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"Verfahren und Vorrichtung sur Herstellung von aus eine Mineral und
einem schäumenden Material zusammengesetztn Formkärepern" Die Erfindung besteht
sich auf ein Verfahren zur Herstiellung von aus einem Schaummaterial und einem Ineralprodukt
bestehenden Formkörpern und richtet sich insbssondere auf ein Verfahren sur Herstellung
solcher Formkörper mit Mineralfasern als ineralbestandteil.
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Es hat siob gezeigt, daß die Zugabe von faserigem Material zu einem
flüssigen Schäumbaren Material eine Steigerung der Viskosität des schäumenden Materials
zur Folge hat, so daß ei ausserordentlich schwer zu rühren ist, wenn mehr als lo
Gew. -% Fasern, berechnet auf das Gewicht des schäumenden materials, zugegeben werden.
Das Mischen fasrigen Materials mit einem flüssigen, schäumbaren Material hat ausserdem
immer ein gewisse Zerstörung der Fasern zur Folge. Diese Zerstörung besteht im wesentlichen
aus
einen Brechen der Fasern, wodurch die Faserlänge vermindert und der Zusammenhalt
der Stränge oder Lunten verringert wird. Infolgedessen sind die physikalischen Eigenschaften
des Endproduktes geringwertiger als diejenigen1 die man mit der Menge der eingeftihrten
Verstärkung hinsichtlich der Faserahmessungen erzielen möchte.
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Die vorliegende Erfindung besteht in einem verbesserten Verfahren
sur Herstellung von Formkörpern, die Mineralfasern zus-ion mit oder in Verbindung
mit einem geschäumten, abgesetzten Material enthalten. Dieses Verfahren ermöglicht
die Herstellung solcher Formkörper mit bisher unerreichbar hohen Anteilen an Mineralfassern
und ist ausserordentalich wirksam zur Herstelllung von Formkörpern mit Mineralfasern
und einem geschäumten, abgesetzten Material in allen innerhalb extrem breiter Bereiche
gewünschten Anteilswverhätnissen.
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Das erfindungsgemässe Verfahren sur Herstellung von Formkörpern aus
Mineralfasern und einem geschäumten, abgesetzten Material besteht in der Herstellung
einer Masse aus Mineralfasern, die derart untermischt sind, daß die Masse selbst
einen inneren körperlichen Halt aufweist, worauf diese Masse mit einem achäumbaren,
absetzbaren Material zusammengebracht wird und man wenigstens teilweise einen Bereich
um diese Masse abgrenzt. Darauf wird das Material geschäumt und füllt
diese
Zone aus, wobei es gleichzeitig in das Fasermaterial vordringt und sich mit diesem
während des Schäumens im abgesetzten Zustand innig verbindet. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens besteht das Schäumbarfe, absetzbare
Material in einem 3indemittel, welches nach dem Absetzen mit den Mineralfasern fest
verbunden ist. Das erfindungsgemässe Verfahren zur Schaffung von Formkärpern aus
Mineralfssern und einem eschäumten, abgesetzten Material, vorzugsweise einem Bindemittel
soll im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert werden.
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Diese zeigen in Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Masse
aus Mineralfasern, die derart miteinander untermischt sind, daß die Masse einen
inneren kdrperlichen Halt aufweist, und die in einer geeigneten Form zusammen mit
einem schäumberen Bindemittel o. dgl. untergebracht sind. Fig. 1 stellt eine Stufe
eines vergleichsweise einfachen, chergenweise arbeitenden Verfahrens sur Herstellung
der erfindungsgemässen formkäreper dar.
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Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 1
und zeigt das fertige Produkt naoh
dem Schäumen des Bindemittels,
das dabei die Porm ausfüllt und atoh über die Masse der Mineralfasern verteilt,
wobei es nach dem Durchsetzen während des Schäumvorgangs in unmittelbare Verbindung
und Berührung mit der Masse schliesslich in den abgesetzten Zustand übergeht.
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Fig. 3 ist eine teilweise schematische Seitenansicht einer kontinuierlich
arbeitenden Vorrichtung zur Druchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.
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Fig. 4 zeigt einen Teilsusschnitt einer abgeänderten Vorrichtung zur
kontinuierlichen Durchftihrung des erfindungsgemässen Verfrfahrens.
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Fig. 5 zeigt eine schematische Teilansicht einer weiteren abgeänderten
Ausführungsform zur kontinuierlichen Durohftihrung des erfindungssgemässen Verfahrens.
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Fig. 6 ist ein senkrechter Schnitt durch ein besonders wertvolles
Produkt, wekoches sich mit der Vorrichttung nach Fig. 5 herstellen lässt.
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Fig. 7 zeigt einen Scohemichen Schnitt durch einen erfindungsmemässen
formkörper, der aus Mineral, Wolle und einem Schhäumbaren Material hergestellt ist.
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Fig. 8 ist eine schematische, teilweise perspektivische Ansicht mit
teilweise weggebrochenen Teilen einer weiteren abgeänderten Vorrichtung zur Bontinuterlichen
Druchführung des erfindungagemässon Verfahrens.
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Fig. 9 ist achliesslich, ähnlich wie Fig. 7, ein schematischer Schnitt
durch eine abgeänderte Ausführungsform des erfindungsgemässen Formkörpers, bei dem
Einermlfassrn innig itt einem geschäumton Material verbunden sind und eine Vielzahl
von Zwischenlagen verschiedener Art swischen den einzelnen Fasserlagen angeordnet
ist.
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Nach den Fig. 1 und 2 wird eine bei 30 schematisch angedeutete Masse
aus Mineralfasern in eine geschlossinen form 31 zusammen itt einem schäumbaren BindekiNtel
32 eingesetzt. Die Masme 30 setzt sich aus Mineralfasern zusammen, die so stark
miteinander gemischt sind, daß sie einen ausreichenden innerlichen Halt bgesitzt.
