. From such a plate based on fiberglass z. B. make the seals by punching or cutting, which can be used to share with advantage for sealing machines and apparatus that are exposed to higher temperatures. The condensation product used is prepared in such a way that about 100 g of crystallized phenol are mixed with about 120 g of 40% formaldehyde.
The solution is then brought to a pa of 8 to 8.5 with alkali and left to stand for a long time at 40 to 60 ° C. This gives a precondensate which can be diluted with water as desired.
2. A nonwoven fabric is impregnated with an approximately 15% solution of a condensate of formaldehyde that has not been fully condensed with a technical cresol solution and then treated further as described in Example 1. The condensate is produced as follows: 1 mol of a technical-grade cresol mixture is condensed with 2 mol of formaldehyde at a pA of 8 to 9 for about 2 hours at 801C. During the condensation, the originally clear solution separates into two layers.
After cooling to room temperature, the supernatant water is poured off. The remaining resin dissolves in water or in a mixture of water and alcohols.
3. A glass fiber fleece is impregnated with an approximately 10 to 15% aqueous solution of a not fully condensed barnstoff-formaldehyde condensation product (Kaurit K.F.) and then treated further as described in Example 1.
4. A glass fiber fleece is impregnated with an approximately 1% solution of a water-soluble cellulose ether, and the excess of the solution is removed by draining or suction. The fleece is then dried under moderate pressure at an elevated temperature, a stable, dimensionally stable fiberboard being obtained. The fiberboard can be used for sound or thermal insulation purposes who the.
5. A glass fiber fleece is soaked in a 5% aqueous solution of pearl glue and then treated further as described in Example 4.
6. A glass fiber fleece is treated with a suitable solution of viscose or a corresponding solution of cellulose in sulfuric acid, then precipitated in a suitable falling bath and, after washing, dried under pressure and elevated temperature.
7. A glass fiber fleece is impregnated with a mixture of asphalt and carbolineum liquefied by heating and allowed to cool under pressure after the excess binder has been removed.