DE2057945A1 - Wasseraufnehmende Mineralwoll-Produkte - Google Patents

Wasseraufnehmende Mineralwoll-Produkte

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DE2057945A1 DE19702057945 DE2057945A DE2057945A1 DE 2057945 A1 DE2057945 A1 DE 2057945A1 DE 19702057945 DE19702057945 DE 19702057945 DE 2057945 A DE2057945 A DE 2057945A DE 2057945 A1 DE2057945 A1 DE 2057945A1
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Description

Wasseraufnehmende Mineralwoll-Produkte
Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Art von Mineralwoll-Produkten, die zu der allgemeinen Gruppe von Mineralwoll-Produkten gehören, bei denen die Fasern an den Kreuzungspunkten miteinander durch Bindemittel verbunden sind, derart, dass sie ein zusammenhängendes, poröses und elastisches Produkt bilden. Das Bindemittel besteht normalerweise aus einem durch Wärme erhärtenden oder thermoplastischem Kunststoff, wie z.B. ein Kondensationsprodukt eines Aldehyds und einer Phenolverbindung· Es können jedoch auch andere Bindemittel verwendet werden.
Me bekannten Mineralwoll-Produkte dieser Art werden meistens in Form von Matten, Platten oder Körpern verwendet und zwar als Isolierung gegen Hitze, Kälte, Jeuer und Schall.
Aueserdem werden derartige Matten aus mit Bindemitteln zusammengehaltener Glaswolle als Verstärkungsechicht und für die Herstellung
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von Dachdeckungsmaterialien benutzt. Bei solchen Anwendungen von Mineralwoll-Produkten ist es im allgemeinen wichtig, dass die Produkte wasserabweisend sind, obwohl in manchen fällen das Verhalten des Produkts gegenüber Wasser nicht von Wichtigkeit ist«
Im allgemeinen sind solche Mineralwoll-Produkte jedoch mehr oder weniger wasserabweisend, so dass sie beim Eintauchen in Wasser nicht leicht Wasser aufnehmen. Dieses trifft besonders auf mit Phenolharzen gebundene Produkte zu. Für gewisse Isolierzwecke sind Bindemittel entwickelt worden, die ausgesprochen wasserabweisende Eigenschaften haben. z.B. durch Wahl eines besonderen Katalysators oder durch Beifügung von ölen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf poröse Mineralwoll-Produkte für landwirtschaftliche und gärtnerische Zwecke und auf Verfahren zur Herstellung solcher Produkte. Diese Produkte müssen ganz allgemein aufnahmefähig für Wasser sein, und sie müssen sich deshalb von den Mineralwoll-Produkten zur Schall- und Wärmeisolierung deutlich unterscheiden, die wasserabweisend sein müssen und nicht in der Lage sein dürfen, Wasser aufzunehmen, es sei denn, dass das Wasser unter Druck steht. Im Gegensatz hierzu müssen die Produkte gemäss der Erfindung eine gewisse Wasseraufnahmefähigkeit haben, so dass die genaue
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Wassermenge, für deren Aufnahme sie hergestellt sind, von ihnen aufgesaugt wird und sich durch Kapillarkräfte über die ganze Matte verteilt.
Die Verwendung von Mineralwoll-Produkten für bestimmte landwirtschaftliche und gärtnerische Zwecke ist bekannt.
Wie in der USA-Patentschrift 2 192 939 beschrieben, kann eine Abdeckung des Bodens aus Mineralfasern angebracht oder in seine oberste Bodenlage eingebettet werden, um eine erfolgreiche Anlage für eine gewünschte Vegetation zu erhalten. Diese Mineralfasern haben den Zweck, eine chemische Zersetzung in einem gewissen Grade unter den Einflüssen des Wetters zu verhindern. Die chemische Zusammensetzung der Pasern geschieht nach diesen Gesichtspunkten.