Diese Untermischung der Fasern läst sich durch die Reibung von Faser an Faser erzielen,
wenn die einzelnen Fasern verhältnismässig lang, beisipelsweiiessl wenigstens in
der Grössenordnung von 1,3 ci sind. Eins solche Masse läest sich durch ein Glas-
oder Steinwollherstellungsverfahren erhalten, bei dem ein Strom geschmollsenen materials
geeigneter
Zusammensetzung durch eine vershältnismässig großen
Durchmesser aufweisende Öffnung in einen Dampfblasstrom eingeführt wird, der den
vergleichsweise grossen Durchmesser aufweisenden Strom in klein Körper aus geschmolsenem
Material aufbricht, die durch den mit hohen Gaschwindigkeiten strömenden Dampf in
Fasern verhältnismässig kleinen Durchmessers ausgezogen und dann suf einem geeigneten
Färderer gesammelt werden. Eine solche masse aus miteinander vermischten Mineralfasern
kann man auch durch Zerteilen kontinuierlicher textilertiger Fasern oder Lunten
auf einem geeigneten Förderer herstellen.
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Bei der Herstellung übarlicherweise zur Verfügung stehender Mineralfaserprodukte
nach einem der obengenannten Verfahren ist es t1-blich, irgendein Binde mittel oder
eine Schlichte mit den verhältnismässig feinen Mineralfasern in kombinieren. Bei
disesm Verfahren geht man so vor, daß man die Masse 30 herstellt wab die haftung
und den inneren Halt der Masse durch Verkleben der mineralfasern steigert. Der innere
Halt der Mineralfasermasse ist vorhanden, wenn die einselnen Fasern eine ausereichenie
Durchschnittslänge besitzen und miteinander derart untermischt
sind,
daß in solchen Fällen die Verwendung eines Bindemittels oder einer Schlichte zur
Herstellung des inneren Haltea nicht wesentlich erscheint Wird die Masse aus untermischten
Mineralfasern aus einem kontinuierlichen textilartigen Mineralfaserstrang hergestellt,
dann werden die Fasern oder Stränge mit einer Schlichte überzogen. Man kann zusätzlich
Schlichte oder Bindemlttel iUr die weitere Bindung der Masse verwenden, wodurch
ihr innerer Halt verstärkt wird. Einige der bei der herstellung von Gegenständen
aus Mineralfasern verwendeten Binde- oder Schlichtemittel steigern den Halt der
Fasermasse ganz beträchtlich. Als in der Wärme absetzbare Kuns tharze fUr diesen
Zweok verwendet man Phenol- oder substituierte Phenolaldehyde, harnstoffaldehyde,
Melaminaldehyde, Polyester, Epoxydharze, Silichone, Furfurale, Gelatinformaldehyd
und ähnliche, sich in der Wärme absetzende Teilkondensationsprodukte. Thermpplastische
Kunstharse für diesen Zweck sind beispielaweise Polyvinylakohol, Polyvinylacetat,
polyvinylchlorid, Polyvinylbutyral, Polyäthylen, Polystyren, Polyamide, Cumaronindene,
Polyvinylindenchlorid, Cellulosecocetat, Äthylocellulose, Alkyds, Methylmethacrylat,
Äthylmethacrylat, Calluloseacetobutyrat gnd änliche Substanzen. Na kann auch
Elastomere,
beispielswise Naturgmmi, Polychloroprene, Polybutadien, Polybuten, styrenbutadien-Mischpolymerisate,
Butadienacyylonitrile-Mischpolymerisate, Polysulfi delastomere undtl. verwenden.
Zusätzlich können natürliche und künstiliche Blndemittel wie Stärke, Albumin, Casein,
Sarboxymethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, Terpene, Schellack, Asphalt und verschiedene
natürliche Klebemittel verwendet werden. Auch lassen sich vorsohiedene mineralische
und pflanzliche Öle und Zusammensetzungen als Schlichte auf Mineralfasern verwenden,
um die einzelnen Fasern aneinanderzubinden und einen verstärkten halt der Masse
zu erzielen.
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Die besondere Zusammensetzung des Schäumbaren Binde mittels bei der
Anordnung nach Fig. 1 bildet keisnen wesentlichen Bestandteil der vorliegenden Erfindung,
d.h. dar schäumbare Bindemittel 32 kann entweder ein organisches oder anorganischen
Bindemittel sein, vorausgestzt, dab für den besonderen Anwendungszweck nach der
Erfindung do Earz im xchäumbaren Zustand so lange stabil ist* daß die Ierstsllung
des dargestellten Formklrpers möglich istl Ein Phenolformalaldehyd-Teilkondensationsprodukt
oder- Resol mit darin dinpergiertem Aminoumcarbonat eignet sich beispislsweise als
schäumbares Bindemittel. Bei dem Amoniumoarbonat handelt @@ sich um ein Material,
du bei der rwärmung
his auf eine Temperaytur, die unter der aushärtungstemperatur
des ! *ilkondenaationsproduktes liegt, Gas entwickelt Die Gasbildung verursacht
das Schäumen des Bindemittels und bei weiterer Erwärmung härtet du geschäumte Harz
aus. Andere Beispiels für Materialien, die Gas bei einer Erhitzung auf Temperaturen
knapp unterhaib der Aushärtungstemperaturen des Parzbiendemittels entwickeln, sind
beispielsweise Natriumbicarbonat, Dinitrosopentamethylentetramin, N, N'-Dimethyl,
N, N'-Dinitrosotrephtalamid und p, 9' Oxy bis (Benzensulfonylhydrazid). . Außerdem
kann man ein flüchtiges Lösungsmittel, wie Isopropyläther, Wasser o.dgl. mit den
Bindemitteln mischen und zur Erreichtung der gewünschten Schäumung verdampfen. Das
Harzbindemittel läßt sich in den Schäumbaren Zustand auch duroh Dispersion fein
verteilten festen Konlendioxyds oder anderer ausgefrorsner Gase oder durch Einschluß
von Substanzen in die Form, diQ bei der Umsetzung Gas entwickeln, beispielsweise
also Aluminium oder Magnesium oder ein Säure oder Alkalyd oder Kalziumoarbonat und
eine Säure, überführen.
