DE1471361A1 - Aus Fasern bestehende Plattenkonstruktion und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

"Aus !fasern bestehende Plattenlconstruiction und Verfahren zu

ihrer Herstellung;"

!!.de -Erfindung bezieht sich auf eine aus Pasern bestehende PluVcenlrons'sruJition und richtet sich insbesondere auf eine lionsTrv^ction dieser Art aus Glas- der urio.eren feiüseLoäurehalti ;oii fac'jri-, öie offen, nicht verwebt und miteinander verkettet ana;eorariet und an den Jertihrungsstellen mit Hilfe eines

ir-net er: Bindemittels verbunden sind, so daß dieser :-!örper vxe L'-^stii/keitseigenschafte:i einer Platte oder eines Brettes erhalt, ^-aciserdem ist in dieser Kons tr V-Ct ion ein l.iateria.1 vor- ίΐ·ο.Τί.'1-3η, v/elül es der Platte in Vergleich au bekannten Platten -.-.er a-..vfo. ;e"oenon ^usfuiirun^sform eine höhere '..'iders aandsf ahig-

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snkkonto: Dresdner Bnnk AG Herne 2436 - Postscheckkonto: Dortmund 558S& ^ Telearammanschrlft: Bahmatente Hernewestfalen-

!üJs sind bereits eine Vielzahl von solchen aus Fasern bestehenden Plattenprodukten bekannt, die als schallschluckende und wäriiieisolierende, beispielsweise als schallschluckende Deckenplatten, jjachabd eckung en und Isolationen für Rohre u. dgl. Verwendung finden. Solche katerialien lassen sich allgemein in zwei Kategorien je nach ihrem Verwendungszweck unterteilen. Ueim einen Verfahren werden Strome aus geschmolzenem GKLas durch kleine Öffnungen im Boden eines Glasschmelzbeha.lt ers ausgezogen, wobei die Ströme· zum Ausziehen in die Fasern oder iF'äden auf einen gewünschten Durchmesser rasch beschleunigt und anschliessend auf einen durchlässigen Förderer abgegeben werden. Nunmehr erfolgt die Verbindung der Fasern mit einer geeigneten Jindemit"uelzusammensetzung beim '-/e.^ in Richtung des Förderers und das -aushärten des Bindemittels an den Fasern beim Sammeln als offene, nicht verwebte, jedoch ineinander verflochtene Hasse und während des Zusammenpressens dieser Hasse zur Herstellung einer ge-

te wünschten DicLte im Endprodukt. Lüs zwei/allgemeine Verfahren zur Herstellung solcher Platten isü ein nasses Verfahren, bei dem Fasern, beispielsweise Cellulose., aber auch Fasern aus tflas, G-estein oder Schlacke und ein geeignetes Bindemittel oder eine iSindemittelzusammensetzung mit "./asser zu einer Aufschwemmung* verarbeitet werden. Die Fasern und das zugehörige "bindemittel werden dann auf einem kontinuierlich vorrückenden Metz niedergeschlagen, wobei da.s "wasser und ein

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geringer Teil des Bindemittels durch das letz hindurchtritt, welches die niedergeschlagenen Fasern und das Bindemittel einem Trockenofen zuführt. Dieses Verfahren wird im folgenden mit Hecht als nasses Verfahren bezeichnet. Zwischen den durch das Trockenverfahren und durch das nasse Verfahren erzeugten Faserplatten bestehen gewisse wesentliche Unterschiede. Die nach dem Platten- oder Trockenverfahren hergestellten Platten enthalten verflochtene lasern.in einer offenen, nicht verwebten Anordnung, wobei jedoch grössere Zwischenräume gleichmässig über diese Platten verteilt sind und das Bindemittel sich im wesentlichen gänzlich als Überzug auf den '^aseroberflächen findet. Das Bindemittel in den nach dem nassen Verfahren hergestellten Platten füllt im wesentlichen vollständig die Zwischenräume zwischen den ü'asern aus, so daß das Endprodukt im wesentlichen gegen Gase und flüssigkeiten undurchlässig ist. Wegen ihrer Undurchlässigkeit sind die nach dem nassen Verfahren hergestellten Plätten keine schallschluckender. Materialien, obwohl man aus ihnen schallschluckende Materialien herstellen kann, indem man in ihnen geeignete Löcher vorsieut, (ixe sich im wesentlichen vollständig über die Gesamtstärke der Platte erstrecken. Die nach dem Trockenverfahren hergestellten Platten sind wegen der" gleichmässig: verteilten Hohlräume öchallschluckendea? Materialien bereits bei ihrer Herstellung und brauchen daher nicht mehr mit Löchern versehen

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zu werden. Die nach dem nassen Verfahren aus Glas-und k'ind'eral- oder Schlackenfasern hergestellten Platten haben ' offenbar eine höhere Dichte als Platxen, die auf trockendem Wege hergestellt sind. Die Fasern sind in den zuerst genannten Platten kurz und weniger gleichmässiger im Durch— messer im Vergleich zu den fasern in den zuletzt genannten Platten. Platten mit geringerer Dichte, die nach dem nassen -Verfahren hergestellt sind, enthalten gewöhnlich niedrige Dichte aufweisende Cellulose- oder andere wasserempfindliche Fasern.

Zur Verwendung bei der Herstellung von Platten nach dem !Trockenverfahren eignen sich verschiedene synthetische Harzbindemittelsysteme, beispielsweise auf der Basis von Phenolresolen. V/erden solche Bindemittelsysteme gehärtet, oder in anderer Weise in einen gehärteten Zustand übergeführt, sind sie unter verschiedenen Feuchtigkeitsbedingungen, die man auf allen bis jetzt bekannten Anwendungsgebieten antrifft, hinsichtlich ihrer Abmessungen stabil. Da die Fasern selbst in ähnlicher Weise stabil sind, bildet eine Änderung · der Abmessung als Folge einer Änderung in den Feuchtigkeits-' bedingungen bei solchen Platten kein Problem für die Herstellung von Platten nach dem Faßverfahren. Geeignete Bindemittel sind im allgemeinen wasserempfindlich und die Platten

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enthalten häufig wasserempfindliche Üellulosefasern und/oder Stärke. Infolgedessen unterließen solche Platten wesentlichen Änderungen iiinsichtlich ihrer Acmessunken bei Feuchtigkeitsänderungen und man muss deshalb beispielsweise dafür Sorge tragen, daß ihr Einbau Tor einem Zeitpunkt vermieden wird, in dem entweder ungewöhnlich hohe oder ungewöhnlich niedrige Feuchtigkeitsbedingungen während der Konstruktion eines Gehäudes o. dgl. aus diesen Platten herrschen.

Die bisher bekannten Faserplatten, die nach dem Trockenverfahren hergestellt sind, sind vergleichsweise wenig widerstandsfähig gegen erhöhte x'eiuperaturen. ./enn beispielsweise eine kleine Probe einer solchen Platte, die zur Zeit im Handel erhältlich ist, in einem Ofen bei ca. 81o eingesetzt wird, dann wird die üindemittelzusammensetaung, welche die Fasern ge.,eneinander in ihrer zufällig verflochtenen Anordnung hält, ziemlich rat-ch verbrennen und nach einem Zeitraum von ca. 5ο Minuten werden die Fasern SeIbSt₁ so weit miteinander verschmolzen sein, daüi nur noch ein nachgedunkelter Klumpen aus Glasverbleibt. !Dieser IClumpen hat im allgemeinen die Form der Ausi:an-j.srsro:erL, jedoch sind die linearen Abmessungen auf annähernc die ; älfxe der ursprünglich linearen iUDmessunren geschrumpft. Ji·.···■' eine· solche i-"roT,e in einen üi'en mit Ga.. lloo eingesetzt, ■ -rxiiXi voi-üleibt -in Olaskluuu-en bereits no,cn annähernd Io i:inu'j'jn und dieser Klumpen hat eine Gestalt, die nur von dem

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Träger abhängt, auf dem er im Ofen geformt wurde und die keineswegs notwendigerweise in irgendeinem Verhältnis zur Ausgangsform stehen muss. Andere derzeit im Handel erhältliche Platten dieser Art sind sogar noch weniger _oegen erhöhte Temperaturen widerstandsfähig.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Feststellung, daß nach dem Trockenverfahren hergestellte Platten wesentlich hinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit gegen erhöhte Temperaturen durch verschiedene eingeschaltete Behandlungen aufgewertet werden können. In einem besonderen lall findet feinverteiltes Asbestin in der Bindemittelzusammensetzung für das Trockenverfahren zur Herstellung der Platten Verwendung. In einem zweiten besonderen Verfahren werden sowohl Asbestin als auch Titanoxyd in dieser Bindemittelzusammensetzung verwendet und in einem dritten Fall die nach diesem Verfahren hergestellten . Platten anschliessend mit einem geeigneten Ton imprägniert und vorzugsweise Asbestin oder Asbestin und Titanoxyd im Bindemittel verwendet, üs hat sich herausgestellt, daß das Asbestin die G-lasfasern in der Platte entglasen lässt, wenn (Ae Platten ziemlich rasch auf erhöhte Temperaturen, beispielsweise über 535° erhitzt werden. Infolge der -eintglasun^ sind die Fasern nunmehr gegen erhöhte Temperaturen_xwiderstandsf;:;.higer, v/ird eine nach dem Trockenverfahren hergestellte Platte unter Verwendung von Asbestin und Titanoxyd als Bindemittelbestand-

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teile einer Temperatur über 535⁰G ausgesetzt, dann tritt die oben angegebene Entglasung auf und die Fasern sind bei erhöhten (Temperaturen zäher *), so daß ihre Neigung zu fliessen, weiter herabgesetzt wird.

*) Wenn nach dem Trockenverfahren hergestellte Platten mit einem Zusatz nur von Asbestin zum Bindemittel solchen erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden, d. h., wenn man sie beispielsweise nur an ihren Kanten, in horizontaler Lage unterstützt und erhitzt, dann fallen oder sacken die Produkte in einer Weise durch, die der plastischen Strömung einer zähen Flüssigkeit entspricht. Titanoxyd macht die Fasern im Sinne einer Verminderung dieses Durchsackens oder Durchfaliens zäher, jedoch ist der Mechanismus, wie er später noch näher erläutert werden wird, praktisch eine" Steigerung der Geschwindigkeit der Entglasung.

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geeignetes Trockenimprägnierungsmitüel in einer nach dem Trockenverfahren hergestellten Faserplatte wirkt als iiochtemperaütfcrbindemittel für die Fasern, welches nach dem Verbrauch des !Phenol- oder anderen Lunstharzbindemittels wirksam wird.oder durch die Einwirkung erhöhter Temperaturen wenigstens verhältnismässii-; weniger unwirksam gemacht wird, und infolgedessen den Zusatz von Asbestin oder Asbeetin und Titanoxyd in Anwendungsgebieten erforderlich macht, wo Arbeitstemperaturen über ca. 5oo° zu erwarten sind. Jedoch werden Phenol- und andere Kunstharzbindemittel bereits bei Temperaturen wesentlich unterhalb 535 unwirksam und der Ton, der dem Phenol- oder anderen organischen Bindemitteln zugegeben ist, bildet dann das wirksame bindemittel auch bei beträchtlich darunter liegenden Temperaturen. Infolgedessen bringt äin mit Ton imprägniertes Faserplat oeiima-oerial, das nach dem Trockenverfahren hergestellt ist, einen wesentlichen technischen Fortschritt, auch hinsichtlich Körpern, in denen weder Asbestin noch Titandioxyd als Bindemittelbestandteil verwendet ist.

