DE2533007A1 - Leichtplatte und verfahren zum herstellen derselben - Google Patents

Description

• Leichtplatte und Verfahren zum Herstellen derselben Die Erfi-ndung bezieht sich auf eine Leichtplatte, welche aus Fasermat;rial besteht, das unter Zusatz von Wasserglas gebunden ist. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum erstellen einer solchen Leichtplatte.
• Bei einer bekannten Leichtplatte vorgenannler Art besteht das Fasermaterial aus Holzfasern, welche, wie bekannt, an sich zufolge der im Holz vorhandenen Bindestoffe hinreichend Bindeeigenschaften aufweisen und demgemäß zur Bildung von Leichtplatten, die auch Dämmplatten genannt werden, keines weiteren Zusatzes von Bindemitteln vom Standpunkt der mechanischen Bindung her gesehen bedürfen. Der Zusatz von Wasserglas im Zuge der Herstellung dieser bekannten Platten soll dabei dazu dienen, eine manchmal erzmsite Mineralisierung auf den Fasern herzustellen.
• Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Leichtplatte zu schaffen, die sich durch verbesserte mechanische, insbesondere Festigkeitseigenschaften, auszeichnet, die weiter eine gute Wärme- und Schalldämmung besitzt und auch weitphendst verrottungsbeständig ist, wobei auch die Möglichkeit bestehen soll, Abfallmaterial aus anderen Industriezweigen zur Herstellung einzusetzen.
• Die erfindungsgemäße Leichtplatre eingangs angeführter Art ist dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermateral zu mindestens 25 % aus kurzen, insbesondere weniger als 10 mm langen, Stücken organischer Spinnfasern, die miteinander zu kleinen Faseraggregaten bzw. -flöckchen gebunden sind, und weiter vorzugsweise Holzschliff enthält. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung einer Leichtplatte vermag der vorstehend angeführten Zielsetzung sehr gut entsprochen zu werden, und es ergeben sich dadurch, daß das Fasermaterial der Platte aus kurzen Stücken organischer Spinnfasern besteht, die miteinander zu kleinen Faseraggregaten bzw. --flöckchen gebunden sind, sehr gute Festigkeitseigenschaften bei gleichzeitiger guter Isolierfähigkeit für Wärme und Schall, wie auch eine gute Bearbeitbarkeit der Platten. Dieses Spinnfasermaterial ist dabei durch das Wasserglas gebunden.
• Weitere günstige Eigenschaften der erfindungsgemäßen Platte sind hohe Verrottungsbeständigkeit und gute Flammenbeständigkeit. Die Verrottungsbeständigkeit und auch die Festigkeit der Platte können ohne die übrigen günstigen Eigenschaften zu beeinträchtigen, noch dadurch wesentlich erhöht werden, daß man vorsieht, daß die Spinnfaserstücke aus synthetischen Fasern bestehen. Durch den vorzugsweise vorgesehenen Zusatz von Holzschliff zum Fasermaterial der erfindungsgemäßen Platten wird deren Bearbeitbarkeit und Homogenität günstig beeinflußt und es ergibt sich auch durch diesen Zusatz eine Erleichterung- bei der Fertigung der Platten, wobei im übrigen die günstigen Dämmeigenschaften und auch eine gute Verrrottungsbeständigkeit und Flammensicherheit erhalten bleiben.
• Der gegebenenfalls vorgesehene Zusatz kleiner Krümel aus Schaumkunststoff zum Plattenmaterial vermag die Dämm- bzw.
• Isoliereigenschaften der Plätte, und zwar sowohl in akustischer wie in wärmetechnischer Hinsicht und auch die Bearbeitbarkeit der Platte zu verbessern; weiter kann aber durch einen solchen Zusatz die Rohstoffbasis insbesondere beim Einsatz von Abfallstoffen zur Herstellung der Platte verbreitert werden.
• Hinsichtlich der Menge des Holzschliffanteiles des Fasermaterials der erfindungsgemäßen Platte kommt vorzugsweise ein zwischen 20 und 70 % liegender Anteil in Frage. Ein Anteil von ca. 5 % hat sich besonders bewährt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Leichtplatre hier in Rede stehender Art ist dadurch gekennzeichnet, daß gebundenes Spinnfasermaterial, insbesondere chemisch gebundenes Filzmaterial, mechanisi zerkleinert wird und danach in einer Waserglaslösung aufgeschlagen wird, welcher Lösung vorzugsweise auch Holzschliff beigegeben wird, und daß,das Festmaterial aus dieser Lösung in an sich bekannter Weise auf einem laufenden Sieb unter Bildung einer dicken Schicht, die dann zur Platte gepreßt und getrocknet wird, abgeschieden wird. Mit einer solchen Vorgangsweise können die Leichtplatten