DE2732415C2

DE2732415C2 - Verfahren zum Herstellen einer im wesentlichen aus Mineralwollefasern bestehenden asbestfreien Matte

Info

Publication number: DE2732415C2
Application number: DE2732415A
Authority: DE
Inventors: Ulf Skövde Aberg; Gunnar Lerdala Cederqvist
Original assignee: LAXAA BRUKS LAXAA SE AB; Laxa Bruks Laxa AB
Current assignee: LAXAA BRUKS LAXAA SE AB
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1977-07-18
Publication date: 1986-12-18
Also published as: FI55528C; NO772289L; DK333577A; BE856905A; NO141261B; FI762349A; US4193841A; NO141261C; FI55528B; FR2359100A1; DE2732415A1; CA1060244A; NL7707891A; SE404183C; SE7608398L; NL177843C; NL177843B; GB1582286A; FR2359100B1; SE404183B

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelanteile in einer Gesamtmenge zwischen 20 und 30 Gewichtsprozent des Fasermaterials zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bindemittelanteil in einer Menge von etwa 15% des Fasergewichtes zugeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bindemittelanteil in einer Menge von etwa 10% des Fasergewichtes zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des ersten Bindemittelanteils ein Acrylkunststoff verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zweiter Bindemittelanteil ein aus einer Styren-Butadien-Latexdispersion oder einer damit vergleichbaren Latexdispersion bestehendes Bindemittel zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bindemittelanteil auf die nasse Faserbahn aufgespritzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bindemittelanteil auf die nasse Faserbahn elektrostatisch aufgespritzt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbahn während des Trocknens um wenigstens 20% der Dicke der nassen Faserbahn zusammengepreßt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbahn während des Trocknenes um wenigstens 40% der Dicke der nassen Faserbahn zusammengepreßt wird.

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer im wesentlichen aus Mineralwollefasern bestehenden weichen asbestfreien Matte gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1.
Bei der Herstellung von Bodenbelägen is» es bekannt, dieselben an ihrer Unterseite mit einer filzförmigen Schicht oder Unterlegmatte zu versehen, die im wesentlichen aus Asbest besteht. Da Asbest jedoch gesundheitsschädlich sein kann, ist es auch schon bekanntgeworden, für solche Unterlegmatten statt Asbestfilz Mineralwolle zu verwenden, die beispielsweise aus Steinwolle oder Glaswolle bestehen kann und bei der genannten Anwendung kein Gesundheitsrisiko mit sich bringt. Ersetzt man jedoch den früher verwendeten Asbest einfach durch eine entsprechende Menge an Mineralwolle, so erhält man eine Faserschicht, deren Zugfestigkeit, Flexibilität und Druckbeständigkeit wesentlich schlechter als diejenigen von entsprechenden Asbestmatten sind. Die künstlichen Mineralwollefasern werden aus in einem Schmelzofen geschmolzenen Mineralien dadurch gewonnen, daß die Schmelze auf trommeiförmige Spinnräder abfließt und von denselben über weitere, kaskadenförmig aufeinanderfolgende Spinnräder abgeschleudert wird. Dabei weisen die abgeschleuderten Mineralwollefasern lediglich Durchmesser von einigen wenigen Mikrometern auf und sind deshalb leicht zerbrechlich und in der Regel nur einige wenige Millimeter lang. Im Unterschied zu Asbestfasern sind sie vollkommen glatt. Wenn sie sich beim Verspinnen auch in völlig unterschiedlichen Richtungen zueinander ablagern und miteinander verfilzen, so fordern die abgelagerten Mineralwollefasern doch trotzdem von den angewendeten Bindemitteln eine wesentlich stärkere Wirkung als bei Asbest. Aber selbst, wenn man die zur Verfügung stehenden verhältnismäßig teuren Bindemittel in einem ganz unwirtschaftlichen größeren Maße einsetzt, hat sich der vorgenannte Unterschied der Fasereigenschaften nicht überbrücken lassen. Durch die Bindemittelanhäufung entstehen vielmehr unerwünschte Änderungen der angestrebten Eigenschaften der Beläge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren so zu vervollkommnen, daß die nach diesem Verfahren hergestellten bahn- oder bogenförmigen Unterlegmatten aus Mineralfasern eine größere Zugfestigkeit, Flexibilität und Druckfestigkeit als bisher erhalten.

so Ausgehend von deni Verfahren "emäß der Gsttu"" des Patentanspruchs 1 ist die ^ssteüte Aufgabe durch di? in dessen kennzeichnendem Teil wiedergegebenen Maßnahmen gelöst.

Es hat sich gezeigt, daß eine auf diese Weise hergestellte Unterlegmatte aus einer Mineralwolle-Faserbahn nahezu die gleichen Eigenschaften wie entsprechende Asbesterzeugnisse aufweist und diese damit ohne weiteres ersetzen kann, wobei die geteilte Zugabe des Bindemittels zudem auf verhältnismäßig kleine Mengen beschränkt bleiben kann. Zugleich haben sich den so hergestellten Matten damit weitere Anwendungsmöglichkeiten erschlossen.

