DE975650C

DE975650C - Verfahren zur Herstellung von poroesen, mehrschichtigen endlosen Faserbahnen aus anorganischen Fasern, wie Glas-, Schlacken- und Mineralfasern

Info

Publication number: DE975650C
Application number: DEP35906D
Authority: DE
Inventors: Otto Herbst
Original assignee: Glaswatte GmbH
Current assignee: Glaswatte GmbH
Priority date: 1949-03-06
Filing date: 1949-03-06
Publication date: 1962-05-10

Description

Verfahren zur Herstellung von porösen, mehrschichtigen endlosen Faserbahnen aus anorganischen Fasern, wie Glas-, Schlacken-und Mineralfasern Es ist bekannt, Glasfilz und Glasgespinstbahnen für Wärme- und Kälteisolierungen zu verwenden, wobei vorwiegend die eingeschlossene ruhende Luft als Isoliermittel wirkt. Diese Wärmeisolierkörper werden mit einheitlicher Struktur entweder mit parallelen oder verfilzten Fasern in einer oder mehreren aufeinandergelegten Schichten in Bahnen bis zu ioo m Länge und mehr hergestellt.
Infolge des lockeren Zusammenhanges ist die mechanische Festigkeit dieser Isolierkörper außerordentlich gering, so daß sie mit zugfesten Unterlagen, Umhüllungen od. dgl. durch Versteppen od. dgl. verbunden werden müssen. Statt dessen werden die fertigen Glasfilze bzw. mehrschichtigen Glasgespinstbahnen vielfach auch auf beiden Oberflächen oder durchgehend mit einem Klebstoff versehen. Es ist aber sehr schwierig, bei fertigen Bahnen, die immer eine beachtenswerte Dicke haben, den Klebstoff richtig und gleichmäßig in der Bahn zu verteilen. Setzt man nur geringe Mengen von Klebstoff zu, so verbleibt er meistens nur in den äußeren Lagen, während bei größeren Mengen leicht die Gefahr besteht, daß infolge unregelmäßiger Verteilung des Klebstoffes die Porosität beeinträchtigt und auf jeden Fall ungleichmäßig wird.
Man hat auch Glasgewebe in Bitumen eingebettet und die so gewonnenen Isolierbahnen als Schutz gegen Feuchtigkeit vorgeschlagen. Da die Glasgewebe aus besonderen spinnbaren Glasfasern hergestellt werden mußten, deren Erzeugung und Verarbeitung mit hohen Kosten verbunden ist, waren diese Gewebe sehr kostspielig, so daß sie für die Herstellung von Massenwaren, wie Dach- und Isolierpappen, Fußboden- und Wandbeläge usw., ausschieden. Auch hat man Glasfasern nach den in der Papier- und Pappenfabrikation üblichen Verfahren zu verarbeiten versucht. Indessen mußte man die Glasfasern im Stoffbrei stets mit Zellstofffasern mischen, und man konnte die Glasfasern erst nach dem Holländern zusetzen, weil sie sonst zermahlen wurden und sich absetzten, und man konnte dem Stoffbrei nur verhältnismäßig geringe Mengen von Glasfasern zusetzen, weil sonst die erforderlichen Festigkeiten nicht erzielt wurden. Der Anteil an organischen Fasern wirkte sich bei Feuchtigkeitsisolierbahnen naturgemäß nachteilig aus, weil die Feuchtigkeit in die Trägerbahn eingesaugt und dadurch ein Faulen der Trägerbahn hervorgerufen wurde, das eine Zerstörung der Bahnen zur Folge hatte.
Demgegenüber betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von porösen, mehrschichtigen endlosen Faserbahnen aus anorganischen Fasern, wie Glas-, Schlacken-, Mineralfasern, das sich dadurch auszeichnet, daß die Fasern fortlaufend in Form von dünnen Schleiern erzeugt und mit dem Bindemittel so benetzt werden, daß ein Überschuß an Bindernittel vermieden wird und die Fasern im wesentlichen nur an den Berührungspunkten verbunden werden, worauf mehrere der so behandelten dünnen Schleierbahnen, zweckmäßig vor dem Abbinden des Bindemittels, unter Aufeinanderschichtung zusammengeführt und unter Druck und Wärme zu einem Vlies vereinigt werden. Zweckmäßig werden die Faserschleier nach ihrer Erzeugung durch Fördermittel, z. B. luftdurchlässige Förderbänder, einer waagerechten Förderbahn zugeführt, nach Verlassen der erstgenannten Förderbänder und kurz vor Erreichen der waagerechten Förderbahn mit dem Bindemittel versehen, darauf die Schleier auf der waagerechten Förderbahn in mehreren Schichten zu einem Vlies vereinigt, das geschichtete Vlies gegebenenfalls nochmals mit Bindemittel behandelt, darauf unter Druck, z. B. mittels Walzen, zusammengedrückt und das Vlies unter Druck und Wärme verfestigt.