verhältnismäßig rasch und mit geringem Arbeitsaufwand hergestellt werden, wobei sich überdies eine sehr gute Homogenität der solcherart hergestellten Platten erzielen läßt. Auch von der Rohstoffseite her gesehen ist diese Vorgangsweise günstig, da gebundenes Spinnfasermaterial, insbesondere aber chemisch gebundenes Filzmaterial, in verhältnismaßig großer Menge am Abfallmarkt zur Verfügung steht und sonst nur beschränkt einsatzfähig ist. Solches Abfallmaterial sind beispielsweise die Reststücke, de bei der erstellung von Filzbodenbelägen anfallen, wobei auch solche Stücke in Frage kommen, die auf der Unterseite mit einer Schaumkunststoffschicht versehen sind, da ja bei deren Zerkleinerung und Aufarbeitung ohne zusätzlichen Aufwand die gegebenenfalls in der erfindungsgemäßen Leichtplatte vorgesehenen kleinen Krümel aus Schaumkunststoff entstehen und ohne weiteren Mischaufwand homogen im Fasermaterial verteilt sind.
• Zur mechanischen Zerkleinerung des im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einsatz kommenden gebundenen Spinnfasermaterials haben sich Messermühlen besonders bewährt und es ist demgemäß im Rahmen dieses Verfahrens bevorzugt vorgesehen, die mechanische Zerkleinerung des Spinnfasermaterials in der Messermühle vorzunehmen.
• Um das innige Vermengen der Wasserglas lösung mit dem kleinflockigen Spinnfasermaterial zu unterstützen und um die Aufschlagzeit abzukürzen, gibt man vorteilhaft zum Aufschlagen des Spinnfasermaterials ein alkalibeständiges kationenaktives Netzmittel bei.
• Wie bereits erwähnt, soll bei der erfindungsgemäßen Leichtplatte das Wasserglas-nicht nur eine Mineralisierung der Fasern bewirken, sondern vielmehr auch eine Bindung der Spinnfasern herbeiführen und es kommt letzterer Bindung auch bereits im Zuge der Herstellung der Platten nicht unwesentliche Bedeutung zu, da ja die auf dem laufenden Sieb im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens gebildete dicke Schicht an Festmaterial von diesem Sieb fortwährend abgenommen werden muß und dementsprechend am Ende der Siebstrecke bereits soweit verfestigt sein muß, daß dieses Abnehmen ohne Abreissen durchgeführt werden kann. Um nun eine hinreichende Festigkeit dieser dicken Schicht an Festmaterial am Ende der Siebstrecke zu erhalten, kann man vorteilhaft durch Einstellung der Temperatur und des piI-Wertes die Klebrigkeit des in der auf dem laufenden Sieb befindlichen Materialschicht verbleibenden Wasserglases erhöhen, und zwar derart, daß das Klebrigwerden eben am Ende der Siebstrecke entsprechend zur Wirkuhg kommt.
• Gibt man der Wasserglaslösung, in der das Spinnfasermaterial aufgeschIagen wird, Holzschliff bei, gelangt man auf dem laufenden Sieb in, vergleichen mit der holzschlifffreien Arbeitsweise, merklich verkürzter Zeit zu einem für das Abnehmen des Materials vom laufenden Sieb ausreichenden Zusammenhalt, der vielleicht einerseits durch das medanische Verbinden der Spinnfasermaterialteilchen und gegebenenfalls auch Schaumstoffteilchen untereinander durch sich dazwischen aufbauende Holzfaserbrücken und andererseits auch durch Wechselwirkungen zwischen den Holzfasern und der Wasserglaslösung erklärt werden kann. Diese Zeitverkürzung kann zu einer schnelleren Arbeitsweise durch Wahl einer höheren Siebgeschwindigkeit oder auch durch Einsparung an Sieblange genützt werden.
• Als Wasserglaslösung, in der das Spinnfasermaterial aufgeschlagen wird, setzt man im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft eine Natronwasserglaslösung mit einer Dichte zwischen 1,3 und 1,5 ein. Das Aufschlagen selbst kann vorteilhaft in einer Mischbütte oder in einem Holländer vorgenommen werden.
• Die Stoffdichte des auf das laufende Sieb aufzugebenden Materials wird vorteilhaft unter 5 % gehalten und es ergeben sich besonders gute Ergebnisse, wenn die Stoffdichte zwischen 1 und 3 % gehalten wird.
• Es wird also, wie erwähnt, vorteilhaft eine verhältnismäßig geringe Menge an Fasermaterial in großen Mengen einer Wasserglaslösung aufgeschlagen; da aber die Wasserglaslösung dem auf das laufende Sieb aufgegebenen Material fortlaufend entzogen wird und rückgeführt werden kann, ist die letztlich zur Produktion erforderliche Wasserglasmenge verhältnismäßig gering.
• Es seien nun noch einige Beispiele angeführt.
