Verfahren zur Herstellung von verfilzten Materialien, die zur Hauptsache aus Mineralwollfasern bestehen.. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von ver filzten Materialien, die zur Hauptsache aus Mineralwollfasern bestehen und sich für die Isolation gegen Wärme und Schall und als Filtrierstoffe für Gase und nichtwässrige Flüssigkeiten eignen.
Das herkömmliche Verfahren zur Her stellung von Mineralwolle aus Ofenschlacke, natürlichem Gestein, Glas und ähnlichen schmelzbaren Substanzen besteht darin, dass ein Strahl von geschmolzener Schlacke oder dergleichen gegen einen bzw. mehrere Dampf strahlen gerichtet wird, um das geschmolzene Material zu zerkleinern und auf diese Weise zu fasern.
Die auf diese Weise erzeugten Mineral- wollfasern besitzen eine sehr geringe Rück prallelastizität. Sie sind verhältnismässig glatt und haften nicht leicht aneinander bzw. ver filzen nicht, so dass zur Verarbeitung der Fasern zu balbstarren Filzen bzw. verstärkten Artikeln, wie Blöcken, Platten, Folien und Röhren mit dauernder Formbeständigkeit, ein Bindemittel erforderlich ist.
Uni den Fasern Bindeeigenschaften zu verleihen und ihre Rückprallelastizität und andere Eigenschaften zu verbessern, werde bereits vorgeschlagen, auf die Fasern während ihrer Entstehung verschiedene Stoffe aufzu bringen, und zwar durch Einführung dieser Stoffe in die den Zerfaserungsstrahl spei sende Dampfleitung.
Es wurde insbesondere vorgeschlagen, in die Dampfleitung eine wässrige Emulsion einzuspritzen, die ein Bindemittel, Stärke, Leim, Kasein oder ein ähnliches klebendes Kolloid (oder ein Ge misch solcher Substanzen), die in Wasser unlöslich sind, jedoch mit diesem eine kolloi dale Dispersion bilden, und als wasserabsto ssendes und Rückprallelastizität erzeugendes Mittel ein Petroleumharz oder ein syntheti sches Harz, beispielsweise ein Phenol-Formal- dehyd- oder Harnstoff-Formaldehyd- oder Glyptalharz, enthält.
Um eine dauerhafte Verstärkung der Fasern zu erzielen, wurde ferner vorgeschlagen, das Endprodukt dieses Verfahrens (das heisst eine leicht verfilzte Fasermasse) so lange mit Dampf zu be handeln, bis der Feuchtigkeitsgehalt etwa 3-5 Gew.-Proz. beträgt.
Das erfindungsgemässeVerfahren zur Her stellung von verfilzten Materialien, die in der Hauptsache aus Mineralwollfasern bestehen, durch Zerfaserung von Mineralstoffen mittels Dampfstrahl und Auftragen.
eines ein Binde mittel und gegebenenfalls ein wasserabstossen des und Rüekprallelastizität erzeugendes Mit tel enthaltenden dünnen Filmes auf die Fasern im Zeitpunkt ihrer Entstehung, ist dadurch gekennzeichnet, dass während des <B>i</B> Auftragens dieses Filmes Wasser in solcher Menge zugeführt wird, dass der Feuchtigkeits gehalt des so erhaltenen Produktes, berechnet auf das Gewicht der Fasern, 1,
5-10% be- trägt. Die Menge des im Zeitpunkt der Faser- Bildung zugesetzten Wassers wird zweck mässig derart bemessen, dass der Feuchtig keitsgehalt des erhaltenen Produktes 3-5 Gew-Proz. beträgt.
Im Gegensatz zum oben beschriebenen be kannten Verfahren, bei welchem das Mineral wolleprodukt durch Anwendung von Dampf angefeuchtet wird, liefert das erfindungs gemässe Verfahren,-bei welchem die erforder liche Feuchtigkeitsmenge im Zeitpunkt der Faserbildung zugeführt wird, eine gleich mässigere Wolleschicht, die, wenn sie leicht gepresst und getrocknet wird, ein halbstarres Material von grösserer Festigkeit und besserer Verfilzung liefert.