Dauerhafte, elastische Mineralwollmatten zum Bedecken des Bodens rund um Sträucher und Pflanzen sind aus der USA-Patentschrift 2 949 698 bekannt. Fasern mit einer guten chemischen Widerstandsfähigkeit sind hier besonders erwähnt. Diese Matten sollen gut wasseraufnehmend sein, da das Wasser durch sie hindurchtreten soll und sie sollen eine geringe Kapillarität haben, da «keiner der Verwendungszwecke darin besteht, den Boden gegen die Verdunstung von Erdfeuchtigkeit zu schützen. Die Verwendung von Mineralwolle als
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Wachstumsmittel für Pflanzen ohne Erdreich ist wiederholt vorgeschlagen worden. Dafür sollte eine Faser mit hoher Widerstandsfähigkeit gegen chemische Einflüsse und wasseraufnehmende Produkte aus dieser Faser, die eine hohe Kapillarität haben, gewählt werden, weil eine ausgesprochene Fähigkeit, Wasser zurückzuhalten, das gleichmässig und gut zusammen mit Luft über eine bestimmte Höhe verteilt ist, als Mittel zum Wachstum der Pflanzen besonders wichtig ist. Das« Wasser muss wasserlösliche Pflanzen-Nährmittel enthalten, und Luft ist nötig für das richtige Wachstum und die gute Funktion der Pflanzenwurzeln.
Die Widerstandsfähigkeit gegen chemische Einflüsse kann für diese Zwecke getestet werden durch das Eintauchen der Mineralwolle während bestimmter Zeitabschnitte in Wasser, das mit Karbondioxyd gesättigt ist. Wenn eine oder nur eine geringe Menge von Alkali und alkalischen Erdkarbonaten nach einer längeren Tauchzeit im Wasser gefunden wird, kann die gewünschte Widerstandsfähigkeit gegen chemische Einflüsse als garantiert betrachtet werden. Die Wasseraufnahmefähigkeit ist bedingt durch die Adhäsion zwischen einer extrem dünnen Schicht aus Wassermolekülen und der Faseroberfläche. Durch die Kapillarität ist die zusätzliche Fähigkeit des porösen Produktes, Wasser aufzunehmen und in seiner porösen Struktur festzuhalten, bestimmt, da stärkere Wasserschichten
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zwischen einander benachbarten lasern festgehalten werden. Der Paserdurchmesser und die Gesamtdichte bestimmten bekanntlich die Kapillarität von wasseraufnehmenden Mineralwoll-Produkten. Ein geringer Gehalt von Pasern mit Durchmessern im Bereich von 1/n verleiht bekanntlich den Mineralwoll-Produkten eine hohe Kapillarität· Der grössere leil der Pasern kann einen Durchmesser im Bereich von 5 bis Io /t haben, um eine stabile Struktur von Produkten mit geringer Dichte zu erhalten. Ge samt dicht en bis zu 2oo kg pro/cnr können für die Produkte gemäss der Erfindung in Betracht gezogen werden.
Zur Anwendung von Mineralwolle für landwirtschaftliche und gärtnerische Zwecke, die sowohl wasseraufnehmend als auch haltbar sein müssen, werden nachfolgende Beispiele angegeben. Dabei können hohe oder niedrige Kapillarität getrennt für die verschiedenen Anwendungen angegeben werdent
1. wasseraufnehmende Mineralwolle kann als Mittel zum Ziehen und Keimen von Schösslingen und für die Portpflanzung von Ablegern verwendet werden,
2. als Wachstumsmittel von Pflanzen ohne Erdreich in Behältern ebenso wie in frei gepflanzten Kulturen,
3· als Saugbetten, z.B. als Unterlage für Behälter, in denen Pflanzen wachsen sollen, um Wasser und wasserlösliche Pflahzennährmittel
zu verteilen,
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4. in granulierter Form als Bodenersatz, s.B. als ein Zusatz für Gartenerde, wodurch die Erde aufgelockert und für das Wachstum der Pflanzen verbessert wird,
5. als Filterungsmittel, z.B. zur Umhüllung von perforierten Dränagerohren, die in den Erdboden eingegraben sind.