Die erforderliche Festigkeit der Matte wird am wirtschaftlichsten erreicht, wenn gemäß bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung der erste Bindemittelanteil in einer Menge von etwa 15% und der zweite Bindemittel-

anteil in einer Menge von etwa 10% des Fasergewichtes zugeführt wird.

Da es für die Güte der Bindemittelwirkung von ausschlaggebender Bedeutung ist, daß das Bindemittel so gleichmäßig wie möglich verteilt wird, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in an sich bekannter Weise vorgeschlagen, daß der zweite Bindemittelanteil auf die nasse Faserbahn aufgespritzt wird. Da es indessen schwierig ist, die von einer Spritzvorrichtung ausgehende Wolke aus Bindemitteltröpfchen in der gewünschten Gleichmäßigkeit über die ganze Bahnbreite zu verteilen, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Bindemittel in ebenfalls an sich bekannter Weise auf die nasse Faserbahn elektrostatisch aufgespritzt wird.

Eine weitere Verbesserung der Bindemittelwirkung kann schließlich dadurch erreicht werden, daß die Faserbahn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung in ebenfalls an sich bekannter Welse während des Trocknens um wenigstens 20% der Dicke der nassen Faserbahn zusammengepreßt wird. Diese Verbesserung dürfte dadurch begründet sein, daß die — insbesondere der nassen Faserbahn zugeführten — Bindemitteltröpfchen bei ihrem Trocknen und Verfestigen so einschrumpfen, daß sie bei einer nur losen vorherigen Verbindung mit den Fasern dadurch leicht eine ausreichende Verbindung zu diesen Fasern verlieren. Wird der Abstand der Fasern aber durch deren Zusammenpressung verringert, dann bleibt auch eine innigere Verbindung zwischen den Fasern und den in der Bindemittel-Dispersion enthaltenen eigentlichen Bindemittelteilchen gewährleistet Wenn die Faserbahn nach ihrer Trocknung wieder entlastet wird, dann ist die Bindung bereits fertiggestellt und entsprechend haltbar.

Durch die Seiten 1045 bis 1056 des Wochenblattes für Papierfabrikation, 23/24—1970, ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekanntgeworden. Bei der Herstellung auf nassem Wege von als "nonwoven"-Artikel definierten Vliesstoffen, für die in der Regel herkömmliche Textilfasern, nach Möglichkeit auch unter Zumischung von billigen Zellstoffasern, verwendet werden, ist auch die Verwendung von Glas- oder Keramikfasern bekanntgeworden. Bei den hier verwendeten Glasfasern handelt es sich jedoch um extrudierte Fasern mit einem Durchmesser von mindestens 0,1 mm, häufig aber jedoch bis zu 1 mm, wobei die Faserlänge üblicherweise mehrere Dezimeter beträgt So werden die für Vliese verwendeten extrudierten Fasern auch zum Spinnen eines Garnes verwendet, welches zu Glasfasergeweben verarbeitet wird, wie sie beispielsweise in der Bauindustrie und zur Bewehrung von Kunststoffkörpern, z. B. von aus Kunststoff hergestellten Booten, verwendet werden. Bei Vliesen werden die Fäden aus Glasfasern nach vorstehendem ohne gegenseitige Verflechtung nebeneinander gelegt, wonach die gegenseitige Verbindung der einzelnen Fäden durch Bespritzen der Oberflächen der aneinander liegenden Fäden mit einem Bindemittel, üblicherweise einem in einer Lösung gelösten Kunststoff, erzielt wird, indem das Lösungsmittel anschließend verdunstet.

Überdies offenbart die vorgenannte Literaturstelle über die Vliesstoffherstellung dem aufmerksamen Leser ausschließlich die Bindemittelzuführung entweder als zugemischte Binderdispersion, d. h. der wäßrigen Suspension der Faserstoffe zugeführt, oder bei dünneren Vliesen erst auf das fertig gebildete, bereits vom Sieb abgenommene Vlies aufgebrachtes Bindemittel. Darüberhinaus ist dann im letztgenannten Falle noch eine zweite Bindemittelaufbringung nach einer Vortrocknung des Vlieses innerhalb der Trockenpartie möglich, was aber nichts mit der vorliegenden Erfindung zu tun hat, gemäß der eine zweite Bindemittelzuführung noch vor der Trocknung der nassen Faserbahn erfolgen soll.