Ziel der·Erfindung ist somit die Herstellung eines Faserplattenproduktes, das nach dem Trockenverfahren erzeugt ist und wesentlich verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen im Vergleich zu nach dem gleichen Verfahrenfrüher hergestellten Faserplatten aufweist.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines
verbesserten Faserplattenmaterials der angegebenen Art, · in dem die einzelnen fasern an ihren Berührungsstellen miteinander verbunden sind und mit Asbestin oder einem äquivalenten Mittel in Oberflächenberührung stehen.

Y/eiter richtet sich die Erfindung auf ein verbessertes Faserijlattenmaterial der angegebenen Art, bei dem die Pasern an den .uerührungss teilen miteinander verbunden sind und mit Asbestin oder einem äquivalenten Hittel in Oberflächenberührung stehen.

Die Erfindung befasst sich weiter mit der Schaffung eines veroesserten Faserplattenmaterials der obengenannten Art, wobei keine oder zusätzlich noch fein verteilte Tonteilchen über die Zwischenräume zwischen den Fasern verteilt sind.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Xdese zellen in

Fi₁^. 1 eine perspektivische 'Teilansicht einer Anlage zur herstellung eines erfinduhgsgemässen Faserplattenproduktes;

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Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines auf der /ullage nach Fig. 1 hergestellten Faserplattenproduktes;

J¹Ig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht der ersten Stufe eines erfindungsgeniässen Verfahrens zur Imprägnierung einer Platte nach Fig. 2 mit einer Aufsehlämniung aus Ton und einem organischen Mndeuaittel; und

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung der Imprägnierungsaufschläminung zur .anwendung in' der Anlage nach Fig. 3.

L'in Faserplattenprodukt mit verbesserter Widerstandsfähigkeit ge^en erhöhte Temperaturen, das gemäss der Erfindung hergestellt Y/ird, enthält eine Masse aus miteinander verflochtenen Glas- oder anderen glasigen oder ähnlichen Fasern, die an ihren Ijerührungsstellen durch ein gehärtetes iainstharzbindeniittel miteinander verbunden sind und auf der Oberfläche mit einem Bntglasungsmittel. für das ΰ-las, aus dem die Fasern "bestehen, in .berührung stehen. V/lrksame L-ntglasungsmittel sind glasMldende Kationen, gewöhnlich Aluminium, Magnesium oder ein Erdalkalimetall in chemisch kombinierter Form, beispielsweise Silikat, Oxyd oder ein Salz, welches in das Oxyd nach Erwärmen umgewandelt wird.

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Kieselsäure und andere Materialien, die wenigstens teilweise "bei den l'emperaturen festwleiben, uei denen die Entglasung der G-lasfasern auftritt. Optimale Ergebnisse erzielt man, wenn man als Sntglasungsmittel Kieselsäure und gemischte Silikate der Erdalkalimetalle oder von Magnesium und Erdalkalimetallen verwendet. Äsbe&tin, -/ollastonit, Kieselsäure, verschiedene Asbestarten und 'falicum sind beispielsweise Entglasungsmittel, die gemäss der .ui'findung verwendet ^r den können=¹

Die Seilchengrösse des .^iitglasungsnittels sowie ihre chemische Identität sind von Bedeutung. Insbesondere muss das Entglasungsmittel Im wesentlichen vollständig xeiner !Öa,s o,o74nmi und vorzugsweise im wesentlichen vollständig feiner als o,o44 mm sein. Für die Erzielung optimaler Ergebnisse sollten v^enigstens 5o )n des Entglasungsmittels eine Teilchengrösse kleiner äLs o,o2o Lim und im Idealfall eine 'ieilchengröese weniger als ο,οΐο mm aufweisen. Me genannten Prozentsätze oder Anteile sind jeweils, wenn nicht ausdrücklich anders festgelegt, Gewichtsprozente bzw. G-owichtsteile.

Es wurde festgestellt, daß der Mechanismus, durch den die entglasenden Laterialien gemäss der Erfindung wirksam sind, als "Kernbildung" bezeichnet werden kann. Glas lässt sich am zweckjuässigsten als eine unterkühlte Flüssigkeit charak-

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terißieren. Dies ist eine abgekürzte Ausdrucksweise dafür, daß die gewöhnliche Form von Glas durch Abkühlen aus einem glasiegen Flüssigkeitszustand mit so hoher Geschwindigkeit erzeugt wird, daß die bei langsamem Abkühlen auftretende Entglasung oder Kristallisation verhindert wird. Für jede gegebene Glaszusammensetzung gibt es eine bestimmte LTaximaltemperatur, die man gewöhnlich als Maximal-Entglasung^¹-Temperatur bezeichnet, oberhalb der die Entglasung nicht auftritt. Bei allen niedrigeren Temperaturen hat das Glas die Keigung zu entglasen. Me Molekularbeweglichkeit jedes Glases ist eine umgekehrte Funktion der Temperatur. Bin gewisses Ausmaß an Molekularbeweglichkeit ist erforderlich, um eine Isolation oder Entglasung eines Glases bei Temperaturen unterhalb der maximalen Entglasungstemperatur zu ermöglichen. Infolgedessen ist bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen, die man als Minimaltemperatur für das Auftreten der Entglasung bezeichnen kann, die Molekularbeweglichkeit eines Glases so ausreichend niedrig, daß es keiner Kristallisation unterliegt. Bei Temperaturen zwischen der Minimaltem- · peratur, bei der Entglasung auftritt, und der maximalen Entglasungstemperatur wird das Glas entglast und im allgemeinen mit einer Geschwindigkeit, die unter anderem von. der Temperatur abhängt, wobei diese Geschwindigkeit eine direkte Funktion der Temperatur ist.

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Asbestin u. dgl. sind deshalb gemäss der vorliegenden. Erfindung wirksam, weil sie Kerne auf den Glasfaseroberflächen schaffen und diese Kerne sehr stark die Geschwindigkeit erhöhen, mit der die Üntglasung auftritt, insbesondere bei 'i'emperaturen nur wenig oberhalb der I/iinimal temperatur, bei der die JjJntglasung einsetzt. Diese Erscheinung kann mit der Kristal lisation verglichen werden, die auftritt, wenn ein Kristall eines gegebenen Salzes zu einer unterkühlten Lösung dieses Salzes zugegeben wird. Me bisher erwähnten Entglasungsmittel sind besonders wirksam wegen ihrer chemischen Ähnlichkeit zu Gläsern, jedoch können andere Kernbildungsmittel in ähnlicher Weise verwendet werden einschl. feinverteilter Metallpulver, die bei 'Temperaturen fest sind, bei denen die Entalasung auftritt, beispielsweise Gold, Silber, Platin, 'ifriodium, Iridium u. dgl.

Han erkennt, daß extrem feine 'teilchen eines Entglasungs-' mittels wirksamer für die Kernbildun_vi' sind als grössere 'feilchen dieses gleichen Entglasungsmittels« Experimente haben in diesen Zusammenhang gezeigt, daß üiliziumdioxyd oder Kieselsäure mit einer maximalen i'eilchengrösse von ca. ο,οοΐ mm (l Li-ron) bedeutend wirksamer für die Einleitung der Entglasund, ibt als die gleiche luen^e Siliziumoxyd mit einer durchschnittj.icfc.en i'eilchengrösse von ca. o,oo5 (S Mikron). Hinaicintlich üer ieilchengrösse eines jüntglasungsmittels gibtes

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bei den zurzeit verfügbaren Materialien in .bezug auf das Kernbil-dungsphänomen offenbar keine untere Grenze. Wenn jedoch ein üJntglasungsmittel in ein bindemittel zur Urzeugung von Glasfaserplattenprodukten eingebaut wird, darf das jöitglasungsmittel nicht so fein verteilt sein, daß die beigegebene Menge zu einer unzulässigen Yerdickunü des üindemit'öelsystems führt. Ls gibt infolgedessen eine praktisch untere Grenze für die Teilchengrössti eines Entglasungsmittels, das auf Glasfasern unter Mischung mit einer Bindenittelzusammensetzung aufgebracht wird. Wie im folgenden noch ins einzelne gehend erläutert werden wird, ist es möglich, die lint^lasungsmittel in anderer Weise aufzubringen. Werden sie in dieser anderen Weise und nicht als Bindemittelbestandteile aufgebracht, dann gibt es keine bekannte untere begrenzung der Teilchengrösse und tatsächlich sind Teilchen unter ο,οοΐ mm (l Mikron) wirksamer als die gleiche Menge gröberer Teilchen. Da der Mechanismus der Entglasung einen Oberflächenkontakt zwischen Glas und Sntglasungsmittel erfordert, sind feinverteilte Fasermaterialien unter gleichen anderen Bedingungen wirksamer als nicht fasrige Materialien.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Faserplatten- ■ produkt gemäss der Erfindung im Bindemittel zusätzlich zum Entglasungsmittel für die Fasern ein Material auf, welches bei Erweichung der Fasern die scheinbare Viskosität äersel-

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,"ben durch Steigerung der Entglasungsgeschwindigkeit erhöht. leinverteiltes !iiitandioxyd ist das "beste zur Zeit bekannte Material für diesen Zweck, jedoch kann nan bedeutende Verbesserungen auch mit anderen Oxyden von Titan in feinverteilter Form, mit feinverteilten Oxyden, Hydroxy den, Karbonaten odei Silikaten von Zirkon, Chrom, Eisen oder mit Kombinationen zweier oder mehrerer der angegebenen Materialien erzielen. Diese und andere, üntglasungsbeschleuiiiger sind im allgemeinen entweder durch zwei Mechanismen oder durch e;_ne Kombination zweier Mechanismen wirksam (a) durch Senkung der Erweichungstemperatur des Glases, (b) durch unverhältnismässige Steigerung der maximalen ISntglasungstemperatur bezüglich der Minimaltei'iperatur, bei der die Entglasung auftritt, oder durch eine Kombination dieser beiden und in jedem "fall relativ nur zu den Oberflächenanteilen der Glasfasern. Entglasungsbeßchleuniger können auch die Isolation bis zu einem gewissen Ausmaß einleiten und Kernbildner können die Erweichungstemperatur absenken oder die maximale Jüntglasungstemperatur wenigstens bis zu einem gewissen Ausmaß unverhältnismässig erhöhen. Aus der vorhergehenden Diskussion der Entglasung des Glases ergibt sich, daß die Ieigung in Richtung der Entglasung bei einer gegebenen 'temperatur eine unmittelbare "funktion des Ausmaßes der oiewegiichkeit der Glasmolekulare bei dieser 'femperatur und ausserdem eine unmittelbare funktion der l'empera-

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turdifferenz -zwischen der maximalen Entglasungstemperatur . für das Glas und diese 'Temperatur ist. Titandioxyd ist beispielsweise ein Flußmittel für Glasfasern iait der erfindungsäemässen Zusammensetzung. Wenn solche Fasern mit kleinen Teilchen von TiOp auf ihren Oberflächen erhitzt werden, tritt eine begrenzte Festfaserdiffusion von TiOp in das Glas ein, wodurch der Erweichungspunkt der Teile des Glases abgesenkt' wird, wo die Diffusion den Titandioxydanteil erhöht und entsprechend eine Steigerung der Molekularbeweglichkeit des Glases bei einer gegebenen Temperatur auftritt. Als Konsequenz der erhöhten Molekularbeweglichkeit wird die Geschwindigkeit, mit der die Entglasung durch Asbestin oder andere Kernbildner verursacht wird, gesteigert und die Zeit vor der ^ im wesentlichen vollständigen Entglasung der Fasern, während o.er das Phänomen der Angleichung der plastischen Fließfähigkeit auftreten kann, herabgesetzt. Ähnliche Erscheinungen ergeben sich, wenn beispielsweise Kalziumoxyd als Entglasungsbeschleuniger verwendet werden, jedoch gibt es hierfür einen anderen Grund. Das prinzipielle Ergebnis der Diffusion von Kalziumoxyd in Oberflächenteile der Fasern ist die Steigerung der maximalen Entglasungstemperatur relativ zur minimalen Temperatur, bei der die Entglasung auftritt. Infolge dieser Steigerung besitzt das Glas selbst eine gesteigerte Neigung zur Entglasung bei einer gegebenen Temperatur. Dadurch wird die Geschwindigkeit erhöht, mit der die Entglasung durch Asbestin oder

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andere Kernbildner verursacht wird.