• B e i s p i e 1 1: Es wurde chemisch gebundener Nadelfilz in Form von Zuschneideabfallen, wie sie bei der Herstellung von Filzbodenbelag anfallen, welcher aus vollsynthetischen Fasern, und zwar Polyamidfasern, Polyesterfasern und Polyacrylnitrilfasern, bestand, in einer Messermühle zerkleinert, bis eine Faserlänge im Bereich von 4 bis 8 rnrn vorlag. Das so vorbereitere textile Fasermaterial wurde dann in einem Holländer in einer Natron-Wasserglaslösung mit einer Dichte von 1,36 bis 1,37 aufgeschlagen, wobei eine Stoffdichte von 4 % eingestellt wurde. Es wurde dabei auch ein kationenaktives alkalibeständiges Netzmittel beigefügt. Diese Suspension wurde dann auf einen üblichen Blattbildner gegeben, worauf nach Ansammlung einer hinreichend dicken Fasermaterialschicht diese gepreßt und etwa zwei Stunden getrocknet wurde. Es ergab sich eine Platte von ca. 2 cm Stärke, welche eine Dichte von 0,26 hatte und gute Isolier- sowie Bearbeitungs- und Festigkeitseigenschaften aufwies. Desgleichen hatte die Platte gute flammhemmende Eigenschaften.
• B e i s p i e 1 2: Es wurde analog wie gemäß Beispiel 1 wieder gebundenes synthetisches Fasermateral, welches in Form von Schneidabfällen aus der Filzbodenbelagherstellung vorlag, mit einer Messermühle zerkleinert und anschließend unter Beigabe eines Netzmittels mit Natron-Wasserglas mit einer Dichte von 1,36 bis 1,37 aufgeschlagen.
• Hiebei wurde eine Stoffdichte von 3 % eingestellt. Mittels des Blattbildners wurde wieder eine dicke Schicht aus dem in dieser Suspension enthaltenen Fasermaterial hergestellt, zu einer ca. 2 cm starken Platte gepreßt und getrocknet. Die Trocknungszeit betrug etwa 2 Stunden. Ls ergaL sich hiebei eine Platte, deren Dichte 0,24 war und deren Homogenilät deutlich besser als die Homogenität der gemäß Beispiel 1 hergestellten Platte war, was offenbar auf die geringere Stoffdichte beim Aufschlagen und Blattbilden zurückgeht.
• Auch diese Platte hatte gute mechanische Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit und Bearbeitbarkeit, eine gute Isolierfähigkeit und war gut flammhemmend.
• B e i s p i e 1 3 : Es wurde wieder vom gleichem Ausgangsmaterial wie gemäß den Beispielen 1 und 2 ausgegangen und nach Mahlen auf einer Messermühle das Mahlgut in Natron-Wasserglas mit einer Dichte von ca. 1,30 aufgeschlagen, wobei eine Stoffdichte von ca 2 % eingestellt wurde. Die so erhaltene Suspension wurde wieder auf einen Blattbildner aufgegeben, danach zu einer Platte von ca. 2 cm Stärke gepreßt und getrocknet. Zufolge der wesentlich geringeren Stoffdichte wurde eine weitere Verbesserung der Homogenität der fertigen Platte erzielt und es konnte auch mit einer wesentlich verkürzten Trocknungszeit von etwa 1 1/2 Stunden das Auslangen gefunden werden. Auch diese Platte hatte gute mechanische Eigenschaften, eine gute Isolierfähigkeit und war gut flammhemmend.
• B e i s p i e 1 4: Es wurde analog zu Beispiel 3 vorgegangen, aber getrachtet, durch eine höhere Dichte der Natronwasserglaslösung, nämlich 1,5, eine erhöhte Mineralisierung der fertigen Platte zu erzielen. Bei sonst gleicher Vorgangsweise wie in Beispiel 3 entstand dabei eine Platte mit einer Dichte von 0,22, die hinsichtlich der Verrottungsbeständigkeit und der flammhemmenden Eigenschaften noch weiter verbesserte Eigenschaften aufwies.
• B e i s p i e 1 5: Es wurde analog wie in Beispiel 3 vorgegangen, jedoch als Ausgangsmaterial wurden Schneid- bzw.
• Stanzabfälle aus einer Filzbodenbelagerzeugung eingesetzt, welche auf der Unterseite mit einer Schaumkunststoffschicht versehen waren. Dieses Material wurde, wie vorstehend dargelegt ist, auf einer Messermühle gemahlen und dann in Natron-Wasserglas mit einer Dichte von 1,3 aufgeschlagen, wobei ein Netzmittel beigegeben wurde. Nach Aufgabe auf einen Blattbildner und Pressen der dabei erhaltenen dicken Fasermaterialschicht entstand eine 2 cm starke Platte, welche 2 1/4 Stunden mit Heißluft getrocknet wurde. Die fertige Platte hatte eine Dichte von 0,18 und wies außerordentlich gute -bar-Dämmeigenschaften und eine sehr gute Bearbeiükeit auf. Auch die Verrottungsfestigkeit und die Flammhemmungseigenschaften dieser Platte konnten als sehr gut bezeichnet werden.