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In der angegebenen Weise lassen sich auch sender organische Kunstharzbindemittel
als Phenolformaldehyd0-Teilkondenstionsprodukte in den Schäumbaren Zustand überführen.
Beispielsweise kann man andere härtbare maseblindemittel außer Phenolalydhydkondensationsprodukte,
wie
Harnstoffaldehyd-Teilkondensationsprodukte, Kolaminaldehyd-Teilkondensationsprodukte,
Resorcinolaldehyd-Teilkondensationsprodukte, Polyemter, Expoxyharse, Silikone und
Purfuryladldehyd-Teilkondensationsprodukts u.dgl. so mischen, daß ein schäumbares
und gemäß der ausführtungsform der Erfindung nach Pig. 1 verwendbares material entsteht.
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Zusätslich kann nn anorganische Bindemittel auf eine der oben angegebenen
Artenf schäumen und verweenden. Bevorsugte ànorganische Bindemittel Sind vorzugswweise
zementartige Substansen, Gipe, Portilandsement, Magnesiumoxyaulfat, magnesimoxychlorid,
Magnesiumoxyphosphat, Zinkoxyphonsphat, Alumnitsement, Metallsilikate, wie Calciumstilikat
und Aluminiumsblickat, Pussolansemente und kollodiale Kiesselsäure. $Verschidene
$natüliche und künstliche thermoplastische Bindemittel Können ebenfalls itt den
Schäummitteln gemischt und bei dieser Ausführungsform vorwendet werden. Beimpiele
soloher bindemittel sind Polyvinylaoetat, Polvinylalkohol, Polyvinylchloerid, Polyvinylbutyal,
Poläthylen, P Polystryen, Polyamide, Koumaronindone, Polyvinylidenohlorid, Celluloneasetat,
Äthylcellulo0-so, Asphalt, Polymethylemthakrylat, polyäthylmethakrylt, Gelluloseasetobutyrat,
Terpene, wie Fichtennadelpech, Schellsck, Galatinformaldehytd-Substanzen, kasein,
Carbodimetnhylcellulose, Polyvinylpryrroliden. Natugummi, Polychlorpren, Polybutadien,
Polybuten, Acrylnitril, Butmdien-Acrylonitril-Mischpolymersiate,
Polysulfid-Elastomere,
Butadien-Acrylitril-Mischpolymerisate u.dgl..
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Auoh schäuabare organisohe' Polyharnstoff-Bindemittel kann man bei
der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwenden. Pol;yurethanscheum
läßt sich aus einen Polyester, einem Isocyanat und eines Aminbeschleuniger in Anwesenheit
von Wasser herstellen. Diese Mischung beginnt kurz nach dem Zusammetnbringen der
verschiedenen Bestandteile zu schäumen, so daß eine innige Mischung sehr rasch hergestellt
werden muß.
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Das erzeugte Gemisch muß dann sofort in der gewänschten weise für
das Schäumvorgang vorbereitet werden. Eine solche Mischung oder ein ähnliches Schäurmbares
Polyurethankunstheras läßt sich als Hars beim formkörper nach Pig. 1 verwenden,
indem man unter andemessenem Rühren die verschiedenen Komponenten der Mischung in
enger Nachbarschaft der Pori zusammenbrigt, die Masse aus Mineralfasern einsetzt
und dann die Mischung sofort in die Pori einführt.
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Das schäumbare Bindemittel kann auch ein harssaterial sein, in den
ein Gas unter Druck dispergiert ist. In nolchen Fällen tritt das Schäuemen bereits
unmittelbar nach dam Nachlassen des Druckes im Harz auf.
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Schäumbare Bindemittel, wie Vinylohloride, Vinylidenochloride, Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Mischpolymerisate
und Epoxyharse
eignen sich thesonders für das erfindungsgemäße
Verfahren.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung, die im Zusammenhang mit Pig.
1 beschrieben wurde, wurde ein Schäumbares Bindekittel verwendet. In manchen Fallen
kann es vorteilhaft sein, ein schäumbares material zu verwenden, bei de es sich
nicht ui ein Bindemittel handelt und das nicht an den Faser hafton soll. In diesel
Falle wird da. Material nach den Schäuion mit den Mineralfasern innig vereinigt
und füllt die Zwischenräume Zwischen diesem aus. wobei Jedoch keine unmittelbare
Bindung des Materials mit den einzelnen Fasern erfolgt. Sowohl die Fasermasse als
auch da. geschäumte Material weisen dann Isoliereigenschaften auf und tragen zum
strukarel ion halt der masse bei. Eine solche Steruktur läßt sich erzeugen, wenn
nan die Fasernf nit einem lösmittel überzieht, beispielsweise einen Silikon, welches
ein Benetzen der Fasern durch das Schäummaterial Verhindert. Als Silikonamaterial
für diesen Zweck eignet sich beimspielsweise Dimethylsilan.
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Der genaue ohemische Vorgang bei der Überführung eines Beindemittelu
in den abgesetzten Zustand hängt selbstverständlich von der chemischen bhatur den
Bindenittels ab. So wird beispielswise im Falle einse in der Wärme aushärtenden
Kumstharsbindemittels in der Endhätestufe Une eingeführt werden müssen, wobei die
Ensttufe dci hargten Zustand des Materials entspristh, $Diese $ärme Kann Durch eine
oxyteherme Härtereaktion
erseugt werden und/oder läßt sich für
den aushärtevorgang zuführtnen.
