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Herstellung von Mineralwollfilzen Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf die Herstellung von Mineralwollfilzen, welche insbesondere für Wärme- und
Schallisolierungen sowie als Filtermedien für Gase und nicht wässerige Flüssigkeiten
Verwendung finden können.
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Das übliche Verfahren zur Herstellung von Mineralwolle aus Schmelzofenschlacken,natürlichem
Gestein, Glas u. dgl. schmelzbaren Stoffen besteht darin, eine solche Mineralschmelze
mit Hilfe eines Dampfstrahles zu zerfasern.
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Mineralwollfasern, die auf solche Weise hergestellt sind, besitzen
eine sehr geringe Elastizität. Sie sind verhältnismäßig glatt und vermögen sich
nicht leicht miteinander zu verfilzen, so daß ein Bindemittel notwendig ist, um
die Fasern in halbsteife Filze oder festere Artikel, wie z. B. Blöcke, Platten,
Bogen und Rohrabschnitte, .überzuführen, welche ihre Raumform dauernd beibehalten.
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Für diese Zwecke ist bereits vorgeschlagen worden, in die Speiseleitung
des zur Zerfaserung der Mineralschmelze bestimmten Dampfstrahles eine wässerige
Emulsion einzuführen, welche als Bindemittel Stärke, Leim, Kasein od. dgl., klebriges
Colloid oder eine Mischung solcher Substanzen enthält, das in Wasser unlöslich ist,
aber in solchem eine kolloidale Dispersion bildet, und welche ferner als wasserabweisendes
und elastizitätserhöhendes Mittel harzartige Rückstände der Petroleumdestillation
oder ein synthetisches Harz, wie z. B. Phenol-Formaldehyd-Harz, Harnstoff-Formaldehyd-Harz
oder Glyptalharz, enthält. Ferner ist vorgeschlagen worden, - die bei diesem
Verfahren anfallenden
schwach verfilzten Fasermassen mit Dampf zu
behandeln, bis der Feuchtigkeitsgehalt etwa 3 bis 5 Gewichtsprozent beträgt, um
auf diese Weise eine dauernde Vereinigung der Fasern zu fördern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun die Herstellung von Mineralwollfilzen
mit Hilfe eines Dampfstrahles unter gleichzeitigem Aufbringen eines -dünnen Films
auf die Fasern aus einem Bindemittel, dem gewünsehtenfalles ein wasserabweisender
und elastischer Stoff zugesetzt ist, in der Weise durchgeführt, daß während der
Filmbildung so viel Wasser eingeführt -wird, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Filzes,
bezogen auf das Fasergewicht, i,5 bis io Gewichtsprozent beträgt. Vorzugsweise wird
der Feuchtigkeitsgehalt des Erzeugnisses auf. 3 bis 5 Gewichtsprozent eingestellt.
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Im Verhältnis zu den bisher bekannten Verfahren, bei welchen das Mineralwblleerzeugnis
nachträglich mit Dampf befeuchtet wird, führt das Verfahren nach der Erfindung,
bei welchem die erforderliche Feuchtigkeitsmenge während der Filmbildung eingeführt
wird, zu der Erzeugung einheitlicher Mineralwollfilze, welche auf schwaches Zusammendrücken
und Trocknen hin ein halbsteifes Material ergeben, Idas: e eine; igrößere Festigke-it
aufweist und wirksamer verfilzt ist.
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Für die Herstellung von Erzeugnissen der vorliegenden Art soll die
Mineralwolle von einigermaßen gleichmäßigem und sehr feinem Faserdurchmesser sein;
sie soll beständig sein und nicht dazu neigen, leicht in kurze staubartige Teilstückchen
zu zerbrechen; sie soll sich zu Fasersträhnen und so zu zusammenhängenden Erzeugnissen
verformen lassen. Die Zusammensetzung des Minerals, dessen Schmelze zerfasert werden
soll, wird vorzugsweise schwach basisch gewählt. So ist es besonders vorteilhaft,
im Rahmen des Verfahrens gemäß Erfindung ein schwach basisches Mineral zu verblasen,
bei dem das Verhältnis von Base zu Säure o,55 bis o,85 beträgt.
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Zur Durchführung des Verfahrens gemäß Erfindung können die bekannten
Bindemittel, wasserabstoßenden und elastizitätserhöhenden Stoffe verwendet werden,
wie Stärke, Celluloseglycolat u. dgl. So kann man z. B. Stärke in Wasser einteigen,
Mineralöle, bituminöse Emulsionen, harzartige Rückstände-@der Petroleumdestillation
oder Bitumen von ähnlichen Eigenschaften der heißen Stärkepaste zusetzen und die
Mischung in heißem Zustande in den zum Zerfasern der Mineralschmelze bestimmten
Dampf einführen. Stärke in einer Menge von o,i bis 3 Oh, berechnet auf die Mineralfasern,
kann so als ein. sehr dünner und zusammenhängender Film ibgelagert werden, welcher
gewünschtenfalles auch :),oi bis o,5 % schweres Mineralöl, harzartige Rückstände
.der Petroleumindustrie oder Bitumen von ähnlichen Eigenschaften enthalten kann.
Parafinwachs oder ein synthetisches Harz, wie z. B. PIi"nol-Farm,al!dehyd-Harz,
Amino-Formal-dehyd.-Elarz,.Glyptal-(Alkyd-)Harz, Cashew-Harz, Cashew-Formaldehyd-Harz
oder andere ölige' klebrige Subtanzen -können als Zusatz zu der .Stärke- od. dgl:
Bindem@itte@lpaste verwendet werden. Diese Sub-stanzen erzeugen, wenn sie
auf den Mineralfasern beim Zerfasern abgelagert werden, einen sehr dünnen Film,
welcher äußerst zähe ist und verhindert, .daß die Fasern durch Reibung beschädigt
!, werden oder gar in kurze staubartige Stückchen zerbrechen. Die dünnen Oberflächenfilme
verleihen den Fasern auch beträchtliche Elastizität; sie veranlassen die einzelnen
Fasern, sich zu Strängen zu vereinigen, welche ihrerseits wiederum eine °zusammenhängende
verfilzte Masse bilden. Der organische Film kann so dünn sein, wie einer Moleküldicke
entspricht, aber es, können auch Filme von größerer Dicke erzeugt werden, und zwar
-in Abhängigkeit von den Eigenschaften, die für das Endprodukt gefordert werden.
-Nach einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird als
Bindemittel ein Alginat, z:. B. Natrium- oder Calciumalginat, verwendet. So kann
man z. B. Natriumalginat in heißem Wasser auflösen und die sich ergebende kolloidale
Lösung reit Paraffinwachs oder irgendeinem der anderen' vorerwähnten öligen und
harzigen Stoffe mischen, um eine hochelastische und leichte Mineralwolle zu erzeugen.
An Stelle von Natriumalginat kann auch Calciumalginat, welches wohlfeiler ist, verwendet
werden; in diesem Falle ist es aber notwendig; wasserfreies Natriumcarbonat zuzusetzen,
um das Calciumalginat in Lösung zu bringen. i i Gewichtsteile Calciumalginat können
beispielsweise in 8ooTeilen Wasser von etwa 63° C aufgelöst werden, dem zuvor 2,7
Teile wasserfreies Natriumcarbonat zugesetzt sind. 2 Teile Paraffinwachs oder i
Teil- Mineralöl und i Teil harzartige Rückstände der Petroleumdestillation können.
der Alginatlösung zugesetzt werden. Aus Mineralfasern, welche auf diese Weise behandelt
sind, können -zusammenhängende verfilzte Massen von hoher Elastizität und geringem
Räumgewicht; z: B. einem solchen von 48 bis 8o kg/ms, erzeugt werden.
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Im Einzelfalle können Vorversuche erforderlich sein, um zu bestimmen,
wieviel Wasser während der Filmbildung eingeführt werden muß, damit der verbleibende
Feuchtigkeitsgehalt des Filzes innerhalb der gemäß der Erfindung angegebenen Grenzen
liegt. Ausführungsbeispiel Durch Einteigen von 22,7 bis 27,2 kg Stärke in 3i8. bis
409 1 Wasser von 8o bis 90° C wird ein Stärkegel bereitet. Zu diesem Gel wird eine
vorher .bereitete Lösung von 3,4 kg harzartigen Rückständen der Petroleumdestillation,
welche einen Erweichungspunkt von annähernd 52° C und einen Schmelzpunkt von annähernd
85° C haben, in 3,4 kg eines schweren Mineralöls zugesetzt. Durch kräftiges Rühren
bei einer Temperatur zwischen 70 und 9o° C wird eine einheitliche Emulsion gebildet.
Je Minute werden 5,5 bis 6,81 dieser Emulsion in den -zur Zerfaserung des Minerals
bestimmten Dampf eingespritzt, und zwar für 13,2 bis i5;4 kg Mineralfasern
je Minute. Es wird so auf den
Mineralfasern ein Oberflächenfilm
abgelagert, welcher aus 2,8 bis 3 % Stärke und 0,075 bis o,o9 % harzartigen Rückständen
der Petroleumdestillation und Öl besteht und welcher gleichzeitig zwischen 3 und
5 % Feuchtigkeit enthält.
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Das feuchte filzige Material, welches gemäß der vorliegenden Erfindung
erzeugt ist, kann von seinem ursprünglichen Raumgewicht von z. B. 48 bis 8o kg/ms
auf das für das Endprodukt gewünschte Raumgewicht von z. B. 96 bis 288 kg/mg zusammengepreit
werden. Das Zusammenpressen kann mittels rotierender Walzen, durch Riemen oder Bänder
oder vorzugsweise mittels einer schwingenden Walze ausgeführt werden. Das zusammengepreßte
feuchte Material kann dann bei Temperaturen zwischen i2o und 3oo° C getrocknet werden.
Auf diese Weise können zusammenhängende Lagen oder Platten von guter mechanischer
Festigkeit und sehr hoher Elastizität mit Raumgewichten von 48 bis 320 kg/m3
.erzeugt werden. Die Platten oder Lagen können auf die gewünschten Dimensionen und
Dicken geschnitten und zerteilt werden und bilden gute Schall- und Wärmeisoliermaterialien,
welche schnell und bequem installiert werden können.