DE1671261B1 - Verfahren zur Herstellung von Mineralfaserplatten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Mineralfaserplatten

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mineralfaserplatten aus einer wäßrigen Aufschlämmung verfilzbarer Fasern und einem Bindemittel und Entwässern der Aufschlämmung, woraufhin der erhaltene feuchte Mineralfaserfilz getrocknet wird. Das Fasermaterial besteht in der Hauptsache aus synthetischen Fasern.
Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Faserplatten, insbesondere synthetischen Mineralfaserplatten bekannt, wobei als Bindemittel Stärke angewandt wird. Die Mineralfaserplatten besitzen gegenüber Bauplatten, enthaltend organisches Fasermaterial, den Vorteil, daß sie eine wesentlich höhere Feuerbeständigkeit und mechanische Festigkeit aufweisen. Die Mineralfaserplatten können mit Nut und Feder montiert werden. Die Herstellung von Faserplatten geschieht im allgemeinen aus einer Aufschlämmung des Fasermaterials in Wasser, wobei dieser Aufschlämmung verschiedene Zusätze einverleibt werden, unter anderem das Bindemittel in Form von roher oder verkleisterter Stärke. Im Falle der Anwendung von Rohstärke als Bindemittel muß diese während des Herstellungsprozesses des Faserfilzes erst verkleistern.
Man war bisher der Auffassung, daß die Festigkeit einer Mineralfaserplatte um so größer ist, je langfaseriger das Ausgangsmaterial war. Es zeigte sich jedoch, daß bei der Herstellung von Mineralfaserplatten unter Verwendung von Stärke und langfaserigen synthetischen Mineralfasern die Stärkeretention relativ schlecht ist und ein beträchtlicher Bindemittelanteil in die Weißwässer geht.
Die Erfindung bringt nun ein Verfahren zur Herstellung von Mineralfaserplatten, ausgehend von einer wäßrigen Aufschlämmung der verfilzbaren Fasern, vorzugsweise aus synthetischem Fasermaterial, und einem Bindemittel in Form von verkleisterter oder roher Stärke, Entwässern der Aufschlämmung bis zu einem feuchten Mmeralfaserfilz und Trocknen des Filzes. Es ist nun dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlämmung eine geringe Menge an kolloidalem Asbest zugesetzt wird. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man der Aufschlämmung außer dem kolloidalen Asbest auch noch ein oberflächenaktives Flockungsmittel oder eine gewisse Menge an natürlichen Tonen, insbesondere Bindeton, zusetzen, um auf diese Weise die; Ausfällungsbedingungen der Aufschlämmung und die Faserbindung zu beeinflussen.
Wie erwähnt, war man der Ansicht, daß die Faserlänge bei der Herstellung von Mineralfaserplatten möglichst groß sein soll, um Bauplatten hoher Festigkeit zu erhalten. Die Erfindung weist nun einen anderen Weg zur Herstellung von festen Mineralfaserplatten, nämlich indem, neben dem Mineralfasermaterial, welches in der Hauptsache synthetisches Fasermaterial, wie Schlackenwolle, ist, ein geringer Anteil an kolloidalem Asbest zur Anwendung gelangt. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme wird die Viskosität des Schlamms eingestellt und außerdem die Stärkeretention wesentlich verbessert.
Es gibt bekanntlich zwei Arten von Asbest, und zwar die Gruppen Amosit und Chrysotil. Chrysotü läßt sich besonders leicht auf mechanische Weise in Wasser in Form von Fibrillen kolloidaler Dimensionen verteilen. Ein kalifornischer Chrysotil-Asbest der
F0rmel Mg(OH)8 · Si4O10
weist Fibrillen mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 25 bis 36 μΐη auf.
Amosit-Asbest ist viel härter und läßt sich nur sehr viel schwerer^auffassen. Bei ausreichender-Mahlzeit ist er jedoch auch auf kolloidale Dimensionen aufzuteilen. Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich also beide Asbestsorten, vorausgesetzt, daß sie die geforderte kolloidale Feinheit besitzen.
