CS203642B1

CS203642B1 - Large and sound insulating sheets from mineral fibres

Info

Publication number: CS203642B1
Application number: CS909778A
Authority: CS
Inventors: Josef Pridal; Vladimir Franc
Original assignee: Josef Pridal; Vladimir Franc
Priority date: 1978-12-28
Filing date: 1978-12-28
Publication date: 1981-03-31

Description

Vynález se týká velkorozměrných a zvukoizolačních desek z minerálních vláken, vyráběných z vodných suspenzí vláken, pojiv a přísad a vhodných pro použití jako izolační materiály, akustické či protipožární obklady, podhledy, jádrové,. případně plástové materiály sendvičovaných prvků apod.The present invention relates to large-sized and sound-insulating mineral fiber boards made from aqueous fiber suspensions, binders and additives and suitable for use as insulating materials, acoustic or fire-resistant linings, soffits, cores. possibly honeycomb materials of sandwiched elements etc.

Je známa výroba minerálně-vláknitýoh desek tzv. mokrým způsobem, obdobným papírenskému procesu, spočívajícím v přípravě zředěné vodné suspenze vláken a dalších složek a jejím odvodněním na sítovém stroji za tvorby mokrého koberce, který se dále suší, formátuje, povrchově upravuje atp. Základní složkou těchto desek jsou minerální vlákna, což. vytváří přirozený předpoklad dosahování vysoké odolnosti vůči ohni u těchto výrobků s porovnání s dřevovláknitými deskami. Pod pojmem minerální vlákna se rozumí umělá anorganická vlákna, vyrobená rozvlákňováním tavených hornin nebo strusek, jejichž složení bylo· popřípadě vhodně upraveno vzhledem k požadované jakosti hotového vlákna. Tato vlákna se obecně vyznačují hladkým povrchem a nejsou schopna asimilovat vodu a želatinizovat obdobně jako· organická vlákna nebo přírodní anorganická vlákna, jako azbest. Nejsou rovněž sama schopna vytvářet pevnéIt is known to produce mineral-fiber boards by the so-called wet method, similar to the papermaking process, consisting in preparing a diluted aqueous suspension of fibers and other components and draining it on a screen machine to form a wet carpet which is further dried, formatted, surface treated, etc. The basic component of these boards are mineral fibers, which. creates a natural prerequisite for achieving high fire resistance of these products compared to fibreboard. The term "mineral fibers" refers to artificial inorganic fibers produced by the pulping of fused rocks or slag, the composition of which, if appropriate, has been appropriately adjusted to the required quality of the finished fiber. These fibers generally have a smooth surface and are not able to assimilate water and gelatinize in a similar way as organic fibers or natural inorganic fibers such as asbestos. They are also unable to create solid ones

0 3 6 4 2 mezivláknové vazby, jako je tornu například u celulózových vláken. Pro dosažení požadovaných konečných pevností výrobku je proto nezbytné použít pojivo. Pro modifikování některých vlastností výrobků, jako· zlepšení odolnosti vůči vysokým teplotám, pevností apod. se obvykle přidávají některé další složky, jako· bentonit, kaolin, úlet z výroby krystalického křemíku a jeho slitin, halloysit aj. Z hlediska optimálních fyzikálně-mechanických parametrů desek je pak velmi důležitá schopnost zachycování pojivá a přísad na vláknech a jejich rovnoměrné rozložení v celé hmotě vzhledem k homogenitě vlastností výrobku a maximální pevnosti mezivláknových spojů.0 3 6 4 2 interfiber bonds, such as torn, for example in cellulose fibers. It is therefore necessary to use a binder to achieve the desired final product strengths. In order to modify some of the product properties, such as · improvement of resistance to high temperatures, strength etc., some other components are usually added, such as · bentonite, kaolin, flux from the production of crystalline silicon and its alloys, halloysite, etc. the ability to retain the binders and additives on the fibers and to distribute them evenly throughout the mass is very important due to the homogeneity of the product properties and the maximum strength of the interfiber joints.