Für die Herstellung von Produkten gemäss der Erfindung ist eine Mineralwolle geeignet, die einen möglichst gleichmässigen und sehr feinen Faserdurchmesser aufweist und wider standsfähig ist. Die Mineralwolle darf ferner nicht leicht in kurze, staubähnliche Bruch stücke zerbrechen und muss sich zu Faser strangen verformen lassen, um ein zusammen haltendes fertiges Produkt zu bilden. Der Mineralstoff, aus dessen Schmelze die Fasern erhalten werden, sollte vorzugsweise eine solche Zusammensetzung aufweisen, dass er leicht basisch ist. Am besten eignen sich jene Mineralstoffe, welche aus basischen und sau ren Oxyden zusammengesetzt sind, wobei das Verhältnis der Summe der basischen Oxyde zur Summe der sauren Oxyde, beide Summen in Gewichtsteilen ausgedrückt, zwischen 0,55 und 0,85 liegt, z.
B.
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Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können die oben erwähnten, als Bindemittel und wasserabstossende und R.ück- prallelastizität erzeugende Mittel vorgeschla genen Subsianzen verwendet werden. So kann man beispielsweise Stärke mit Wasser an- teigen, Mineralöl oder eine bituminöse Emul sion oder ein Petroleumharz mit der warmen Stärkepaste vermischen und das Gemisch im heissen Zustand in den den geschmolze nen Mineralstoff zerfasernden Dampfstrahl einführen.
Man kann auf diese Weise 0,10-3,0% Stärke, bezogen auf das Gewicht der Mineralfasern, in Form eines äusserst dünnen und kontinuierlichen Filmes, welcher die angegebenen Stoffe (Mineralöl usw.) ent hält, niederschlagen.
Man kann zum Beispiel der Stärke 0,01-0,5% eines schweren Mine- ralöles, eines Bitumens oder eines Petro leumharzes zusetzen.
Zusammen mit der Stärkepaste kann man auch Paraffin oder ein synthetisches Harz, beispielsweise ein Phenol- Formaldehyd- oder 13arnstoff-Formaldehyd- oder Glyptal-(Alkyd)-Harz oder andere ölirre, klebrige Substanzen, entweder einzeln oder gemischt, verwenden.
Werden diese Substan zen im Zeitpunkt der Faserbildung auf die l1 ineralfasern niedergeschlagen, so entsteht ein äusserst dünner Film, welcher sehr zähe ist und die Fasern gegen Beschädigung in folge Aneinanderreibens schützt, wodurch die Gefahr des Zerbreehens der Fasern in kurze, staubartige Bruchstücke praktisch beseitigt wird.
Die dünnen Oberflächenfilme verleilrerr den Fasern ferner eine beträchtliche Rück prallelastizität und fördern das Zusammen treten der einzelnen Fasern, wobei Faser- strangen entstehen, die ihrerseits eine zusam- menhängende verfilzte Masse bilden. Der organische Film kann die Dicke einer einzigen 17:olekülschicht aufweisen. Es eignen sich je doch auch Filme von grösserer Dicke, je nach den Eigenschaften, die das fertige Produkt aufweisen soll.
Bei einer andern Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird derrr filmbildenden Material, welches auf die Fasern niedergeschlagen werden soll, ein Alginat zugesetzt, welches als Bindemittel. wirkt. Bei dieser Ausführungsvariante kann man Natriumalginat in heissem Wasser lösen und die erhaltene kolloidale Lösung mit Paraffin oder einem andern der oben ange führten öligen Harzmaterialien vermischen, um eine leichte Mineralwolle mit hoher Rück prallelastizität zu erzeugen.