Die Erhaltung der äusseren Form vorgeformter Mineralwoll-Produkte für solche Zwecke ist wichtigι Um die Struktur und die äussere Form der Miner alwoll-Produkte während der Lagerung, beim Transport und bei der Benutzung zu schützen, werden die Fasern mit einem Klebemittel beschichtet, z.B. Phenolformaldehydharz oder Harnstofformaldehydharz und an den Kreuzungspunkten durch diesen Kleber miteinander verbunden. Es ist bekannt, dass Phenolformaldehydharz gegen Feuchtigkeit hochgradig widerstandsfähige Verbindungen von Fasern bildet, wie sie für die vorliegenden Zwecke erforderlich sind. Diese Harze oder ihre Verbindungen können durch Versprühen einer Lösung von ungesättigtem Harz auf die in der Luft schwebenden trockenen Fasern bei Beginn der Herstellung dieser Fasern aufgebracht werden. Die so beschichteten Fasern werden auf einer Siebbahn gesammelt, und das Harz-Klebemittel wird durch eine Hitzebehandlung der gesammelten Fasern getrocknet.
Phenolformaldehydharze und zu einem geringeren Grad Harnstofformaldehydharze machen jedoch Mineralwoll-Produkte wasserabweisend. Anorganische
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Kleber, wie z.B. kolloidale Silicia, machen dagegen die Produkte wasseraufnehmend. Solche Kleber können aber nur als Lösungen in einer stark durchfeuchteten vorgeformten Schicht von ungebundenen Pasern verwendet werden. Die Feuchtigkeit erhöht die Dichtigkeit der Lage, so dass anorganische Kleber nur für Produkte mit Gesamtdichtigkeiten von 2oo kg/nr oder höher verwendet werden können. In einer nachfolgenden Verfahrensstufe sollen die Produkte getrocknet werden, um das Kleben zu sichern. Das Trocknen solcher Produkte ist aber eine sehr langwierige und kostspielige Angelegenheit.
Aus diesen Gründen werden die genannten Kleber und andere, die ähnliche Eigenschaften haben, noch allgemein bei Mineralwoll-Produkten verwendet, so dass diese Produce im allgemeinen bis zu einem gewissen Grade wasserabweisend sind, der die unmittelbare Verwendung su dem für die Erfindung beschriebenen Zweck verhindert.
Die Feuchtigkeitsaufnahme bewirkenden Agenzien können in dem Wasser, das beim Beginn der Feuchtmachung von wasserabweisenden Produkten benutzt wird, enthalten sein oder sie können auf ihre äussere Oberfläche vor der Feuchtmachung aufgesprüht werden. Diese Methode ist nur für Schichten oder Matten anwendbar bis zu 1 cm Stärke. Venn stärkere, wasserabweisende Produkte in dieser Weise behandelt
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werden, fliesst das Wasser schnell in kleinen getrennten Rinnsalen durch die untenliegenden Lagen und verlässt die noch nicht für die Feuchtigkeitsaufnähme geeigneten Teile des Produkts. Wasserabweisende Mineralwoll-Produkte sinken im Wasser schnell nach unten, wenn ein die Feuchtigkeitsaufnähme bewirkendes e Ageni" dem Wasser vorher zugefügt worden ist, und die Poren werden dabei vollständig mit Wasser gefüllt. Wenn sie aus dem Wasser herausgenommen ist, wird die Mineralwolle nach einer längeren Entwässerung in ihr e'f Struktur noch viel mehr Wasser enthalten als die Menge, die zur Verwendung der Wolle, z.B. als Wachstumsmittel, erforderlich ist.
Gemäss der Erfindung wird die Wasseraufnahmefähigkeit gesichert durch den Einschluss einer gewissen Menge eines die Feuchtigkeitsaufnähme bewirkenden oder die Oberfläche aktivierenden Agens in das Mineralwoll-Produkt während seiner Herstellung, so dass das Agens in dem Produkt bei Beginn des Prozesses, durch das es wasseraufnehmend wird, bereits enthalten ist. Mengen solcher Mittel, die 2 % des Gewichts des Mineralwoll-Produkts nicht übersteigen, ergeben die gewünschte Wirkung. Anbauversuche haben gezeigt, dass die Feuchtigkeitsaufnähme bewirkende oder die Oberfläche aktivierende Mittel in Mengen, die 2 % nicht übersteigen, keinen schädlichen Einfluss auf das Wachstum der Pflanzen haben.