Durch das Benetzen der von der Erzeugungsstelle kommenden, einzelnen feinen Schleier mit Bindemittel, bevor sie zusammengeschichtet werden, hat man es in der Hand, eine genaue Dosierun 'g des zugesetzten Bindemittels vorzunehmen und es ohne Überschuß absolut genau in der entstehenden zusammengeschichteten Bahn zu verteilen.
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung werden die Faserschleier in einer Stärke von etwa dem Fünffachen des Faserdurchmessers erzeugt und in einer solchenAnzahl aufeinandergeschichtet, daß das aus ihnen unter Druck und Wärme vereinigte Vlies etwa o,5 bis i mm stark ist. Die Fasern haben einen Durchmesser von io bis 30 9, in der Hauptsache von 2o [t. Die Schleier haben demnach eine Stärke von o,o5 bis o,:2 mm, in der Hauptsache von o,i bis o,2 mm. Dabei können die Schleier in an sich bekannter Weise derart hergestellt werden, daß die Fasern in ihnen nach allen Richtungen regellos verlaufen, oder derart, daß ihre Fasern im wesentlichen in einer Richtung verlaufen, in welch letzterem Falle die Schleier zweckmäßig so aufeinandergeschichtet werden, daß in dem Vlies die Fasern benachbarter Schleier sich in einem Winkel kreuzen.
An sich ist schon die Herstellung von Isolierkörpern bekanntgeworden, die aus mehreren Bahnen aus Glaswolle bestehen, die mit Bindemittel getränkt und zu einer mehrschichtigen Bahn vereinigt werden. Die Herstellung dieser Isolierkörper ist von dem Verfahren gemäß der Erfindung wesentlich verschieden. Die gemäß dem Bekannten verwendeten, zu vereinigenden Einzelbahnen sind keine dünnen Faserschleier, sondern Matten von erheblicher Stärke (2,5 bis 5 cm). Die einzelnen Matten werden auch nicht fortlaufend hergestellt und unmittelbar im Anschluß an die Herstellung mit dem Bindemittel versehen, vielmehr werden fertige, auf Trommeln gewickelte Matten zur Bildung der mehrschichtigen Bahnen verwendet. Schließlich sind diese Bahnen auch nicht porös, sondern sie werden mit dem Bindemittel vollkommen gesättigt, so daß eine porenlose kompakte Masse entsteht.
In der Zeichnung ist die Herstellung von Glasfaserbahnen nach der Erfindung beispielsweise schematisch veranschaulicht.
An den Erzeugungsstellen i bis 4 werden Glasfaserschleier von sehr geringer Stärke nach irgendeinem bekannten Verfahren, z. B. dem Düsenverfahren, Spinn- oder Blasverfahren, Schleuderverfahren od. dgl., erzeugt, wobei die Schleier so fein sein sollten, daß deren jeder etwa das Fünffache des Faserdurchmessers ist. Diese dünnen Schleier 5 werden fortlaufend Fördermitteln, z. B. senkrechten Förderbandpaaren 6 bis 9 zugeführt, von denen die Schleier 5 einzeln etwa parallel nebeneinander nach unten geführt werden. Auch kann man den Förderbändern die Glasfasern gleichmäßig und fortlaufend zuführen und die Schleierbahnen 5 in den Förderbändern erzeugen. Die Förderbänder6 bis 9 sind zweckmäßig luftdurchlässig, so daß die Luft hindurchstreichen kann.
Kurz nach Verlassen der Förderbänder 6 bis 9 werden die endlosen Schleier mittels Düsen io od. dgl. mit der Lösung oder Emulsion eines Bindemittels benetzt und die so behandelten Schleierbahnen auf einem waagerechten Förderband ii in mehreren Schichten übereinander abgelegt. Zweckmäßig sind hinter jedem der senkrechten Förderbänder 6 bis 9 Druckwalzen 12 angeordnet, um die Schleierbahnen innig zu verbinden. Zum Schluß kann das geschichtete Vlies beispielsweise mittels Düsen 13 nochmals mit Bindemittel benetzt, dann durch ein Druckwalzenpaar 14 zusammengepreßt und nun in zusammengedrücktem Zustand in einer Trock-envorrichtung 15 unter Druck, z. B. zwischen Druckschienen 16, und Wärme getrocknet werden. Das Förderband i i ist zweckmäßig durchlässig, so daß die Trockenluft hindurchstreichen und überflüssiges Bindemittel entfernt werden kann. Es muß nämlich, um porige Vliese zu erhalten, ein Überschuß an Bindemittel vermieden werden, so daß sich innerhalb des Vlieses oder an dessen Oberflächen keine undurchlässigen Filme bilden.
