DE2810091A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von mineralwolle-faserplatten - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung von mineralwolle-faserplattenInfo
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Description
DA/G-K 1916 - 4 -
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Mineralwolle-Faserplatten gemäß der Patentanmeldung
P 27 56 5o3.3.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Mineralwolle-Faserplattenproduktes aus einem
innigen Gemisch von Mineralwollefasern und einem wärmehärtbaren pulverförmigen Bindemittel, das in einem Luftstrom mitgerissen
und trocken abgelegt wird, der durch ein unteres und ein oberes formgebendes Drahtnetz in einer Formungszone abgeführt
wird.
Ausgehend von diesem bekannten Verfahren wird die Erfindung
darin gesehen, ein offenporiges thermoplastisches Netz als Beschichtungsklebemittel zum Verbinden eines offenmaschigen
Glasgewebes mit der Mineralwollefaserplatte zu verwenden. Das thermoplastische Netz wird in die Formungskammer unmittelbar
über dem offenmaschigen Glasfasergewebe und unter der Schicht aus Fasern und Harzen liegend geführt, die darüber ausgebildet
wird.
Es gibt bereits Faserplattenprodukte, die eine niedrige Dichte
aufweisen und hervorragende akustische bzw. schallschluckende Eigenschaften haben. Dabei werden aus innigen Gemischen von
Glasfasern und wärmehärtbaren harzförmigen Bindemitteln mittels Luft abgeschiedene Produkte geformt.
Es sind auch Verfahren zum Herstellen von Platten aus Aufschlämmungen
bekannt, die Faserplatten geringerer Dichte und mit guten akustischen Eigenschaften ergeben und kürzere Mineralwollefasern
aufweisen (US-PSn 2 589 oo8, 3 356 78o, 2 188 373 und 2 o12 8o5).
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Wenn diese kürzeren Fasern trocken abgelegt werden sollen, ergeben sich bei der Herstellung von Matten und Platten, die
zufriedenstellende Eigenschaften aufweisen, mehrere Probleme.
Die Erfindung geht nun aus von einem Verfahren gemäß der Hauptanmeldung P 27 56 5o3.3. Dieses Herstellungsverfahren
hat den Vorteil, daß zur Bildung von trocken abgelegten akustischen Platten mit guten physikalischen und schalldämmenden
Eigenschaften aus Gemischen von Fasern und harzförmigen Bindemitteln von einem wechselnden Faservorrat ausgegangen werden
kann,_ wobei die benutzten Fasern Mineralwollefasern sind, wie
sie gewöhnlich als Nebenprodukt aus der Schlacke bei der Stahlherstellung anfallen und die die üblicherweise verwendeten längeren
Glasfasern ersetzen können. Die Erfindung geht weiterhin von der Vorrichtung gemäß der Hauptanmeldung zur Herstellung
des gewünschten Mineralfaser-Plattenproduktes aus. Die Erfindung
besteht in der Benutzung eines offenporigen thermoplastischen Netzes als Beschichtungsklebstoff bei der Herstellung
einer trocken abgelegten Mineralwollefaserplatte, die auf einer Fläche mit einem Glasfasergewebe versehen ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen
Vorrichtung werden Mineralwollefasern innig mit einem pulverförmigen Bindemittel vermischt und zu einem Faserplattenprodukt
geformt, wobei ein offenmaschiges Glasfasergewebe als Träger für die Fasern und das harzförmige Bindemittel während der
Plattenbildung und abschließend als Außenschicht bei dem Endprodukt verwendet wird. Dabei wird ein poröses Netz aus thermoplastischem
Material über dem Glasfasergewebe liegend in die Formungskammer eingeführt.