• B e i s p i e 1 6: Es wurde textiles Abfallmaterial verschiedener Provenienz mit einem großen Anteil an gebundenem Nadelfilz auf einer Messermühle so weit zerkleinert, daß eine mittlere Fasernlänge von 5 mm vorlag. Dieses zerkleinerte Material wurde dann in einer Wasserglaslösung mit einer Dichte von ca. 1,3 aufgeschlagen, wobei auch eine der Spinnfasermenge gleiche Menge an Holzschliff beigegeben wurde.
• Weiter wurde ein alkalibeständiges kationenaktives Netzmittel zugesetzt. Die Stoffdichte wurde auf ca. 2 % eingestellt.
• Das solcherart vorbereitete Stoffgemischwurde auf eine Langsiebmaschine gegeben, auf dem Langsieb entwä.sse danach zwischen zwei mitlaufenden Sieben gepreßt und anschließend mit Heißluft getrocknet. Auf diese Weise wurden Platten mit einer Stärke von ca. 2 cm erhalten, die eine Dichte von 0,26, eine hohe Festigkeit und eine sehr gute Flammhemmung aufwiesen. Auch die Beständigkeit gegen Verrottung war sehr gut und die Platten hatten weiter gute Wärme- und Schallisoliereigenschaften.
• B e i s p i e 1 7: Es wurde analog wie in Beispiel 6 vorgegangen, wobei aber ein Ausgangsmaterial mit hohen Anteilen an Nadelfilz, der mit einer Unterschicht aus Schaumkunststoff versden war, eingesetzt wurde. Die so erhaltenen Platten zeigten einen minimalen Abfall an Festigkeit gegenüber den nach Beispiel 6 erhaltenen, ließen sich aber besonders leicht bearbeiten und wiesen keinerlei Abfall hinsichtlich der Verrottungsbeständigkeit und Flammfestigkeit auf.
• B e i s p i e 1 8: Es wurde wieder analog wie in Beispiel 6 gearbeitet, aber dem zum Zerkleinern bestimmten textilen Ausgangsmaterial eine Menge von etwa 30 % an Schaumkunststoffabfällen beigegeben. Es wurden Platten erhalten, deren Eigenschaften im wesentlichen den nach Beispiel 7 erhaltenen Platten entsprachen.
• B e i s p i e 1 9: Es wurde analog Beispiel 6 gearbeitet, aber die Menge des zugesetzten Hoizschliffes auf das Doppelte der Menge des textilen Fasermaterials erhöht. Damit bildete sich auch in kürzerer Zeit auf dem laufenden Sieb, auf dem die Entwässerung vorgenommen wurde, eine gut zusammenhängende Schicht und es konnte die Laufgeschwindigkeit des Siebes gegerlüber Beispiel 6 erhöht werden. Die Festigkeit der so erhaltenen Platten war etwas geringer als jene, die nach Beispiel 6 erhalten wurden, aber die Platten zeichneten sich durch eine sehr gute Homogenität aus. Die VerrottungsbestZändigkeil wie auch die Flammfestigkeit konnte noch immer als gut bezeichnet werden.
• B e i s p i e 1 10: Es wurde gemäß Beispiel 6 vorgegangen, jedoch nur Holzschliff in einer Menge, die der Hälfte des zerkleinerten Spinnfasermaterials entsprach, zugegeben. Damit trat ein gewisser Abfall der sich im Zuge des Entwässerns auf dem laufenden Sieb einstellenden Bindungskräfte, die für eine. klaglose Abnahme der Fasershicht am Ende des Siebes nötig ist, auf, aber es konnte durch Optimierung der Temperaturführung und der pli-Einstellung dieser Abfall so weit wettgemacht werden,. daß eine klaglose Abnahme des Materials vom laufenden Sieb und dessen nachfolgende Transferierung zur Pressenzone ermöglicht wurde, ohne daß es erforderlich gewesen wäre, die Laufgeschwindigkeit des Siebes zu erniedrigen oder die Sieblänge zu vergrößern.
• B e i s p i e 1 11: Es wurde analog Beispiel 6 vorgegangen und hiebei ein Ausgangsmaterial benutzt, das zur Gänze aus gebundenen Nadelfilzabfällen der Teppichfabrikation bestand, wobei diese Nadelfilzabfälle praktisch zur Gänze aus synthetischen Spinnfasern bestanden. Von einer Holzschliffbeigabe wurde abgesehen. Es ergab sich ein wesentlich langsamerer Aufbau der Bindungskräfte in dem auf dem laufenden Sieb befindlichen Material und es wurde, um diesem langsameren Aufbau der inneren Bindungen Rechnung zu tragen, die Laufgeschwindigkeit des Siebes auf die Hälfte herabgesetzt. Durch diese Maßnahme konnte dann das entwässerte Material am Siebende abgenommen und zur Auspreßzone der Maschine transferiert werden. Es könnte auch mit gleicher Laufgeschwindigkeit des Siebes, wie sie in Beispiel 6 angewendet wurde, gefahren werden, jedoch müßte dann eine entsprechend größere Sieblänge vorgesehen werden. Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Leichtplatte im Schnitt.
• Es sind Faserflöckchen und Schaumkunststoffkräusel zu erkennen.