Der Jntglasungsbeschleunij.er muiä älinlicli dem iüntglasungsmittel fe invert eilt sein. Insbesondere müssen iin wesentlichen alle iintglasungsbeschleuniger feiner als o,o?4 mm und -vorzugsweise feiner als o,o44 nun sein. Zur Erzielung optimaler Ergebnisse sollten wenigstens i?o io feiner als ο-,o2o mm (2o Mikron) und im Idealfall wenigstens 5o "/> feiner als ο,οΐο mm (Io iiikron) sein,

V/ird Ί'οη. oder ein anderes bei hoher temperatur wirkendes liindeaittel erwäjimt, dami^N dehnen sich diese Uaterialien zuerst aus und ziehen sich dann zusammen oder schrumpfen» Diese Eigenschaft lässt sich messen, indem man eine Vielzahl von Körpern aus einem solchen bei hoher !'emperatur wir- ■ kenden bindemittel bei Io > Feuchtigkeit presst, die verschiedenen Körpers bei verschiedenen Temperaturen brennt und die prozentuale lineare Ausdehnung oder IContraktion für die jevmilire jJrenntemperatur feststellt. Für die Zwecke der vorliegenden lBXKiiH±SBijiÄxainz Erfindung muss das Eochtemperatur-"binaeaiittel ein solches sein, welches sich beim brennen bis zu öeegerke^el Io oder darunter au&dehnen, obv/ohl eine !schrumpfung beim Brennen oberhalb des fciegerkegels Io auftre-"Gen Kann, im Ideolfall sollte die -'Expansion beim Brennen

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auf irgendeine Temperatur, bei der eine Expansion auftritt, nicht grosser als 1 γ> sein, während die maximale prozentuale Expansion und Schrumpfung beim Brennen auf lloo nicht srösser als ca. 11 ^fo betragen sollte.

Die in den Zeichnungen und insbesondere Fig. 1 wiedergegebene Vorrichtung Io lässt sich zur Herstellung von üi'as er plat tenmaterial nach dem Trockenverfahren vervyenden. Die Vorrichtung enthält einen G-lasschmelzbehälter 11 mit Zuführungsspitzen

12 am Boden des Behälters und mit einem Dampfgebläse 13. Aus dem behälter werden durch die kleinen Öffnungen in den Spitzen 12 durch die nach unten gerichteten, aus dem Gebläse

13 kommenden Dampfstrahlen Ströme geschmolzenen Glases ausgezogen. Die Dampfstrahlen verursachen eine rasche Beschleunigung und Ausziehung der Glasströme bis auf den gewünschten Faserdurchmesser und richten diese fasern nach unten durch eine Haube 14 auf einen gelochten Förderer 15. Eine später noch im einzelnen näher zu beschreibende geeignete Bindemittelzusammensetzung wird durch Itohre. 16 nicht gezeichneten Sprühköpfen innerhalb der Haube 14 zugeführt und soll sich mit den Fasern vereinigen und mit ihnen auf dem förderer 15 sammeln. Ein Saugkasten 17 saugt die Fasern und das mit ihnen vereinigte xsindemitoel auf den Förderer '9ü-, so daß eine wallartige Lasse 18 aus Fasern und zu^ehöiren, ungehärteten jjinde-

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mitteln vom Förderer 15 aus der Formhaube 14 abtransportiert wird."Die Masse 18 gelangt unter ein Druckglied 19, welches mit der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung wie der Förderer 15 angetrieben wird. Die Masse aus Fasern und zugehörigen Bindemitteln wird unter Druck zwischen dem Druckglied Iy und dem Förderer 15 einen] Harteofen 2o zugeführt, wo das Bindemittel in einen gehärteten Zustand zur gegenseitigen Bindung der Fasern an ihren Berührungspunkten und zur Herstellung des Faserplattenmaterials 21 umgewandelt wird. Die Kanten des Plattenmaterials werden in geeigneter, nicht g dargestellter Weise beschnitten. Die gewünschten Längen trennt man von der laufenden Platte 21 in beliebiger, nicht gezeichneter Weise ab. In Figur 2 ist bei 22 allgemein ein typisches solches Plattenprodukt wiedergegeben. Aus der vorhergehenden Beschreibung des sogenannten !erockenherstellungsverfahrens ergibt sich, dag die Platte 22 aus einer Masse verflochtener Glasfasern in offener, nicht verwebter Anordnung besteht, wobei zwischen den einzelnen Fasern wesentliche Zwischenräume verbleiben. Es ergibt sich auch, daß die Fasern an ihren gegenseitigen jierührungsstellen durch die ^indemittelzusammensetzung miteinander verbunden sind. Solche Platten sind an sich bekannt und Jederzeit erhältlich. Ausser der Druckstufe zur Aushärtung des Bindemittels sind Einzelheiten eines solchen Verfahrens, beispielsweise in der US-Patentschrift 2 2o6 o5ö beschrieben. Solche -Platten lassen sich auch nach an-

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deren Verfahren mit etwas abweichenden Grundprinzipien hinsichtlich des faserbildenaen Teiles des Verfahrens herstellen. So kann man beispielsweise einen einzigen, verhältnismässig grossen Durchmesser aufweisenden Strom aus geschmolzenem Glas aus einem geeigneten Behälter in einem umlaufenden Schleuderkorb ausziehen, der am Umfang Öffnungen aufweist, durch die' das geschmolzene Glas durch Zentrifugalkräfte in einen ,Strom von Gasen ausgeschleudert wird, welche gegebenenfalls eine weitere Ausziehung "der Fasern bewirken und zumindest die Fasern auf einen gelochten Förderer verbringen. Wie bei den im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Verfahren, -wird zu den Fasern a.uf ihrem l/eg zum Förderer ein Bindemittel hinzugefügt. In ähnlicher Weise kann man die Fasern durch Ausziehen von Strömen geschmolzenen Glases aus einen geeigneten Schmelzbehälter, Kühlen der Ströme zu Stangen und Einführen der Stangen in Brenner herstellen, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 2 489 243 beschrieben ist, um diese Stangen wieder zu erweichen und mit Hilfe einer mit hoher Geschwindigkeit brennenden Flamme und deren schnellen Verbrennungsprodukten auf einen gelochten Förderer zu richten. Wie bei den beiden von/beschriebenen Verfall!·en wird das Bindemittel den Fasern auf ihrem Wege zum Förderer zugegeben.

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Im allgemeinen wird das nach einem der obigen Verfahren erzeugte Plattenprodukt ein spez. Gewicht von ca. ο,οοίβ bis ca. o,o24 g/ccm und einen Zündverlust von ca. 5 "bis 15 /j aufweisen, was bedeutet, daß von ca. 5 bis ca. 15 ^ des Gesamtgewichtes der Platte eine organische jiiiiäeniittelzusauimensetzung sind.

G-emäss der Erfindung wird die nach diesem Verfahren ver- ' v/endete jündemittelzusamiaensetzung durch Zugabe von Asbestin oder einem Äquivalent oder von Asbestin oder einem Äquivalent und I'itandioxyd oder einem Äquivalent modifiziert. In der eigentlichen Praxis v/erden häufig Phenolresolbindemittelzusamnensetzungen für die Durchfülirung dieses Glasfaserverfakrens verwendet, jedoch sind auch Zusammensetzungen mit anderen liunstharzmaterialien als bindender Bestandteil bekannt und lassen sich auch gegebenenfalls verwenden. Sypisch bevorzugte Haenolbindemittelbestandteile mit Asbestin und Vollastonit sind in labalie I angegeben;

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Tabelle I

Zusammensetzung in 'feilen, basierend, auf trockenen Festkörpern

Zusammensetzung

ο 4

4^

Wässer	Phenol-	Fichtenharz-	Asbestin **
	Harz A*	extrakt **
q.s.***	8o	2o	5o
q.s.	8o	2o	loo
q.S.	9o	Io	loo
q.s.	8o	2o	-
q.s.	8o	2o	_

Wollastonit **

loo 5o

*) Phenolharz A wurde erzeugt, wie im folgenden noch im einzelnen beschrieben; **) im folgenden noch näher erläutert;
***.) ausreichend Wasser zur Erzeugung einer brauchbaren Viskosität und

Härtereschwindigkeit. Die eigentliche Menge schwankt von Zeit zu Zeit, abhängig von den Verarbeitungsbedingungjn, liegt jedoch zwischen ca. 76 und 82 v^ der Bindemittelzusammensetzung, basierend auf dem Gesamtgewicht von Phenolharz A, Fichtenharzextrakt und Wasser«

CJ)

Jede der in Tabelle I angegebenen Bindemitte!zusammen-Setzungen wurde Hergestellt durch Einfüllung der erforderlichen Menge von Yfasser in einen Mischt) ehält er mit Rührer, Einleitung des Rührvorganges und Beigabe der anderen angegebenen Bestandteile in der Reihenfolge ihrer Aufzählung in Tabelle I, gelesen von links nach rechts, und weiteres Rühren für 5 liinuten nach der Beigabe von Asbestin und¹ Yfollastonit zur Sicherstellung einer G-leichmässigkeit der fertigen Bindemittelzusammensetzung«. Es wurden verschiedene Silikone sowie Ammoniumhydroxyd, emulgiertes Mineral-Öl und Ammoniumsulfat hinzugegeben. Diese MaTerialien haben eine vorher bekannte Punktion und ändern nicht die Wirkung von Asbestin oder Wollastonit.