Die dabei verwendete Vorrichtung weist eine plattenbildende Kammer und einen Ofenabschnitt für das Aushärten auf» Fasern
und Bindemittel werden in einem umschlossenen Luftstrom mitgeführt
und in die plattenbildende Kammer gerichtet. Die plattenbildende Kammer besteht aus zwei angetriebenen endlosen,
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formgebenden Drahtnetzen. Das obere Drahtnetz bildet die Sammeleinrichtung, auf der eine Schicht aus Fasern und Bindemittel
abgeschieden wird. Das untere formgebende Drahtnetz bildet die zweite Sammeleinrichtung, auf der eine zweite
Schicht aus Fasern und Bindemittel abgelegt wird. Die D ahtnetzte
sind so geführt, daß sie zu einer Spaltöffnung konvergieren, wodurch die beiden Schichten aus Fasern und Bindemittel
verdichtet bzw. miteinander verbunden werden, über dem
oberen Drahtnetz und unter dem unteren Drahtnetz sind Vakuumeinrichtungen angeordnet, mit denen die Luft aus dem Luftstrom,
der die Fasern und das Bindemittel trägt, abgezogen wird, wodurch die Fasern und das Bindemittel als obere und untere
Schicht abgeschieden werden, die abschließend zu der plattenbildenden Matte verbunden und verfestigt werden. Nach dem Austritt
aus der Spaltöffnung zwischen den oberen und unteren Drahtnetzbändern wird die plattenbildende Matte mittels eines
unteren, mit Durchbrechungen versehenen, angetriebenen Bandes und mittels eines oberen, mit Durchbrechungen versehenen,
angetriebenen Bandes durch einen Ofen transportiert, wobei die Bänder an der die plattenbildenden Matte so angreifen,
daß sie zusammengedrückt wird, während erhitzte Luft hindurchgeht, wodurch das Bindemittel ausgehärtet wird.
Über das untere formgebende Drahtnetz oder -band wird vor dem
Abscheiden der Fasern und des Harzes aus dem Luftstrom ein offenmaschiges Glasfasergewebe aufgebracht. Dabei wurde vorgeschlagen,
ein flüssiges Bindemittel auf das Gewebe vor dem Einführen in die Formungskammer aufzubringen, um eine bessere
Bindung zwischen der Matte und den darauf abgelegten Fasern zu erhalten. Die Verwendung einer offenmaschigen Glasfasermatte
ergibt zwei verschiedene Vorteile bei der Herstellung. Die Matte wirkt einmal als Träger für die plattenbildende
Matte durch mehrere Verfahrensstufen und gibt eine dekorative
Oberfläche, die integral mit der Platte während der Plattenherstellung verbunden wird.
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Die Verwendung des flüssigen Bindemittels hat jedoch mehrere Probleme, zu denen ein unnötiger Verlust an flüssigem Klebstoff,
die Reinigung und Wartung der Applikatorwalze, die zum Aufbringen des flüssigen Klebstoffes verwendet wird, und das
Auftreten einer Schichtentrennung gehören.
Erfindungsgemäß wird nun ein poröses thermoplastisches Netz
über das offenmaschige Glasfasergewebe vor dessen Eintritt in die Formungskammer geführt. Das thermoplastische Netz hat
eine offene poröse Struktur, so daß der Luftstrom während der
formgebenden Arbeitsstufe nicht beeinträchtigt wird. Das thermoplastische Netz hat einen Schmelzpunkt, der unter der
Ofenhärtungstemperatur liegt, die zum Härten des harzförmigen Bindemittels in dem Mineralfaserplattenprodukt erforderlich
ist.
Anhand der Zeichnung, die eine beispielsweise Ausführungsform
einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens schematisch in einer Seitenansicht zeigt, wird die Erfindung näher erläutert.
Die Verfahrensschritte folgen in der Zeichnung von rechts nach links aufeinander. Mineralwollefasern und ein pulverförmiges
Bindemittelgranulat werden in einem Luftstrom mitgeführt, der in einer Leitung 26 strömt, die in die evakuierte Formungskammer 27 führt. Die Fasern und das Harz, die in dem Luftstrom
in der Leitung 26 mitgerissen werden, gelangen in die Formungskammer 27. Der Luftstrom wird durch ein Vakuum erzeugt, das
in umschlossenen Bereichen hinter dem oberen angetriebenen formgebenden Drahtnetz 3o und dem unteren angetriebenen formgebenden
Drahtnetz 31 hergestellt wird. Nicht gezeigte Gebläse ziehen Luft durch Leitungen 32 auf der Oberseite der Formungskammer
27 und Leitungen 33 am Boden der Formungskammer 27 ab. Ebenfalls nicht gezeigte Einrichtungen steuern die Geschwindigkeit
des Luftstroms derart, daß die Mengen an Harz und Fasern sowie die Faserarten klassiert werden können, wenn
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die Faser-Harz-Matten 35 und 36 an den formgebenden Drahtnetzen 3o und 31 ausgebildet werden.
Das offenmaschige Glasfasergewebe 37, welches den Luftstrom
nicht beeinträchtigt, wird von einem Abwickelgestell 38 unter einer Zugwalze 6o hindurch und über eine Walze 61 sowie dann
über das untere formgebende Drahtnetz 31 zu einer Stelle kurz vor der Mattenbildung geführt. Von einem Abwickelgestell 63
wird ein poröses offenmaschiges thermoplastisches Netz 62 über
die Oberseite des Glasfasergewebes, unter der Spannwalze 6o
hindurch und dann über die Walze 61 auf das formgebende Drahtnetz 31 an einer Stelle kurz vor der Mattenbildung geführt.
Die Matten 35 und 36 werden auf dem thermoplastischen Netz 62 und dem Gewebe 37 zusammengeführt und miteinander an der Spaltöffnung
4o verbunden, die von den konvergierenden formgebenden Drahtnetzen 3o und 31 gebildet werden. Das offenmaschige Glasfasergewebe
und das offenmaschige Kunststoffnetζ dienen als Träger in den Ofenbereich während des Prozesses. Die Matte
wird weiterhin in der Zone 45 verfestigt und verbunden. Eine weitere Verfestigung und Verbindung erfolgt im Ofen 46.
Ein unteres angetriebenes Metallsiebband 47 und ein oberes angetriebenes Metallsiebband 48 fördern das Glasfasergewebe
und das Kunststoffnetz mit der daraufliegenden plattenbildenden
Matte in und durch den Ofen 46. Im Ofen 46 wird die das wärmehärtende Harz enthaltende Mineralwollematte unter Kompression
gehärtet, wodurch eine akustische Isolierplatte gebildet wird und das thermoplastische offenmaschige Netz schmilzt und
eine Klebeverbindung herstellt, welche die zusammengepreßte akustische Isolierplatte mit dem offenmaschigen Glasfasergewebe
fest verbindet. Der integrierte Plattenaufbau wird bei 49 gekühlt, bei 5o mit Farbe versehen und mittels einer Säge 51 auf
Größe geschnitten. Die umgewälzte erhitzte Luft wird im Ofen 46 über obere Leitungen 52 und 53 wieder zugeführt und durch
untere Leitungen 54 und 55 entfernt.
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Anhand des nachstehenden Beispiels wird die Erfindung näher erläutert.
Ein inniges Gemisch aus Mineralwolle und einem pulverförmigen thermoplastischen Phenolformaldehydresolharz (Durez 246 52) wird
mit einem Mengenstrom von 16,3 kg/min an Mineralfasern und einem Mengenstrom von 2,4 kg/min an Harz in die umschlossene
Leitung 26 geführt. Die sich bei diesen Mengenströmen einstellende Geschwindigkeit in der Leitung beträgt 1,9 m/min.
Die in die Leitung 28 eintretende Luft, in der die Fasern und das Harz mitgeführt werden, hat einen Volumenstrom von etwa
11o m /min. Am Eintritt in die Formungskammer 27 beträgt der Luftvolumenstrom etwa 31 ο m /min. Der Volumenstrom der durch
das obere formgebende Drahtnetz 3o hindurchtretenden Luft beträgt etwa 11o m /min, der durch das untere formgebende Drahtnetz
31 hindurchgehende Volumenstrom etwa 2oo m /min. Der in die Formungskammer 27 und durch die formgebenden Drahtnetze
3o und 31 hindurchgehende Luftstrom wirkt als Klassierungseinrichtung, so daß die feineren Fasern sich zuerst auf den
Drahtnetzen absetzen, während die gröberen Fasern darüberliegen. Die beiden Matten aus Fasern und Harz, die sich auf
den formgebenden Drahtnetzen aufbauen, werden dann zu einer einzigen plattenbildenden Matte 41 verfestigt bzw. vereinigt,
die eine Breite von etwa 1,3o m an der Spaltöffnung 4o hat, die von den konvergierenden formgebenden Drahtnetzen gebildet
wird. Die Matte wird in der Zone 45 weiter verfestigt.
Das offenmaschige Glasfasergewebe 37 wird von einem Abwickelgestell
38 abgezogen. Von einem Äbwickelgestell 63 wird eine thermoplastische extrudierte Folie, die so geprägt und ausgerichtet
worden ist, daß sie ein offenmaschiges poröses Netz 62 bildet, abgezogen und über das vom Abwickelgestell 36
kommende Gewebe geführt. Die beiden Lagen 37 und 62 werden unter einer Spannwalze 6o, über eine Walze 61 (mount hope roll)
und dann über das untere Drahtnetz 31 geführt.
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Ein geeignetes Glasfasergewebe hat beispielsweise ein Flächengewicht
von 134 g/m (J. P. Stevens Style 1635-52"-0-MC).
Das offenmaschige thermoplastische Netz besteht aus Polyäthylen
hoher Dichte, das zu einer Folie extrudiert ist, die geprägt und ausgerichtet worden ist, so daß sie ein poröses
offenmschiges Netz bildet. Besonders geeignet ist ein Netz
2 mit einem Flächengewicht von 17,6 g/m (Delnet X-23o,
Hercules Inc.). Weder das offenmaschige Glasfasergewebe 37, noch das offenmaschige thermoplastische Netz 62 beeinträchtigen
den Luftstrom während des Entstehens der Matte.
Die vereinigte plattenbildende Matte mit der Außenschicht aus Glasfasergewebe und thermoplastischem Netz wird dann durch den
Ofen 46 mittels des angetriebenen Siebbandes 47 transportiert und während der Harzhärtung durch das angetriebene Metallsiebband
48 weiter verfestigt. Die Ofentemperatür beträgt etwa
18o°C. Es kann Luft durch die Platte für deren Härtung geführt
werden, die eine Temperatur zwischen 15o und 2oo°C hat. Die Wahl der Temperatur hängt von der Transportgeschwindigkext und
der Plattenstärke ab. Während des Härtens der Platte schmilzt das thermoplastische offenmaschige Netz und bildet eine Klebstoff
schicht, wodurch das offenmaschige Glasfasergewebe als Außenschicht fest mit der Platte verbunden wird.
Nach dem Austritt aus dem Ofen 46 wird die Platte an der Stelle 49 durch Hindurchführen von Kühlluft gekühlt, auf der Rückseite
an der Stelle 5o bemalt und an der Stelle 51 auf Größe geschnitten.
Mit diesem Prozeß erhält man 5 cm starke Platten mit einer Glasgewebeabdeckung und einer Dichte von etwa 124 kg/m . Mach
der amerikanischen Spezifizierung PBS-C 2 ist die Platte in die Geräuschisolierklasse 18 bis 19 (N.I.C.) einzustufen. Der
Schallreduktionskoeffizient liegt bei etwa 9o.
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Die Geräuschisolierklasse der Platte kann auf 2o und der Schallreduktionskoeffizient auf 95 dadurch erhöht werden,
daß der Volumenstrom durch das obere Drahtnetz 3o in der
Formungskairaner auf 225 m /min erhöht und der Volumenstrom
durch das untere Drahtnetz 31 auf 85 m /min gesenkt wird.
Es gibt bereits eine Anzahl von offenmaschigen thermoplastischen
Netzen, die aus einer extrudierten Folie hergestellt werden, die an einer Stechwalze vorbeigeführt wird, wodurch
öffnungen darin ausgebildet und die Folie gerichtet wird.
Die meisten Folien bestehen aus Polyäthylen hoher Dichte, einige aus Polypropylen. Im Prinzip läßt sich jedes offenmaschige
thermoplastische Netzmaterial verwenden, welches den Luftstrom während der Plattenbildung nicht beeinträchtigt
und das zur Bildung einer Klebeschicht während der Härtung im Ofen schmilzt. Das Flächengewicht des Netzes sollte zwisehen
17 und 34 g/m liegen, damit man eine entsprechende Bindung erhält, ohne überschüssiges Material zu verschwenden.
Bei der 9o°-Schäl- bzw. Abhebeprüfung ergibt sich eine Schälfestigkeit
der Platten zwischen 17o und 35o g bei einer Nennablesung von 25o g. Vergleicht man dies mit einer Platte, bei
der flüssiger Klebstoff verwendet wird, wie dies in der Hauptanmeldung beschrieben ist, so beträgt der Nominalwert, der
nach der 9o°-Schälprüfung erhalten wird, loo g. Bei der 9o°-
Schälprüfung wird das Gewicht in Gramm gemessen, das erforderlich ist, um eine Schichtentrennung zwischen der Gewebeaußenschicht
und der Faserplatte zu erreichen.
^ ttf V V *i ί ?
Leerseite
Claims (4)
- Patentansprüche.] Verfahren zum Herstellen eines Faserpia ttenprodu!: tes aus trocken abgelegter Mineralwolle, das auf einer Seite mit einem offenmaschigen Glasfasergewebe versehen ist, bei welchem die Mineralwollefasern und das Bindemittel, welche das Plattenprodukt bilden, in einem Luftstrom mitgeführt und auf zwei konvergierenden formgebendon Drahtnetzen abgelegt werden, v/obei das offenmaschicre Glasfasergewebe zwischen dem unteren formgebenden Drahtnetz und der darüber ausgebildeten Schicht aus Fasern und Harz angeordnet wird und das Gewebe als Träger dient, der als Auflageschicht während einer Ofenhärtung haftend befestigt wird, gemäß Patentanmeldung P 27 56 5o3.3,809851/0589ORIGINAL INSPECTEDDA/G-K 1916 - 2 -dadurch gekennzeichnet , daß ein offenmaschiges thermoplastisches Netz zwischen das offenmaschige Glasgewebe und das darüber abgelegte Gemisch aus Fasern und Harz geführt x-.'ird, wobei das thermoplastische Netz eine den Luftstrom während des Formunasvorgangs nicht beeinträchtigende offenporige Struktur und einen Schmelzpunkt hat, der unter der Ofenhärtungstemperatur liegt, die für das Härten des Harzbindemittels der Mineralfaserplatte erforderlich ist.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das thermoplastische Netz aus Polyäthylen und/oder Polypropylen besteht.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Flächengewicht des thermo-2 plastischen Netzes 17 bis 34 g/m beträgt.
- 4. Vorrichtung zur Herstellung von Mineralwolle-Faserplatten mit Einrichtungen zum Mitreißen eines Gemisches aus Mineralwollefasern und einem wärmehärtbaren pulverförmigen Bindemittel in einem Luftstrom, mit Einrichtungen zum Richten des Luftstroms in eine Zone zur Formung einer Matte, die von einem oberen Drahtnetz und einem unteren Drahtnetz gebildet wird, welche konvergieren, mit Einrichtungen zum Abführen von Luft durch die formgebenden Drahtnetze, wodurch das Faser-Bindemittel-Gemisch in Form von zwei Schichten an den formgebenden Drahtnetzen gesammelt und die beiden Schichten an der Spaltöffnung zwischen den konvergierenden Drahtnetzen miteinander verbunden werden, mit einer Kompaktier- und Heizeinrichtung zum Verfestigen und Härten der Matte aus Fasern und Harz zur Bildung des plattenförmigen Mineralfaserproduktes, wobei das Abführsystem hinter den Drahtnetzen einstellbar ist,809851/0589DA/G-K 1916 - 3 -so daß die obere äußere Schicht der Fasern und des Bindemittels, die am Anfang auf den Drahtnetzen gebildet wird, aus einer Schicht aus Bindemittel und vorherrschend feinen Fasern besteht, und mit Einrichtungen zum Anordnen eines offenmaschigen Glasgewebes zwischen dem unteren formgebenden Drahtnetz und der darauf gebildeten Schicht aus Fasern und Harz, wobei das Gewebe als Träger für die plattenbildende Matts während der restlichen Herstellung dient, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gemäß Patentanmeldung P 27 56 5o3.3, gekennzeichnet durch Einrichtungen (6 3) zum Aufbringen eines offenmaschigen Netzes (62) auf die Glasfasermatte (37) vor ihrem Eintritt in die Formungskammer (27) , wobei der Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials unter der in der Heizeinrichtung (46) herrschenden Temperatur liegt.80985 1/0589
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