DE69029325T2

DE69029325T2 - Verfahren für die Plattenherstellung aus Mineralfasern, wie Glasfasern, Steinwolle u.a., und nach diesem Verfahren erzeugte Platten

Info

Publication number: DE69029325T2
Application number: DE69029325T
Authority: DE
Inventors: Bruno Vaccari
Original assignee: Eurofibre SpA
Current assignee: Eurofibre SpA
Priority date: 1990-09-21
Filing date: 1990-09-21
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2010-09-22
Also published as: EP0476176A1; ATE145949T1; EP0476176B1; DE69029325D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung weicher Platten auf der Basis von Mineralfasern, wie Glasfasern, Steinwolle und dergleichen, sowie nach diesem Verfahren erzeugte Platten.
Es sind Platten bekannt, die aus einer Schicht aus Mineralfasern, wie Glasfasern bestehen, welche mit einem polymerisierten organischen Schlichtemittel behandelt sind. Zu ihrer Herstellung ist es bekannt, eine organische Schlichte, welche ein Phenol-Formaldehyd- oder Melaminharzbindemittel und einen emulgierbaren organischen Öl-Weichmacher umfasst, in eine geeignete Sammelkammer zu sprühen, durch welche die Glasfasern unter freien Fallbedingungen sich nach unten bewegen.
Die so behandelten Fasern werden dann durch leichtes Ansaugen an der Basis der besagten Sprühkammer in einem Bereich, der eine Verfilzungskammer darstellt, behandelt, in der sie sich in Form einer weichen Schicht anordnen, welche einer Trocken- und Polymerisationskammer zugeführt wird, von der ein dimensionsstabiles Produkt austritt, das den abschliessenden Schneid- und Endbearbeitungsvorgängen unterworfen wird.
In Abhängigkeit von dem Prozentsatz der verschiedenen Komponenten können Platten mit einem unterschiedlichen Grad der Dichte, Steifigkeit, Dicke usw. erhalten werden, die für die verschiedensten Anwendungen geeignet sind, die auf dem Gebiet der thermischen und akustischen Isolation von Bedeutung sind.
Dieses bekannte Verfahren und die Platten selbst besitzen jedoch eine Reihe von Nachteilen, denen durch die vorliegende Erfindung begegnet werden soll.
Einer dieser Nachteile besteht darin, dass die maximale Temperatur, der die organische Schlichte standhält, 200 bis 250ºC beträgt, was das Gebiet der Anwendung der Platten erheblich einschränkt.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass selbst unterhalb dieser Temperatur die organische Schlichte einer teilweisen Zersetzung unter Bildung von Gasen unterliegt, die aufgrund der Anwesenheit von Phenol und Formaldehyd umweltverschmutzend sind, einen unangenehmen Geruch aufweisen und jene Wände beschmutzen, mit denen sie in Kontakt kommen.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass ein flammverzögerndes Mittel notwendigerweise in die Stärke gemischt werden muss, wegen der brennbaren Natur der Stärke, sowie ein Polymerisationsbeschleuniger, um die Zeit zu begrenzen, welche die Platte in dem Ofen zu ihrer Bildung zu bleiben hat.
Im allgemeinen wird Harnstoff als flammverzögerndes Mittel und Ammoniumsulfat als Polymerisationsbeschleuniger verwendet, welche Substanzen einen nicht unwesentlichen Teil der Endproduktkosten bilden.
Diese Kosten sind in jedem Falle bereits erheblich, da das Bindemittel kostspielig ist und eine begrenzte Zeit der Brauchbarkeit aufgrund der schnellen Herabsetzung seiner Wasserlöslichkeit mit der Zeit besitzt. Darüberhinaus erfordert seine Verwendung genaue Betriebsbedingungen, wodurch seine Aufbewahrung problematisch ist, insbesondere während der heissen Monate.
Ein weiterer Nachteil ist ein hoher Energieverbrauch dadurch, dass die Betriebstemperatur des Trocken- und Polymerisationsofens etwa 250ºC beträgt.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Bindemittel eine gesundheitsschädliche und umweltverschmutzende Substanz ist, welche mit Vorsicht behandelt und gehandhabt werden muss, und immer Probleme wegen der Nebenprodukte des Verfahrens verursacht, welche entsorgt werden müssen (Waschwasser, Gase, Plattenabfall und dgl.). Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Platte in dem Ofen von einem heissen Luftstrom (250ºC) zur Polymerisation des Bindemittels durchströmt werden muss.
Aus diesem Grunde können Platten, die mit äusseren Trägerauflagen versehen sind, nicht in einem einzigen Schritt hergestellt werden, da sie nicht von dem heissen Luftstrom durchströmt werden können, weshalb mehrere Schritte erforderlich sind, um solche Auflagen an der bereits hergestellten Platte anzubringen. Dies erhöht offensichtlich die Kosten, und zwar sowohl wegen der erhöhten Prozessdauer wie der verwendeten erhöhten Materialmenge (Klebstoffe).
Aus US-A-3 017 318 geht ein Verfahren zur Herstellung eines im wesentlichen steifen, hoch-temperaturfesten Artikels hervor, der beispielsweise als Kernmaterial zum Giessen von Metallen geeignet ist. Für diese Verwendung wird ein Weichmacher wegen der Art der erhältlichen Produkte nicht in Betracht gezogen.
GB-A-822 639 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Kissens oder einer Decke aus anorganischen Wollfasern, bei dem die Fasern mit einem Schmiermittel beschichtet werden, so dass sie relativ frei aneinander gleiten, die geschmierten Fasern verdichtet werden und das Schmiermittel nach dem Verdichten der Fasern entfernt wird, so dass die verdichteteten Fasern gegenseitig nur durch ihre eigene Rauhheit verbunden werden, wodurch ein Kissen oder eine Decke mit guter Bindung erhalten werden.
Aus US-A-2 994 630 geht die Verwendung eines Weichmachers zur Erhöhung der Weichheit und Wassertranspirationsfähigkeit eines synthetischen Produkts ähnlich eines Leders hervor, welches mit nicht gewebten Fasern erhalten wird, die mit einem organischen Bindemittel miteinander verbunden sind.
Nach der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung weicher Platten auf Mineralfaserbasis bereitgestellt, wie es im Anspruch 1 beschrieben wird, ferner Platten, wie sie im Anspruch 6 beschrieben werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben, welche schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens darstellt.
Im wesentlichen werden nach dem erfindungsgemässen Verfahren Glasfasern, die auf herkömmliche Art und Weise hergestellt worden sind, frei in einer Sprühkammer 1 fallen gelassen, wobei sie während ihres freien Falls mit einer anorganischen Schlichte besprüht werden, welche eine wässrige Lösung eines Salzes umfasst, das in der Lage ist durch Trocknen Polymerketten mit unterschiedlichem Molekulargewicht zu bilden, welche hinsichtlich der Mineralfasern eine agglomerierende Wirkung besitzen.
Das unterschiedliche Molekulargewicht kann während der Herstellungsphase der wässrigen Lösung entsprechend den Eigenschaften des zu erhaltenden Produkts bestimmt und eingestellt werden.
So sieht das Verfahren beispielsweise vor, dass die organische Schlichte aus einer wassrigen Lösung von Aluminium-Polyphosphat und einer Polysiloxan-Emulsion besteht. Die wässrige Aluminium- Polyphosphat-Lösung bildet das anorganische Bindemittel und das Polysiloxan den anorganischen Weichmacher des Bindemittels. Etwaige Emulgatoren können der Emulsion ebenfalls einverleibt werden.
In diesem Falle besteht die polymere Kette aus einer Struktur mit Bindungen des Typs P-O-P in (PO&sub3;) n-Gruppen und dergleichen.
Die in dieser Weise besprühten Fasern werden in dem unteren Teil der Sprühkammer 1 gesammelt, welche die Verfilzungskammer darstellt, wobei diese mit einer bewegbaren Basis und Seitenwänden versehen und unter einem leichten Vakuum gehalten wird. Sie wird von einer weichen Schicht 3 imprägnierter Fasern verlassen, welche durch einen Trockenofen 4 zwischen zwei endlosen Förderbändern geschickt wird, deren Abstand voneinander auf die Enddicke der zu erhaltenden Platte eingestellt werden kann. Dort wird die Schicht der imprägnierten und verdichteten Fasern auf etwa 120 bis 130ºC erhitzt, d.h. auf eine ausreichende Temperatur, um das Wasser der anorganischen Schlichte zu verdampfen und damit der Filzplatte, welche den Ofen 4 verlässt, Dimensionsstabilität zu verleihen, so dass sie den abschliessenden Schneid- und Endbearbeitungsvorgängen unterworfen werden kann.
Wenn die Platte eine oder zwei Trägerauflagen- oder Überzüge benötigt, so können letztere auf der Oberfläche oder den Oberflächen der Glasfaserschicht aufgetragen werden, wenn sie in den Ofen 4 eintritt, von dem die bereits gebildete Platte austritt. Dies ist aufgrund der Tatsache möglich, dass keine weitere Polymerisation erforderlich ist, es vielmehr nur notwendig ist, das Wasser zu verdampfen, weshalb nicht nur die Ofentemperatur niedriger gehalten werden kann, sondern keine Notwendigkeit für einen heissen Luftstrom, der die Glasfaserschicht durchströmt, besteht.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass das erfindungsgemässe Verfahren erhebliche Vorteile gegenüber dem herkömmlichen Verfahren besitzt, und zwar dadurch, dass
- die maximale Temperatur, der die wässrige Lösung des Aluminium-Polyphosphats und Polysiloxan standhalten können, viel höher ist als bei den herkömmlichen organischen Schlichten, wodurch das Gebiet der Anwendung der Platte erheblich grösser wird;
- die Schlichte keinen Polymerisationsbeschleuniger oder ein flammverzögerndes Mittel benötigt, letzteres aufgrund der Unbrennbarkeit des Natriumsilikats;
- die Rohmaterialaufbewahrungskosten erheblich herabgesetzt werden, weil deren Lebensdauer wesentlich erhöht wird;
- die Vorsichtsmassnahmen, welche bisher zur Handhabung des Bindemittels eingehalten werden mussten, praktisch nicht länger anwendbar sind;
- Platten, die bereits auf einer oder beiden Oberflächen mit Auflagen versehen sind, in einem einzigen Produktionsschritt hergestellt werden können;
- die herkömmlichen Anlagen, die bisher zur Herstellung von Glasfaserplatten verwendet werden, verwendet werden können;
- die tatsächlich erhaltene Platte unter Temperaturbedingungen eingesetzt werden kann, welche erheblich höher sind als die, die bisher für herkömmliche Platten möglich sind, und zwar aufgrund der Tatsache, dass die anorganische Schlichte eine höhere Widerstandsfähigkeit als eine organische Schlichte besitzt und dass eine Gasbildung unter den Bedingungen, unter denen die Platten eingesetzt werden, praktisch vollständig eliminiert ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung weicher Platten auf der Basis von Mineralfasern, wie Glasfasern, Steinwolle und dgl., wobei die Mineralfasern, welche in einer Sprühkammer frei fallen, mit einer anorganischen Schlichte besprüht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlichte ein Bindemittel umfaßt, welches aus einer wässrigen Aluminiumpolyphosphatlösung und einem Weichmacher für das besagte Bindemittel besteht, und daß der Filz, der aus den so imprägnierten Mineralfasern gebildet wird, einer Erwärmung und einer Verdichtung bei einer Temperatur von 120º C bis 180º C unterworfen wird, um eine Platte konstanter Dicke und Dimensionsstabilität zur Unterziehung des abschließenden Zurechtschneidens und von Endbehandlungen zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wässrige Emulsion eines Polysiloxans als Weichmacher verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine wässrige Emulsion eines Polysiloxans als Weichmacher verwendet wird, welcher Emulgiermittel zugesetzt worden ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus den mit der anorganischen Schlichte imprägnierten Fasern gebildete Filz einer Verdichtung zwischen zwei Förderbändern unterworfen wird, welche parallel zueinander und einander gegenüberliegend durch einen Ofen (4) verlaufen und in einem Abstand angeordnet sind, welcher der Enddicke der zu erhaltenden Platte entspricht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß, bevor der aus den imprägnierten Mineralfasern gebildete Filz der Erwärmung und Verdichtung unterworfen wird, eine Bahn aus einem Überzugsmaterial auf wenigstens eine der beiden Oberflächen des Filzes geklebt wird.

6. Platte, erhalten nach einer Methode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Schicht aus Mineralfasern besteht, die mit einer anorganischen Schlichte imprägniert ist, welche ein Bindemittel umfaßt, das aus einer wässrigen Lösung von Aluminiumpolyphosphat und einem Weichmacher für das besagte Bindemittel besteht.

7. Platte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher des besagten Bindemittels aus einer wässrigen Polysiloxanlösung besteht.

8. Platte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Emulgiermittel der wässrigen Polysiloxanlösung zugesetzt worden sind.