Phenolharz A wurde ezⁱzeugt, indem man einen Reaktionskessel mit 8o Teilen Phenol, 123 Teilen einer 5ο feigen wässrigen lösung von Formaldehyd, 19,3 Teilen Wasser und 12 Teilen Bariuinhydrat (ba(0H)₂.8H₂0) füllte und dieses Cremen;-e für insgesamt 7 Stunden erwärmte, während welcher Zeit es mit Hilfe eines Rülirers in Bewegung gehalten wurde. Die Füllung wurde zuerst auf Ca. 43°erwärmt und auf dieser Temperatur annähernd 2 Stunden gehalten. Dann wurde für die restlichen 5 Stunden auf ca, 6o° erwärmt und auf dieser Temperatur gehalten. Am jftide dieser ^eit betrug

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der Brechungsindex des Reaktionsgemisches 1.462o und die Infrarotabsorptionsnllaalyse zeigte, daß das Gemisch im wesentlichen frei von unumgesetztein Phenol und auch von Methylengruppen war. Die Reaktionsprodukte wurden dann auf annähernd 37° gekühlt und mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert von ca. l_to neutralisierte Dann wurden den neutralisierten Reaktionsprodukten 28 i'eile Dizyanidiainit zugegeben, · worauf man die sich ergebende Mischung auf annähernd 6o erwärmt und für eine weitere Stunde auf dieser !Temperatur beließt. Die Reaktionsprodukte wurden dann auf annähernd Zimmertemperatur von 23,9 abgekühlt und unter weiterer Zugabe von Schwefelsäure auf einen pH-v/ert von annähernd 7,4 neutralisiert.

Das in den Bindemittelzusammensetzungen von Tabelle Ϊ verwendete ITichtenharzextrakt war ein natürliches Harz» Es lässt sich nach den Verfahren.nach der US-Patentschrift 2 391 368 (Seite 2, Spalte 1, Zeilen 34 ff.) isolieren und hat folgende Analyse:

6 ^c/ö hochschmelzendes Furfuralkondensat (in Methanol unlöslich)

4 fo neutrale Öle (Kohlenwasserstoffe, Ulster und Äther), 9 f> Kolophonium,

5 1»' Belro-Phenol-Lafcton (vermutlich ^Gi₈ ^Hl4°3·² (OCH₃OH) ),·

5 ^c/o Polyphenol vom Piavontyp (möglicherweise etwa

O₁₅H₇O₂.3OH

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2 'p ^uminsäureartige Verbindung,

o,2 γό Pektinsäur eartige Verbindungen,

6 ;j- an an Luft oxydierte Harzsäure (un^eschniolzen)

3 y« starke Säureverbindun^en,

38 ⁱ;i schwach sauere, hoch-schmelzende Phenolverbindung, 19 ^Lfo verhältnismässig- neutrale Phenoläther und -ester, 1 > ?/asserlösliche !Carbohydrate.

Das in der Bindemittelzusamifiensetzung nach iabelle I verwendete As'bestin hatte bei -6,67 ein. speziyisohes Gewicht von 2,78 und die folgende chemische Analyse:

58.61 ^D/o

MgO 28,88 %

OaO 4,97 io

Fe₃O₅ o,3o io

Al₂Ol ■ o,85 io

CO₂ 1,95 io

Zündverlust 4,41 #

pH-Vert. 9,4

Die l'eilchengrössenverteilung ist in der folgenden [Tabelle wiedergegeben:

'- 26 -

90 9823/0344

% Seiner	Kelativer Durclimesser
	in Mikron
ca. 98	3o
7o	Io
46	5
29	3
18	1
7	.5

Das in der genannten Bindeniittelzusaumiensetzung verwendete Wollastonit enthält ca. 51 $ SiOp, ca. 47 ·$ CaO und ca» o,5 $-]?eü, wobei der Zündverlust ca. o,9 ^ betrug. Wenigstens 99 $ waren feiner als o,o44 wn. und die mittlere ■Teilchengrösse betrug o,oll mm (11 Mikron).

V/erden die Bindemittelzusammensetzungen auf Tabelle I zur Herstellung χοη Platten nach dem oben angegebenen Yerfahren und in solchen Anteilen verwendet, daß ein Endprodukt mit einem Zilndverlust von ca. 9 bis 14 f° entsteht ₃ dann sind die fertigen Platten wesentlich widerstandsfähiger gegen erhöhte !Temperaturen als identische Platten, bei denen jedoch kein Asbestin in der Bindemittelzuaammensetzung Verwendung gefunden hat, Beispielsweise zeigten mit

- 27 -

909823/G3U

„27- ' ' 1*71361

den Bindemittelzusammensetzungen nach Tabelle 1 hergestellte Platten nur eine geringe Schrumpfung und Verfärbung, nachdem sie einer '.Temperatur τοη 99o für Io Minuten in einem Ofen ausgesetzt waren, und nur eine geringe Schrumpfung, nachdem sie 3o Minuten Temperaturen τοη 81ο ausgesetzt worden waren. Die Analyse der besonderen fasern, mit denen die vorhergehenden Versuchte durchgeführt worden waren, war folgende:

Bestandteil	7°
SiO2	55,83
CaO	2ο,17
MgO	6,98
Al2O3	5,53
3STa2O	lo,55
κ2ο	0,27
ΙνίηΟ	0,3ο
Se2O3	0,2ο
'DiOo	0,17

Die Bindemittelzusammensetzung Mr. 2 wurde unter Verwendung bei dem angegebenen Glas für eine Stunde lang einem Branüversuch unterworfen. Dieser Versuch wurde in einer nachgeahmten Ziinmerkonstruktion mit einem Plattenbalken an der Decke durchgeführt, der auf Stahlbalken ruhte. ·
Unter dieser Konstruktion befand sich ein Idetallrahmenwerk,

909823/0344 - 28 -

dem die erfindungsgamäss hergestellte S'aoarplatte aniicJiernd 3o cm unterhalb aer 'unterfläche des Plattenbalkens herabhing. Unter den Faserplatten wurden G-asbrenner .angeordnet und dann gezündelt und damit wurde eine vorbestimmte ienperaturkurve erzeugt, die durch l'hermoelemente gemessen vrurde, welche annähernd 5o cm unterhalb der unteren Oberflache der Platte angeordnet waren. Dieser Versuch und seine Ergebnisse sind in Deport R3!?83-2 of Underwriters' Laboratories, Inc., unter dem Titel "Acoustical l'ile in a Floor and Ceiling Construction", January 5, 1962 veröffentlicht.

Im "wesentlichen gleichwertige lür, ,ebnisse erzielt man unter Verwendung von IBindemittelzusairimensetzuiij-jen, die mit denjenigen nach (Tabelle Ϊ identisch sind, aussei, daß sie ein gleiches Volumen an -Iallaim, Asbestin., Ivieselskure, 'üonerde, fasri^es Boehmit (AlOOH), Jrortlandzenent, G-ips oder andere ^nt^lasungsmittel enthält, die in Jedem J/alle im wesentlichen alle feiner als o,o74 mm sein sollen und an die stelle von Asbestin oder Vollastonit treten.

j^ei einer bevorzugten itusfiüirun^sform enthalten die üindemittelzusammensetsun^en für die Herstellung von Plattenprodukten gemäss der Erfindung nicht nur ein Ent^lasun^snit-üel für uie Gias- oder anderen glasartigen i'aoern, sondern auch

'^909823/Ö3U . " ²⁹ "

ein material, welches die Jntglasung. "beschleunigt, Beispiele geeigneter Mndemitt ^zusammensetzungen, die "oeide Materialien enthalten, sind in i'abello II wieder

gegeben:

909023/03^4

Zusammensetzung

Io
11

12

2L4

col7
■^18

Zusammensetzung in ίeilen, Wasser Phenolharz A* JPichten-

_Tabelle II

basierend, auf Trockenfestkörpern; Asbest in* Y/ollastonit*

harz—Ex .» trakt*

q.s.

q.s.

q.s.

q.s.

q.s.

q.s.

q.s.

q.s.

q.s.

q.s.

q.s.

q.s.

61

8o
8o
8o
8o
8o
8o
8o
8o
bo
So
8o
8o

39 2o 2o 2o 2o 2o 2o 2o 2o 2o 2o 2o 2o

loo So öo 9o 4o 8o 9o 4o 8o 4o

to

8o 8o 8o

*) wie im Vorhergehenden an^e^eben;
* *) wie im Nachfolgenden im einzelnen erläutert; ***) Ausreichende Zugabe von Nasser zur Erzielung eip.er

TiO2**	Zirkonium
loo	bxiiJca-c **
2o
2o	—
Io	_
Io	—
_	—
_	2o
_	Io
Io ■	Io
VJ!	Io
2o	VJl
2o	— ,
_ Oi

2o

brauchbaren Viskosität und gi Die eigentliche Menge schwankt von Zeit zu Zeix, abhängig von den Verfahrensbedingungen, liegt jedoch zwischen ca. 76 und 82 U der Bindemittel-

zusammensetzung, basierend ,auf dem G- esamtg twicht von Hienolharz A-, und Wasser ο

i'ichtenhar ζ extrakt

Das in der Zusammensetzung nach Tabelle II verwendete diO₂ war Kieselsäuresol und hatte eine Durchschnittsteilchengrösse von ca. 1 iuikron.

Das in den Zusammensetzungen wirklich verwendete TiO₂ war Anatas mit einem Brechungsindex von 2,55, einem spezifischen Gewicht von 3,9, ca. 98 ^ck l'iOg, 1 ψ Al₂O, und liest Verunreinigungen, mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von ca. o,3 Mikron. Das in der·Zusammensetzung nach Tabelle II verwendete Zirkonsilikat hatte folgende Analyse ZrO₂ 65,2" SiO₂ 34,3, TiO₂ 1-4, ^e₂O₅ 0,03 und Al₂O₅ o,2„ Die durchschnittliche Teilchengrösse betrug 5 bis 7 Mikron und 99, ö "^ waren feiner als o,o44 mm.

i-Üt den j3incLemittelzusammens et zünden nach Tabelle II hergestellte Platten hatten eine wesentliche Temperaturwiderstandsfähigkeit gegenüber den !flatten,- o.ie mit dem !Bindemittel nach Tabelle I hergestellt wor-den waren, wie sich entweder durch die vorher beschriebenen Huff elver suche oder durch eine in kleinem Liagstab eriol_u-:-nae liächahisung des vorher angegebenen Testes ermitteln lioic. '.-esentlicn höhere Temperaturbeständigkeit erzielt man auch,, wenn ein gleiches Volumen eines anderen Oxydes von Titan, eines Oxydes oder Hydroxydes von Zirkon, eines Karbonats, Oxydes oder Hyo.roxydes von Chrom oder eines Karbonats, Oxyds, i.yoi'oxyds oder Silikats von Jisen zuve._::eben oder verwendet wuvde, wobei im w-'-jsentlichen alle diese substanzen ieiner als o,o74 ωκ waren.

9 0 9 8 2 3/0344 " ³² "

Diese Substanzen treten dann an die Stelle von TiOp oder Zirkonsilikat in den Zusammensetzungen nach ¹IaDeile II.
Brauchbare, bevorzugte und optimale Bereiche von Anteilen an Glas- und ähnlichen Pasern, Harzfestkörpern, Asbe'stin oder Äquivalenten und TiO₂ oder Äquivalenten für 3?aserplattenprodukte nach der Erfindung, insbesondere für akustische Zwecke sind in i¹ ab eile III wiedergegeben:

909823/0344 _BAD

l'abelle III

scheinbare Dichte der j'aaern in Faser plat teilprodukt

in g/ccm

>—^ats'an Harzfaserkörpern

Yemaltnis der i'eile von Harz-, faserkörpern zu den i'.eilen an asbestin oder Äquivalenten und I oder Aauivalenten*

_{o 1} von 'Teilen von Asfee-

CO stin oder Äquivalenter;, zu !'eilen co von ¹DiO₀ oder Xauivalenten**

brauchbar

o,o32 bis o,24 · 5 bis 15

2:3 bis 3:2

1:1 bis 19:1

bevorzugt

0,08 bis o,19
9 bis 14

3:4 bis 5:4
17:3 bis 3:1

Optimum

0,12c· bis o,176 Io bis 12

4:5 bis 6:5 9:1 bis 7:3

ο *) \.exm ein anderes ^iitglasun^smittel als As bistin verwendet wird, sollte sein Yolumen einem <·** G-ewicht an Asbestin innerhalb der angegebenen ü-renze gleich sein.