Es hat sich gezeigt, daß die Zugabe einer geringen Menge an Ausflockungsmittel, insbesondere in Form eines Polyacrylamide bei der Bildung des Faserfilzes
ίο zweckmäßig ist. Dies gilt für Aufschlämmungen, in denen Stärke und gegebenenfalls auch Bindeton dispergiert sind. Durch die Zugabe des Flockungsmittels wird die Retention der Bindemittel ebenfalls verbessert. Die Zugabe von Flockungsmittel oder Ton ist jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht von wesentlicher Bedeutung, da der erfindungsgemäß angewandte kolloidale Asbest bereits zu einer wesentlich besseren Stärkeretention führt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der Beispiele und —· diesen gegenübergestellt — bekannten Verfahren näher erläutert.
Beispiel 1 und 2
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Anwendung von kolloidalem Chrysotil-Asbest im Vergleich zu faserigem Chrysotil-Asbest. Das Beispiel 2 bringt die gleichzeitige Anwendung von erfindungsgemäßem kolloidalem Asbest und eines Flockungsmittels in Form von Polyacrylamid. Der Faserscblamm wurde in üblicher Weise entwässert, im feuchten Filz die Rohstärke verkleistert und dann die Platten getrocknet. Die Zusammensetzung des Faserschlamms und die Eigenschaften der Platten aus den Beispielen 1, 2 und dem ersten Vergleichsversuch sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt:
Tabelle 1
Schlackenwolle,
Gewichtsteile
Chrysotilfasern,
Gewichtsteile
Chrysotilkolloid,
Gewichtsteile
Stärke, Gewichtsteile
Polyacrylamid,
Gewichtsteile ....
Raumgewicht, kg/m3
Härte, kg
Bruchmodul, kg/cm2 ,
Bei-
spiell		 Bei
spiel 2
79,6 79,6
2,7
17		 2,7
17
309
65,0
23,5		 0,03
336
89,9
28,6
Vergleich 1
79,6 2,7
17
294 44,9 15,1
Bei der Härte handelt es sich in diesem Fall um die Kraft in Kilogramm, die erforderlich ist, um eine Kugel (Durchmesser 5 cm) 6,35 mm tief einzudrücken. Aus obiger Tabelle geht hervor, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Anwendung von kolloidalem Asbest die Festigkeit gegenüber der Anwendung von faserigem Asbest wesentlich gesteigert werden kann. Eine weitere Steigerung der Festigkeit erreicht man durch Ausflockung der Aufschlämmung. Die Wirkungsweise des erfindungsgemäß angewandten kolloidalen Asbests dürfte darauf beruhen, daß sich der Asbest oberflächlich positiv aufladet. In der wäßrigen Aufschlämmung zeigen die Mineralfasern und die Stärke keine Aufladung, jedoch findet
eine Anziehung zwischen den Mineralfasern und Asbest einerseits und der Stärke und Asbest andererseits statt. Durch diese Erscheinung wird einerseits die bindende Wirkung der Stärke gegenüber den Mineralfasern verbessert als auch die Stärkeretention innerhalb des Faserschlamms begünstigt. Wird noch eine Ausflockung durchgeführt, so kommt diese Wirkung noch mehr zur Geltung durch Konzentration der Feststoffe in den Flocken.
Beispiel 3 bringt nun die Anwendung von Amosit in kolloidaler Form im Vergleich zu Amositfasern und die mechanischen Eigenschaften der daraus hergestellten Bauplatten.
Tabelle 2 Tabelle 4
Schlackenwolle, Gewichtsteile ..
Amositfasern, Gewichtsteile
Kolloidaler Amosit,
Gewichtsteile
Stärke, Gewichtsteile
Polyacrylamid, Gewichtsteile ...
Raumgewicht, kg/m3
Härte, kg
Bruchmodul, kg/cm2
Beipsiel 3
79,6
2,7 17,0
0,03 301 80,9 24,5
Vergleich 2 Schlackenwolle, Gewichtsteile ..
