NO131981B

NO131981B -

Info

Publication number: NO131981B
Application number: NO650/73A
Authority: NO
Inventors: I Oehberg
Original assignee: Rockwool Ab
Priority date: 1972-02-17
Filing date: 1973-02-16
Publication date: 1975-05-26
Also published as: SE368949B; AT319122B; BE795598A; FR2172362B1; GB1400692A; IT983455B; FI58454C; NO131981C; CH550067A; FI58454B; FR2172362A1; NL7302122A

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av kunstharpiksbundne produkter av uorganiske fibrer.

Forskjellige slags uorganiske fibrer,

.først og fremst glassfibrer samt slagg- og mineralull, har i lengere tid vært anvendt for fremstilling av kunstharpiksbundne

produkter. Eksempler på slike bundne produkter er filt eller matter for isolering av varmtvannsbeholdere, myke plater for kjø-leskapsisolering, halvhårde plater for isolering av vegger i bygninger, hårde plater

for_ lydisolering, skåler for rør-isolering samt tynne matter for filter eller arme-ringsformål.

Et problem i forbindelse med denne fabrikasjon har vært å finne et egnet bindemiddel, som gir en tilfredsstillende bin-ding mellom fibrene og som bibeholder denne i størst mulig utstrekning, selv når de bundne produkter utsettes for innvirkning av fuktighet. Motstandsevnen i fuktig

luft er særlig lav for produkter som er

fremstilt av fibrer av et materiale, som i seg selv har lav hydrolytisk motstandsevne, hvilket særlig er tilfelle med billige glasskvaliteter som har et høyt innhold av alkali.

Man har forsøkt med de hittil anvendte bindemidler i en viss utstrekning å kom-me fra vanskelighetene på to forskjellige veier, nemlig 1. ved å øke innholdet av bindemiddel og 2. ved å anvende et fiber-utgahgsma-teriale med høy hydrolytisk motstandsevne.

Den første av disse forholdsregler fø-rer med seg den ulempe at det ferdige iso-leringsmateriale får et høyt innhold av organisk substans og derved blir brennbart. Videre er i dette tilfelle bindemidlet man-ge ganger dyrere enn fibermaterialet slik at det kan bli økonomisk utilfredsstillende å øke innholdet av bindemiddel. Dessuten forekommer det meget ofte at selv ikke det økete bindemiddelinnhold medfører den ønskede effekt, og sluttelig kan denne me-todikk ikke med fordel anvendes for fremstilling av myke produkter, fordi det økede bindemiddelinnhold medfører øket stivhet.

Overagngen til hydrolytisk mere mot-standsdyktige materiale for fiberfremstil-lingen medfører økete omkostninger, da slike materialer må bygges, opp på dyrere kjemikalier, først og fremst borsyre. Videre økes smeltningsomkostningene for utgangsmaterialet ved høyere smeltetempe-ratur og øket angrep på smelteovnens ke-ramiske utforing.

Foreliggende oppfinnelse angår kunstharpiksbundne produkter av uorganiske fibrer av denne art, hvorved de ovenfor omtalte ulemper i stor utstrekning kan fjernes. Oppfinnelsen er basert på anven-delsen av modifiserte kunstharpiksbinde-midler av den type som danner gjenstan-den for patent nr. 104 629. Fremgangsmå-ten ifølge oppfinnelsen går i henhold til det foran anførte ut på fremstilling av kunstharpiksbundne, filtede mineralfiber-produkter for varme-, kulde- og lydisoler-ende formål, og ved fremgangsmåten går man frem på den måte at mineralfibrene på i og for seg kjent måte suspenderes i en gasstrøm og i denne mineralfiberstrøm innsprøytes en vandig oppløsning som inneholder et fenolformaldehydharpiks av resoltypen og fra 0,075 til 1 vektprosent, basert på den tørre vekt av fenolformaldehydharpikset, av en organisk siliciumforbindelse av den alminnelige formel Rn SiX, „, hvor R er et organisk radikal som inneholder fenolformaldehydharpiks, X er et radikal utvalgt fra gruppen omfattende hydroxylgruppen, alkoxygrupper, aroxygrupper og halogenene, og n er et helt tall i området fra 1 til 3, og forholdet mellom nevnte vannoppløsning og nevnte mine-ralfibrer er slik at fra 1 til 15 vektprosent av tørt harpiks basert på vekten av fibrene utfelles på disse, og de på denne måten be-handlete fibrer overføres til et filtprodukt og harpikset herdes i filtproduktet.

Ved fremstilling av glassfiberproduk-ter på den foran angitte måte kan man ikke bare fremstille bundne produkter med tilstrekkelig holdfasthet av glass eller an-net fiberdannende materiale med lav hydrolytisk motstand, men det er til og med mulig å fremstille slike produkter på en tilfredsstillende måte med lavere innhold av bindemiddel enn det har vært mulig ved den nuværende produksjon av tilsvarende produkter. Også ved anvendelse av ut-srangsmateriale med høy hydrolytisk motstand for fiberfremstilling har det vist seg mulig å oppnå like gode eller til og med bedre resultater ved lavere innhold av dette modifiserte kunstharpiksbindemiddel enn det kunne oppnåes ifølge de hittil vanlige fremgangsmåter og med hittil vanlige bindemidler.

Meneden av modifisert kunstharpiksbindemiddel som tilføres de anorganiske fibrer avpasses alt etter den ønskede stivhet eller hårdhet hos materialet.

Bindemidlet tilføres fibermaterialet på vanlig måte idet bindemidlet i form av en vandig oppløsning eller eventuell suspen-sjon sprøytes på fibrene fortrinsvis direkte i forbindelse med fremstillingen av disse, vanligvis i en spesielt oppbygget opptag-ningssjakt.

■ Etter at bindemidlet er tilført, føres fiberbanen inn i en herdeovn hvor bindemidlet på vanlig måte kan herde.

For å lette forståelsen av de meget go-de resultater som oppnåes ifølge oppfin-

nelsen skal de undersøkelsesmetoder som anvendes for å bedømme den hydrolytiske motstand hos utgangsmaterialet for fiber-fremstillingen, samt for å bedømme sam-menbindingen mellom fiber og bindemiddel beskrives.

Den hydrolytiske motstand hos et si-likat-materiale f. eks. glass, bestemmes på pulver som siktes til 100—140 masker/ tomme.

Av dette pulver oppveies 10 g, som ko-kes sammen med 30 ml vann i tre timer i en 50 ml målekolbe. Efter avkjøling fylles opp til 50 ml merket med destillert vann.

25 ml pipetteres bort og titreres med 0,05

n HC1 til PH 7. Den mengde saltsyre som kreves, angis som mål på den hydrolytiske motstand. Dette innebærer at mindre sy-remengde betyr bedre motstandsevne.

For bestemmelse av adhesjonen eller vedhengningen trekkes ut av en platina-digel med et hull i bunnen en fiber fra en smelte ved hjelp av en roterende valse med en diameter av 125 mm. Temperaturen av smeiten og omdreiningstallet innstilles slik at samme fiberdiameter oppnåes for forskjellige smelter. Med et hull i platina-digelen av 1 mm er en temperatur av 1250° C vanlig ved et omdreiningstall av 3000 om-dreininger pr. minutt. Fiberen trekkes i ca. 5 minutter og bindemiddel tilføres før val-sen. Den oppnådde fiberbundt skjæres av, og mere bindemiddel tilføres. Bundten får tørke ved romtemperatur, hvorefter bindemidlet herdes i varmen mens bundten får henge fritt ned. Av de således oppnådde til tynne staver bundne fiberknipper klippes derefter 9 cm. lange nåler. Ti av disse nåler prøves direkte på bøyholdfasthet i et apparat med en størreavstand av 50 mm. Brudd oppstår ikke ved at fibrene brister, men ved at fibrene løsner fra hverandre. Den kraft som behøves for bruddet er således et mål på vedhengningen. Ti andre nåler får først ligge i fuktig luft (mettet) i en uke innen de prøves på bøyholdfast-het, hvilket således blir et mål på vedhengningen efter behandling i fuktig luft.

Nedenfor er gitt noen eksempler på hvorledes vedhengningen målt efter den ovenfor anførte metode, kan økes kraftig under anvendelse av bindemiddel som er modifisert ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 1.

Det ble fremstilt fiber av et glass som inneholder bl. a. 4 pst. borsyre og 12 pst. alkali og med en hydrolytisk motstandsevne av 0,9. Vedhengningen ble målt på staver med et bindemiddelinnhold av 6 pst.

(tørrstof f innhold), av hvilke en del var

fremstilt med vanlig bakelitt og en del med

bakelitt modifisert med 0,4 pst. aminopro-pyltriethoxysilan:

Eksempel 2.

Når fiber ble fremstilt av et glass med

en halv prosent borsyre og 14 pst. alkali og med en hydrolytisk utløsning av 3,5, oppnådde man følgende resultat:

Eksempel 3.

Fibrer av glass med hydrolytisk mot-

standsevne av 5,6 og som inneholdt 15 pst. alkali, gav følgende resultater:

Eksempel 4.

Dette eksempel gjelder undersøkelse av plater fremstilt av glassull med en fiberdiameter av 20—25 my, fremstilt efter den såkalte Hager-prosessen, dvs. ved utslyngning av glassmelte ved hjelp av en hurtig roterende skive. Platene er fremstilt av et glass med en hydrolytisk motstandsevne av 4,0 g og er bundet dels med vanlig bakelitt, dels med bakelitt som er modifisert med 0,3 pst. aminopropyltriethoxy-silan. Platene som ble prøvet, hadde en

volumvekt av 150 kg/m3 og en tykkelse av ,

30 mm. Bindemidlets bestandighet ble i dette tilfelle målt som den prosentuelle øk-ning av platenes tykkelse (svelling) efterat de i forskjellig tidsrom var utsatt for inn-virkningen av luft av romtemperatur med mellom 90—95 pst. fuktighetsinnhold. Platenes svelling beror på at spenningen i de lange og grove fibrer overvinner den ved

fuktighetens innvirkning reduserte binde-kraft hos bindemidlet. Resultatet av un-dersøkelsen er vist i følgende tabell:

I samtlige tilfeller ble det anvendt samme mengde bakelittoppløsning for fremstilling av prøveplatene og innholdet av bindemiddel, basert på mengden av fibrene, er følgelig direkte proporsjonal med de forskjellige bakeltitoppløsningers bake-littinnhold.

Av tabellen fremgår det at med dette glass som har en lav hydrolytisk motstandsevne er det ikke mulig selv med så

høye konsentrasjoner av bakelitt som 16

pst., når det anvendes umodifisert bakelitt,

å oppnå et tilfredsstillende resultat, mens

med samme glass kan det oppnåes et full-stendig tilfredsstillende resultat med 6 pst.

modifisert bakelitt, basert på vekten av

fibrene.

Eksempel 5.

I dette eksempel er fremstillet plater

av glassfiber, fremstilt ved utslyngning

gjennom en perforert sylinder til en fiber-

diameter av 5—7 my. Det til fiberfremstil-lingen anvendte glass, som var temmelig motstandsdyktig, hadde en hydrolytisk

motstandsevne av 1,2. Platene, som dels var bundet med vanlig bakelitt, dels med en bakelitt modifisert med 0,15 pst. amino-propyltriethoxysilan, hadde en volumvekt av 15 kg/m<3>. I dette tilfelle ble endringene i bindingsstyrken hos platene under inn-flytelse av fuktigheten målt som en varia-sjon i den tykkelse til hvilken platene sam-menpresses ved å utsettes for en belastning av 100 kg/m<2>.

Øket angrep av fuktighet resulterer i mindre tykkelse under belastning. Resultatet fremgår av følgende tabell:

Som det fremgår av tabellen viser en

plate som er bundet med modifisert harpiks bedre egenskaper i fuktighet ved 6,5

pst. bindemiddelinnhold, regnet på fibervekten, enn en plate som er bundet med

umodifisert harpiks i en mengde av 9 pst.,

regnet på fibervekten.

Claims

1. Fremgangsmåte for fremstilling av

harpiksbundne, filtede mineralfiberpro-dukter for varme-, kulde- og lydisolerings-formål, karakterisert ved at mineralfibrene på i og for seg kjent måte suspenderes i en gasstrøm, og i denne mine-ralfiberstrøm innsprøytes en vandig opp-løsning som inneholder et fenolformaldehydharpiks av resoltypen og fra 0,075 til 1 vektprosent, basert på den tørre vekt av fenolformaldehydharpikset, av.en organisk siliciumforbindelse av den alminnelige for mel RnSiX, _ „ hvor R er et organisk radikal som inneholder i det minste en aminogrup-pe som er reaktiv like overfor nevnte fenolformaldehydharpiks, X er et radikalt utvalgt fra gruppen omfattende hydroxylgruppen, alkoxygrupper, aroxygrupper og halogenene, og n er et helt tall i området fra 1 til 3, og forholdet mellom nevnte vannoppløsning og nevnte mineralfibre er slik at fra 1 til 15 vektprosent av tørt harpiks basert på vekten av fibrene utfelles på disse, hvorpå de på denne måten be-handlete fibrer overføres til et filtprodukt og harpikset herdes i filtproduktet.

2. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at den organiske siliciumforbindelse er aminopro-pyltriethoxysilan.