***) wenn ein anderer züntglasun^s'ueschleurii^er als l'iüp Verwendung findet, sollte sein einem ü-ewicht von TiO_n innerhalb der angegebenen !ireuzen gleich sein.

Yolumen

Vj^ %.

C+emäss einer weiteren iaisführungsform der Erfindung wird ein IPaserplattenprodukt geschaffen, das eine iiasse aus verflochtenen Gias- oder anderen glashaltigen Fasern und ein gehärtetes Bindemittel enthält, das die Fasern an ihren Bsriihrungsstelleii verklebt -und wobei die ^Y/iöchenräuaie zwischen den fasern durch eine 'fon-iiesit- oder äquivalente Zusammensetzung gefüllt sind. Al?: erste Stufe bei der Herstellung einer solchen Platte kann die Platte 22 nach Fig. 2 auf einen Vorderer 23 nach -T'ig.3 aufgelegt werden, der in geeigneter -,/eisejin ilichtun^ des Pfeiles angetrieben wird. Die Platte 22 wird durch den Vorderer 23 unxer eine geneigte Platte 24 eines Imprä,gniermittelbehälters 23 vorgerückt. Me Iriipragnierraittelzusammensetzung wird durch ein Rohr 26 dem Behälter 25 aufgegeben, von wo sie überläuft und nach unten längs der Platte 24 in einem im wesentlichen gleichmässigen ütrom und mit einer Geschwindigkeit flieset, die von der (Geschwindigkeit abhängt, mit der die Zusammensetzung durch das Rohr 26 zugeführt wird. Der Förderer 23 ist gelocht, so daß ein über eine Leitung 27 auf einen unterhalb des Förderers 23 und in Flucht mit der Abgabekante· der Platte 24 angeordnete Kasten 28 aufgebrachtes Vakuum die Imprägnierung der Platte 22 durch die Zusammensetzung erleichtert. Ein nicht gezeichneter Schieber im Oberteil des Kastens 28 dient zur Regelung des Sogs, durch die Platte 22 zur Erzielung der gewünschten Imprä_onierung_e Bine nasse Platte ist bei .29 angedeutet und wird in das fertige Faserplattenprodukt durch Trocknen, beispielsweise zwischen

■■ 909823/0344 ; ^_{0 oatQ1NA}C ^ " :

einer und acht Stunden "bei 14ö "bis 26o , anhängig von der Plattendicke, den Paserdurchmesser, .der. vorhandenen ?fassermenge und den Zersetzungseigenschaften des .!Bindemittels umgewandelt.
Jiine geeignete Imprägnierungszusariimensetzung lässt sich aus i'on A₁ der im folgenden im einzelnen erläutert werden wird, und der Bindemittelzusammensetzung Kr. 2 nach Tabelle -I, bei der jedoch das Asbestin weggelassen ist und mit ausreichend v/asser zur Einstellung von 2o % JJ'estkörperanteil, herstellen. Der in i'igur
4 wieder_segebene iiischer 3o wird mit 53 Liter Y/'asser, 9>4 Liter 3indeiaittelzusammensetzung Ur. 2, abzüglich Asbestin, 45,36 kg
ϊοη A und ca. o,12 Liter Dioktylester von iiatriumsolf onbernstdinsäure als o"berflächenaktives Hittel gefüllt. Anschliessend wird der uotor 31 zum Antrieb einer Welle 32 und eines Mischers _3JL. mit ca. 8oo Umdr./mino angestellt. Das Mis eher blatt 33 besteht aus einer allgemein flachen Platte 34 mit 2o cm Durchmesser und mit niwch. oben ausgestanzten Vorspriingen 35, welche das Durchruhten der Bestandteile besorgen, obwohl man auch andere bekannte Wischerblätter unter entsprechender Grössenanpassung
ar. aas \ isciicefüss verwenden kann. Durch die bfiim Umlauf der
Platte 34 in dejß dicken, viskosen üchlamm hervorgerufenen ScLerkräfue ergibt oicli eine wirkungsvolle Zerkleinerung. Kach annähernd 5 ;.!inuteri Hüliren mit 8oo Umclrv/min. wird der Iviotor
auf eine Umlaufgeschwindigkeit von ca. 12oo Umdr./min. für
weitere 15 iiinuten beschleunigt. 'Ein längeres Mischen kann ohne "Schaden durchgeführt werden, jedoch soll der angegebene k'isch-

9823/03Λ4

Vorgang wenigstens so "lange durchgeführt werden, daß nielit nur eine G-leioamässigkeit der Dispersion erzielt wird, sondern auch 'lonverVlumpungen aufgebrochen werden. Iier Lischer 5o ist mit einer Abzugs leitung 36 versehen, durch welche die hergestellte Zusammensetzung mittels einer Pumpe 37 abgezogen werden kann, '/ehrend des idischvorgaii-_ es -arbeitet die Pumpe uei geschlossenem "Ventil 38 und geöffnetem Ventil 39» so daß das Imprägniermittel durch die Leitung 4o in den Irischer 3o zurückgeführt wird. Nach -beendigen des Laschvorganges kann das Ventil

so 58 geöffnet und das Ventil 39 geschlossen werden,/daß der dicüe, zähe cchlamui durch eine Le it ung 41 2U einem AufnabLituolialter 42 gepumpt wird. iJine Pumpe 43 zieht den ochlamm -vom .-.ufnähmebehäluer 45 durch eine Leitun-, 44 ab und fördert ihn durch eine Leitung 45 und ein offenes Ventil 46 zur Rückführung in den Aufnahmebehälter 42· Im -aufnähme behäl te χ 42 wird der vom Mischer 3o kommende ochlamm mit ca. -168 Liter Vasser gemischt, wobei durch einen nicht gezeichneten Rührer, der auf der vom ϊ-.otor

48 angetriebenen V/'elle 47 sitzt, eine gleichmässige Dispersion" hergestellt v/ird. Lach Beendigung des Uischvorganzes im Aufnahmebehälter 42· wird die Imprägnierzusammensetzung über eine Leitung

49 und ein vorher geschlossen gewesenes, nun aber offenes Ventil

50 der Leitung 26 der Imprägniervorrichtung'nach ü'ig. 3 zugeführt. Die angegebene Zusammensetzung hat einen ]?estkörpergehalt von ca. 18 *·&. üs hat sich jedoch herausgestellt, dai.· der

- 37 -

909823/0 3^4

BAD OfUß'NAL

Festkörpergehalt von ca. 5 bis ca. 6o yo schwanken kann, üls ist manchmal vorteilhaft, ein übliches Antischaummittel und mehr oberflächenaktives L.ittel dem -^uinahine behält er 42 zuzugeben, um ein Schäumen zu verhindern und eine grossere Gleichmassigkeit der Dispersion sicherzusxellen. '/erden irao er platt en-Kiaoerialien unter Verwendung der oben in den i'abellen I und II wiedergegebenen Bindemittelzusaminensetzungen mit der oben beschriebenen i'onimprägnierungszusammensetzung imprägniert und getrocknet, dann zeigt sich, daid die ohnehin verbesserte Lenperaturwiaerstandsfyhigkeit dieses Plattenmattrials durch die Imprägnierung weiter gesteigert wird, lis hat uich auch gezeigt, daß man anstelle des in der oben beschriebenen Imprägnierzusani*- menset-zung verwendeten 'üones A verschiedene 'lone einsetzen kann und daß, obwohl die eigentlichen Ergebnisse innerhalb verhältiiisnässig enger Grenzen schwanken können, der angegebene Vorüeil so lange erhalten wird, so lan-_oe der ion die angegeoenen üigen&chaften aufweist. Chemische und ohysiicalische Jigeii-schaften des iones A und anderer 'föne, die sich für die eriindungsgemässe Imprägnierzusamniensetzung eignen, sind in der folgenden 'fabelle aufgezählt. .

- 33 -

909823/03U

'iiischanalyse

Kieselerde

Tonerde
..:is;en
Titanerde
Kalk

Magnesium
Soda

Pottasche
' Ziündverlust

Ton A

45.92

37*02-

1.16

I.o5 0.32 0.26 0.29 0.22 13.75

Ton B

45.21

37.75

l.ol

1.97

o,o8

0.12-

0.19

0.18

13.65

co

CD OO

to

CO O

to

Teilchengrössenverteilunis;:

% -Io Kikron
io -5 Mikron
¹P -2 iuikron
ft -I Mikron
io '-0.5 Mikron
■o -0.2 Mikron

Typ

89.5 82. ü 69.0 57.0 43.0 21,0

plastischer Georgia Kaolin

97.2 94.0 86.0 75.8 62.0 33.0

Süd Carolina Kaolin

Ton C

bo.19

26.47

0.89

1.72

0.31
0.23
0.33
0.44
9.64

81.0
75.0
67.0
58.0
46.0
30.O

jjindeton-Füllmit-•tel

Ton I)

52.öl

30.34

o. 97

1.64

0.35

0.17

o.2o

0.38

13.85

97.5 94.5 85.0 73.5 58.0 34.5

Tennessee Mnöet on

Ton

47.02

37.87

0.80

0.21

0.08

0.I6

0.24

o.2o

13.49

77.0 68.5 59.0 48.0 24.O

plastischer Kaolin

55.37

29.32

1.15

1.85

0.24

0.23

o.3o

0.28

11.32

96.5
93.5
85.0
74.0
58.5
33o5

.■jennes-

!uiiideton

Ton G-

5ü.82

26.99 l.ol I.40 0.32 0,22 0.28 1.7o .5.23

77.0 66.5 52.0 41.0 27.5 12.0

Tennessee !bindet on

Ton H

48.9ο

16.

l.oo

1.2o

6.I3

2cl7

o.3o

o.2o

23.5ο

85 79 7o 61 5o 26

'i.oritmorillionit (üentonit)

CO

cn

Bs ist darauf hinzuweisen, daß die vorher,j,enannten !iorie in die allgemeine Kategorie- der Bind et one, Kaoline und Liontmorillonite fallen. Tone dieser Art mit angegebenen '.Teilchengrössenvertellung sind bevorzugte Iiaprägiiierzusamiaensetaungsbestandteile, obwohl im allgemeinen jeder enusprechena zerkleinerte Aluniniunisilikatton geeignet ist.

Beispiele für andere Tonimprägnierun.; s^Zusammensetzungen, die in der in üusanimenhang mit ü^vi£;. 4 beschriebenen Weise her-

_esöellt wurden, sind in der Tabelle IV wieder_;;:,eyeüen.

909823/0344

eo

eo
co

ca

O
O

	j?henol- harz A*	Peilen■auf	der Basis	trockener festkörper	Ton A
Tabelle IV	4	Richten- harz- iüxtrakt*	Stärke	lüornsirup	loo
Zusammensetzung in	4-1/2	1	_	_	loo
v/asser	8	1/2	-	-	loo
q.s»**	IV)	C	-	-	loo
q.s.	2o	1/2	-	-	loo
q.s.	3	5	-	-	loo
q.s.	-	2	-	—	loo
q.s.	-	-	VJl	-	loo
q.So	4	-	-	VJl	loo
q.s.	1	1	_
qoS.
q.s.