Amositfasern, Gewichtsteile
Kolloidaler Chrysotil,
Gewichtsteile
Stärke, Gewichtsteile
Phenolharz, Gewichtsteile
Kaolinit, Gewichtsteile
Polyacrylamid, Gewichtsteile ...
Raumgewicht, kg/m3
Härte, kg
Bruchmodul, kg/cm2
79,6
2,7
17,0 0,03 298 59,0 19,2
Aus dieser Tabelle geht eindeutig hervor, daß die wesentlich kürzeren kolloidalen Amositfasern zu einer beträchtlichen Festigkeitssteigerung gegenüber dem normalen Fasermaterial führen.
Beispiel4
Hier wird eine Abwandlung in dem angewandten Bindemittel vorgenommen, und zwar wird hier verkleisterte Stärke an Stelle der Rohstärke nach den Beispielen 1 bis 3 angewandt.
Tabelle 3
Schlackenwolle, Gewichtsteile
Amositfasern, Gewichtsteile ..
Kolloidaler Chrysotil, ■
Gewichtsteile
Verkleisterte Stärke,
Gewichtsteile
Polyacrylamid, Gewichtsteile .
Raumgewicht, kg/m3
Härte, kg
Bruchmodul, kg/cm2
- Ver
eispiel 4 gleichs
83,8 83,8
2,8
12,6 12,6
0,3 0,3
274 264
22,2 24,9
11,0 14,4
Beispiel 5
Zusätzlich zu dem Flockungsmittel Polyacrylamid wird bei diesem Beispiel und dem Vergleichsbeispiel 4 unter Verwendung von Amositfasern zum Unterschied von kolloidalem Chrysotil auch ein natürlicher Ton, wie Kaolinit oder Bentonit, angewandt. In diesem Fall kann der Stärkeanteil verringert werden, um doch auf gleiche Festigkeitswerte zu kommen. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch der Anteil an organischem Material in den Bauplatten herabgesetzt und deren Feuerbeständigkeit somit erhöht wird.
Beispiel 5
98
2 12
0,6 20
0,03 349 68,0 24,9
Vergleich 4
98
12
0,6 20
0,03 352 63,5 20,7
Beispiele 6 bis 8
In den Beispielen 6 bis 8 wird ein Fasermaterial für die Herstellung von Bauplatten verwendet, welches nicht ausschließlich aus synthetischen Mineralfasern, nämlich Schlackenwolle, besteht, sondern ein gewisser Anteil an Cellulosefasern vorhegt. Die Festigkeitswerte werden durch diese Maßnahme nicht merklich beeinflußt.
Tabelle 5
40
45
6 Beispiel 92,5
7
Schlackenwolle, 96,5 3,5
Gewichtsteile 95,5
Kolloidaler Chrysotil, 3,5 4,0
Gewichtsteile 3,5 20
Cellulosefasern, —
Gewichtsteile 20 1,0 0,035
Stärke, Gewichtsteile .. 20 306
Polyacrylamid, 0,035 80,9
Gewichtsteile ...... 309 0,035 25,7
Raumgewicht, kg/m3 .. 82,6 309
Härte, kg 25,3 83,9
Bruchmodul, kg/cm2 .. 24,9

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Mineralfaserplatten aus einer wäßrigen Aufschlämmung verfilzbarer Fasern, vorzugsweise aus synthetischen Fasern, und einem Bindemittel aus verkleisterter Stärke und/oder roher Stärke, Entwässern dieser Aufschlämmung, bis ein feuchter MineralfaserfHz gebildet ist, und Trocknen des Filzes, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlämmung eine geringe Menge an kolloidalem Asbest zugegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kolloidale Asbest Chrysotil-Asbest ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlämmung ein oberflächenaktives Ausflockungsmittel, vorzugsweise ein Polyacrylamid, zugegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlämmung ein natürlicher Ton zugesetzt wird.
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