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In Falle eines thermoplastischen Materials itt darin dispergeier4ten,
in der Wärme sersetzbaren Substanzen dient die Wärme zur Erweichung des Harzes und
zur Zersetzung des darin dispergierten Materials sur Freigabe des Gases und dasit
zum Schäumvorgang. Jedoch ist eine Kühlung Erforderlich, us den sich ergebenden
Schaum in einen Zustand su überführen, der bei Raumtemperatur stabil ist. Falls
das Schäumbare Bindemittel mit unter Druck befindliches Gas imprägniert ist, führt
das Nachlassen des Druckes ia allgemeinen zu eines sotortigen Schäumen, was mit
einer Wasentlichen Abschrechkung des Harzbindemittels verbunden ist, so daß bei
einen thermoplastischen Bindemittel, wie Polystyren, das unter Druck auf einer Temperatur
Etwas oberhalb seiner Erweichnungstemperatur gehalten wird, die raschs Abkühlung
sowohl den Schäumvorgang als auch das Aushärten des Harzes zur Folge hat. Ist das
Bindemittel ein Gummi- oder ein anderes elastomeres Material, dann erfolgt das Aushärten
duroh Volkanisieren oder eine ähnliche Reaktion. Im Falle der Verschiedenen, Zementartigen
anorganischen Bindemittel enthält der Härtevorgang vergleichsweise langsam ablaufende,
chemische Reaktionen, die noch nioht voll geklärt sind, wie es beispielsweise bei
Portlandzement der Fall ist. Die Form nach den Fig. 1 und 2 kann in jeder geüwünschten
Weise gestaltet werden, so daß
sich unmittelbar ein Gegenstand
bestimmeter Form erzeugen läßt, Porn und Formdeckel können auch mit geeigneten Auskleidungamaterial
auagekleidet seitn. Auch kann der fertiggestellte Gegenstand mit einen Bindemittel
besprüht werden, so daß von der Kernsubstanz unterschisdliche Oberflächen-Schichten
entstehen, beispielsweise Oberflächenschichten mit gewünmohten Eingenschaften, wie
Weichheit, Härte, Elsstizität o. dgll.
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Die Vorrichtung nach Pig. 3 weist zusammenwirkende undurchlässige
Förderer 51 und 32 auf, die in geeigneter Weise in Richtung der Pfeile angetrieben
werden. Eine aus Mineralfasern bestehende Masse 33, die so gemischt ist, daß sie
einen inneren körperlichen Halt aufweist, wird in ein teilweise umschlossene Zone
swischen den Förderern eingeführt, während ein schäumbares material der oben angegebenen
Art in den Eingriffspalt swischen der Masse 53 und dem Förderer 32 und/oder in den
Eingriffaplt zwischen der Masse 53 und den Förderer S1 eingeführt wird. Das derart
eingeführte schäumbare Material wird ausgedehnt und setzt sich in de teilweise ummchlommenen
Raum zwischen den Förderern ab. Du Erwkrmen oder Kühlen des Materials erfolgt unter
Verwendung der Wäremeübertragungsvorrichtungen 56 und 57, mit denen Dampf oder ein
anderse Keismittel oder ein geeignetes Kühlmittel zugeführt werden. Die Ausdehnung
des schäumenden Ihterialx innerhalb der teilweise umschlossenen Zone drückt
dieses
Material in innige Berührung mit den Fasern der Masse 53. handelt 4v sich bei dem
schäumbaren Material um ein Bindemittel, dann erfolgt die endgültige Aushärtung
in dieser innigen Berührung, so daß die Masse aus Mineralfasern fest mit dem gaschäumten
Bindemittel gebunden wird und ein endprodukt 58 entsteht, welche aus der teilweise
umschlossenen Zone zwischen den Förderern 51 und 52 abgegeben wird.
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Ist das Material kein Bindemittel, dann werden die Fasern, ohne Jedoch
im Endprodukt 58 im eigentlichen Sinne gebunden zu sein, innig mit ihm vereinigt.
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Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung entspricht im wesentlichen
der Vorrichtung nach Fig. 3. Sie enthält susammenwirkende undurchlässige Förderer
59 und 60, die in Pfeilrichtung angetrieben werden und die telweise umschlcssene
Zone definieren. Eine Masse 61 aus vermischten mineralfasern wird in die teilweise
umschlossene Zone swischen die Förderer 59 und 60 eingefühfrt. Gleichseitigt wird
in den Eingriff swischen dsaa Material 61 und des Förderer 60 von einer Leitung
62 Ein mchäumbares Material zugegeben, während anderes schäumbares Material in den
Eingriff zwischen Masse El US Förderer 59 durch eine Leitung 63 h eingeführt wird.
Die masse 61 besteht aus zwei getrennten Massen 64 und 65 aus vermischten MJineralfasern,
die von getrennten Quellen zugeführt zu einer Masse 61 vereinigt werden, bever die
M@@@@ In die Teilweise umschlossene Zone seischen den Förderer 59 und
60
eintritt. Am Ende der Leitung 67 ist eine Sprühdüse 66 sur Einführung eines schäumbaren
Materials oder eines Bindemittels in den Eingriff zwinschen die Masse 64 und 65
vorgeschen. Gegebenenfalls kann das gesamte schüumbare Material durch den Spühkopf
66 eingeführt werden, während nicht schäumberes Bindemittel durch die Leitungen
62 und 63 oder swsi verschiedens, nicht schäumbare Bindemittel durch die leitungen
62 und 63 eingeführt werden. Gegebenenfalls kann man ein schäumbares Material durch
eine der leitungen 62 oder 63 einführen, während entweder ein Bindemittel oder das
gleiche oder ein anderes schäumbares Material durch den Sprühkopf 63 und die andere
der beiden Leitungen 62 und 63 eingeführt wird. Die Wärmeaustauschverrichtungen
68 dienen aur Erwäraung oder kühlung des zwischen den Förderer 59 und 60 befindlichen
Produktes. Wird das schäumbare Material aussohließlich durch den Sprühkopf 66 und
ein nicht schäumbares aushärtendes Material durch die Leitungen 62 uia 63 eingeführt,
dann entsteht das in Fig. 6 dargestellte Produkt. Da Produkt nach Fig. 6 setzt sich
aus ubgesetsten Oberflächenlagen 69 und 70 mit einem dazwischen befindliohen Produkt
71 zusammen. Das Produkt 71 besteht aus gemischten materialfassern und einem diesen
innig sugeordneten, ausgedehnen abgerstzten Material. Du ausgedehnte abgesetste
m,aterial kann mit den Mineralfasern verbaunden sein oder ohne Bindung mit ihnen
mtr innig vereinmigt seim. Derem Produkt 71 weist eine große Schlaghärete auf und
kann als
wärmeisolferendes Bauelemne tVerwendung finden. Gegbeenefalls
kann es auch feuerfest und undurchlässig fur Feuchtigkeit und andere Dämpfe gemacht
werden. Es bildet außerdem einen ausgezeichneten Schalldammstoff.