Als Bindemittel eignen sich Lösungen oder Emulsionen von Phenoplasten oder Aminoplasten, von Äthylenverbindungen, wie Vinyl-, Styrol-, Acrylpolymerisaten. Als besonders geeignet haben sich wegen ihrer Verwandtschaft zur Glasfaser siliciumhaltige polymerisierbare organische Verbindungen, z. B. §ilikone, erwiesen. Auch ist es zweckmäßig, die Bindemittellösung mit einem Netzmittel wie ionogeneri oder nichtionogenen Stoffen, z. B. Sulfonaten, Alkylsulfonsäuren, höhermolekularen Aminsalzen, quaternäreil Ammoniumverbindungen, kationaktiven Kolloidelektrolvten, Fettalkoholderivaten und Fettsäurekondensa-tionsprodukten zu versetzen, um eine gute Haftung des Bindemittels auf den Fasern zu erzielen. Die Silikate, Silikone und/oder Netzmittel können auf die Glasfasern oder die Schleier auch vor Aufbringen des Bindemittels aufgetragen werden, um eine gute Haftung des Bindemittels zu erzielen. Die Netzmittel bewirken außerdem eine innige Verbindung der Glasfasern mit den Einbettungsmassen, z. B. dem Bitumen. Wichtig ist, insbesondere für die Verarbeitung der Vliese als Trägerbahnen für die Herstellung von Dach- und Isolierpappen, daß das Bindemittel keine harten oder brüchigen Filme ergibt, sondern zu elastischen Häutchen auf den Fasern eintrocknet oder härtet, die ihre nachgiebigen Eigenschaften behalten. Zweckmäßig ist es, Kunstharzlösungen oder Emulsionen zu verwenden, die ein Bindemittel und/oder einen Stabilisator oder Inhibitor enthalten.
Die nach der Erfindung erzielten porösen Bahnen, die in einer Breite von beispielsweise etwa o,2o bis 3,50 in und endloser Länge, einer Stärke von o,5 bis i min und einem Gewicht von beispielsweise etwa ioo bis iooo g/m2 hergestellt werden können, weisen eine erhebliche Festigkeit auf, die die der bisher verwendeten Holzzellstoff- und der Wollfilzpappen noch übertrifft. Wenn die Fasern der Schleier und/oder des Vlieses nach allen Richtungen verlaufen und diese durch das Bindemittel gut gebunden sind, ist die Zugfestigkeit nicht nur in der Längsrichtung, sondern auch quer außerordentlich hoch. Die neuen Vliese haben den Vorteil, daß sie sehr porös sind, so daß sie beim Einbetten in thermoplastische Massen, wie bituminöse Stoffe, Teere u. dgl., eine innige Verbindung der aufgebrachten Deckschichten gewährleisten. Da die Trägerbahnen keinerlei organische Fasern enthalten, saugen sie die Feuchtigkeit nicht auf und faulen und quellen nicht, so daß sie für Zwecke benutzt werden können, bei denen hohe Anforderungen an die Feuchtigkeit und Beständigkeit gestellt werden.
Die Vliese nach der Erfindung können aus silikatartigen Fasern, wie Glas-, Schlacken- und Mineralfasern, und thermoplastischen Massen, wie Phenoplasten, Silikonen u. dgl., hergestellt werden. Die Vliese sind nicht auf die Zusammensetzung aus vier Schichten oder Schleiern beschränkt. Vielmehr können je nach dem Verwendungszweck auch weniger oder mehr Schleier zu einem Vlies vereinigt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE-i. Verfahren zur Herstellung von porösen, mehrschichtigen endlosen Faserbahnen aus anorganischen Fasern, wie Glas-, Schlacken-, Mineralfasern od. dgl., und Bindemitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern fortlaufend in Form von dünnen Schleiern in der Stärke etwa des Fünffachen des Faserdurchmessers erzeugt und mit dem Bindemittel so benetzt werden, daß ein Überschuß an Bindemitteln vermieden wird und die Fasern im wesentlichen nur an den Berührungspunkten verbunden werden, worauf mehrere der so behandelten dünnen Schleierbahnen, zweckmäßig vor Abbinden des Bindemittels, unter Aufeinanderschichtung zusammengeführt und unter Druck und Wärme zu einem Vlies von etwa o,5 bis i mm Stärke vereinigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserschleier nach ihrer Erzeugung durch Fördermittel, z. B. luftdurchlässige Förderbänder, einer waagerechten Förderbahn zugeführt, nach Verlassen der erstgenannten Förderbänder und kurz vor Erreichen der waagerechten Förderbahn mit dem Bindemittel versehen, darauf die Schleier auf der waagerechten Förderbahn in mehreren Schichten zu einem Vlies vereinigt werden, das geschichtete Vlies gegebenenfalls nochmals mit Bindemittel behandelt, darauf unter Druck, z. B. mittels Walzen, zusammengedrückt und das Vlies unter Druck und Wärme verfestigt wird. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleier derart hergestellt werden, daß die Fasern in ihnen nach allen Richtungen regellos verlaufen, 4. Verfahren nach den Ansprüchen i und :2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleier derart hergestellt werden, daß ihre Fasern im wesentlichen in einer Richtung verlaufen, und daß die Schleier so aufeinandergeschichtet werden, daß in dem Vlies die Fasern benachbarter Schleier sich in einem Winkel kreuzen.