Durch die BE-PS 7 61 824 ist es u. a. bekanntgeworden, der wäßrigen Suspension von koagulierten Mineralfasern, beispielsweise aus Asbest oder Glasfasern, eine zuvor koagulierte Latexdispersion zuzuführen. Abgesehen davon, daß diese Literaturstelle keine Verwendung von Mineralwollefasern der vorstehend erläuterten Art offenbart, legt der Vergleich mit Asbestfasern einer nach vorstehendem wesentlich größeren Länge und Dicke als Mineralwollefasern die Vermutung nahe, daß auch hier lediglich extrudierte Glasfasern gemeint sind. Die nunmehrige Erfindung kann selbst durch eine gemeinsame Betrachtung der vorgenannten Literaturstelle über die Vliesstoffherstellung und der BE-PS 7 61 824 nicht angeregt werden.

Nachstehend ist das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte Ergebnis anhand einiger Beispiele mit bisher bekannten Verfahren verglichen. Wie aus der nachstehenden Tabelle ersichtlich ist, wurden sechs Versuche A, B, C, D, E und F durchgeführt, wobei in allen Fällen zunächst eine Fasersuspension bereitet wurde, deren Anteil an Steinwollefasern 0,1% ist. Zu dieser Suspension wurde eine im voraus koagulierte Latexdispersion aus einem Akrylatpolymer zugesetzt Aus der damit gegebenen bindemittelhaltigen Fasersuspension wurde auf einem Filzband nach der Art "Voithhydroformer" ein Bogen hergestellt, welcher durch eine Vakuumabsaugung auf etwa 40% Trockensubstanzgehalt entwässert wurde. Entsprechend den Beispielen B, D und E wurde der Bogen nach der Entwässerung mit eiern Styren-Butadien-Latex bespritzt. Die anschließende Trocknung erfolgte entlang einem Trockenzylinder, um den eine in ihrer Zugkraft einstellbare Trockenvira gespannt wurde, wobei der Bogen nach dem Verlassen des Trockenzylinders praktisch wasserfrei war.

	Versuch A	27 :	B	32 415	D	E	F
	0	0	C	15% Akrylat	15% Akrylat	30% Akrylat
Bindemittelzuführung zu der Fasersuspension	nein	nein	30% Akrylat	ja	ja	ja
Ausgefälltes Bindemittel	0	25% Styren- Butsdien- Latex	ja	10% Styren- Butadien- Latex	10%Styren- Butadien- Latex	0
Bindemittelzuführung nach Bildung des Bogiris	0,4 kp/cm	0,4 kp/cm	0	0,4 kp/cm	20 kp/cm	20 kp/cm
Zugkraft an der Vira	10%	10%	0,4 kp/cm	10%	60%	60%
Zusammenpressung wäh rend des Trocknens	2,7 N/3 cm 2,6 N/3 cm	9,2 N/3 cm 8,7 N/3 cm	10%	20,5 N/3 cm 17,3 N/3 cm	60 N/3 cm 53 N/3 cm	34 N/3 cm 27 N/3 cm
Zugfestigkeit: in Längsrichtung in Querrichtung		1,93 mm 1,90 mm	8,7 N/3 cm 8,9 N/3 cm	1,40 mm 1,35 mm	0,50 mm 038 mm	0,71 mm 0,64 mm
Eindruckbeständigkeit:¹) Eindrucktiefe unter Belastung Eindrucktiefe nach Entlastung	1,87 mm 1,81 mm

') Eine Stahlkugel von 20 mm 0 belastet die Bahn während 5 min, wonach die Eindrucktiefe gemessen wird; 5 min nach Entlastung wird die dann noch verbliebene Eindrucktiefe gemessen.

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, hat die Zuführung des Bindemittels in zwei Stufen und die Zusammenpres-30 sung des Bogens während seiner Trocknung offensichtlich zu den besten Werten sowohl an Zugfestigkeit als auch an Druckfestigkeit geführt

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer im wesentlichen aus Mineralwollefasern bestehenden weichen asbestfreien Matte, insbesondere zur Verwendung als Filzunterlage für Bodenbeläge, durch Bildung einer wäßrigen Suspension von asbsstfreien Mineralwollefasern mit einem Bindemittel, Entwässern dieser Suspension

unter Bildung einer nassen Bahn und Bildung der Matte durch Trocknen der Bahn, gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen:

a) der Suspension von Mineralwollefasern wird ein erster Bindemittelanteil aus einer zuvor koagulierten Latexdispersion in einer Flüssigkeit zugeführt;

ίο b) der nassen Faserbahn wird ein zweiter Bindemittelanteii frühestens kurz vor Beendigung ihrer

Entwässerung, jedoch noch vor ihrer Trocknung zugeführt;

c) die Bindemittelanteile werden in einer Gesamtmenge zugeführt, die zwischen 10 und 40 Gewichtsprozent des Fasermaterials betrage, wobei beide Bindemittelanteile in einer Menge von jeweils zwischen 2 und 25 Gewichtsprozent des Fasergewichtes zugeführt werden.