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Die schematisch und teilweise in Fig. 5 gezeichnete Vorrichtung entspricht
der Vorrichtung nach Fig. w und enthält undurchlässige Färderer 72 und 73, die in
Pfeiflrichtung ange-Trieben werden. Getrennte Massen 74 und 75 aus gemischten Mineralfassrn
werden zusammengebracht und bilden ieine Masse, die in eine teilweise umsclossene
Zone zwischem den Förderer 72 und 73 eoingeführt wird. Die Sprühdüsen 76, 77 und
78 bringen ein material in die Eingriffstelle Swischen Förderer 72 und Masse 74
bzw. die Masse 74 und Masse 75, bsw. Förderer 73 und Masse 75 ein. man kann einer
der Sprühdüsen 76, 77, 78 auch ein nicht schäumbares Bindemittel oder gegbenenfalles
ein schäumbares Material über die entsprachende n Leitungem 79, 80 und 81 suführen.
Jede kombeinaation aus Beindemittel oder Schäumberam Material läßt sich mit den
Mineralfasernm vereinigen, wie im Zusammenhnag mit Fig. 4 orläutert wurde.
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Bin dem Gegenstand der Fig. 6 entsprechendes Produkt erhält man, wenn
man ein Bindemittel durch jede der Düssen 76 und 78 aufspritst, Wkhrend ein schäumbares
material durch die Düse 77 aufgebract wird.
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Das erfindungegemäße Verfahren kaknn auch durch Vorrichtungen
ausgeführt
werden, die denen nach den Fig. 4 und 5 entsprechen, aber etwas abgeändert sind,
so daß drei oder mehrere getrennte Massen aus gemischten Mineralfasern vereinigt
und mit einem schäumbaren $Bindemittel Verbanden werden. Gegebenenfalle kann die
Dichte der verschidenen massen aus Mineralfasern Schwanken. Auch Kann die Dichte
der eitnselnen Schichten im fortigen Gegenstand Dchwanken. Man kann auch ein Band
oder eine Schicht aus Cellophen, Polyäthylen o.dgl0 in die masse zwischen jedes
Paar benachbarter getrennter massen aus Mineralfasern einführen, so daß verschiedene
verhältnismäßig komplisierte geschichtete strukturen erseugt werden können. gegbenenfalle
kann man auch kleine Glasperlen, Galasfooken oder andere Materialien auf einem geeigneten
Förderer zussammen mit mineralfassern derart ablegen, daß die Mineralfasern entweder
durch ein Bindemittel oder durch gegenseilteige Verfleehtung, wie oben erörtert,
miteinander vereinigt werden und eine Masse aus peflen, Flooken o.dgel. in Verteilung
enthaltenden Fassern entsteht. Man kans auch ein schäumbares Material mit solechm
nassen vereinigen und schäumen, während die masse und du Schäumbare material innerhalb
einer wenigstenn teilweise umsohlonssenen zone vorliegen. Findet eine Glasperlan
oder Kugeln und gemischte Mineralfassern enthaltende Masse Verwendung, dans Läßt
einch eine fertiger Gegentand durch Einführung einmem härtbaren Bindemittels oberhald
und
unterhalb der Massen und ein schäumbaren Materials i 1 die
Eingriffetelle seiscohen den beiden Massen ersugen. Bin solrohes Produkt enthält
äußere gehärtets Bindemittelfläohen, die auf den Mutterkörpern aus der Masse aus
gemischten Mineralfasern und geschäumten, abgehärteten material mit Glaskugeln oder
Perlen gebunden sind. Anstelle von Glaskugeln oder Perlen kann man auch ausdehmbare
Körper rur Polystyren, Metallteilohen, ein gepulvertes, nicht schäumenden Bindeharz
o.dgl. mit den Minersalfasern ablegen.
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Das in Fig. 7 dargestellte produkt zeigt eine innige Vereinigung eines
Geschäumten Materials und einer Masse aus Mineralfasern, die durch ein Glas- oder
Mineralwolleverfahren gergepstellt sind. Das Produkt besteht aus eine Masse unteraeinander
vaermischter mineralfasern 82, die durch ein geeignetses Bindemittel 83 versparrt
und innig mit einem geschäumten und abgehärteten Material 84 vereinigt sind.
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In Fig. 8 ist eine Vorrichtung zur Einführung eines Polyurethans oder
anderer bei Raumtemperatur schäumbarer Materialien dargestellt. Die Vorrichtung
besteht aus zwei Sylindern 85 und 86 und Vorrichtungen zur Misohung von Flüssigkeiten,
die aus den beiden Eyliendern in den geüwünschten Mengen abfließen. Außerdem sind
Vorreichtungen Zum Versprühem der sich ergebenden mischung auf eine masse aus Vermischten
Mineralfasren vorgesehen. Eine Disparsion aus einem geeignetem
Folyestermmterial,
Wasser, eim@@ Dispargier@@@@@@@ttel und @@@@@ Ami@beschle@@miger führt man in des
sylinder 85 ein und hält mile auf einer gewümschten Temperstur, indem man entweder
eim Hein- oder Kühlmittel durch die Wärmeaustauuschschlange 87 sirkulierem läst.