Aby . se dosáhlo maximálního zachycení obvykle používaného škrobového· pojivá, případně dalších, jemně disperzních složek a jejich fixace ve hmotě odvodňovaného vláknitého koberce, je třeba ppužít přísady látek, s vysokou retenční schopností, jež se samy dobře zachycují ve struktuře minerálních vláken. Z tohoto hlediska jsou optimální pro funkci retenčních přísad některé vláknité hmoty s členitým, nekompaktním povrchem, vláken, které mívají další příznivé účinky, jako určitou pojivou schopnost aj. S výhodou byl používán pro tento účel zejména osinek, jehož vlákna mají vysokou schopnost řibrilace a vzhledem k charakteru svého povrchu dobře zadržují jemně disperzní složky při odvodňování. Tato vlastnost oslnkových vláken je dobře známa, příkladně z výroby osinkocementu, kde je označována jako „cementinosnost“. Použití osinku dále přispívá k odolnosti výsledných desek vůči ohni a jejich tepelně izolačních vlastností.Order. To achieve maximum entrapment of the commonly used starch binder or other finely dispersed components and their fixation in the mass of the dewatered fibrous carpet, additions of substances with high retention capacity, which retain themselves well in the mineral fiber structure, should be used. From this point of view, some fibrous materials with a rugged, non-compact surface, fibers having other beneficial effects, such as a certain bonding capacity, are optimal for the retention additive function. Preferably, asbestos, whose fibers have a high ability to vibrate and to the character of their surface, they well retain the finely dispersed components during dewatering. This property of dye fibers is well known, for example from the manufacture of asbestos-cement, where it is referred to as "cementitiousness". The use of asbestos further contributes to the fire resistance of the resulting boards and their thermal insulation properties.

Nevýhodou použití osinku je jeho závadnost z hlediska zdravotního, zjištěné novodobě, která v posledních letech způsobuje odklon od materiálů zejména izolačního typu, obsahujících osínek a v některých zemích zákaz používání hmot, obsahujících osinek, pro řadu aplikací, mj. v bytové výstavbě, při stavbě lodí apod. Zvláště je kladen důraz na vyloučení osinku z hmot, podrobovaných sekundárnímu zpracování řezáním, obráběním, např. při konstrukci dveří, obkladů, podhledů aj., dále u hmot určených pro· uzavřené, obývané prostory, (byty, kajuty lodí) apod. Bylo dále navrženo použít pro· zlepšení retence disperzních složek přísadu celulózy do suspenze minerálních vláken. Nevýhodou je, že celulóza je obecně nedostatkovým materiálem· a navíc vyžaduje předběžnou úpravu mletím. Rovněž byla navržena přísada rozvlákněného· starého· papíru; jeho retenční schopnost je však nízká a vyjadřuje rovněž předchozí úpravu.The disadvantage of the use of asbestos is its harmfulness in terms of health, discovered in recent years, which in recent years has caused a move away from materials of particular insulating type containing asbestos and in some countries ban on the use of asbestos-containing materials for a number of applications, including housing In particular, emphasis is placed on the exclusion of asbestos from materials subjected to secondary processing by cutting, machining, for example in the construction of doors, tiles, soffits, etc., as well as materials intended for · enclosed, occupied areas (flats, ship cabins), etc. It has further been proposed to use a cellulose additive to the mineral fiber suspension to improve the retention of the dispersing components. The disadvantage is that cellulose is generally a scarce material and, moreover, requires pre-treatment by grinding. It has also been proposed to add fibrous old paper; however, its retention capacity is low and also reflects the previous adjustment.

Výše uvedené nevýhody jsou odstraněny velkorozměrnými a zvukoizolačními deskami z minerálních vláken, vyráběnými odvodňováním zředěných vodných suspenzí minerální vlny, pojivá a přísad, sestávajícími z 75 až. 85 hmot. % minerální vlny, 2 až 10 hmot. % škrobu anebo· jeho derivátů, 0,5 až 15 hmot. % jemně disperzní přísady s výhodou bentonitu, 0,5 až 2 hmot. % hydrofobizačního přípravku, 0,05 až 2 hmot. proč. fungicldního přípravku, podle vynálezu, jehož podstata je v tom, že obsahují 0,5 až 10 hmot. % papírenského sedimentu, s 55 až 99 hmot. °/o organického podílu, tvořeného· vysoce mletou, zčásti želatinizovanou celulózou.The above-mentioned disadvantages are overcome by the large-dimensional and sound-insulating mineral fiber boards produced by dewatering dilute aqueous wool mineral suspensions, binders and additives consisting of 75 to 75%. 85 wt. % mineral wool, 2 to 10 wt. % starch or derivatives thereof, 0.5 to 15 wt. % finely dispersed additive, preferably bentonite, 0.5 to 2 wt. 0.05 to 2 wt. why. The composition according to the invention is characterized in that it contains 0.5 to 10 wt. % of paper sediment, with 55 to 99 wt. % Of the organic fraction consisting of highly milled, partially gelatinized cellulose.

