DE1150614B

DE1150614B - Verfahren zur Herstellung von Mineralfaser-Formkoerpern aus einer Mineralfaser-Suspension und einem Bindemittel

Info

Publication number: DE1150614B
Application number: DEG26658A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Hans Eberle
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 1959-03-19
Filing date: 1959-03-19
Publication date: 1963-06-20
Also published as: GB936662A; BE588748A; CH378215A

Description

Verfahren zur Herstellung von Mineralfaser-Formkörpern aus einer Mineralfaser-Suspension und einem Bindemittel Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus einer Mineralfaser-Suspension und einem Bindemittel.
Es ist bekannt, Formkörper, z. B. Platten, aus Mineralfasern in der Weise herzustellen, daß man ein Mineralfaservlies durch Überfluten mit wäßrigen Lösungen oder Dispersionen aus Kunstharzen tränkt, den Bindemittelüberschuß absaugt und anschließend die imprägnierte Bahn trocknet. Geeignete Bindemittel sind hochpolymere thermoplastische Polyäthylenderivate, wie z. B. Polyvinylacetat oder Polyacrylate, ferner Bindemittel auf Basis von Duroplasten, wie z. B. Phenol- und Carbamidharzen oder auch Bitumenemulsionen, Stärke und andere natürliche oder synthetische Hochpolymere mit KlebstofF-charakter.
Die auf diese Weise erhaltenen Formkörper, z. B. Platten, haben im allgemeinen einen Bindemittelgehalt zwischen 3 und 10 Gewichtsprozent und ein spezifisches Gewicht zwischen 0,06 und 0,15. Für bestimmte Zwecke sind Mineralfaserplatten mit einem hohen spezifischen Gewicht, nämlich von 0,2 und darüber von besonderem Interesse, beispielsweise für die Isolierung bei höheren Temperaturen, für Trittschalldämmung und für die Verwendung derartiger Formstücke als Schallschluckplatten.
Platten von höheren Raumgewichten werden zum Teil in der Weise hergestellt, daß man bei der Herstellung der Mineralfaservliese nach dem Düsenblasverfahren in den Schacht gleichzeitig pulverförmige Bindemittel, insbesondere Phenolharze, bringt. Man erhält nach diesem Verfahren Platten mit Dichten von 0,3 und darüber. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß erhebliche Bindemittelmengen (etwa die gleiche Menge, wie zur Faserbindung benötigt wird) durch das Blasmedium, Luft oder Dampf, mitgenommen werden. Dies führt zu Verschmutzungen der Anlage und macht das Verfahren unwirtschaftlich. Vielfach können diese Platten wegen ihrer durch das Bindemittel bedingten dunklen Farbe als Schallschluckplatten erst dann Verwendung finden, wenn sie eine farbige Oberflächenbehandlung erfahren haben.
Um Platten von höherer Dichte und einem Bindemittelgehalt von etwa 20% herzustellen, besehreitet man auch den Weg über eine Maische. Als besonders geeignetes Bindemittel hat sich dabei abgebaute bzw. quellfähige Stärke erwiesen. Man geht so vor, daß man eine etwa 5%ige Stärkelösung in Wasser herstellt und in diese Lösung auf mechanischem Wege etwa 25 Gewichtsteile Mineralfasern verteilt. Die nicht mehr fiitrierfähige, puddingartige Masse wird in Formen gegeben und das Wasser bei höherer Temperatur verdampft. Man erhält hellfarbige Platten mit einer Dichte von 0,300 und einem Bindemittelgehalt von 20 Gewichtsprozent. Diese Platten haben eine gute Schluckwirkung gegenüber Schall und gute Isoliereigenschaften gegenüber Wärme und können auf Grund ihrer sehr guten mechanischen Festigkeitseigenschaften auch genagelt werden. Das Verfahren besitzt aber den Nachteil, daß man nicht kontinuierlich arbeiten kann, da wegen der sehr hohen Viskosität einer bereits 5%igen Stärkelösung die Masse nicht mehr filtrierfähig ist und deshalb nicht mit Hilfe einer Rund- oder Langsiebmaschine bzw. auf einem Trommelfilter entwässert werden kann.
Es wurde nun gefunden, daß man hellfarbige Mineralfaserformkörper, z. B. Platten von hoher Dichte und mit einem hohen Bindemittelgehalt von 20% und darüber, kontinuierlich herstellen kann, wenn man das Bindemittel, z. B. Stärke, nicht in gelöster oder gequollener Form, sondern in unlöslicher Form in Wasser suspendiert, in diese Suspension die Mineralfasern einbringt und mit dieser Mischung von niedriger Viskosität über einen Trommelsaugfilter homogene Faserbahnen, die noch einen Restwassergehalt besitzen, herstellt und in dem anschließenden Trockenprozeß bei höherer Temperatur und wasserdampfgesättigter Atmosphäre die im Restwasser suspendierte Stärke zunächst in die verkleisterte Form überführt und nach der Verkleisterung der Stärke das Restwasser bei erhöhter Temperatur und einer nicht wasserdampfgesättigten äußeren Atmosphäre verdampft. Dabei verfestigt sich das Mineralfasergefüge.