Denn wird Diisocyamat, beisplelaweise 2,4 - Toluemdilsesyanat in den Zylinder 86
eingefüllt und auf der gsewümschtes Temperatur durch Umwälsung sinse Eism- oder
Kühlmittels durch die Austsusch-Schlange @@ gehalten. Die Polyester-Wasser-Amis-dispersion
flieflt vem Kylimder 85 durch die leitung 89, das Zumelventil 90 und die Leitung
91 zur Mischl@@@er 92, wo sie mit dem Dlisesyanet gemischt wird, welches vom zylinder
86 durch die Initung 93, das @@@@@@@@til 94 und die Leitung 95 strömt, Bim @@häumbares
Polyurethen wird im der Mischkammer 92 ersengt und fließt durch @@ine eigmene Schwere
oder gepumpt durch eime Pumpe 96 durch eim bieg@@@@@ Rohr 97 sur Sprübd@@@ 98, ven
der @@ auf eine Masse aufgeesprüht. wird, @@@ allpegafs@ bei 99 angedantet ist und
aus vermisehten @i@@@lfnse@@ besteht, Die Masse 99 wir im Aichteung des Pfeilie
Ver gerüekt, während die Sprübld@@ quer @@ @@@@ mit @@@@@ @@@@@@@@@@@@ him- @@@@
@@@@@@@@@@@ die auf die @@-SSSSSSSt abgesti@@t ist, mit der sidch die @@@@@ b@@@@@t,
so def eine im wess@tliehen gleishf@@@@@ge Schicht ene Schäumbarcm @@@@@than auf
der Oberflkath der Ma@@@ 9 abralbet wird. Eime Schicht Gellphan, matallfolie, Polyäthylem
oder @@@@@@@@ bi@@@@@@ material wird von der ob@@@@ @@@@@@@@@@@-walse
90
und aumter der oberem Führungsmlse 110 hindurahgeeitet. Eimo ähaliche Schicht Material
Kommt von der oberen Zuführungawale 100 und läuft über eine untere führaungewal-5.
101. Kachdem die mit dem schüumbaren Polyurathen vereinigein Masse swischen den
Walsen 101, 101 hindurohgelaufen ist, wird das Polgurethan gezschäumt und setzt
sich wegen der Reaktion swischen da Dissocyannt und dem Wasser ab.
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Diese Esktion wird durch das Amin basohlauigt und setzt Kohlendemzyed
frei, während gleichzeitig eine Querverhettung und Absetsung des Polyestere erfolgt.
Das Schäumen tritt auf, währedn sieh die Masse und das Polyurethan in einer Teilweise
umschlonsenen Zone zwischen den beidem flüsefgen Förderern befindet.
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Das schäumbare Material wird durch eino Düse 98 aber die Fasermasse
unter gleichzeitiger Herabsetzung der Massendicke zwischen einem Paar nicht gezeichneter
Quetschwalsen sugeführt. Diese Quetsohwalsen sitsen an Eingangsende der Förderbänder.
Das sehäumbare Material kann in die Fasermasse obenfalle durch eine Vielaahl. von
mabeneinander angeordneten Madeldüsen aufgebracht werden.
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Bin seiteres wirksames Verfahren zur Vereintigung vem Rasern mit Schäumbarem
Material besteht darin, daß ar das Mars in die vorrückenden Fasern einmsprüht und
dann di. Paserm und das Hars au einer Masse ummittelbar vor da Sehäumen des
Marses
@@@@@alt. Eime Weitere Alternative basteht darin, daß - eine Pasermasse aufbricht,
schäumbares material in die pasern $einirückt umd die Fassern im einer erneut geformeten
masse vor dem Schämmen des Schäumberen Ma Terials sammelt.
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Die phyaihalischen eigenschaften eines durch das erfindungsgesäße
Verfahren erseugten $Materials Lassen sich in verhältniamäßig hreiten Grensem durch
Ändern der Merkmale der masse aus Mimeralf@@ern, des verwendetenm, schäumberen Materials
und der menge und matur des darin sur Anwendung kommenden Schäummittels beeinflussen.
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Wird in einen begrensten laune geschäumt, dann kann die Zellengröße
wermindert und die Dichte gesteigert werden, indem man die Oräße des umgremmenden
Ranmes verkleinert. Die Natur und die Menge des verwendtem Laemittels und die Temperaturesn
beeinflassen ebenfalls die Zellengröße. Gessignete Benstaungsmittel sind Polyery
äthylemsorbintammonopalmi tat, polyoxyätherslkohole um dalkylbenat, laurylaatriumultfat,
Alkylarylopolätherslokon un alkylbensmienttriumsulfomate.
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Zur Änderaung der Benetsung und Adhäsien an den Fassern gibt @@ viele
Mäglichkeitem. Die oben angeführten Bemetsungamittel führen im allgemeinem zu einer
Steigeerung der Fähigkeit dines Materimlas smir Bemetumung und sur Beeinflumssung
der Schäummsllengräße durch Verminderung der Oberflächemspanung. Die Ver-
@@@@ung
versehiedener Kepplungamittel ar Verbehandlung der Fasern besimflust gegebenenfalle
die Benstaungsfähigkeit t des Materials iri seitms Maftfälitgkeit an de Pararn.
Verwendet -ein Epexy-, Melamin-, Harmateffarmalkehyd- oder Phmnolhars als Schamm,
dann verbassert eine Ga@@@@-smineprepyl-triätharysilanveräshandlung der Fasern die
Benstung der Fasern und die Adhäsion mit den Faserm und die Sugfastigkeit des Kadpredukfss.