An Stelle von Natriumalginat kann man das billigere Cal- ciumalgirrat verwenden, in welchem Fall aller dings Soda zugesetzt werden muss, um das Caleiumalginat in Lösung zu bringen. Man kann beispielsweise 11 Gew.-Teile Calcium- alginat in 800 Teilen -Wasser, welchem vor gängig 2,7 Teile Soda zugesetzt worden sind, bei etwa<B>6,30</B> C lösen. Der Alginatlösung können 2 Teile Paraffin oder 1 Teil Mineral öl und 1 Teil Petroleumharz zugesetzt werden.
Aus den nach dem vorliegenden Verfahren behandelten Mineralfasern können zusammen haltende verfilzte -lassen von hoher Rück prallelastizität und geringem Massengewicht, beispielsweise von 48-80 kg pro m3, erzeugt werden.
Unabhängig davon, welcher Art die den dünnen Klebfilm auf den Fasern bildenden Materialien sind, ergibt sieh bei der Durch führung des erfindungsgemässen Verfahrens in jedem Fall die Notwendigkeit, die Arbeits bedingungen im Zeitpunkt der Faserbildung derart zu regeln, dass der Feuchtigkeitsgehalt der erhaltenen Fasern zwischen 1,5 und 10%, vorzugsweise zwischen 3 und 5 %,
bezogen auf das Fasergewicht, zu liegen kommt.
Es kann gegebenenfalls nötig sein, Vor versuche durchzuführen, um die zur Ein- stellinig des Feuchtigkeitsgehaltes des erhal tenen Produktes auf eine innerhalb der oben angeführten Grenzwerte liegende Grösse er forderlichen Bedingungen zu bestimmen. Im folgenden Beispiel sind geeignete Arbeits bedingungen angeführt.
<I>Beispiel:</I> Durch Anteigen von 22,68-27,22 kg Stärke mit 319-410 Liter Wasser bei einer Temperatur von<B>80-900</B> C wird ein Stärke gel hergestellt. Diesem Gel. wird eine vor gängig aus 3,4 kg Petroleumharz, welches einen Erweichungspunkt von etwa<B>520</B> C und einen Schmelzpunkt von etwa<B>850</B> C aufweist, und 3,4 kg schwerem -Mineralöl hergestellte Lösung zug*esetzt. Durch kräftiges Rühren bei einer Temperatur von<B>70-900</B> C erhält man eine homogene Emulsion.
5,45-6,8 Liter die ser Emulsion werden pro Minute in dex den Mineralstoff zerfasernden Dampfstrahl mit einer Zuflussgesehwindigkeit von 13,15 bis 15,42 kg pro Minute eingespritzt. Auf den Mineralfasern schlägt sich ein aus 2,8 bis 3,0% Stärke und 0;
075- 0,09% Petroleum- harz und öl. zusammengesetzter Oberflächen- film nieder, welcher ausserdem 3-5% Feuch- tigkeit enthält.
Das nach dem erfindungsgemässen Ver fahren erhaltene feuchte, filzartige Material kann derart zusammengepresst werden, dass sein ursprüngliches Massengewicht von 48 bis 80 kg pro m3 auf die für das Endprodukt gewünschte Grösse, beispielsweise von 96 bi 288 kg pro m3, erhöht wird. IDäs Zusammen- pressen kann mittels einer Reihe rotierender Walzen, mittels einer Kombination von Bän dern oder vorzugsweise mittels einer oszillie renden Walze durchgeführt werden.
Das ge- presste feuchte Material kann hierauf. bei Temperaturen von A-20-3001 C getrocknet werden. Auf diese Weise kann man konti nuierliche Bänder von guter mechanischer Festigkeit und sehr hoher Rückprallelastizi- tät mit Massengewichten von 26-288 kg pro m3 erzeugen. Die Bänder können auf die gewünschten Ausmasse und die gewünschte Dicke zugeschnitten werden, wobei man gute Isoliermaterialien gegen Schall und Wärme erhält, welche sich rasch und bequem ein bauen lassen.