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Das die Feuchtigkeitsauf nähme bewirkende oder die Oberfläche aktivierende Agens muss in die Produkte in derselben Weise eingebracht werden wie die Harze, nämlich durch Sprühen einer Lösung des Mittels in die Luft, worin die Fasern zeitweilig verstreut sind. Das Agenz kann auch in der Harzlösung enthalten sein, wenn diese Lösung, wie beschrieben, versprüht wird. Durch Harz gebundene Mineralwoll-Produkte können auch mittels Beschichtung von vorher gesammelten unbeschichteten Fasern mit Harzlösung hergestellt werden. Venn wasseraufnehmende Produkte gemäss der Erfindung nach diesem Verfahren hergestellt werden, so ist die Hinzufügung des die Feuchtigkeitsaufnahme bewirkenden oder die Oberfläche aktivierenden Mittels zu der Harzlösung der einzige zweckmässige Weg für den Einschluss solcher Mittel in die Produkte.
Die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist nur als Ausführungsbeispiel anzusehen.
In einem Kupolofen wurde eine Mineralschmelze hergestellt, die Schmelze wurde in eines Zerfaserungsvorrichtung eingegeben und durch eine Reihe von rotierenden Scheiben in Fasern zerteilt. Von diesen Fasern wurden eine Menge von ungefähr 2 ooo kg pro Stunde durch einen Luftstrom in einen luftdurchlässigen Förderer gegeben, um eine Lagt aus Mineralwolle zu erhalten. Die in der Luft schwebenden Fasern wurden mit Phenolformaldehydharz als Bindemittel, und zwar mit einer
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Menge von 12 kg/ einer Lösung von Harzbindemitteln in Wasser besprüht. 5oo 1 einer Wasser-Lösung, enthaltend 2 % des Gewichts des die Feuchtigkeit sauf nähme bewirkenden Mittels Triton OF Io der Firma Eöhm & Haas, Philadelphia, wurden getrennt in den die Fasern tragenden Luftstrom versprüht. Die Lage wurde auf eine Stärke von 5 cm und eine Gesamtdichte von 8o kg/nr zusammengepresst und dann durch einen Trocknungsofen mit einer Temperatur von 2oo°C geführt, um das Bindemittel zu erhärten. Die so entstandene Mineralwollmatte hat normale Eigenschaften, was zeigt, dass der Einschluss von die Feuchtigkeit saufnähme bewirkenden Mitteln keinen Einfluss auf die Eiageaschaften des Harzbindemittels hat. Es wurde festgestellt, dass die so hergestellte Matte, wenn sie auf Wasser aufgebracht wird, das Wasser in solchen Mengen und so schnell aufsaugt, dass sie innerhalb von wenigen Minuten sank. Die normale Matte, die in derselben Weise hergestellt ist, aber ohne den Einschluss von die Feuchtigkeit saufnähme bewirkenden Mitteln, wird, wenn sie auf Wasser gelegt wird, auf diesem Wasser für viele Stunden schwimmen.
Anbauexperimente haben gezeigt, dass der Einschluss der die Feuchtigkeitsaufnahme bewirkenden Mittel Triton OF Io in Mengen bis zu 2 % des Gewichts der Mineralwolle keinen schädlichen Einfluss auf das Wachstum der Pflanzen in der Mineralwolle
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Claims (5)

Anlage zum Schreiben vom 23. November 197o . mein Zeichen: 2814 Patentansprüche
1. Wasseraufnehmende Mineralwoll-Produkte, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein die Feuchtigkeitsaufnahme bewirkendes oder die Oberfläche aktivierendes Mittel enthalten.
2. Wasserauf nahmende Mineralwoll-Produkte gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Oberfläche aktivierenden Mittel auf die gesamte Oberfläche der Fasern verteilt sind.
3- Wasseraufnehmende Mineralwoll-Produkte gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Oberfläche aktivierenden Mittel in dem Bindemittel enthalten sind, das .die Fasern an den Kreuzungspunkten miteinander verbindet .
4-. Verfahren zur Herstellung wasser aufnehmender Mineralwoll-Produkte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Oberfläche
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aktivierenden Substanzen dem Bindemittel zugefügt werden, das für die Verbindung der Fasern an ihren Kreuzungspunkten verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel und das die Oberfläche aktivierende Mittel getrennt angewendet werden oder als Mischung durch Versprühen auf die Mineralwolle oder die Fasern aus denen sie hergestellt wird, aufgebracht werden.
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