¹ Zus ammens e t zung

19 • 2o 21 22 23 24 25 26

'*) wie vorher angegeben

**) Ausreichend Wasser zur Herstellung einer Zusammensetzung von 2o % 'i'estkörpern, basierend auf Phenolharz, jj'icht enriar ζ extrakt, Stärke, Kornsirup und Ton. ^!

cn

■_:!Θΐχη Faserplattenmaterialien unter Verwendung der in Tabelle ■I und Il wieder gegebenen iDindb-ciit'jelzusainiien.'st zünden nit den Zusammensetzungen nach Tabelle IY hergesxellt und _c;etroclaiet ■..•ej.^Tden, zeigt sich,, dais die erhöhte xoniperaturl^-standiglceit der üattenmaterial-ieii durch diese Imprägnierung wei~er ^estei:-.ert wurde. Me am meisten widerstandsfähigen i-latten wurden x-iit Bindeinittelzusanimensetzun^un nacn I'abells II und Iripr^, nierun^ mit einer der Tonimprä^nierzusaranensetzungen erzielt, iilinliche lir^ehnisse erzielt uan aiich unter Verwendun^; einer der Sone B, ü, I), ^. Ji¹, G- oder II nach der vorhergehenden iabelle. Bevorzugte !ionc- x^aoen eine hohe Grrünfestigksit, eine Liigenechaft, die man bei i3indetonen und hentoiiiten antrifft. /An besonders vorteilhaftes liiye'bnis erzielt man mit einer ilodüi ;ation der Zusammensetzung i'ir. 19, v/o 1 Teil .dentonit fur 1 ieil ϊοη A eingesetzt wurde. Bentonit verbessert drastibch die Q-rUnf ..sti^keit und verhindert die Schrumpfung; uei erfüllten i'emperaturen oedeuteno, ^us^erdem ermöglicht es die .Einführung eines erhöhten imteiles an 'fön in die Platte,

l.evorzugte 'Bereiche von Anteilen der eeetandteile in i'oniiJiprä,j;nierun,'Szusammensetzung;en und in -liiit Ion imprägnierten Faserplatten sind in Tabelle V angegebene

- 42 -

909823/0344

Tabelle V

lonimprägnierungszusammensetzung Impr ä_:<ni ert e faserplatte

Y/asser in ^:Mengen
ausreichend zur
Erzielung eines
gesamten Festkörper gehalt es
von

Phenolharz- oder 'anderes !Bindemittel (auf der Basis trockener organischer Festkörper ohne Berücksichtigung yon Ton)

Teile an gesamtem organischen Bindemittel (auf der Basis von trockenen Festkörpern pro loo !'eile Ton)

Fichtenharzextrakt * (auf der
!Basis trockener
organischer
festkörper ohne
Berücksichtigung von Ton)

Pr ο ζ ent sat ζ an Ton und Hienolbindemittelhax'z auf der Basis von trockenen Festkörpern und auf der Basis des Trockengewichtes der imprägnierten Platten

"brauchbar
bevorzugt
Optimum

5 bis 7o

15 Ms 60
2o bis 40

60 bis loo 7o bis 9o 75 Ms 85

1 bis 25 3 bis 15 5 bis Io

bis zu 4o "/0
bis zu 3o /j

15 bis 25

2o bis 75 40 bis 60 40 bis 55

	ta	I
	ο	4=-
	CO
	β»
	κ>
m	Ca>
Ό	O
ο 30	UJ
ω
Γ

*) vorzugsweise verwendet man nur mit in der VlTärme absetzbare Bindemittel, die Teilkondensate mit i'ormaldehyd' sind und unter 7/eglassung aller anderen Binäemittelsysteme.

CT)

Im allgemeinen ist ein holier Ifestkb'rpergehalt in-einer lonimprägnierungszusammensetzung erwünscht, weil die Sndtrocknung vereinfacht wird. Jedoch muss der &esaiatfecjtkörpergehalt in der., kjusammensetzung so niedrig sein, daß die festkörper nicht Tor dem -Eindringen in die zu imprägnierende Platte ausgefiltert werden. Das Pheiiolbindeharz ,- die Stärke und der G-etreidesirup haben den doppelten Zv/eck in der Imprägnierzusammensetzung, einmal als vorübergehendes !Bindemittel für den i'on zu wirken und zum andern zu-verkohlen, wenn die imprägnierte !'latte den Zwischentemperaturen, "bei denen das Phenolharz sich im getrockneten Zustand "befindet oder die Stärke oder der G-etreidesirup für sich als JiindeEiitxel wirken und denen ausgesetzt wird, "bei denen der Ton seihst zur Wirkung kommt. Die Verkohlung des Phenolharzes, die grob gesagt in der Jwähe vbn26o auftritt, oder diejenige von Stärke und Getreidesirup, die "bei etwas niedrigeren Temperaturen erfolgt, erbringt die sogenannte Kohlenstoffbindung.' jJie Kohl ens t of !"bindung wirkt bei l'emperaturen bis zu 52o bis 58o°, wo der ϊοχι selbst als Binde*- iiiitoel wirksam wird. Infolgedessen enthalten die mit Phenol, iitärke oder <^etreidesirup und Ton imprägnierten Platten etwas bindemittel, das nicht zur Bindung der Platten selbst beiträgt und von dem Augenblick, an wirksam ist, in dem die Platte anfänglich imprägniert wirdx ( das gehärtete Phenolharz für sich, Stärke oder Komsirup) und zwar bei vergleichsweise niedrigen 'i-emperaturen oberhalb des Maximums,, bei dem das Phenolharz selbst, die Stärke oder der G-etrei&esirup als Kohlenstoff bindung wirksam wirdeö. -und bei .Temperaturen oberhalb des Maximjims.,

·· 44 -

_ 44 -

"bei dem die Kohlenstoff bindung wirksam wird (der ϊοη selbst). Es hat sich herausgestellt, da§ andere organische Bindemittel, in ähnlicher Weise wirksam sind, beispielsweise zeigen lielaminformaldehyd-Bindemittel, Dicyandiamiaforiaaldehyd-Uindemit"Gel, E'eoprenbiiidemittel, jttadienacryl-iiischpolynierisat-Bindemittel, Acryl-, Polyvinylchlorid-, Polyvinylalkohol- und Polyvinylazetatlatex-Bindemittel und Earnstoii-formaldehydbindemittel ähnliche Erscheinungen vie Zucker und gewöhnliche Getreidebindemittel, die alle in zufriedenstellender Weise verwendet worden sind. Die Phenol- und Phenoldicyandiaiuidformaldehyd-Bindemittel sind für alle Zwecke bevorzugt, wo die-Faserplatten in leicher Weise unterschiedlichen 3?euchtigkeitb<=dingun£.en unterworfen sind, da sie _ieine Abmessungsänderungen innerhalb üblicher ieuchtigkeitsänderungen unterliegen. Harnstoffformaldehyd, kelaminformeldehyd und Dicyandianiidformaldehyd-Bindemit iel sind für solche Anwendungsgebiete gegenüber Stärke, Hehl oder G-etreidesirup vorzuziehen, jedoch kann man stärke-, Mehl-? und &etreidesirup-x>indemittel auch mit gütern Ergebnis auf Gebieten verwenden, wo ^euchtigkeitsschwankungen kein wesentliches Problem bilden. Stärke-» Harnstoff formaldehyd-, Melaminf ormaldehyd-, Dicyandiamidformaldehyd-, Feopren-, Butadienacrylonitrit-Mischpolymerisate,. Latex-, Mehl- und Getreidesirup-Bihdemittelsysteme werden im Falle ihrer Verwendung im wesentlichen in den Anteilen zur Einwendung gebracht, die in 'i'abelle V für das Phenolbindeharz angegeben sind. _ 45 - .

_r 9 0 9 8 2 3 / 0 3 U 4 ^{BAD 0RIG1NAL}

Bs ist darauf hinzuweisen, daß ein einziges Phenolbindeharz bereits im Zusammenhang sowohl mit der Herstellung von Materialien nach der Trockenmethode als auch durch Imprägnierung der Platten "bekanntgeworden ist. Dieses Phenolbindeharz ist ein Beispiel für eine "bevorzugte Klasse von Materialien für diesen Zweck und zwar aus zwei besonderen Gründen: (l) es besteht aus' Phenol, !Formaldehyd und Dicyandiamid; und (2) es enthält feinverteilte Anteile' und suspendiert von liariumsulfat, das sich infolge der Verwendung von Bariumhyürat als Kondensationsmittel und die schliessliche neutralisation mit Schwefelsäure bildet.

Phenolharzbindemittel für Glas- und aus anderen glasigen Fasern bestehende Produkte zeigen eine Erscheinung, die man in der Praxis mit "Glühen" bezeichnet. Diese Bindemittel werden, wenn man sie ausreichend hohen Temperaturen aussetzt, ziemlich rasch oxydiert, wobei sie zwar ¥ärme abgeben, jedoch keine !'lamme auftritt. Diese Erscheinung verbraucht das Bindemittel, ohne daß sich notwendigerweise eine Kohlenstoffbindung ergibt. Infolgedessen kann das Bindemittel, welches für die aus Glas« oder dgl. lasern bestehende Plattenkonstruktion wesentlicli ist, vollständig beseitigt v/erden. Wird Dicyandiamid bei der Produktion eines ^; Phsnolharzes verwendet, dann wirkt es besonders durch Vermin-' derun ; der iieigung des fertig ausgehärteten Bindemittels zu diesen "G-liüien", £>ie ist von iiedeutung sowohl beim Primär-

- 46 909823/0344

■bindemittel für das Faserplattenprodakt selbst, als auch für die Imprägnierung des Plattenproduktes. Infolgedessen bilden solche Phenolharzmaterialien eine bevorzugte Klasse von Binde-■-mitteln. Ähnliche Bindemittel kann man herstellen, wenn man Melamin, Harnstoff, Thioharnstoff oder ein Gemisch davon für das gesamte Dicyandiamid oder einen 'feil davon einsetzt, so daß die Harzmaterialien, die als Sripolymere von Phenol, Formaldehyd und Dicyandiamid, Melamin, Harnstoff oder Thioharnstoff, oder Mischungen davon gekennzeichnet werden können, die "bevorzugte Klasse von Pheiiolbindeiiiit^elzusammensetj.ungen bilden.