Použití papírenského· sedimentu zajišťuje požadovanou retenční schopnost suspenze vláken a umožňuje zcela vyloučit přísadu osinku a tím odstranit nebezpečí ohrožení zdraví pracovníků při výrobě, opracování a instalaci izolačních desek i případně uživatelů při zabudování v obývaných prostorách. Stupeň rozemletí přítomné celulózy v sedimentu, jakož i částečná želatinizace, zajišťují vysoký retenční účinek, přičemž krátkost vláken není na závadu. Je tudíž možno použít poměrně malá množství sedimentu, jež nemají podstatnější vliv na odolnost výrobku vůči ohni a neovlivňují zásadně jeho· hořlavost. Přítomnost vysoce zbobtnalých želatinizovaných vláken ve výrobku, rovnoměrně rozptýlených ve struktuře minerálních vláken, zajišťuje rovněž určitý pojivý účinek, zvyšuje tuhost a pevnost a umožňu4 í ....The use of papermaking sediment provides the required retention capacity of the fiber suspension and makes it possible to completely eliminate the addition of asbestos, thereby eliminating the risk to workers' health during the manufacture, machining and installation of insulation boards and, where appropriate, users when installed in living areas. The degree of grinding of the cellulose present in the sediment, as well as the partial gelatinization, ensure a high retention effect, while the shortness of the fibers is not detrimental. It is therefore possible to use relatively small amounts of sediment that do not substantially affect the fire resistance of the product and do not substantially affect its flammability. The presence of highly swollen gelatinized fibers in the product, evenly dispersed in the mineral fiber structure, also provides some bonding effect, increases stiffness and strength, and allows for ...

je snížit množství škrobového pojivá a tím omezit celkové množství organických podílů ve výrobků, na rozdíl od použití čisté celulózy i rozvlákněného starého· papíru. Rovněž obsah anorganických hevláknítých podílů — převážně kaolinu — v sedimentu je výhodný a umožňuje snížit nebo· i zcela vyloučit separátní přísadu kaolinu. Je účelné použít sedimentu, jehož složení se pohybuje v uvedeném rozmezí, aby byl zajištěn maximální účinek při. nízké úrovni přísady.is to reduce the amount of starch binder and thereby reduce the total amount of organic fractions in the products, as opposed to the use of pure cellulose and pulped old paper. Also, the content of inorganic fibrous fractions - predominantly kaolin - in the sediment is advantageous and makes it possible to reduce or even eliminate the separate additive of kaolin. It is expedient to use a sediment whose composition is within the stated range in order to ensure a maximum effect at. low level ingredients.

Přednost použití papírenského sedimentu oproti · přísadě čisté celulózy je dána ekonomickými dopady, jakož i skutečností, že celulóza představuje obecně úzkoprofilový materiál, zatímco· papírenský sediment je odpadem. Vysoký stupeň rozemletí celulózových vláken v sedimentu přítomných,, jenž je pro retenční funkci přísady příznivý, by dále v případě použití čisté celulózy vyjadřoval spotřebu energie navíc. Papírenský sediment, jenž je obvykle v částečně odvodněné formě, se rovněž dobře rozmíchává ve vodě a není třeba jej separátně rozvlákňovat. Kromě toho vykazuje papírenský sediment také určitý pojivý účinek ve struktuře vláken, jak již bylo uvedeno výše, zatímco u sběrového papíru je tento· efekt značně nižší. Přednost použití papírenského sedimentu oproti celulóze z hlediska fyzikálně-mechanických vlastností (pevnosti) výsledné desky vyplývá z porovnání příkladů 2 a 5.The advantage of using paper pulp over the addition of pure cellulose is given by the economic impact and by the fact that cellulose is generally a narrow-profile material, while paper pulp is a waste. Furthermore, a high degree of grinding of the cellulosic fibers in the sediment present, which is favorable to the retention function of the additive, would, in the case of the use of pure cellulose, express an additional energy consumption. The papermaking sediment, which is usually in partially dewatered form, also mixes well in water and does not need to be pulped separately. In addition, the papermaking sediment also exhibits some bonding effect in the fiber structure, as mentioned above, while for waste paper this effect is considerably lower. The advantage of using paper sediment over cellulose in terms of physico-mechanical properties (strength) of the resulting board results from a comparison of Examples 2 and 5.

