DE1243574B

DE1243574B - Verfahren zur Herstellung von Bau- und Isolierplatten

Info

Publication number: DE1243574B
Application number: DEU11375A
Authority: DE
Inventors: James Robert Roberts; Frank Joseph Wendt
Original assignee: United States Gypsum Co
Current assignee: United States Gypsum Co
Priority date: 1964-01-16
Filing date: 1965-01-15
Publication date: 1967-06-29
Also published as: LU47792A1; NO120356B; GB1107413A; NL6500528A; SE330346B; US3379608A; BE658351A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C04b

Deutschem.: 80 b-9/02

Nummer: 1 243 574

Aktenzeichen: U11375 VI b/80 b

Anmeldetag: 15. Januar 1965

Auslegetag: 29. Juni 1967

fc*

Schlackenwolle und expandierter Perlit wurden bisher zur Herstellung von Wärme- und Schallisoliermaterial verwendet. Die Produkte haben jedoch nicht die erforderlichen Eigenschaften für eine umfangreiche Verwendung in der Bauindustrie, z. B. sind einige dieser Produkte äußerst schwer. Andere sind zwar leichter, haben dann jedoch geringere Festigkeit oder schlechten Zusammenhalt. Bei anderen ist die Druck- und Abriebfestigkeit zu niedrig oder es ist die Feuerbeständigkeit, das Schall- und Wärmeisoliervermögen, die Feuchtigkeits- oder Farbbeständigkeit mangelhaft. Es wäre demnach ein leichtes Bau- und Isoliermaterial wünschenswert, das die erforderlichen physikalischen Eigenschaften besitzt und bei dem in einem einzigen Produkt viele Nachteile der bisher verwendeten Baustoffe beseitigt sind.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung von Bau- und Isolierplatten auf der Basis von Mineralwolle und Perlit als Füllstoff aus einem Faserschlamm und ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittel eine hydratisierte Zellulose mit einem Schopper-Riegler-Mahlgrad von weniger als 100 mit Mineralwolle und Perlit zu einer Aufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von 4 bis 8% anmacht, wobei auf 5 bis 85% Mineralwolle und 80 bis 5°/o Perlit 10 bis 30% Zellulose, berechnet auf Trockenmasse, kommen und man diese Aufschlämmung in bekannter Weise auf einem Sieb ablaufen läßt, überschüssiges Wasser abpreßt, die Faserbahn trocknet und gegebenenfalls in bekannter Weise mit Papier beschichtet. Der Aufschlämmung kann man auch noch Ton, Wachs, Alaun und/oder Borsäure zusetzen. Bevorzugt verwendet man eine Aufschlämmung mit einem Gebalt an 20 bis 85, insbesondere 55 bis 85 % Mineralwolle, 50 bis 5, insbesondere 25 bis 5% Perlit und 10 bis 30, insbesondere 10 bis 20% Zellulosebinder. Sollen tonhaltige Baustoffe hergestellt werden, so verwendet man zweckmäßigerweise eine Aufschlämmung mit einem Gehalt an 20 bis 75% Mineralwolle, 40 bis 5% Perlit, 10 bis 20% Zellulosebinder und 20 bis 10% Ton, insbesondere ein Ton, wie er in der keramischen Industrie üblicherweise angewandt wird. Die erfindungsgemäß erhaltenen Platten können dann an einer oder beiden Seiten mit Papier verklebt werden.

Die Prozentangaben beziehen sich immer auf Trockengewicht.

Es können auch noch bestimmte Zusätze für optimale Eigenschaften und Verarbeitbarkeit eingebracht werden, z. B. Borsäure bis zu 3%, vorzugsweise 0,25 bis 2%, oder ein Wachs bis etwa 2 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,25 bis 1 %. Als Wachs kann man z. B.

Verfahren zur Herstellung von Bau- und Isolierplatten

Anmelder:

United States Gypsum Company, Chicago, JIl. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und Dr. E. v. Pechmann, Patentanwälte, München 90, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:

James Robert Roberts, Palatine, JlL; Frank Joseph Wendt, Kenosha, Wis. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 16. Januar 1964 (338 056)

mikrokristalline Paraffine, Erdöl, Wachse oder synthetische Wachse verwenden, gewöhnlich in Form einer Emulsion oder Dispersion. Zur Verbesserung der Eigenschaften und Verarbeitbarkeit kann man auch 0,5 bis 1,5% Alaun zugeben Als Mineralwolle wird für das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise eine solche aus Hochofenschlacke verwendet; es kann aber auch anderes keramisches Fasermaterial verwendet werden.

Die Mineralwolle wird vorzugsweise vorbehandelt, um soweit wie möglich knotiges Material zu entfernen. Die behandelte Mineralwolle hat im allgemeinen relativ kurze Fasern, 70% haben eine durchschnittliche Länge zwischen 1,6 bis 3 mm, die Hauptmenge ist nicht länger als 6 mm.

Als Perlit verwendet man den handelsüblichen, durch Wärme expandierten in verschiedenen Korngrößen. Im allgemeinen ist eine Korngröße von <C 2,38 mm geeignet. Für Produkte mit glatter Oberfläche, z. B. Deckenplatten, wird ein Perlit bevorzugt, der eine Korngröße von > 70 % < 0,84 mm besitzt.

Der für bestimmte erfindungsgemäße Produkte verwendete Ton ist ein in der keramischen Industrie üblicher, vorzugsweise nicht plastischer Ton mit

709 608/394

hohem Gehalt an SiO₂ und Al₂O₃, z. B. Schamotte oder Bindeton.

Das für die erfindungsgemäßen Produkte verwendete, durch Wasserzusatz aktivierte Zellulose-Bindematerial hat einen Schopper-Riegler-Mahlgrad von weniger als 100, vorzugsweise weniger als 90. Den Binder erhält man aus Zellulosematerial, vorzugsweise ungebleichtem Kraftpapierabfall, in dem der Schlamm bis zur Erreichung des erforderlichen Mahlgrads in Holländern gemahlen wird.

Die erfindungsgemäßen Produkte weisen sehr gute physikalische Eigenschaften auf, z. B. ein Bruchmodul von etwa 7,03 bis 21,09 kg/cm²; sie können als Unterboden, Wand oder Deckenisoliermaterial, Deckenplatten usw. verwendet werden. Ist Feuersicherheit erforderlich, so können die Produkte 10 bis 20 % Ton enthalten. Diese tonhaltigen Produkte, wie Decken- oder Wandplatten, sintern unter der Einwirkung des Feuers, so daß es zu keinem Durchsacken, Durchreißen u.dgl., aber auch zu keiner Nahrung des Feuers kommt.

Das erfindungsgemäße Baumaterial kann zur Wärme- oder Schallisolierung verwendet werden. Man kann es sägen, nageln, schneiden und nachbearbeiten. Durch sein geringes Gewicht (Raumgewicht 128,16 bis 400,50, vorzugsweise 128,16 bis 320,40 kg/m^s) ist es leicht zu handhaben und verbauen.

Das erfindungsgemäße Baumaterial kann auch für Formplatten bei vergossenen Gipsdecken verwendet werden. Eine andere Anwendungsart sind Schichtwerkstoffe, wobei zwei oder mehrere Schichten der erfindungsgemäßen Produkte miteinander oder mit Papieren auf einer oder beiden Flächen verbunden sind. Eine spezielle Ausführungsart sind gebohrte oder durchbrochene Schallschluckplatten.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte wird Papier, vorzugsweise ungebleichter Kraftpapierabfall mit Wasser zu einem Faserbrei mit einer Konzentration von wenigstens 6°/o angemacht, dieser gelangt über einen Zwischenbehälter in eine Reihe von Holländern, diese werden kaskadenartig durchlaufen, wozu eine Verweilzeit von insgesamt etwa 15 Sekunden benötigt wird.