Im Phenolharz suspendiertes feinverteiltes Bariumsulfat wirkt in gewisser Hinsicht in noch nicht erklärbarer Weise in Richtung einer Erleichterung der !"ließfähigkeit der daraus hergestellten Bindemittelzusammensetzungen vor der Zeit, nach der die Aushärtung so weit auftritt, daß ein weiteres fließen nicht mehr möglich ist. Infolge dieser Erscheinung werden üsbestin oder ein Äquivalent dafür, oder älsbestin oder ein Äquivalent mit Titandioxyd oder einem Äquivalent bei der Verseilung in einer aus einem solchen Harz hergestellten Bindemittelzusammensetzung gleichmässiger über die Glasfaseroberfläehen verteilt und diese Produkte sind deshalb wirksamer im Hinblick auf die tfas er ent glasung bei der <«' äraie behandlung

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der Platte, üiese Virkung lässt sich experimentell feststellen durch Vergleich zweier Bindemituelsysteme, die beide feinverteilt es Asbestin enthalten und an sich identisch mit der Ausnahme sind, daß das eine aus einem Phenolformaldehyddicyandiamidtripolymerisat mit feinverteiltem Bariumsulfat bestand, während das andere aus einem ähnlichen ¹Ir!polymer hergestellt war, bei dem jedoch im wesentlichen alle !»ietallioneii durch Behandlung mit einem Eationenaustauscherharz entfernt worden waren, Obwohl die Bindemittelzusammensetzung, die frei von Bariumsulfat war, eine wesentliche Steigerung der Viderstandsfhjäigkeit gegen erhöhte !Temperaturen erbrachte, im Vergleich zu einer ähnlichen Plat se, die mit eiuem Bindemittel hergestellt war, das frei von Asbestin war, erzielte man eine wesentliche Steigerung der erhöhten iemperaturwiderstandsfähigkeit mit Hilfe des Bindemittels, welches !Bariumsulfat enthielt.

As wurde auch festgestellt, daß das !Bariumsulfat durch eine physikalische Erscheinung im Gegensatz zu einer chemischen Ürscheinung wirksam wird, und daß die ieilchengrösse des ,Bariumsulfats, um in dieser Richtung wirksam zu werden, zwischen ca. 1 Millimikron und ca. 1 Mikron liegen muss. Auf die ,-,leiche Körnung gemahlenes Kies eis äuremehl verursachte, ' bei Zugabe zu einer Phenulresolzusammensetzung eine entsprechende Steigerung in der Wirksamkeit des Asbestin. Man erkennt ■somit, daß jeder in Phenolresol diaper gier te Festkörper mit einei

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Teiloh.en.grösse innerhalb des angegebenen Bereiches zu einem Auftreten dieser Erscheinung und damit zu einer Verbesserung der Wirksamkeit von Asbestin o. dgl. führt. Der inerte Festkörper sollte bis zu einer Menge von Wenigstens 2 $, basier&nd auf dem Gewicht des Phenolharzes, auf der Basis trockener Festkörper, vorliegen. Der Anteil kann jedoch bis zu Io °β> und mehr, betragen, wenn auch, mehr als 5 f> die Wirksamkeit von Asbestin nur noch wenig oder praktisch, überhaupt nicht mehr steigern. Bariumsulfat ist ein bevorzugter anorganischer Festkörper zur Verwendung in Bindemittelsystemen nach der Erfindung, da es sich leicht in der oben bei der Herstellung von Phenolharz A beschriebenen Weise bilden lässt, während eine vergleichsweise teure Zerkleinerung erforderlich ist, um Kieselsäuremitxel oder ein anderes festes anorganisches Material gleich wirkungsvoll verwenden zu können·

Es hat sioh auch herausgestellt, daß die Eigenschaften der erfindungsgemässen Plattenprodukte durch Zugabe verschiedener Materialien geändert und ausserdem die Widerstandsfähigkeit gegen erhöhte Temperaturen gesteigert werden können. Beispielsweise wurde abgeschieferter Vermikulit der Formhaubezugeführt, durch die die Glasfasern auf einen- Förderer fielen. Die Zuführung erfolgte gleichzeitig mit dem das Asbestin enthaltenden Bindemittel bei der Herstellung von Faserplattenprodukten naoh der Trockenmethode.-Soweit festgestellt werden konnte, war dae Hydratwasser

von Vermikulit kein bedeutender Faktor für eine Verminderung der Widerstandsfähigkeit gegen erhöhte Temperaturen, aber die physikalische Natur des Vermikulit brachte gewiss^ Vorteile.

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^;Asbes,t, Glasschaumkugeln u. dgl« lassen sioh erforderlichen- oder erwünsehtenfalls in ähnlicher Weise in eine Pormhaube einführen, um die Merkmale der Faserplattenprodukte zu modifizieren.

Bs ist bekannt, daß .sowohl die maximale Entglasungstemperatur als auch die Geschwindigkeit der Entglasung bei verschieden hohen Temperaturen unter dem Maximum wichtige Eigenschaften für Gläser sind, aus denen lasern hergestellt werden sollen. Es ist auch bekannt, darf eine Glaszusammensetzung einem merklichen Einfluss auf die maximale Entglasungstemperatur und auf die ilntglasungsgeschwindigkeit hat. Da die vorliegende Erfindung sich hauptsächlich mit der Verwendung von Asbestin oder einem Äquivalent zur Erzeugung einer verhältnimässig raselien iüntglasung der Glasfasern bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen beschäftigt, sind Gläser, die rasch entglasen, Gläsern mit langsamer Entglasung oder Ent glasung nur bei extrem hohen Temperaturen vorzuziehen. Jedoch gibt die oben angegebene Glasfaserzusammensetzung ein Glas wieder, das bis jetzt im Handel zur herstellung von Faserplatten leicht erhältlich is., und unter gewöhnlichen Umständen "werhältnismässig langsam und bei vergleichsweise hoher temperatur entglast. Die wesenxliche Verbesserung der Y/id er stands f ähi_t- keit gegen erhöhte Temperatur wurde infolgedessen oben unter Jezug auf dieses besondere Glas diskutiert und trotz der Verwendung die-* aoc vergleicliswei.se ungünstigen Glases erreüit.

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BAO OBlQiNAl

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Aus verschiedenen Mineralien und Schlacken hergestellte Fasern sind als Mineral- oder Schlackenwolle seit vielen Jahren bekannt. Solche fasern werden gewöhnlich durch ein !dipolverfahren erzeugt, wobei abwechselnde Schichten dieser Mineralien und von Koks in einen Kupolofen eingefüllt- werden, der dann gezündet wird. Die Ströme aus geschmolzenem. Mineral, die sich im Kupolofen bilden, werden periodisch abgezogen und durch eine umlaufende Scheibe oder durch mit hoher Geschwindigkeit strömenden Dainpf blasstrahlen aufgebrochen. Solche Verfahren liefern Materialien mit verhältnismässig geringer Qualität, wobei erhebliche Mengen an l'estteilchen aen fasern untergemischt sind. Da jedoch die Mineralien sich im Kupolofen für nur sehr kurze Zeit in geschmolzenem Zustand befinden, ist es möglich und' auch allgemin üblich, Mischungen zu verwen—' den, die vergleichsweise rasch und im Vergleich zu üblichen Glaefasern bei extrem niedrigen l'emperaturen entglasen. Die vorliegende Erfindung befasst sich nicht mit Platten, die aus solchen Fasern hergestellt werden können, sondern nur mit Platten, die nach dem Glasfaserplattenverfahren aus Fasern hergestellt werden, die aus Strömen geschmolzenen Glases entstehen, die aus einem Schmelztank abgezogen werden, der ein wesentliches Volumen an Glas enthält, soweit die Anwendung der üntglasungsmittel ' und der Entglasungsbeschleuniyer betroffen ist. Im allgemeinen besitzen Glasfasern eine Zusammensetzung innerhalb der folgender Bereiche:

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von ca. 5o ^ιγ> bis ca« 75 '£ Kieselsäure,

bis zu ca. 15 ;'³ Boroxyd, von ca. 2 uis ca. 25 $ Erdalkalimetall oxy de, d. ii, OaO, HgO, BaO und SrO, wobei die Mengen an CaO normalerweise wenigstens 5o *,£ des Gehaltes an Erdalkalimetalloxyd beträgt, von ca. 0 bis 15 i° Alkalimetalloxyde, insbesondere Ha₂O, E₂O oder oeide, von ca. 2 $ bis ca. 2o f> Äluminiumerde, von 0 bis ca. Io % Titanerde bis zu ca. 1 $ Eisenoxyd und von ca. 0 bis ca. 3 '/< > 1?₂· Spuren anderer Glasbildner oder Verunreinigungen, wie MnO, ZrOp oder ZnO können vorhanden sein. Bevorzugte zerfaserbare Gläser, die mit ülnt'glasungsmitteln oder mit Entglasungsmitteln und Sntglasun^sbeschleunigern gemäSB der Erfindung verwendet werden können, enthalten von ca, 54 bis 6o # SiO₂, von ca. 4 1/2 bis 7 ^.Al₂O,, von ca.. 16 bis 22 fö öaO, von ca. 5 bis 8 γα MgO und ν,οη ca. 8 bis 12 vj Ha₂O. Auch die hier vorgeschlagenen Glasfasern entglasen .in Io Minuten bei ihrer 'ürweichungstemperatur nicht wesentlich. Jedoch ist die Verwendung von Glasfasern, die Jiinsichtlich einer relativ raschen Entglasung oder einer verhältnismässig ungünstigen maximalen JSntglasungstemperatur als Grenzfä^le angesehen wurden, vorteilhaft.

Die Vorteile der 'fonimprägnierung von naoh dem iürookenverfahren hergestellten Glasfasernplatten lassen sioh in gleicher Weise erreichen, wenn die Platten aus irgend-

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welchen glasigen Fasern "bestellen, einsehliesslich solcher, die man bereits als Mineral oder ociüLackenfasern "be- ' ■ zeichnet.

Es ist darauf hinzuweisen, daia "die Vermeidung von Tonansammlungen bei der Herstellu.^, einer ImprägnierZusammensetzung kritisch ist. Jis hat sicix herausgestellt, daß eine wesentliche Ansammlung der Tonteilciien in einer solchen Zusammensetzung die "Erzielung einer zufriedenstellenden P}.attenimprägnierung unmöglich macht. Statt in und durch die Platte zu fliessen, werden diese Ansammlungen aus der Zusammensetzung auf der Oberfläche der Platien äusgefiltert und die ausgefilterten Ansammlungen blockieren wesentlich das Eindringen. Die Verwendung eines Tones innerhalb der angegebenen Grenzen "bezüglich der Teilchengrösse und eine die-Ansammlungen "beseitigende Mischtechnik sind deshalb wichtige Merkmale für die Herstellung einer gut imprägnierten Platte. Me Verwendung des auf dem Scherprinzip arbeitenden Mischers in einem Konzentrat der fertigen Imprägnier'zusammensetzung, wie sie oben beschrieben wurde, bildet einen ausser-t ordentlich wirksamen Weg, diese Ansammlungen zu vermeiden. Häufig werden verschiedene andere als die oben angegebenen Materialien in Bindemittelzusammensetzungen zur Herstellung von Platten nach dem Trockenverfahren verwendet. Beispiels-

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weise verwendet man häufig Ammoniumhydroxyd zur pH-Einstellung. Zur "verbesserung der Kopplung mit dem Mndemitte-·, und/oder der Dauerhaftigkeit verwendet man verschiedene Silane und Silikone. Emulgierte Mineralöle verwendet man häufig zur Verbesserung des Griffes des Endproduktes. Solche Materialien können in Platten gemäss der Erfindung verwendet werden, jss ist auch darauf hinzuweisen, daß jj'iohtenhar ζ extrakt in den verschiedenen oben angegebenen Bindemittelzusanimensetzungen verwendet wurde. Dieses Material setzt sich mit Phenolformaldehyd-•ieilkondensationsprodukten um und wird zu einem Teil der fertigen Mndemittelzusammensetzungen. jJs ist im wesentlichen jedoch ein Streckmittel für die Phenolmaterialien. Im wesentlichen die gleichen oder sogar etwas bessere Ergebnisse erreicht man durch einen grösseren Anteil der Phenol- oder anderen üindemittelbestandteile. oo ist beispielsweise die Verwendung des IPichtenharzextraktes oder eines Äquivalentes hierfür im l?alle eier vorliegenden Erfindung nicht wesentlich.