Eine Verbahamdlung der Pasern mit Vinyltrläthexy-@@@an, likylitriessi gsäurewexysilan
eder Msthaderylatohremchlorid führt zu eimer Verbseerung der Denstsung und der Adhäsion,
wen du gesehämmte Wars ein Polyester oder Polyurathen ist. @@@@ @@@ andereresits
eine leekerere Struktur wünnoht, dann führt die Verbabandlung der Fasern mit Dimethylpolysilimann
oder nit Octadscyltrichlerailen zu geingeron $Benstakarbeit umd gerinderem Kfaftung
des produktes mit viele fleressMm.
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1- kanm such ein sweites Material, wie eine vielaahl vom glasflesken
flir Bildung einer Dampftrennwandung im das predurkt eimbanun. Man kann auch Methalltellehen,
die im form von Pulver oher Floskon, Glasparlen, die am beshtm als Fullmittel diesn,
amedehamabere Polystryrenperlem oder eln geeigneten Material, wie ein gehäretetes
asynthatlsehgen Kars verwonden, um das Predukt sas verstärken und am verestigen.
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Auch einem farbateff, ein Pgigment, ein anorhganisches Füllmittel,
wie Galslümharbommt, oder eine amergamifisches Füllmittel
mit
gerigen diechte lassen sich sinbauen.
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Die dem Schäumittel auxsetesenden Materiatlisn umschließen Amitorydationamittel,
wie triphyenylphospit oder andere Substausen, wie Bleisalse von 2,6 - ditertiarybutylparacresol,
die als schutverbindungen gegen Schnnanlichtserstärung dianen. Andere Mö;hglichkeiten
sind der einbau von Feurversögerungamittel, , Flammfastigkeitamaterial, wie amoniumphosphat,
Amoniumsulfat, harmstoff, Borsäure, Ameniumkarbonst, Fricrexylphosphat und ohlorinierten
Naphten.
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Ein benonders wünschwnswertes Endprodukt ist allgemein bei 117 in
fig. 9 angedeutet. $Das Produkt kann in der Vor-Richtung nach Fig. 4 und 5 hergestellt
werden, die so modifisiert ist, daß eine dritte masse aus untermischten Fansern
mit verarbeitet wird. Das produkt basteht aus den Schichten 118, 119, 120 aus gemischten
Mineralfasern, danen ein gemchäumtes Material beigegeben wird und aus kontinkierlichen
Bandern oder filmen 121, 122, 123 und 124, Die Filne 122 und 124 sitsen au den Außenflächen
den Produktec 117, während das Band 122 die Schieht 118 von der Schicht 119 und
das Band 123 die Schicht 119 von der Schicht 120 trennt, Duch Änderung der Anteile
und Dieken der verschiedenen Schiohten 118, 119 und 120 und es Aufbaus und der Dichten
der Bänder 121 bis 124 ist as möglich, in höchst vortisilhafter Weise die gesmmten
Eigen-
Schaften des Produktes 117 zu ändern. In einigem fällen
kännen eine oder sehrere der Schichten 118, 119 und 120 nur eine Husse aus vermischten
und gegansinander verhaftenden Fannern sein, die nicht mit einem geschäumten material
vereinigt sind. In dinigen Fällen ist es vorteilhaft, die AuBshbänder 121 und 124
aus kontinuierliehen filmen oder Schichten aus gehärteine, biegesemen oder alastemeren
Material heraumtellen. Auch aus Metall können aie hergestellt sein, während es in
besteimmten anderen Fällen wünscenswert sein kann, kontinuierliehe Schichten szu
gekärtsten harsmaterial - verwenden, die die Schiehten IM und 120 bis zu einer endlichen
Stärke mit imprägniert haben. Die Bänder 122 und 123 können aus jedem gesigmaten
Material bastehen und beispielsweise die gleichen, die wie die Bänd3er 121 und 124
oder aber auch von andeerer lassmessetzung sein.
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Die drei Schichten 118, 119, 120 kömmen aus gleichem Material. oder
aus verschoieenem naterial bestahen und könsem inam,bemondera hoinmiochtlich ihrer
Dichten und Druekfesteigkeitseigenschaften achwankam,. Cin besonders vorteilhafters
Produckt erhätt nan, wenn die Schfehten 110 und 120 aus verhältnimalig Weiehen massen
aus Miseralfaseern, die famig mit genchlumten material vereinigt sin, bestehen,
so das das Sond parodut unter verhlaltnismüßig leishten Belasteungen zismileh almstieh
ist, währand die Imsmmehieht 119 aum
einmen verhältemismäßig dichtem
Material besteht, das ans einer Mineralfasermasse hergetellt ist, die innig mit
den gesohäumten Marterial verieninigt ist. Im einem solochen Formkärper wieste die
Schicht 119 vorgleichawwise hohe Durckfasigekteit auf, um dem Formkärper eins einaperchande
Formfasteigkeit zu geben, solohe Produkte eingnen sich inmbesomdere als Stoßpolster
an Kraftfhrasengerama turharettern o. dgl. oder allgemein als schlagebarbeierande
materislien. Die verhöltnismäßig weichen Schichten 118 und 120 verteilen die Kraft
eines Schlages gegen das produkt, während die Verhältnissäßig dichte Schiocht 119
die Exaft Absorbiert und ableitet.
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Sind die Diehte und die Formatärde der Schichten 118 un 120 bhohc
im verglerich zu denjenigen der Schiecht 119, dann ergibt sich stu ausgeseiehmetes
maschdeochmaterial, voranscoinstat, daß die Mußeren Ründer 121 und 124 Wasserfent
und verhältnissmäßig dieht sima. die immere Seite schleher Daschabdeckungen bamm
entaspreahend versitert sein, de daß die Innenbearbeitung eines Gebväuden, dam bei
dem diesem Produkt Versendeung finget, antapreoheapl im Wegall kommen kan. die felgandem
beispiele Seigen das Erfindungsprinsip, disen aber nicht sur Besdheränkung der Erfindung.