Jako pojivo je účelné použít škrob, případně zmazovatělý škrob, anebo kombinaci škrobu a zmazovatělého škrobu. S výhodou lze použít rovněž derivátů škrobu,, zejména produktu, vznikajícího působením kyseliny fosforečné nebo jejich solí na škrob při zvýšené teplotě. Přísada jemně disperzních látek snižuje rychlost vyhorívání pojívá a šíření tepelné vlny, bentonit vytváří působením vysokých teplot pojivou vazbu, zlepšující soudržnost a pevnost výrobku. Rovněž úlet z výroby krystalického křemíku zlepšuje pevnosti výrobků.As a binder, it is expedient to use starch or possibly starch, or a combination of starch and starch. Starch derivatives, especially the product resulting from the action of phosphoric acid or its salts on the starch at elevated temperature, can also be advantageously used. The addition of finely dispersed substances reduces the burn-out rate of the binder and the propagation of the heat wave, bentonite forms a binder bond under high temperatures, improving the cohesion and strength of the product. Also, drift from crystalline silicon production improves the strength of the products.

Postupuje se příkladně tak, že se v míchacím zařízení např. typu hydropulper rozmíchá ve vodě příslušné množství papírenského· sedimentu a minerální vlny, načež se přidá škrobové pojivo, disperzní přísady, dále fungicidu! přípravky,· parafinové emulze a nakonec roztok síranu hlinitého. Po promíchání se suspenze o koncentraci 0,5 až 5 hmot. °/o, případně podrobí separaci granálií, načež se přečerpá do· zásobníku nádrže sítového stroje. Před nátokem je možno přidávat roztok flokulačního· prostředku. Mokrý koberec, vytvořený v odvodňovací části sítového stroje, se po· úpravě tloušťky podrobuje propařování, sušení, formátování a případně další úpravě. PříkladyFor example, an appropriate amount of paper sediment and mineral wool is mixed in water in a mixer, e.g. of the hydropulper type, followed by the addition of a starch binder, dispersion additives and a fungicide. preparations, paraffin emulsions and finally aluminum sulfate solution. After mixing, the suspension is present at a concentration of 0.5 to 5 wt. If necessary, it is subjected to a granulation separation and then pumped into the tank of the screen machine tank. The flocculant solution may be added prior to inflow. The wet carpet formed in the dewatering section of the screen machine is subjected to steam treatment, drying, formatting and possibly further treatment after thickness adjustment. Examples

1. Ve 25 1 vody bylo rozmícháno 407,5 g minerální vlny, 10 g papírenského sedimen203 tu s obsahem 98% organického podílu (vztaženo' na sušinu), 35 g bramborového škrobu, 40 g bentohitu, 10 g 50% parafinové em-ulze srážené roztokem síranu hlinitého a 2,5 g fungicidního přípravku. Suspenze byla odvodněna na laboratorním odsávacím zařízení, vytvořený mokrý koberec přilisován tlakem 1 MiPa, propařen a vysušen. Získaná deska byla po rozřezání podrobena zkouškám. Objemová hmotnost činila 406 kg/rn³, pevnost v tahu za ohybu 1,86 MPa, úbytek hmotnosti podle QSN 73 0853 3,7 i%.1. In 25 l of water, 407.5 g of mineral wool, 10 g of paper sediment203 tu containing 98% organic matter (dry matter), 35 g of potato starch, 40 g of bentohite, 10 g of 50% paraffin emulsion were mixed. precipitated with an aluminum sulphate solution and 2.5 g of a fungicidal product. The suspension was dewatered on a laboratory suction apparatus, the formed wet carpet was pressed under 1 Mpa, steamed and dried. The plate obtained was subjected to tests after cutting. The bulk density was 406 kg / m ³ , the flexural strength was 1.86 MPa, the weight loss according to QSN 73 0853 was 3.7%.