Platten ^e'näss der Erfindung, in denen die iasern einen
überzug tragen, der Asbestin oder ein Äquivalent und/oder i'itanaioxyd oder ein Äquivalent enthält, lassen sich auch xür besondere Anwendungsgebiete mit verschiedenen Zementmaterialien imprägnieren. Asbestin und/oder i'itandioxyd o., dgl. verbessert die Eigenschaften der damit imprägnierten-■ " ;. ■ ,. . - 54 -

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Materialien bezüglich der erhöhten 'l-emperaturen in praktisch der gleichen -./eise wie oben beschrieben. Beispiele für geeignete Zementmaterialien für diese Imprägnierung sind Magnesiumoxysulfatzemente, Magnesiumoxychloridzemente, G-ips, Portlandzement u. dgl. .

Sollen die nach dem Trockenverfahren hergestellten Platten mit einem Aluminiumsilikatton imprägniert werden, wie es oben im einzelnen diskutiert wurde, kann man im allgemeinen die gleichen Bindemittelsysteme verwenden, als wenn die ΐοη-imprägnierung nicht beabsichtigt ist. Jedoch verwendet man diesen Aluminiumsilikatton in etwas geringeren Mengen. Brauchbare, bevorzugte und optimale Bereiche der angegebenen Eigenschaften der Faserplatten für eine Aluminiumsilikattonimprägnierung sind in Tabelle TI wiedergegeben.

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lEaTaelle VI

ta au elitär

-bevorzugt

optimal

Offenbare lachte des iaserplattenprodulrtes in g/ccm, basierend auf den Gewicht der im Produkt befindlichen fasern o,o32 bis o,24 o,o48 bis o,224 0,080 bis o,192

Prozentsatz anorganische Bindeinittelfest&örper

5 bis 7 Dis 12

8 bis U

Verhältnis der Anteile an άμ organischen jiindemittelfestkörpern zu den Anteilen von Asbestin o. dgl. + TiO₅ ο,dgl. *

2:3 bis 3:2

Verhältnis der Anteile von Asbestin o* dgl» zu den Anteilen

an TiO₂ o. dgl. ** lsi bis 1.9:1

3:4 bis 5:4

17:3 "bis 3:1

4:5 bis 6:5

bis 7:3

*) 'siexm ein anderes ^ntglasungsmittel als Asbestin verv/endet wird, sollte sein Volumen dem Gewicht.an Asbestin innerhalb der angegebenen Grenze gleich sein.

**) \ienm. ein anderer Entglasungsbeschleuniger als !TiOp verwendet wird, sollte sein Volumen dem Gewicht an 5iO₂ innerhalb der angegebenen Grenzen gleich sein.

O	r	ι
		VJl
		er»
		I

- pb —

In der vorhergehenden Beschreibung wu de auf die Verwendung der erfindungsgemässen Faserplatte als Eohrisolation u. dgl. Bezug genommen. Solche Platten lassen sich herstellen, wenn man den Ofen 2o in !ig. 1 weglässt und stattdessen die e:rfgültige Aushärtung des Mnjiemittels in der Kasse 18 auf einer entsprechend geformten Form durchführt, mit der man die Rohrisoiation oder ein ähnlich geformtes Produkt herstellt. Die Isolation o, dgl. kann nach dem Formvorgang mit lon imprägniert ?/erden und im Bindemittel dispergiert üLsbestin oder ein Äquivalent oder Asbestin oder ein Äquivalent und Titandioxyd oder ein Äquivalent enthalten, das durch die Rohre 16 und die nicht gezeichneten Sprühköpfe in der ein- "■ gangs geschilderten Weise-aufgebracht wird. Andere Formkörper lassen sich in ähnlicher Vieise herstellen, "beispielsweise verdeckte feuerfeste Abschirmungen für Lampenbefestigungen. Brandschott für die Marine, den Flugzeugbau und den Automobilbau, Isolationsformkörper für Vorratsbehälter und Bauelemente u. dgl.

Sie verschiedenen vorher im einzelnen beschriebenen platte'nprpdukte lassen sich auch in etwas abweichender Weise hersteilen. So kann man beispielsweise zwei zu-

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sätzliche, nicht gezeichnete Rohre vorsehen, die sich durch entgegengesetzte v/anduni,en der J?ormhaut>e oer iigur 1 zusammen mit nicht gezeichneten Sprühköpfen erstrecken, -uine VasseraufschYfcamg von Asbestin o. dgl., 'fitandioxyd o. dgl., Ton oder Mischungen einer oder mehrerer dieser Substanzen iiiit oder ohne Phenol- oder ein anderes !Bindemittel lassen sich dann in die ü'ormhaube durch diese Düsen einführen, während ein geeignetes liindemittelsystem durch die Hohre 16 und die zugeordneten Düsen eingebracht wirdo In diesem !'alle werden die wässrige Aufschlämmung, die Glasfasern und das I3incieriittel alle gemeinsam auf dem Lochförderer 15 niedergeschlagen, lienn alle angegebenen Materialien in der wässrigen Aufschlämmung eingebaut sind, lässt sich xjiiidemit'celzusamniensetzung iir. 2 nadh Tabelle I, jedoch ohne- Asbestingehalt, durch die Rohre 16 einführen. Ward Asb3stin o. dgl. aus der wässrigen Aufschlämmung v/eggelassen, dann eignet sich die Bindemittelzusamiuensetzung ü'r. 2 usv/. Da ieinverteil-ce I'estlcörper in einer Ijindeinittelzusammensetzung die Wirksamkeit dieser Zusanüaentsetzung beeinträchtigen, ist das. angegebene /erfahren zur erfindungsgeinässen Herstellung der Plattenprodukte vorzuziehen. Durch geeignete Handhabung lassen sich alle vorher erörterten Produkte durch dieses abgeän-

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derte Verfahren herstellen,, Die brauchbaren, bevorzugten und optimalen Anteile sind die gleichen wie bei den vorher beschriebenen Verfahren,

Flashe, plattenartige Produkte gemäss der Erfindung lassen sich als feuerhemmende Schallschlucfcraaterialien und auf vielen anderen Anwendungsgebieten, beispielsweise als Kernmaterial für Ϊrennwände, Suren und Hohlwandungen sowie Wärmeabschirmungen, als Dachisolation und als Formplatten verwenden.

Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung verschiedene Änderungen der einzelnen angegebenen Beispiele möglich,

Patentansprüche:

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   miteinander verflochtenen Glasfasern in offener, nicht verwebter Anordnung, einem ausgehärteten Kunstharzbindemittel zur gegenseitigen Bindung der" lasern an ihren Berülirungsstellen und einem ünt&lasunArsmit'iel für das Glas der lasern, das mit den Oberflächen der lasern in Berührung steht,

   2« Produkt nach Anspruch 1, dadurch ge

   kenn ζ e i c h η e t , daß das üntglasungsmittel

   in einem Bindemittel disper^iert ist, welches wenigstens •40 > der überflächen der lasern abdeckt.

   3. Produkt nach Anspruch 2, dadurch g e kennze ic hnet , daß das jüntglasungsmittel Asbestin ist»

   4. Produkt nach Anspruch 2, dadurch gekennze ic hnet, daß das iJntglasungsmittel ..ollaotonit

   - 60 ^

   - 6ο -

   . Produkt nach Anspruch 2, kennzeichnet, Talkum ist.

   dadurch g e daß das Entglasungsmituel

   6. Produkt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Entglasüngsmittel eine Verbindung aus der G-ruppe der Oxyde, Hydroxyde, Karoonate und idilikate von Kalzium und Liagnesium is"t.

   7. Produkt nach Anspruch 6, dadurch _&e kennze ic h net , daß das iintglasungsmittel

   - eine Kalziumverbindung ist.

   δ. Produkt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Entglasungsmittel eine Ivlagnesiumver"bindung ist β

   9. Prouukt" nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit einer Aluminiumsilikattonfüllung zwischen den Fasern, dadurch gekennzeichnet , daß das Entglasungsraittel in dem. Aluminiumsilikatton dispergiert ist«

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   10. Produkt nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche¹,-" dadurch gekennzeichnet, daß es in Oberflächenberührung mit den fasern auch einen ^ntglasungsbeschleuniger enthält.

   11. Produkt nach Anspruch Io, dadurch g e -

   k e η η ζ ei c h η e t , .daß das üntglasungsmittel aus cer G-ruppe von Kieselsäure und den Oxyden, Ilydroxyden, Karbonaten und Silikaten von Aluminium, Magnesium und den lurdalkalimetallen gewählt ist,

   12. Produkt nach Anspruch 11, dadurch g e kennze ichnet , daß der üntglasun^sbet chleurii^er aus der (fruppe der Oxyde von x'itan und

   J.er Oxyde, Hydroxyde, Karbonate und bilikate von I^|le, Zr und Or stammt ο

   13. Produkt ηε-.ch Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Entglasungsbeschleuni^er ein -L'itanoxyd ist₀

   14. Produkt nach Anspruch 11, dadurch g. e Jc e η Χι ζ e i c h η e t , daß der Lntglasungs-

   er ein Zirkonsilikat ist.

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   15. Produkt nach einem'oder mehreren der vorhergehenden "'Ansprüche, dadurch gekennzeich- -

   η e t , daß das Entglasungsmittel ein oilikat eines l'Vetalles aus der Gruppe iciagn.esium und Jürdalkalimetalle ist.

   16. Produkt nach Einspruch 9 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne t , daß das Aluniiniumsilikattonimprägnierinittal aus der Gruppe der Kaoline, ,.iontniorillonite und üindetone einschl. wenigstens ca. 1 ,j eines llontmorillonites stammt,,.

   17. Produkt nach-einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß aas organische Bindemittel aus der Gruppe Phenolresit, Liamstoiformaldehyd-Kondensationsprodtik'iro, ilela.ainformaldehyd-Kondensat ions produkt e, Disiyandianidf ormalflehy a-Kondensationsprodukte, ¥eopren"uutadienaurylnitril-Lischpolymerisate, Acrylpolyvinylchlorid-, Polyvinylalkohol-, und Polyvinylazetatlatex, titärke, G-etreidesirup und luehl stammt, die mit dem Son impragnierungsmit'nel in den Zwischenräumen z?/isehen den fasern dispergiert sind.

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   18. Verfahren zur Herstellung einer imprgänierten faserplatte, gekennzeiohnet durch. Übergiessen einer wässrigen Aufschlämmung von einzelnen, nicht zusammengebackenen !Teilchen eines Aluminium* silikattones und eines organischen 3inäemitceis durch ein Plattenprodukt, "bestehend aus einer kasse von verflochtenen oder verschlungenen, vorzugsweise Glasfasern in offener, nicht verwebter Anordnung mit Zwischenräumen zur Aufnahme der Aufschlämmung und durch anschliessendes Trocknen dieses Erzeugnisses „

   19* "Verfahren nach Anspruch 18, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Masse mit einem synthetischen Kunstharzbindemittel und einem üntglasun-smittel für das ]?a&ermaterial imponiert wird.

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