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Leichtplatte, welche aus Fasermaterial besteht, das unter Zusatz von Wasserglas gebunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial zu mindestens 25 % aus kurzen, insbesondere weniger als 10 mm langen, Stücken organischer Spinnfasern, die miteinander zu kleinen Faseraggregaten bzw.-flöckchen gebunden sind, und weiter vorzugsweise Holzschliff enthält.

2. Leichtplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenmaterial auch kleine Krümel aus Schaumkunststoff enthält.

3. Leichtplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnfaserstücke aus sysnthetischen Fasern bestehen.

4. Leichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen 20 und 70 % liegender Anteil des Fasermaterials durch Holzschliff gebildet ist.

5. Verfahren zum Herstellen einer Leichtplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß gebundenes Spinnfasermaterial, insbesondere chemisch gebundenes Filzmaterial, mechanisch zerkleinert wird und danach in eine Wasserglaslösung aufgeschlagen wird, welcher Lösung vorzugsweise auch Holzschliff beigegeben wird, und daß das Festmaterial aus dieser Lösung in an sich bekannter Weise auf einem laufenden Sieb unter Bildung einer dicken Schicht, die dann zur Platte gepreßt und getrocknet wird, abgeschieden wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Zerkleinerung des Spinnfasermaterials in einer Messermühle vorgenommen wird.

7, Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Filzmaterial, auf das eine Schaumkunststoffschicht aufgetragen ist, zur Bildung des Spinnfaseranteils der Platte zerkleinert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufschlagen des Spinnfasermaterials ein alkalibeständiges kationenaktives Netzmittel beigegeben wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Natronwasserglaslösung mit einer Dichte zwischen 1,3 und 1,5 aufgschlagen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Mischbutte oder in einem Holländer aufgeschlagen wird.

11. . Verfahren nach einem der Ansprüche s bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffdichte des auf das laufende Sieb aufzugebenden Materials unter 5 % gehalten wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffdichte zwischen 1 und 3 % gehalten wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12., dadurch gekennzeichnet, daß durch Einstellung der Temperatur und des pH-Wertes die Klebrigkeit des in der auf dem laufenden Sieb befindlichen Materialschicht verbieibenden Wasserglases erhöht wird.