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Beimpiel 1 Ein Formkärper aus Mineralfasern gebunden mit oinen geschäumten,
gehärteten, synthetischen Kunsthersbindemittel läßt sich nach folgenden Verfahren
herstellen: Eine Charge von 16 Gewichtsteilen einee lösbaron A-Resolphenolherses,
0,46 Teilen Bentonit als Eindiocmittel, 1,6 Teilen Amoniumkarbonat als Schäumhittol
und 5 Teile Wasser wird hargexstellt, Wobeit man suert das Bentonit sum Wammer hinsugibt,
dann das Amoniumdarbonst einfüllt und schließlich das Hars aufgibt. Die Misohung
wird dann is geeigneter weis zur Erzielung eineygleichmäßigen Disperaion gefführt
und die sich ergebende harshispersion in die Form 31 nach dem Fig. 1 und 2 einfüllt.
Dann. wird eine Masse aus Mineralfasern aufgelegt, die so weit Miteinander worflochten
und vermidacht ist, so daß sie inneren körperlichen Malt aufweisst, beispielswise
also @ogenammte Glaswolle. Die Form Wird dann geschlessen und auf dielektrischem
wege so wiete erhitst, daß dem harm sohäunt. Dies führt. zu dessem Ausdehnung in
der geechlouren@@ Form und eamit au eimer ianigen Verinigung mit dem materialfaserm.;
Ferner härtet das Hars, währ@@@ as sich im @@@@@@@@@ten Zumtrand befindet, aus,
@@ daß dis Minsralfa-@ern in dem genahäumten und gehärteten Phenalformalalehyd-@@@@@
@@@@@@den simd.
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Dem nohKcubaren Bindemittel karm wasn aur Erzielung kleimerer
Schäumzellen
ca. 0,16 Gewichtesteile Polyoxyäthylensorbitanmonopalmitat beifügen.
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Beispial 2 Ein fromköper aus Minseralfaseren gebunden durch ein geschäumtes
gehärtetes, anorganisches, zementartiges Bindemit=-tel wird in folgender Weise hergestellt:
0,01 Gewichtsteile Polyoxyäthylensorbitanmooleat als Netsmittel und 1,5 Gewiochtsteilen
Magnesiumsulfatheptahdrat (MgSO4. 7H2O) werden in 1,5 Teilen Wasser gel8st. 0,25
Teile Amoniumkarbonat und 0,05 Taile Fettalkoholsulfat werden dann der Lösung bei
gegeben, worauf man noch einen Teil kazindertee manesiumoxyd hinsufügt. Di. ganse
Misohung wird dann für die $Zeitdauer von 1 bis 5 Minuten $rasch geührt. Die sich
ergebend. dispersion aus anorganischem zementrartigen Bindemittel wird dann in die
Form nach Fig. 1 und 2 einge-Füllt und eine Masse aus gemischten Glasfasern, bispielswaise
Glaswolle auf die Dispersion aufgelegt. Dann wird die Form geschlossen und auf ca.
80 bis 120° für eine Zeitdauer von 1/2 bis 6 Minuten erwärnt. Durch die Erwärmung
wird die, Bindemitteldispersion geschäumt und gleichzeitig im geschäumten Zustand
gehärtet, so daß die Mineralfasern an das geschäumte und gehärtete, anorgantische
Zeimentbindemittel, beitspielsweise mangasiumoxyculfatzement, gebunden ist.
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Die schäumberare und härtbare, anorgeanische Zementbindemittel-Dispersion
kann auch bei andern Verfahren Verwendung finden, die Ii vorhergehenden Angedeutet
sind.
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Ein sohäumbares hars läßt sich durch Mischen von 100 Gewiochsteilen
einer Polyesterharasusammensezung, 10 Gewiochtstaiolen Wasser, 1 gewichtsteil M-Metthylemulgator
unter Beffügung von 210 Gewfchtsteilen Diisocyanst berstellen. aus disesm smhäumbaren
Bindemittel läßt sich ein harten. hohe Dichtes aufweisendes feuerfestes produkt
mit einer Dichte von ca. 0,2 g/cm3 herstellen, das nagei@bar ist und als Hoseveraats
dienen kann.
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Die proäsem produkte können durch fülklung mit eine geeigneten Bindenittel,
beispielsweise einem orgamischen oder anorganische Beindemittol, wie sie oban erwähnt
sind, modifisiert Werden.
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Ein Gespignates impräginertes Bindemittel läßt sich aus 27 Gewichtsteilen
kolloidaler Kieselsäure und 73 Gewichtsteilsm Wasser herstellen. Jedes erfindungsgemäße
$Produkt mit offemenen Poren läßt mich mit diesem Bindemittel imprägnieren, beispeielawei@@
durch Eintauchen des Procuktes. ist eine gewises wird proromität im Endprodukt erwünscht,
dann
diessem Frodukt während der Sättigeung einem Teilvakuum ausgesstat, um überschümsiges
Beinemittel zu entferenone.
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Das Kisselsäurebindemittel verbessert die Festigkeitseigenschaften
des poräsen produktes und gibt ihm feuerfeste Eigensechaften.
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Massen aus Gassfasern mit Dichten unter 0,03 bis 0,16 g/cm3 lassen
sich in in Produkte nit 1,04 g/cm3 aus gesohilumten, Bementunagnesiumoxyaulfat und
Giaspasement als Bindumittel einbauen. Ebm ist möglich, Dichten von 0,016 bis 0,16
g/om3 zu orsielten, indem man biespieleweixse ein gemochäumtes Binedemittel mit
einer Dichte von ungefähr 0,008 bis 0,11 g/om3 mit einer masse aus organischen Mineralfesern
vereinigt, die sine dichte von 0,008 bis 0,05 g/om3 aufweist.
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Patentamsprüche: