DE2918689A1

DE2918689A1 - Isolierplatte und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2918689A1
Application number: DE19792918689
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 6704 Mutterstadt Schirmeisen
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 1977-07-18
Filing date: 1979-05-09
Publication date: 1981-03-26

Description

Isolierbauplatte sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
Zusatz zu Patent 27 32 387 Die Erfindung betrifft eine Isolierplatte, die durch völliges Durchtränken einer mit einem organischen Kunststoffbindemittel vorgebundenen, eine Dichte von mindestens 015, vorzugsweisexO,2 g/cm3 aufweisenden Mineralfaserplatte mit einer wässrigen Aufschlär,unung eines Bindetons, dessen Teilchengröße zumindestens 80%, vorzugsweise 90% unter 2/um liegt und der im Temperaturbereich von 400 bis 6500C sein chemisch gebundenes Wasser abspaltet, und anschließendes Trocknen bei Temperaturen über 105 0C hergestellt wurde, gemäß DE-PS 27 32 387.
Als Wandverkleidung für Naßräume oder für Außenwände werden häufig glasierte Keramikplatten, insbesondere Fliesen eingesetzt. Diese Keramikplatten bestehen üblicherweise aus einem gebrannten Tonträger, der mit einer Keramikglasur überzogen ist. Infolge der bei der Herstellung, insbesondere beim Brennen auftretenden hohen Spannungen ist die Flächengröße dieser Keramik- platten begrenzt, so daß eine technisch vernünftige Plattengröße von maximal 30x120 bzw. 60x60 cm noch durchführbar ist. Eine über ein derartiges Plattenformat hinausgehende Produktion scheitert daran, daß sich die Platten infolge unterschiedlicher Temperaturgradienten beim Brennen und Auskühlen verziehen und/oder Risse bilden.
Andererseits können derartige Keramikplatten auch nach der Befestigung an einer Wand keine allzu großen punktförmigen Belastungen ertragen, abgesehen davon, daß sie weder gute Wärmedämmeigenschaften noch Schallschluckeigenschaften besitzen. Bekanntlich reflektieren gerade Räume, die mit Keramikplatten ausgekleidet sind, den Schall im hohen Maß, was die Verwendung von Keramikplatten für normale Wohnräume häufig ungeeignet macht.
Andererseits besitzen Isolierbauplatten, die sowohl gute Wärmedämmeigenschaften als auch gute Schallschluckeigenschaften besitzen, weder eine dekorative noch pflegeleichte Oberfläche, so daß sie lediglich als Aufbau für eine Wand, nicht dagegen als Abschluß der Wand benutzt werden. Aufgrund der relativ weichen Oberfläche sind diese Isolierbauplatten nicht kratzfest und neigen deshalb zum Stauben. Da sie außerdem nicht abwaschbar sind, werden sie üblicherweise mit einem Farbanstrich oder mit Tapeten versehen, was im Brandfall zur Abspaltung-von entzündbaren Gasen bzw.
zum Entflammen dieser Schicht führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine IsTierbauplatte mit einer keramischen Schicht zu schaffen, die ausgezeichnete Wärmedämm- und Schallschluckeigen schaften aufweist, leicht pflegbar ist und eine dekoratives Äußeres besitzt, mechanische Belastungen gut abfangen kann und neben absoluter Unbrennbarkeit ein großes Plattenformat bei relativ geringem Gewicht aufweist.
Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß eine Isolierbauplatte, die nach dem in der DE-PS 27 32 387 beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, sich infolge ihres Aufbaus als großflächige Trägerplatte für keramische Glasuren hervorragend eignet und mit diesen Glasuren eine festhaftende Verbindung eingeht. Es bereitete keinerlei Schwierigkeiten, auf die mit Ton gefüllten Mineralfaserplatte , deren Format bis zu 2x1 m betrug, keramische Schichten aufzuschmelzen. Es ist denkbar, daß sich bei Bedarf noch größere Formate ohne jegliche Schwierigkeit, also ohne Zerstörung, Rißbildung oder Verwerfung der Glasurschicht herstellen lassen. Zurückzuführen ist dieses günstige mechanische Verhalten dieser Mineralfaserplatten zum einen auf das Raumnetzwerk der langen, statistisch verteilten und dreidimensional angeordneten Mineralfasern, die bereits in diesem Zustand ausgezeichnete mechanische Festigkeiten besitzen, und zum anderen auf die Tonfüllung, die die Festigkeit des vom Bindeton umhüllten Mineralfasergerüsts noch wesentlich erhöht. Die beim Brennen und Abkühlen einer mit einer Emailschicht versehenen Keramikplatte auftretenden Spannungskräfte werden deshalb wirksam von der gesamten Platte aufgenommen und können weder Verwerfungen noch Rißbildungen in der glasierten Oberfläche verursachen.
Aufgrund der großformatigen Herstellung und des re.
lativ leichten Gewichts dieser glasierten Isolierbauplatte gegenüber den üblichen Keramikplatten wird die Montage derartiger Platten sowohl im Innenausbau als auch im Außenausbau wesentlich erleichtert, da sie ohne weiteres von einer Person verlegt werden können.
Im Gegensatz zu den Keramikplatten, die vollständig mit einer Glasur überzogen sind, können die erfindungsgemäßen Isolierbauplatten derart mit einer Keramik glasur überzogen werden, daß die Oberfläche noch eine bestimmte Porosität besitzt. Diese Porosität verleiht den Platten eine ausgezeichnete Schallschluckeigenschaft unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer guten Pflegbar keit und eines angenehmen Äußeren. Derartige Platten sind insbesondere für den Innenausbau geeignet, wobei sie zusätzlich noch ausgezeichnet wärmeisolierend sind.
Erfindungsgemäß können die Platten jedoch auch vollständig mit einer Glasur überzogen werden, so daß sie auch direkt als Fassadenverkleidung oder als Wandverkleidung für Naßräume, wie Duschräume und dgl., verwendet werden können. Da diese Platten kratzfest und staubfrei sind, muß kein Farbanstrich od. dgl. auf diesen Platten angebracht werden.
Erfindungsgemäß wird von der mit dem Verfahren gemäß DE-PS 27 32 387 hergestellten Mineralfaserplatte ausgegangen, die mit einem organischen Bindemittel auf Kunststoffbasis vorgebunden ist, eine Dichte von mindestens 0,15 g/cm3, vorzugsweise 0,2 g/cm3 aufweist und mit einer wässrigen Aufschlämmung eines Bindetones völlig durchtränkt ist, dessen Teilchengröße zumindestens 80%, vorzugsweise 90% unterhalb 2Xum liegt und der im Temperaturbereich von 400 bis 650 0C sein chemisch gebundenes Wasser abspaltet. Nach dem Trocknen bei Temperaturen über 1050C wird die durchtränkte Mineralfaserplatte bei Temperaturen oberhalb 4000C, jedoch unterhalb der Transformationstemperatur der für die Herstellung der vorgebundenen Mineralfaserplatte verwendeten Mineralfasern getempert.
Der für die Imprägnierung der Mineralfaserplatte verwendete Bindeton, der eine geringe Korngröße von mindestens ca. 80%, vorzugsweise 90 Gew.-% unterhalb von 2/um aufweisen muß, wird zweckmäßig nach folgen- den Gesichtspunkten ausgewählt: das Bindevermögen des Tones muß, damit die geforderten Plattenfestigkeiten erreicht werden können, sehr hoch sein, die Trockenbiegefestigkeit des Bindetons sollte, gemessen nach DIN 51 030, nicht weniger als 30 kp/cm2 betragen; der Restkornanteil von 10 bis 20 Gew.-% darf nicht mehr als zur Hälfte über 15,/um liegen; das Strukturwasser, das als OH-Gruppen im Kristallgitter des Tones eingebaut ist, muß im Temperaturbereich von 400 bis 6000C abgespalten werden. Dadurch verliert der Ton seine Redispergierbarkeit in Wasser und die Tonbildung in der Platte wird wasserunempfindlich.
Nach einer Reihe von untersuchten tonmineralischen Stoffen haben sich Fein- und Kolloidtone aus sekundären Lagerstätten als am besten geeignet erwiesen.
Vorzugsweise bestehen diese Tone hauptsächlich aus folgenden Materialien: 25 bis 80 Gew.-% Kaolinit 0 bis 50 Gew.-% Illit und Serizit 10 bis 37 Gew.-% Quarz.
Die chemische Zusammensetzung der Tone schwankt im Bereich folgender Gewichtsanteile: 48 - 62 Gew.-% SiO2 25 - 35 Gew.-% Al2O3 0,8 - 2 Gew.-% TiO2 0,8 - 2,2 Gew.-% Fe203 0,6 - 2 Gew.-% Ca0 0,4 - 1,5 Gew.-% MgO 0,5 - 2,5 Gew.-% K20 0,1 - 1,5 Gew.-% Na2O 5-15 Gew.-% organische Stoffe und Kristallwasser.
Durch die Temperaturbehandlung im Bereich zwischen 4000C und dem der Transformationstemperatur der für die Herstellung der vorgebundenen Mineralfaserplatte verwendeten Mineralfasern wird eine vollständige Wasserbeständigkeit der Isolierbauplatte erreicht. Gleichzeitig werden durch die Temperaturbehandlung die brennbaren organischen Bestandteile, die in Form von Harzen, Schmälzölen, Netz- und Dispergierhilfsmitteln bei der Herstellung der Mineralfaser-Ausgangsplatte bzw. Imprägnierungsprozeß mit der Tonsuspension in die Platte gelangt sind, zum großen Teil wieder ausgetrieben.
Das Endprodukt kann nicht nur nicht mehr entflammen, sondern auch nicht mehr glühen und ist damit nach DIN 4102 als ein absolut unbrennbares Material anzusehen.
Vorzugsweise verwendet man bei dem Verfahren gemäß DE-PS 27 32 387 als Ausgangsmaterial für die Mineralfaserplatte ein solches mit maximalen Faserdurchmessern von 6,'nu. Bei Einsatz von gröberen Fasern mit einem Durchmesser von über 6/um läßt sich zwar die Tonsuspension in die Faserplatte leichter einbringen, da die Faserhohlräume in der Platte relativ groß sind und somit auch bei Verwendung von grobkörnigen Tonen beim Imprägnieren einer solchen Platte kein Filtereffekt zu befürchten ist. Die erzielten Endfestigkeiten, insbesondere die Spaltfestigkeit einer derart hergestellten Mineralfaserplatte sind jedoch wesentlich geringer als bei einer vergleichbaren Platte, deren Ausgangsmaterial aus feineren Fasern besteht. Der Grund ist wohl darin zu sehen, daß grobe Fasern beim Herstellungsprozeß der Ausgangsplatte sich weit mehr in Schichten ablagern als das bei feinen Fasern der Fall ist und daß der Verfilzungsgrad grobfasriger Schichten untereinander wesentlich schlechter ist als bei Platten aus feineren Fasern.
Es hat sich gezeigt, daß durch die Temperaturbehandlung zwischen 4000C und der Transformationstemperatur der für die Herstellung vorgebundenen Mineralfaserplatte verwendeten Mineralfasern ein bemerkenswert hoher Anstieg der Druck- und Biegefestigkeitswerte sowie des Elastizitätsmoduls von durchschnittlich 30 bis 45% gegenüber den Werten der nicht temperaturbehandelten Platten eintritt.
Dabei wurde auch festgestellt, daß diesr unerwartet hohe Festigkeitsanstieg nur bei Anwendung von Temperaturen unterhalb des Transformationspunktes der zur Herstellung der Ausgangsplatten verwendeten Mineralfasern feststellbar ist. Bei Basaltfasern beträgt diese Umwandlungstemperatur 620 bis 6400C. Wird diese Temperatur überschritten, dann ergibt sich eine deutliche Verschlechterung der Plattenfestigkeit, insbesondere bezüglich der Biegefestigkeit und des Elastizitätsverhaltens.
Diese Verminderung der Festigkeitseigenschaften ist darauf zurückzuführen, daß infolge von Oxidation der Mineralfasern, bei der eine Umwandlung des in den Fasern vorhandenen FeO in Fe203 stattfindet, eine weitgehende Versprödung der Fasern eintritt und damit die eigentliche Funktion der Fasern, als Gerüst der Bauplatte eine hohe Biege- und Zugfestigkeit sowie Elastizität zu verleihen, verlorengeht. Die Umwandlung des Eisenoxides unter Einfluß von Luftsauerstoff ist stark temperaturabhängig und verläuft besonders intensiv bei Ereichen des Transformationspunktes, bei welchem die Faser erweicht.
Diese unerwünschte Oxidationsreaktion bei der Behandlung der mit Bindeton aufgefüllten Mineralfaserplatten im genannten Temperaturbereich läßt sich dadurch praktisch vollständig beseitigen, wenn man die Temperaturführung und Verweilzeit weiter so abstimmt, daß einer- seits die Abspaltung des Kristallwassers aus dem Bindeton nahezu vollständig erfolgt ist und andererseits der Kohlenstoff, der sich als Rückstand aus der Verbrennung der organischen Bestandteile bei der Temperaturbehandlung zwischen 400 und 6500 bildet, noch nicht völlig ausgebrannt ist. Man kann diese Erscheinung noch dadurch verbessern, daß die Temperaturbehandlung in diesem Temperaturbereich in einer reduzierenden Atmosphäre erfolgt, d.h. durch entsprechende Einstellung der Flamme bei mit Gas oder Heizöl betriebenen Öfen oder bei Aufstellung eines Gefäßes mit pulverförmigem Graphit oder von Graphitstäben in dem Ofenraum bei Verwendung von elektrisch beheizten Öfen.
Die durchtränkte Platte kann vor dem Trocknen örtlich einer nochmaligen Durchtränkung unterworfen werden, wobei diese nochmalige Durchtränkung vorteilhaft an den Rändern der Platte durchgeführt wird. Man erhält im Bereich der doppelten Durchtränkung nach dem Trocknen und der Wärmebehandlung bei Temperaturen über 4000C, jedoch unterhalb der Transformationstemperatur der für die Herstellung der vorgebundenen Mineralfas erplatte verwendeten Mineralfasern verstärkte Bereiche, die zur Aufnahme von Nagelungen, zum Einfräsen von Nuten, Heraus arbeiten von Federn oder Zinken und dergleichen, dienen können. Auf diese Weise kann man insbesondere an den Rändern Formgebungen vornehmen, die den unmittelbaren Anschluß der einen Platte mit der nachfolgenden Platte und eine vollständige Abdichtung etwaiger Spalten ermöglichen und darüber hinaus die Festigkeit eines solchen Plattenverbundes erhöhen.
Geht man von einer doppelt starken Platte aus und spaltet diese nach dem Tränken, Trocknen und Tempern in zwei Platten, so erhält man zwei Platten mit jeweils einer glatten und einer rauhen Oberfläche. Die glatte Oberfläche ist unmittelbar beschichtbar, wäh- rend die rauhe Oberfläche gut verputzt oder an eine Wand geheftet werden kann. Auf diese Weise entsteht eine Platte mit zwei Mögliclilceiten der Oberflächenverkleidung, was im Bauwesen von besonderem Vorteil ist.
Man kann ausgehend von einer wenigstens annähernd doppelt starken Platte das Spalten derselben in zwei Platten auch vor dem Tränken vornehmen und erhält dadurch den Vorteil, daß der Tränkungsprozeß, sofern die Spaltseite beim Tränken nach oben zu liegen kommt, erleichtert wird.
Schließlich kann das Trocknen durch Mikrowellenbestrahlung erfolgen. Dadurch vermeidet man einen Trocknungsgradienten von außen nach innen, wie er zwangsläufig beispielsweise beim Trocknen mit Warmluft auftritt. Man erreicht vielmehr ein Trocknen von innen nach außen und damit eine gleichmäßige Struktur der fertigen Platte.
Die durch dieses Verfahren hergestellte Isolierbauplatte, die mit Bindeton gefüllt ist und einer Temperbehandlung unterzogen worden ist, wird nunmehr mit einer Schicht aus keramischen Bestandteilen überzogen und anschließend einer Wärmebehandlung zugeführt.
Als Materialien für derartige Schichten kommen Emailgrundmassen in Frage, die durch Schmelzen Cder Sintern anorganischer Bestandteile hergestellt werden. Derartige Emailmischungen setzen sich in der Regel aus Blei- oder Borosilikatgläsern zusammen, die häufig getrübt und/oder gefärbt sind. Derartige Silikatgläser, die häufig als Beimischung Zinnoxid, Titandioxid, Aluminatgruppen, Natrium-, Kalzium-, und/oder Magnesiumoxid enthalten, unterliegen bei steigender Temperatur einem starken Viskositätsabfall und erweichen etwa 300 - 4000C unterhalb der Einbrenntemperatur.
Entsprechend der vorstehenden Ausführungen bezüglich der Festigkeit der Mineralfaser muß die Einbrenntemperatur jedoch so gewählt werden, daß die Mineralfaser nicht an Festigkeit verliert. Für diesen Zweck haben sich Emailmischungen bewährt, die folgende Zusammensetzung besitzen: 10 - 40% K20 und/oder Na20 15 - 45% B203 und/oder PbO 10 - 20% SnO2 bzw. TiO2 20 - 35% Sio2 Eine weitere Emailmischung, die ebenfalls vorteilhaft eingesetzt werden kann, besitzt die folgende Zusammensetzung: 7 - 11% Na2O 2 - 4% MgO 7 - 9% CaO 17 - 24% B203 11 - 16% Al 203 35 - 48% SiO2 9 - 15% Cr203 Derartige Gemische lassen sich bei den eingesetzten Temperaturen sehr gut in die Bindeton-Mineralfaserplatte einbrennen und besitzen auf dieser Platte eine ausgezeichnete Haftfestigkeit.
Derartige Gemische werden bereits in Form der gemahlenen Fritte eingesetzt, deren Herstellung zum Stand der Technik gehört. Bei der Auftragung auf den Untergrund ist zu unterscheiden zwischen einer trockenen Auftragung (Puderemail) und einer naßen Auftragung (Naßemail). Entsprechend dieser Auftragung werden bereits die Korngrößen der eingesetzten Gemische gewählt, die für die Eigenschaften der Schicht von Bedeutung sein können.
Beim Naßauftrag wird die Fritte mit Wasser zum Emailschlicker vermahlen, wobei dem Schlicker die üblichen Zusatzstoffe und Pigmente zugesetzt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Schlicker aus 60 Gew.-°; eines feingemahlenen Blei- oder Natron-Borsilikatglases mit Pigmentzusatz und 40 Gew.-% Wasser erwiesen.
Dieser fertige Schlicker wird durch Spritzen mit einer Spritzpistole oder durch Tauchen in einer entsprechenden Tauchwanne auf die Platten aufgebracht. Dabei zerstäubt man den Schlicker in der Spritzpistole mit einem Druck von etwa 2 bis 5 atm, wobei der Schlicker aus einem entsprechenden Vorratsbehälter der Spritzpistole zugeführt wird. Derartige Spritzpistolen können direkt in einer kontinuierlich betriebenen Spritzkabine oberhalb der Platten, die durch diese Spritzkabine durchgeführt werden> angeordnet sein. Andererseits können die Platten, sofern sie ein nicht zu großes Format besitzen, auch in Tauchwannen eingetaucht werden, die den Schlicker enthalten. Bei einer derartigen Verfahrensweise besitzt der Schlicker üblicherweise eine höhere Konsistenz als beim Verspritzen und ist auf eine erhöhte Temperatur gebracht, um die Aufnahmefähigkeit und die dadurch abhängende Schichtdicke des Emails auf der Platte wunschgemäß einzustellen.
Soll eine glasierte Isolierbauplatte mit poröser Oberfläche hergestellt werden, so muß die Viskosität des Schlickers durch Zusatz von wasserquellenden Mitteln, wie Methylzellulose, und Vergrößerung der Korngröße des eingesetzten Emailgemisches vergrößert und die Düse der Spritzpistole so verändert werden, daß das Gemisch mit einer derartigen Konsistenz in großen Tröpfchen, also unter Bildung von feinen Poren auf der Oberfläche der Platte niedergeschlagen wird. Andererseits entsteht bei Wahl einer Schlickers mit geringer Viskosität und einer engen Düsenöffnung ein homogener Emailüberzug auf der Platte, der keine Poren besitzt und infolgedessen erheblich schlechtere Schallschluckeigenschaften aufweist.
Andererseits ist man jedoch nicht auf die Verwendung eines Emailschlickers beschränkt. Das Emailgemisch kann auch in Form eines Puders mit Rüttelsieben aufgetragen werden, die entweder elektrisch oder durch Preßluft betrieben werden. Die nach dem Puderverfahren hergestellten Platten besitzen eine vollständig geschlossene und glatte Oberfläche mit ausgezeichneten Dekoreigenschaften.
Zur Verbesserung der Schalls chluckei gens chaften kann die Oberfläche der mit der Schlicker- oder Puderschicht versehenen Platte mechanisch, beispielsweise durch Nagelwalzen, nachbehandelt werden. Die dadurch erzeugte regelmäßige Lochung der Oberfläche schafft eine ausgezeichnete schallschluckende Platte, die zusätzlich leicht zu reinigen ist.
Die übereinander liegenden Bestandteile der keramischen Schicht und die Bindeton-Mineralfaserplatte vereinigen sich beim Einbrennen der Schicht, wobei ein glasiger Emailüberzug entsteht. Erfindungsgemäß kann zwischen zwei Verfahrensalten gewählt werden: 1. Bei diesem Verfahren wird zunächst die mit Bindeton gefüllte und vorgetrocknete Mineralfaserplatte bei Temperaturen über 4O00C'jedoch unterhalb der Transformationstemperatur der Mineralfasern getempert und anschließend abgekühlt. Danach wird die Keramikschicht aufgebracht und eine erneute Wärmebehandlung oberhalb 4000C durchgeführt.
2. Bei diesem modifizierten Verfahren wird die mit Bindeton gefüllte Mineralfaserplatte lediglich vorgetrocknet. Anschließend wird die Keramikschicht aufgetragen. Zum Schluß erfolgt eine gemeinsame Wärmebehandlung, bei der sowohl der Bindeton in die wasserunlösliche Form gebracht als auch die Keramikschicht in eine formbeständige Glasur überführt wird.
Bei dem zweiten Verfahren besteht gegenüber dem ersten Verfahren der Vorteil, daß lediglich eine Wärmebehandlung durchgeführt wird. Bei der Auftragung von Pulverschichten muß allerdings die Temperaturbehandlung sorgfältig durchgeführt werden, damit sich eine einheitliche Oberflächenschicht bildet.
In einer speziellen Ausführungsform wird die Emailschicht auf die noch heiße getemperte Bindeton-Mineralfaserplatte auf gepudert und verschmilzt auf dieser sofort zu einer Glasuren so daß auch hier eine weitere Erwärmungsbehandlung eingespart wird.
Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, daß leichte, mit Bindeton gefüllte Isolierplatten mit einem Raumgewicht von 250 bis etwa 550 kg/m3, auf die eine Keramikschicht aufgebracht worden ist, bei Temperaturen von 4000C bis unterhalb der Transformationstemperatur der für die Plattenherstellung verwendeten Mineralfasern wärmebehandelt werden müssen, so daß also auch die Einbrenntemperatur der Zusammensetzungen der Keramikbeschichtungen in diesem Bereich liegen muß. Die Einhaltung dieses Temperaturbereichs ist, wie vorstehend erläutert, ausschlaggebend für die Festigkeit der Platte, so daß ein Anheben der Temperatur zu irreversiblen Schäden der Isolierbauplatte führt.
Steigt jedoch das Raumgewicht der Platten über 550 kg/ m³, so können weit höher schmelzende Glasuren eingesetzt werden. Mit steigendem Raumgewicht kann die Einbrenntemperatur der Keramikbeschichtung bis in den Bereich der Sintertemperatur des Tones angehoben werden, da infolge der Zunahme des Tonanteils die chemische Beeinflussung der Mineralfaser bei zu hoher Wärmebehandlung bezüglich der Festigkeit der Isolierbauplatte vernachlässigbar ist bzw. unter Umständen sogar unterdrückt wird.
Die Wärmebehandlung kann in Öfen mit periodischem Be- trieb (Muffelöfen) oder aber auch in kontinuierlich arbeitenden Öfen durchgeführt werden. Die zu brennenden Platten werden dabei so lange durch Einbrennzone geschleust, bis die Oberfläche zu einer Glasur geschmolzen ist. Üblicherweise reicht eine Einbrennbehandlung von etwa 10 bis etwa 30 Minuten aus. Anschließend kühlt man etwa 20 bis 120 Minuten auf eine Temperatur von 90-1500C ab und entnimmt danach die fertig emaillierte Isolierbauplatte dem Emaillierofen.
Je nach der gewünschten Emaillierung kann die Art und die Dicke des Auftrags gewählt werden. Sollen beispielsweise Muster auf die Oberfläche aufgetragen werdenp so wird die Oberfläche mehrfach einer Beschichtungsbehandlung, beispielsweise dem Siebdruck, und einer anschließenden Wärmebehandlung unterzogen. Die Dicke der Schicht kann natürlich beliebig gewählt werden; im allgemeinen liegt sie jedoch bei 500-1500 g/qm.
In einer weiteren speziellen Ausführungsform wird die Oberfläche der getemperten Bindeton-Mineralfaserplatte zunächst einer Flämmbehandlung so lange unterzogen, bis die Oberfläche sintert. Die dadurch gebildete glasige Oberflächenschicht weist eine gefällige Struktur auf, die der Form eines Strukturputzes ähnelt. Wegen der sehr guten Wärmedämmeigenschaften kann diese Platte direkt als Putzstrukturplatte sowohl im Innenals auch im Außenausbau eingesetzt werden, wobei sie lediglich mit einem Farbanstrich, üblicherweise mit einem Dispersionsfarbanstrich versehen werden muß.
Derartige Dispersionsfarben bestehen im allgemeinen aus organischen Bindemitteln und anorganischen Füllstoffen und werden durch einfaches Auswalzen oder Aufspritzen auf derart vorbehandelte Platten aufgebracht.
Werden derartige, mit einer Dispersionsfarbe bestrichene Platten einer Oberflächennachbehandlung, beispielsweise durch Reiben mit einem Lappen, unterzogen, so kann die erhabene Struktur der welligen glasigen Schicht herausgearbeitet werden. Während dabei die Wellentäler mit Dispersionsfarbe bedeckt sind, sind die Wellenberge, die im allgemeinen eine dunkle bis schwarze Glasstruktur besitzen, von der Farbe befreit, was zu einem ansprechenden Dekor auf dem Putz führt.
Die Erfindung wird durch die folgenden Ausführungsbei spiele näher erläutert.
Beispiel I In eine Mineralfaserbahn aus Basalt in der Breite von 120 cm und einem Flächengewicht von 5 kg/m2 wurde kontinuierlich im Schachtverfahren eine wässrige Phenol-Formaldehydharzlösung mit 4,5 Gew.-°,/ Feststoffgehalt gleichmäßig eingesprüht. Die Menge des eingesprühten Bindemittels betrug 4,2 kg/m2.
Die feuchte Faserbahn wurde sodann in einer Plattenmaschine zwischen zwei perforierten Metallbändern auf eine Dicke von 25 mm zu einer Platte verpreßt und gleichzeitig mit Heißluft von 200 bis 2200C getrocknet und ausgehärtet. Die so hergestellte Platte hatte ein Gewicht von 0,2 g/cm3. Der Harzgehalt betrug 3,6 Gew.- Feststoff, bezogen auf das Gewicht der Platte.
Unmittelbar nach dem Verlassen der Plattenmaschine wurde der so erzeugte Plattenstrang in eine Überflutungsvorrichtung geleitet, wo mit Hilfe von an der Unterseite der Platten angelegten Unterdruck eine wSsrigeBindetonsuspension in die Mineralfaserplatten von oben eingesaugt wurde, bis die Platte vollständig gesättigt war. Die imprägnierte Platte wurde anschließend auf einem Transportband in einen Trockenofen geleitet und dort mit Umluft von 2000C getrocknet. Anschließend wurde sie 10 Minuten bei 58O0C bzw. 20 Mi- nuten bei 4800C in einem mit Erdgas beheizten Ofen bei reduzierender Flamme erhitzt.
Beispiel II Eine mit Harz vorgebundene Mineralfaserplatte, die mit der Bindetonsuspension gesättigt war, wurde vor dem Trocknen noch über einen Absaugkasten geleitet, wo der Bindetonüberschuß aus den Faserhohlräumen dieser Platte durch Anlegen von Unterdruck entfernt wurde.
Ansonsten wurde das Verfahren wie in Beispiel I geführt.
Beispiel III Die mit Bindetonsuspension gesättigte Platte wurde zwischen zwei Druckwalzen geführt, wobei der Überschuß der Tonsuspension nahezu vollständig aus der Platte heraus gepreßt wurde.
Im übrigen wurde das Verfahren nach Beispiel I geführt.
Bei der Führung des Verfahrens nach Beispiel II und Beispiel III konnte die zu verdampfende Wassermenge bei der Trocknung der Platten erheblich gesenkt und damit die Trocknungszeit wesentlich verkürzt werden.
Bei allen drei Ausführungsbeispielen wurde die eingesetzte Bindetonsuspension durch Aufschlämmen eines pulverförmigen bzw. stückigen Bindetones der Type FC der Firma Didier aus Grünstadt in Wasser in einem Turbomischer hergestellt. Durch Zusetzen von Natriumpolyphosphatsalzen als Verflüssigungsmittel wurde die Viskosität der Suspension auf 6 bis 12 cP eingestellt.
Die Feststoffkonzentration der Suspension lag zwischen 15 und 60 Gew.-% und wurde gewählt: In Abhängigkeit von angestrebten Raumge- sichten des Endprodukts in Abhängigkeit davon, ob nach dem Auffüllen der Platte mit der Bindetonsuspension der Überschuß aus der Platte abgesaugt werden sollte oder nicht.
Die nachstehende Tabelle zeigt eine Zusammenstellung verschiedener Verfahrensführungen und der erzielbaren bzw.
erzielten Werte, wobei eine ins einzelne gehende Beschreibung dieser Tabelle wegen der detaillierten Angaben der VerTahrensschritte und der entsprechenden Werte nicht erforderlich ist.
Raumgewi3ht der Bauplatte, kg/m 300 450 Herstellungsverf. d. Platte*) abges. nicht abges. nicht abges. abges.
A. Auffüllung d. m.
Harz gebundenen Mineralfaserplatte m. einer Dichte v.
200 kg/m3 Feststoffgehalt der Gew.-% 22 10,7 35 22,7 Tonsuspension Spez. Gewicht der g/cm 1,16 1,07 1,27 1,16 Tonsuspension Benötigte Menge To- kg 500 1028 757 1150 suspension für 1 m³ Platten B. Trocknen der mit Tonsuspension aufgefüllten Faserplatte Zu verdampfende Wasser- kg 390 917 492 889 menge bei der Trocknung vom 1 m3 Platten in 25 mm Dicke Dickenschrumpfung der % 2 3 4 5 Platten bei der Trocknung bei 200 oC Raumgewicht der ge- kg/2 310 310 475 470 trockneten Platte cm Druckspannung der aus- kp/2 1,4 1,9 2,7 3,6 getrockneten Platte,bei cm 10 V Stauchung Biegefestigkeit der ge- kp/2 5 8,5 14 17 trockneten Platte Raumgewicht der Bauplatte, kg/m³ 300 450 Herstellungsverf. d. Platte*) abges. nicht abges. nicht abges. abges.
C. Tempern der aufgefüllten und getrockneten Faserplatte Gewichtsverlust der ge- Gew.-% 4 4 5 5 trockneten Platte beim Temperprozeß, 10 min bei 580 OC Druckspannung der ge- kp/cm² 1,7 2,5 3,6 5,2 temperten Platte bei 10 % Stauchung 2 Biegefestigkeit der ge- kp/cm² 7 9 18,5 23 temperten Platte Raumgewicht der Bauplatte, kg/cm³ 600 700 Herstellungsverf. d. Platte*) abges. nicht abges. nicht abges. abges.
A. Auffüllung d. m.
Harz gebundenen Mineralfaserplatte m. einer Dichte o.
200 kg/m3 Feststoffgehalt der Gew.-% 46 33,6 49 38,6 Tonsuspension Spez. Gewicht der g/cm³ 1,38 1,25 1,43 1,3 Tonsuspension Benötigte Menge Ton- kg 935 1274 1082 1360 suspension für 1 m³ Platten B. Trocknen der mit Tonsuspension aufgefüllten Faserplatte Zu verdampfende Wasser- kg 505 854 552 835 menge bei der Trocknung von 1 mD Platten in 25 mm Dicke Dickenschrumpfung der % 7 9 9 11 Platten bei der Trocknung bei 200 °C Raumgewicht der ge- kg/ 604 640 750 750 trockneten Platte cm Raumgewicht der Bauplatte, kg/cm3 600 700 Herstellungsverf. $d, Platte*) abges. nicht abges. nicht abges. abs-es.
Druckspannung der aus- kp/ , 5 6,1 8,1 9 getrockneten Platte, bei cm² 10 % Stauchung Biegefestigkeit der ge- kp/ 26,5 28,5 33,5 37 trockneten Platte cm C. Tempern der aufgefüllten und getrockneten Faserplatte Gewichtsverlust der ge- Gew.-% 6 6 6,5 6,5 trockneten Platte beim TemDerprozeß, 10 min bei 580 °C 7,5 11,2 12,8 16,5 Druckspannung der ge- kp/cm² temperten Platte bei 10 % Stauchung Biegefestigkeit der ge- kp/cm² 33,5 39 45 51 temperten Platte Raumgewicht der Bauplatte, kg/cm³ 800 900 Herstellungsverf. d..Platte*) abges. nicht abges. nicht abges. abges.
A. Auffüllung d. m.
Harz gebundenen Mineralfaserplatte m. einer Dichte v.
200 kg/m3 Feststoffgehalt der Gew.-% 52 43,5 55 50 Tonsuspension Spez. Gewicht derg/cm³ 1,47 1,35 1,51 1,44 Tonsuspension Benötigte Menge Ton- kg 1221 1448 1336 1540 suspension für 1 m3 Platten B. Trocknen der mit Tonsuspension aufgefüllten Faserplatte Zu verdampfende Wasser- kg 586 818 601 770 menge bei der Trocknung von 1 m³ Platten in 25 m Dicke Dickenschrumpfung der % 11 13 14 14 Platten bei der Trocknung bei 200 °C Raumgewicht der getrock- kg/ 860 860 970 970 neten Platte cm² Druckspannung der aus- kp/ 12,2 13,1 19,3 21,9 trockneten Platte, bei cm² 10 % Stauchung Biegefestigkeit der ge- kp/ 42 44,5 55 62 trockneren Platte cm² C. Tempern der aufgefüllten und getrockneten Faserplatte Gewichtsverlust der ge- Gew.-% 7 7 7,5 7,5 trockneten Platte beim Temperprozeß, 10 min bei 580 °C Druckspannung der ge- kp/cm² 19,9 23,1 27,8 30,5 temperten Platte bei 10 % Stauchung Biegefestigkeit der ge- kp/cm² 56,5 63 74 81 temperten Platte *) Bedeutung der Angaben in Snalte: abges. = Platten mit Tonsuspension gesättigt und bei 400 - 500 mm Vakuum abgesaugt.
nicht abges. = Platten mit Tonsuspension gesättigt, nicht abgesaugt.
Beispiel IV Eine harz gebundene Mineralfaserplatte mit einem Raumgewicht von 180 kg/m3 und den Abmessungen 1300 x 650 x 20 mm wurde mit einer 35-igen Tonsuspension gemäß Beispiel II aufgefüllt und bei 150 bis 2O00C getrocknet.
Unmittelbar danach ist auf die Oberfläche der noch warmen Platte ein aus 60 Gew.-% eines feingemahlenen Blei- oder Natron-Borosilikatglases mit Pigmentzusatz und 40 Gew.-% Wasser bestehender Emailschlicker mit Hilfe einer Spritzpistole aufgetragen worden. Die verwendete Glasfritte mit Pigmentzusatz hatte folgende Zusammensetzung: 37,2 Gewichtsteile Na2O 14,1 Gewichtsteile CaO 10,2 Gewichtsteile MgO 83,6 Gewichtsteile B203 2,1 Gewichtsteile Al 203 60,1 Gewichtsteile SiO2 28,4 Gewichtsteile TiO2 Vor dem Versprühen des Emailschlickers wurde dessen Viskosität durch Zugabe kleiner Mengen mit Methylzellulose so eingestellt, daß die Emaille auf der Platte keine geschlossene Schicht bildete, sondern weitgehend porös war.
Die gespritzte Platte wurde von beiden Seiten mit elektrisch beheizten Infrarotstrahlern 15 Minuten bei 5500C getempert und danach binnen weiteren 15 Minuten stuSenweise auf etwa 1000C abgekühlt. Es wurde eine verhältnismäßig leichte Platte mit weißglänzender und poröser Emailschicht erhalten, deren Endraumgewicht bei 470 kg/m3 lag. Diese Platte erwies sich für den Einsatz als dekorative, feuerbeständige Akustikplatte besonders geeignet.
Mit dem gleichen Ergebnis konnte eine glasierte Bindeton-Mineralfaserplatte hergestellt werden, die eine Abmessung von 2000 x 1000 x 20 mm besaß.
Beispiel V Eine mit 3,5 Gew.-% Phenolharz vorgebundene Platte aus Basaltfasern mit einer Rohdichte von 200 kg/m3 und den Abmessungen 2000 x 1000 x 10 mm wurde mit einer 40%igen Tonsuspension vollständig gesättigt und danach bei 150°C getrocknet. Das Raumgewicht der getrockneten Platte mit Tonfüllung betrug 750 kg/m3. Die Oberfläche der Platte, die für den Glasurauftrag vorgesehen war, wurde zuerst mit Hilfe von Schleifpapier angerauht und der dabei entstandene Staub gründlich entfernt.
Danach wurde auf die Plattenfläche 1820 g einer gemahlenen Glasurfritte in gleichmäßiger, etwa 2 mm dicken Schicht aufgebracht. Die Zusammensetzung der Glasurfritte sowie die Verfahrensweise werden entsprechend Beispiel IV angewandt. Es wird ebenfalls eine dekorative, feuerbeständige Platte erhalten.
Beispiel VI Auf eine gemäß Beispiel I mit Ton aufgefüllte Mineralfaserplatte mit einer Rohdichte von 750 kg/m3 und den Abmessungen 2000 x 1000 x 10 mm, die gespalten ist, wurden mittels einer Gummirolle 2850 g eines 60%igen Fritteglasurschlickers aufgetragen. Die Zusammensetzung der verwendeten Fritte lag im Bereich folgender Gewichtsanteile: 23,7 Gewichtsteile Na20 21,5 Gewichtsteile Ca0 9,3 Gewichtsteile MgO 53,6 Gewichtsteile B203 34,7 Gewichtsteile Al 203 115,2 Gewichtsteile Si02 26,1 Gewichtsteile Cr203 Die beschichtete Platte wurde während 15 bis 20 Minuten in einem mit Gas betriebenen Ofen auf einem Gitterrost auf 815°C aufgeheizt, bei dieser Temperatur 15 Minuten lang belassen und danach 60 Minuten bei etwa 120 0C abgekühlt. Die auf diese Weise hergestellte Platte hatte auf ihrer Oberfläche eine völlig geschlossene Glasurschicht von grüner Farbe, die mit der Grundplatte momogen verschmolzen war. Diese verhältnismäßig schwere, jedoch sehr feste Platte mit einem Endraumgewicht von 790 kg/m3 war besonders für den Einsatz als großflächige Keramikplatte für Wandverkleidungen geeignet.
Beispiel VII Eine gemäß Beispiel I hergestellte Bindeton-Mineralfaserplatte wird so lange mit der Flamme eines Schweißbrenners behandelt, bis die gesamte Oberfläche durch Zusammensintern glasig wird. Nach der Flämmbehandlung läßt man die Platte abkühlen, wobei sich eine glasige Schicht bildet, die Putzstruktur aufweist. Auf diese Schicht wird eine Fassadenfarbe auf der Basis einer Dispersionsfarbe aufgetragen. Nach dem Antrocknen der Dispersionsfarbe wird die Oberfläche mit einem Tuch abgerieben, wobei die Glaskanten der Oberfläche herausgearbeitet werden.
Die Behandlung mit dem Schweißbrenner kann ohne Schaden auch länger durchgeführt werden, wobei auch ein Durchbrennen der Platte ohne Folgen auf die Festigkeit bleibt.

Claims

Isolierbauplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung Zusatz zu Patent 27 32 387 Patentansprüche 1. Isolierbauplatte, die durch völliges Durchtränken einer mit einem organischen Kunststoffbindemittel vorgebundenen, eine Dichte von mindestens 0,15, vorzugsweise 0,2 g/cm3 aufweisenden Mineralfaserplatte mit einer wässrigen Aufschlämmung eines Eindetons, dessen Teilchengröße zumindestens 80%, vorzugsweise 90 unter 2/um liegt und der im Temperaturbereich von 400 bis 650 0C sein chemisch gebundenes Wasser abspaltet, und anschließendes Trocknen bei Temperaturen über 1050C hergestellt wurde, nach DE-PS 27 32 387, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Oberflächenschicht aus keramischen Bestandteilen aufweist.
2. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schicht gleichzeitig mit der Mineralfaserplatte, die mit dem Bindeton durchtränkt und vorgetrocknet ist, einer Wärmebehandlung oberhalb 4000C unterzogen wurde.
3. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schicht nach der Wärmebehandlung der mit Bindeton getränkten und vorgetrockneten Mineralfaserplatte aufgetragen und anschließend eingebrannt wurde.
4. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schicht durch Aufspritzen, Tauchen oder Aufwalzen eines Emailschlickers hervestellt wurde.
5. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Emailschlicker hauptsächlich aus Blei- oder Natron-Borosilikaten besteht.
6. Platte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Emailschlicker zusätzlich Pigmente enthält.
7. Platte nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des Emailschlickers durch Zusatz von quellfähigen Stoffen, entsprechende Körnung der Emailbestandteile und Wasserzusatz eingestellt wurde.
8. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht auf die Mineralfaserplatte pulverförmig aufgetragen wurde.
9. Platte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmige Schicht auf die zumindest 4000 heiße, wärmebehandelte Ton-Mineralfaserplatte aufgetragen wurde.
10. Platte nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der Emailschicht im Bereich folgender Gewichtsanteile liegt: 10 - 40% K20 und/oder Na20 15 - 45% B203 und/oder PbO 10 - 20% SnO bzw. TiO2 2 20 - 35% SiO2
11. Platte nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der Emailschicht im Bereich folgender Gewichtsanteile liegt: 7 - 11% Na20 2 - 4% MgO 7 - 9% Ca0 17 - 24% B203 11 - 16% Al203 35 - 48% SiO2 9 - 15% Cr2O3
12. Platte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung von Mineralfaserplatten mit einem Raumgewicht von 250-550 kg/m3 bei Temperaturen von 400 bis zur Transformationstemperatur der Mineralfaser durchgeführt wird.
13. Platte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung von Mineralfaserplatten mit einem Raumgewicht oberhalb 550 kg/m3 bis zur Sintertemperatur des Tons und/oder der Glasfaser durchgeführt wird.
14. Platte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht durch grobflächiges Spritzen hochviskosen Emailschlickers in porösem Aufbau hergestellt wurde.
15. Platte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht nach dem Auftragen der Emailschicht durch Lochen porös gemacht wurde.
16. Isolierbauplatte, die durch völliges Durchtränken einer mit einem organischen Kunststoffbindemittel vorgebundenen, eine Dichte von mindestens 0,15, vorzugsweise 0,2 g/cm3 aufweisenden Mineralfaserplatte mit einer wässrigen Aufschlämmung eines Bindetons, dessen Teilchengröße zumindestens 80%, vorzugsweise 90% unter 2 µm liegt und der im Temperaturbereich 400 bis 650°C sein chemisch gebundenes Wasser abspaltet, anschließendes Trocknen bei Temperaturen über 1050C und Tempern bei Temperaturen über 4000C hergestellt wurde, nach DE-PS 27 32 387, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Auftragen einer Haftschicht, die aus anorganischen Füllstoffen und organischen Bindemitteln besteht, eine Oberfläche der getemperten Mineralfaserplatte einer Flämmbehandlung unterzogen wird.
17. Platte nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Haftschicht versehene Oberfläche poliert wurde.
18. Verfahren zur Herstellung der Isolierbauplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die mit dem Bindeton durchtränkte und getrocknete Mineralfaserplatte mindestens eine Schicht aus keramischen Bestandteilen aufbringt und danach eine Wärmebehandlung oberhalb 4000C durchführt.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man zuerst die Mineralfaserplatte, die mit dem Bindeton getränkt und vorgetrocknet ist, tempert, anschließend die zu emaillierende Schicht aufbringt und danach die Wärmebehandlung oberhalb 4000C durchführt.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß man die zu emaillierende Schicht in Form eines Emailschlickers aufbringt.
21. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß man die zu emaillierende Schicht pulverförmig aufbringt.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß man die pulverförmige Schicht auf die zumindest 4000 heiße, wärmebehandelte Ton-Mineralfaserplatte aufbringt.
23. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wärmebehandlung von Mineralfaserplatten mit einem Raumgewicht von 250-550 kg/m3 bei Temperaturen von 400 bis zur Transformationstemperatur der Mineralfaser durchführt.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wärmebehandlung von Mineralfaserplatten mit einem Raumgewicht oberhalb 550 kg/m3 bis zur Sintertemperatur des Tons und/oder der Glasfaser durchführt.
25. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß man eine poröse Keramikschicht durch grobflächiges Spritzen hochviskoser Emailschlicker oder durch Lochen dieser Schicht vor dem Einbrennen herstellt.