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es ohne Schwierigkeiten möglich, mit sehr hohen Bindemittelkonzentrationen zu arbeiten, da die nicht aufgeschlossene, in: Wasser suspendierte Stärke die Viskosität der Flüssigkeit praktisch nicht verändert und die Mischung sehr gut'filtrierfähig bleibt. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn die Formkörper bzw. Platten in endlosen Bahnen -mit Hilfe von Trommelfiltern bzw. Rund= oder Langsiebmaschinen hergestellt werden. -Eine 411/oige wäßrige Lösung aufgeschlossener Stärke hat eine Viskosität von etwa 1190 cP.; eine 511/oige Stärkelösung ist bereits ein puddingartiges Gel, dessen Viskosität im Höppler-Viskosimeter nicht mehr gemessen werden kann. Dagegen beträgt die scheinbare Viskosität einer nicht aufgeschlossenen 411/oigen Stärkesuspension in Wasser 1,8 cP. und einer 5o/oigen Stärkesuspension 1,9 cP.
Es hat sich gezeigt, daß man zwecks besserer Auflösung der verfilzten Mineralfaserbüschel vorteilhafterweise so arbeitet, daß man mit aufgeschlossener Stärke eine etwa 111%ige niederviskose wäßrige Lösung herstellt, in die man 4 Gewichtsprozent, bezogen auf die Flüssigkeit, nicht aufgeschlossene Stärke suspendiert und anschließend in diese kolloidale Suspension die Mineralfasern durch bekannte mechanische Vorrichtungen homogen verteilt.
Der wäßrigen Stärkesuspension können Carbamidharz-Vorkondensate oder z. B. auch Polyvinylacetat-Dispersionen oder andere Polyäthylenderivate in gelöster, suspendierter oder emulgierter Form zugesetzt werden. Nach der homogenen Verteilung der Mineralfasern können die außer der in Wasser suspendierten Stärke in gelöster oder dispergierter Form vorhandenen anderen Kunstharze, gegebenenfalls vor der Weiterverarbeitung der Mineralfasersuspension zu Formkörpern, mit Hilfe von Fällungsmitteln auf den Fasern niedergeschlagen werden. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, in der Bindemittelsuspension geringe Mengen von natürlichen oder synthetischen Fasern anorganischer oder organischer Natur, wie z. B. Chrysotilasbest oder Cellulosefasern, mitzuverwenden, die ein hohes Adsorptionsvermögen besitzen.
Um die Verkleisterung der nicht aufgeschlossenen Stärke bei dem Verkleisterungsprozeß zu beschleunigen, können der Suspension Stoffe, wie z. B. Aluminiumacetat, in gelöster Form beigemischt werden. Weiterhin können der wüßrigen Mineralfaser-Stärkesuspension auch noch Füllstoffe oder Farbpigmente sowie Stabilisierungsmittel zugesetzt werden. Die auf dem Filterboden hergestellten Formkörper mit einem Restwassergehalt von etwa 150 bis 400 Gewichtsprozent, bezogen auf die Mineralfasern, werden anschließend zwecks Verkleisterung der suspendierten Stärke 15 bis 20 Minuten einer Temperatur von 80 bis 90° C in gesättigter Wasserdampfatmosphäre ausgesetzt und dann bei einer Temperatur oberhalb 100° C und einer nicht wasserdampfgesättigten äußeren Atmosphäre das Restwasser verdampft, wobei sich der Faserverband verfestigt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich für die Herstellung von Mineralfaserformkörpern gleich welcher Art.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung poröser Formkörper aus Mineralfasern und Stärke als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß man aus wasserunlöslicher Stärke als Bindemittel und Mineralfasern eine niedrigviskose, verhältnismäßig hohe Anteile Stärke enthaltende wäßrige Suspension herstellt, diese auf an sich bekannte Weise zu Formkörpern verarbeitet, die darin enthaltene Rohstärke in wasserdampfgesättigter Atmosphäre bei 80 bis 90° C verkleistert und anschließend das restliche Wasser in nicht mit Wasserdampf gesättigter Atmosphäre oberhalb 100° C verdampft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bindemittelanteil der Suspension mindestens etwa 1 Gewichtsprozent löslicher Stärke und wenigstens etwa 4 Gewichtsprozent unlöslicher Stärke (bezogen auf das Gewicht des Wassers) aufweist, wobei in der kolloidalen Stärkelösung zunächst die unlösliche Stärke und darauf die Mineralfasern suspendiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bindemittelsuspension z. B. der Hydrophobierung dienende Hilfsstoffe; wie Carbamidharz-Vorkondensate, Polyäthylenderivate u. dgl., zugefügt und diese gegebenenfalls chemisch oder thermisch ausgefällt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bindemittelsuspension Stoffe mit hohem Adsorptionsvermögen, wie Chrysotilasbest, Zellulose u. dgl. und/oder Füllstoffe, Pigmentfarbstoffe u. ä. zugesetzt werden:
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch Zusätze von Stoffen, die die Verkleisterung der Rohstärke katalytisch beschleunigen, wie Aluminiumacetat u. dgl.