DE1246514B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Mineralfasern, insbesondere Glasfasern, enthaltenden Schichterzeugnissen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C04b

£0 4 3

Deutsche KL: 80 b - 9/03

l/u,

* fiL· Cftf

Nummer:

1 246 514
Aktenzeichen: C 23413 VI b/80 b
Anmeldetag: 15. Februar 1961
Auslegetag: 3. August 1967

A2-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Mineralfasern, insbesondere Glasfasern, enthaltenden Schichterzeugnissen in Form von Bahnen, Platten oder Formstücken unter Verwendung von Gips als Bindemittel.

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung dünnwandiger Hohlkörper aus erhärtenden Massen, wie Gips, Zement, Magnesit od. dgl., und einem Glasfaservlies, wobei das Glasfaservlies mit einem dünnen Brei dieser Massen durchtränkt und das so erhaltene tuchartige Gebilde anschließend verformt wird (vgl. deutsche Patentanmeldung D 11786 IVc/80 b, bekanntgemacht am 27. 12. 1956). Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß es in der beschriebenen Art nur bei der Herstellung sehr dünnwandiger Hohlkörper anwendbar ist, da bei größeren Dicken eine auch nur annähernd gleichmäßige Verteilung der erhärtenden Massen in beispielsweise einer Glasfasermatte nicht möglich ist. Zwar ist durch die genannte bekanntgemachte Patentanmeldung bekanntgeworden, daß man größere Dicken der Formkörper dadurch erzielen kann, daß man mehrere Lagen solcher durchtränkter tuchartiger Gebilde aufeinanderlegen kann. Tatsächlich sind aber die einzelnen Lagen so dünn, daß man beispielsweise für eine Dicke von etwa 1 cm bereits 10 bis 20 Lagen benötigen würde. Hierdurch würde das bekannte Verfahren so aufwendig, daß seine Anwendung unwirtschaftlich wäre. Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, daß auch bei einer einzigen dünnen Lage, also bei einem einzigen dünnen Glasfaservlies, die Verteilung des dünnen Breies beispielsweise aus Gips für viele Zwecke nicht ausreichend gleichmäßig erfolgen kann. Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei einer vorherigen Verklebung der Berührungsstellen der Glasfasern das gleichmäßige Einbringen des Breies erschwert ist und daß bei einem Glasfaservlies mit nicht verklebten Faserberührungsstellen die Gefahr gegeben ist, daß beim Einbringen des Breies sich die Fasern verschieben und somit ihrerseits ungleichmäßig verteilt sind.

Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, daß man dem Formkörper keine definierte Porosität geben kann. Vielfach ist es erwünscht, wenn der Formkörper eine gewisse Porosität hat, beispielsweise zur Wärmedämmung, Schalldämmung od. dgl. Das bekannte Verfahren ist gerichtet auf eine vollständige Durchtränkung, also auf die Porosität Null. Infolge der beschriebenen Unvollkommenheiten des bekannten Verfahrens kann Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von
Mineralfasern, insbesondere Glasfasern,
enthaltenden Schichterzeugnissen

Anmelder:

Compagnie de Saint-Gobain,

Neuilly-sur-Seine, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Scheller, Patentanwalt,

Aachen, Wilhelmstr. 33

Als Erfinder benannt:

Marcel Levecque,

Saint-Gratien, Seine-et-Oise (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 4. März 1960 (820 380)

eventuell eine gewisse Porosität gegeben sein. Diese ist aber nicht definiert und unkontrollierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs angegebene Verfahren so zu leiten und die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens so auszubilden, daß die beschriebenen Nachteile des bekannten Verfahrens vermieden werden. Dabei soll auch bei dickeren Bahnen, Platten oder Formstücken eine gleichmäßige Verteilung des als Bindemittel vorgesehenen Gipses erreicht werden, und es soll in gewünschter gleichmäßiger oder ungleichmäßiger Weise die angestrebte Porosität bzw. Auffüllung mit Gips erzielt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe bzw. Aufgaben ist das eingangs genannte Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß der Gips in Form einer heißen, wäßrigen Gipssuspension auf die Fasern vor oder während ihrer Ablagerung auf einer Fördervorrichtung, z. B. einem Förderband, aufgebracht wird.