2. Na 25 1 vody byla použita vsázka o složení 397,5 g minerální vlny, 15 g škrobu ve formě škrobového· mazu (vztaženo· na sušinu), 35 g papírenského sedimentu, 45 g úletu z výroby krystalického křemíku, 10 g 50% parafinové emulze, 2,5 g fungicidního přípravku. Postupováno bylo jako· v příkladu 1; zjištěné hodnoty činily: objemová hmotnost 397 kg/m³, pevnost v tahu za ohybu 1,18 MPa, úbytek hmotnosti 4,8 %.2. A charge of 397.5 g of mineral wool, 15 g of starch in the form of starch (based on dry matter), 35 g of paper sediment, 45 g of fumed silicon production, 10 g of 50% was used for 25 l of water. paraffin emulsion, 2.5 g fungicidal product. The procedure was as in Example 1; the observed values were: bulk density 397 kg / m ³ , flexural tensile strength 1.18 MPa, weight loss 4.8%.

3. Ve 25 1 bylo postupně rozmícháno· 382,5 gramu minerální vlny, 35 g škrobu, 15 g papírenského sedimentu, 60 g bentonitu, 10 g 50% parafinové emulze a 2,5 g fungieidní42 ⁶ ho· přípravku. Postupováno bylo jako· v příkladě 1; výsledné hodnoty desky činily: objemová hmotnost 418 kg/m³, pevnost v tahu za ohybu 1,73 MPa, úbytek hmotnosti 3,9 %,3. 25 1 was successively stirred up · 382.5 grams of mineral wool, 35 g starch, 15 g PM sediment, 60 g of bentonite, 10 g of 50% paraffin emulsion and 2.5 g of ⁶ fungieidní42 him · preparation. The procedure was as in Example 1; the resulting board values were: bulk density 418 kg / m ³ , flexural tensile strength 1.73 MPa, weight loss 3.9%,

4. Bylo postupováno jako v příkladě 1; vsázka činila 412,5 g minerální vlny, 25 g škrobu, 20 g papírenského sedimentu, 25 g úletu z výroby krystalického křemíku, 10 g bentonitu, 10 g 50% parafinové emulze a 2,5 g fungicidního přípravku. Zjištěné hodnoty činily: objemová hmotnost 386 kg/m³, pevnost v tahu za ohybu 1,61 MPa, úbytek hmotnosti 3,1 %.4. Proceed as in Example 1; the charge was 412.5 g of mineral wool, 25 g of starch, 20 g of paper sediment, 25 g of fumed crystalline silicon, 10 g of bentonite, 10 g of a 50% paraffin emulsion and 2.5 g of a fungicidal composition. The measured values were: bulk density 386 kg / m ³ , flexural strength 1.61 MPa, weight loss 3.1%.

5. Ve 25 1 vody bylo rozmícháno 397,5 g minerální vlny, 15 g škrobu ve formě škrobového mazu (vztaženo na sušinu], 35 g sulfátové celulózy, 45 g úletu z výroby krystalického křemíku, 10 g 50%, parafinové emulze, 2,5 g fungicidního přípravku. Suspenze byla odvodněna na laboratorním odsávacím zařízení, vytvořený mokrý koberec byl přilisován tlakem 1 MPa, a vysušen. Objemová hmotnost činila 382 kg/m³, pevnost v tahu za ohybu 0,58 MPa, úbytek hfnotnos- / ti 5,0 %.5. In 25 l of water, 397.5 g of mineral wool, 15 g of starch in the form of starch wax (dry matter), 35 g of kraft cellulose, 45 g of crystalline silicon wax, 10 g of 50%, paraffin emulsion, 2 The suspension was dewatered on a laboratory suction apparatus, the wet carpet was pressed under a pressure of 1 MPa and dried to a density of 382 kg / m ³ , a bending tensile strength of 0.58 MPa, a weight loss. 5.0%.

Claims

1. Large-sized and sound-insulating mineral fiber boards produced by dewatering diluted aqueous mineral wool suspensions, binders and additives, consisting of 75 to 85% by weight of mineral wool, 2 to 10% by weight of starch or its derivatives, of 0.5 to 15% by weight; % of finely dispersed substances, preferably bentonite, or a combination thereof with a fume from the production of crystalline silicon and its alloys, 0.5 to 2.0 wt. and 0.05 to 2.0% by weight of a fungicidal composition, characterized in that they contain from 0.5 to 10.0% by weight of a paper sediment.

2. Large-scale and acoustic mineral fiber boards according to claim 1, characterized in that the paper pulp used contains 55 to 99% by weight of an organic fraction consisting of high-milled, partially gelatinized cellulose.