Durch Versuche wurde festgestellt, daß sich durch dieses Verfahren eine sehr gute Bindung der Fasern ereichen läßt, die der heute üblichen Bindung durch Harze, wie z. B. Phenolharze, vergleichbar ist. Das heiße Aufbringen der wäßrigen Gipssuspension bewirkt, daß die Gipssuspension sich gleichmäßig

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über den ganzen Querschnitt der Faserbahn verteilt. Dadurch wird erreicht, daß die Gipssuspension in gleichmäßiger Verteilung auch an die Kreuzungsstellen der Glasfasern gelangt und diese Kreuzungsstellen nach dem Abkühlen und Abbinden des Gipses festhaftend verbindet. Dabei kann die Gipsmenge so gewählt werden, daß das fertige Produkt eine mehr oder weniger große Porosität aufweist. Das Aufbringen der Gipssuspension auf die Fasern vor oder während ihrer Ablagerung auf der Fördervorrichtung erleichtert dabei die gleichmäßige Verteilung der Gipssuspension über die ganze Dicke der beispielsweise eine Matte bildenden Faserablagerung. Zur Erzielung einer gewissen Dicke der fertigen Bahn, Platte oder des fertigen Formstückes braucht nicht nachträglich eine große Anzahl von Einzelschichten übereinandergeschichtet zu werden. Vielmehr gestattet das erfindungsgemäße Verfahren in einem Arbeitsgang bereits die Herstellung einer Bahn, Platte oder eines Formstückes von erheblicher Dicke, wobei sowohl die gleichmäßige Verteilung des Gipses wie auch die gleichmäßige Verteilung der Glasfasern wie auch die Bindung der Fasern an den Kreuzungsstellen sehr gut sind, so daß man ein Erzeugnis von einwandfreier Qualität erhält.

Eine zweckmäßige Art des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gipssuspension in der Nähe der Erzeugungsstelle der Fasern auf diese aufgedüst wird.

Hierdurch wird eine besonders gleichmäßige Verteilung der Gipssuspension erreicht.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die von den mit Gipssuspension versetzten Fasern gebildete Matte zwecks Formgebung einer Walzung unter gleichzeitiger Abkühlung unterworfen wird.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jede Art von gängigem Gips verwendet werden, dem je nach der Art, in der das Verfahren durchgeführt wird, bzw. je nach den gewünschten Eigenschaften des Erzeugnisses noch geeignete andere Stoffe zugesetzt werden können. So können vor allem Abbindungsbeschleuniger oder -verzögerer, Härtemittel oder auch organische Stoffe (z. B. Polyvinylalkohol) zugesetzt werden.

Beim erfindunggemäßen Verfahren hat sich als günstig erwiesen, wenn die Gipssuspension bei einer Temperatur von über 70° C, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 75 und 80° C, auf die Fasern aufgebracht wird. Die Menge des Anmachwassers in der Suspension beträgt dabei zweckmäßig etwa 70 bis 80%.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß den Schichten des Erzeugnisses unterschiedliche Zusammensetzungen verliehen werden, indem den einzelnen Schichten voneinander verschiedene Mengen Gips einverleibt werden.

So kann man beispielsweise Erzeugnisse herstellen, die in der oder den Oberflächenzonen eine große und in der mittleren Zone eine geringe Menge Gips enthalten.

Umgekehrt kann das erfindungsgemäße Verfahren auch dadurch gekennzeichnet sein, daß der mittleren Schicht wesentlich mehr Gips zugeführt wird als den Oberflächenschichten.

Ein derartiges Material ist zur Bildung von Feuerschutzplatten oder -wänden geeignet, wobei die innere dichte Gipsschicht eine wirksame Sperre für heiße Gase bildet.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Gips eine mineralische Substanz wie Kaolin oder Glimmer oder Bariumsulfat zugesetzt wird, die sich bei einer Temperatur zwischen 500 und 700° C ganz oder teilweise zersetzt und/oder mit den Komponenten des Glases reagiert und bei dieser Zersetzung bzw. dieser Reaktion eine starke endothermische Wirkung hervorruft.

Die Erfindung umfaßt auch Vorrichtungen zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Eine Ausführungsart einer solchen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf dieses Ausführungsbeispiel, beinhaltet aber auch allgemein eine weitergehende Beschreibung der Erfindung. Es zeigt

F i g. 1 schematisch in Seitenansicht teilweise geschnitten die vollständige als Beispiel dargestellte Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 und 3 schematisch im Schnitt, abgebrochen gezeichnet, Darstellungen verschiedener Schichtungen.

Bei der gezeigten Ausführung sind drei Fasererzeugungsapparate vorgesehen, die, wie bekannt, aus mit großer Geschwindigkeit sich drehenden Hohlkörpern 1, 1 a, 1 b bestehen, deren Mantel Öffnungen aufweist, durch die das in geschmolzenem Zustand in den Drehkörpern befindliche Material durch die Zentrifugalkraft in dünnen Strömen ausgeschleudert wird, die durch die Wirkung von Gasströmen, die aus Schlitzen von gleichachsig mit den Drehkörpern liegenden Verbrennungskammern 2, 2 a, 2 b austreten, zu feinen Fasern ausgezogen' werden.

Unter jedem Apparat ist eine Vorrichtung zum Auftragen von Gipssuspension auf die Fasern angeordnet.

Diese Vorrichtungen bestehen je aus einem Kranz 3, 3 a, 3 b, dessen Achse mit derjenigen des zugehörigen Fasererzeugungsapparates übereinstimmt und den Zerstäuber 4, 4 a, 4 b trägt. Die Speisung der letzteren mit Gipssuspension erfolgt über die genannten Kränze, die an eine die Gipssuspension zuführende Leitung angeschlossen sind.

Die von den Drehkörpern kommenden Fasern gehen innen durch die Kränze hindurch, an den Zerstäubern vorbei und werden auf einem Förderband 5 aufgenommen. Das obere Trum dieses Förderbandes läuft über einen Saugkasten 6.

Die beschriebene Anordnung gestattet es, Erzeugnisse zu erhalten, die in den Oberflächenzonen und in der mittleren Zone hinsichtlich des Gehaltes an Gips verschieden sind.

So kann man beispielsweise mit den Zerstäubern 4 und 4 b in die Fasern eine solche Gipsmenge eintragen, daß das Verhältnis zur Fasermenge 50: 50 beträgt, und mit dem Zerstäuber 4 α eine auf 20% verringerte Gipsmenge. Nach dem Walzen durch die Walze 8 erhält man so Erzeugnisse (F i g. 2), die 50% Gips in den Oberflächenzonen 10, 10 b und 20 % Gips in der mittleren Zone 10 α aufweisen.

Wie dargestellt, können noch zusätzliche Verteiler 7, Ta, Ib vorgesehen werden, die dazu dienen, der Fasermasse reinen Gips oder fast reinen Gips (z. B. mit 10% Fasern gemischt) zuzuführen, so daß Zwischenschichten 11, 11 α und eine Oberflächenschicht 11 b entstehen, die sehr reich an Gips sind (F i g. 3).

Die Schicht 11 b bildet eine sehr glatte Oberfläche, so daß sich ein solches Erzeugnis besonders gut zur Bekleidung von Wänden, Decken usw. eignet.

Da die unter den ersten Verteiler 7 hindurchgehende Schicht verhältnismäßig dünn ist und Gipssuspension gegebenenfalls durch diese Schicht hindurchfiltert, ist unter dem oberen Trum des Förderbandes im Bereich des Verteilers 7 ein Sammler 9 vorgesehen, der von der Fasermasse nicht zurückgehaltene Gipssuspension auffängt und ableitet.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführung beschränkt, vielmehr können an ihr verschiedene Änderungen vorgenommen werden. So kann ein und demselben Förderband eine beliebige Anzahl von Fasererzeugungsapparaten zugeordnet und die Gipsmengen, die in die von jedem der Apparate kommenden Fasermassen eingetragen werden, können geregelt werden, um Erzeugnisse gewünschter Art zu erhalten.

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Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Mineralfasern, insbesondere Glasfasern, enthaltenden Schichterzeugnissen in Form von Bahnen, Platten oder Formstücken unter Verwendung von Gips als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Gips in Form einer heißen, wäßrigen Gipssuspension auf die Fasern vor oder während ihrer Ablagerung auf einer Fördervorrichtung, ζ. Β. einem Förderband, aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gipssuspension in der Nähe der Erzeugungsstelle der Fasern auf diese aufgedüst wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den mit Gipssuspension versetzten Fasern gebildete Matte zwecks Formgebung einer Walzung unter gleichzeitiger Abkühlung unterworfen wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gipssuspension bei einer Temperatur von über 70° C, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 75 und 80° C auf die Fasern aufgebracht wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Schichten_des_ Erzeugnisses unterschiedliche "Zusämmensetzungen verliehen weFdenV Indem denT einzelnen Schichten voneinander verschiedene Mengen Gips einverleibt werden. —

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mittleren Schichtjesentlich mehr Gips zugeführTwird als den Oberflächenschichten.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem _Gips eine mineralische Substanz wie Kaolin, Glimmer oder Bariumsulfat zugesetzt wird, die sich bei einer Temperatur zwischen 500 und 700° C ganz oder teilweise zersetzt und/oder mit den Komponenten des Glases reagiert und bei dieser Zersetzung bzw. dieser Reaktion eine starke endothermische Wirkung hervorruft.

8. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei oder mehr Fasererzeugungsapparate (1, 1 α, 1 b), die aufeinanderfolgend über dem Förderer (5) angeordnet sind, wobei jedem Apparat eine Vorrichtung (4, 4 a, 4 b) zum Aufstäuben der Gipssuspension auf die von ihm erzeugten Fasern zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuber (4, 4 a, 4 b) an einem gleichachsig mit dem Fasererzeugungsapparat (1, la, Ib) angebrachten Kranz (3, 3a, 3 b) sitzen, der gleichzeitig zur Speisung der Zerstäuber mit Gipssuspension dient.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuber bezüglich der von ihnen in die Fasern einzutragenden Gipsmengen regelbar sind.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung von an Gips sehr reichen Zwischen- und/oder Oberflächenschichten zusätzliche Gipsverteiler (7, la, Ib) vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift D 11786 VIb/806 (bekanntgemacht am 27.12. 1956).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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