Der aus den Holländern ausgetragene Zellulosebinder ist hochgradig hydratisiert und im wesentlichen nicht faserförmig; er wird nun mit der Mineralwolle und dem Perlit und gegebenenfalls Ton, Borsäure, Wachs und/oder Alaun gemischt, Frischwasser oder Weißwasser von den Langsiebmaschinen zugegeben und eine Faserstoffkonzentration von 4 bis 8°/o eingestellt. Nun gelangt diese Aufschlämmung auf eine Langsiebmaschine oder Zylindermaschine, wie sie in der Papierindustrie üblich sind. Die naße Bahn aus Mineralwolle, Perlit, Zellulosebinder tmd anderen Feststoffen soll auf dem Sieb eine Schichtdicke von 1,8 bis 10 cm erreichen. Sie geht dann in die Presse und wird auf eine Endstärke von etwa 1,2 bis 3,75 cm verdichtet; die gepreßte Bahn gelangt dann in einen Trockner. Die getrocknete Bahn wird an den Seiten beschnitten, auf die gewünschte Größe zugeschnitten und gegebenenfalls noch nachbearbeitet, z. B. gestrichen, zu Schichtstoffen verbunden, auf einer oder beiden Flächen mit Papier beklebt, gelocht, gebohrt od. dgl.

In der folgenden Tabelle sind Beispiele von erfindungsgemäßem Isoliermaterial aufgeführt, und zwar mit variierenden Mengen Mineralwolle, Perlit, Zellulosebinder und anderen Zusätzen.

Tabelle I

Beispiel	Perlit¹)	Binder²)	Fasern³)	Ton⁴)	Sonstiges^B)
	Vo	Vo	°/o	Vo	Vo
1	7,8	14,7	75,5		2
2	7,8	20	70,2	—	2
3	7	12	63	16	2
4	7	20	71	—	2
5	9	16	73	—	2
6	42,5	15	42,5	—	—
7	5,8	12,5	65,0	16,7	—
8	77	13	8	—	2
9	60	15	25	—.	—
10	75	15	10	—	—
11	10	15	75	—	—

*) Siebanalyse von Perlit:

OVo > 0,84 mm,

7,8 Vo 0,29 bis 0,84 mm,

36,2Vo 0,15 bis 0,29 mm,

28,4 Vo 0,07 bis 0,15 mm,

27,6Vo < 0,07 mm;

²) Zellulose aus ungebleichtem Kraftpapierabfall, Schopper-Riegler-Mahlgrad weniger als 100; ³) Mineralwolle als Hochofenschlacke;

⁴) Bindeton SiO₂ 57 Vo, Al₂O₃ 27,9 Vo, Glühverlust 9,8 Vo;

⁵) 1 Vo Borsäure, 1 Vo mikrokristallines Wachs als Emulsion.

Das Produkt aus Beispiel 3 eignet sich für Deckenplatten, da es eine feuerdärmnende_Wirkung besonderen Ausmaßes hat." Die Produkte aus Beispiel 1, 3, 4 und 8 sind Dämmstoffe der Klasse A (Federal Specification SS-A-00118 c [GSA-FSS] vom 14. April 1960) bzw. ASTM E 84-61. Das Produkt aus Beispiel 7 hat einen Bruchmodul von 14,5 kg/cm² und ein Raumgewicht von 279,1 kg/m³. Die Produkte aus Beispiel 10 und 11 haben einen Schallschluckkoeffizient von 0,70 bis 0,72.

Die erfindungsgemäßen Produkte können an die beabsichtigte Verwendung speziell angepaßt werden. Für höchste Feuerdämmung werden Ton und Borsäure zugesetzt. Ein hoher Perlitgehalt verleiht dem Produkt eine erhöhte Härte; dies ist wichtig für Unterböden oder für Platten und Folien im Falle einer Beanspruchung auf Druck- und Abrieb. Besondere Schall- und Wärmeisolierfähigkeit wird durch Zugabe eines hohen Anteils an Mineralwolle erreicht. Die Platten können auch je nach ihrer speziellen Verwendungsart behandelt und nachbearbeitet werden; z. B. auf eine oder beide Flächen Papiere für dekorative Effekte und zur Erhöhung der Festigkeit. Hierfür verwendet man Papiere, wie sie bei der Herstellung von Gipsplatten gebraucht werden. Die Verbindung geschieht über einen Kleber, z. B. Polyvinylacetatemulsion.

Beispiel 12 Zusammensetzung der Aufschlämmung

78% Mineralwolle, 7% Perlit rind 15% Zellulosebinder. Die Platte hatte nach dem Trocknen eine Dicke von etwa 1,8 mm und ein Raumgewicht von 304,4 kg/m³. Sie wurde mit einem Kraftpapier mit 22,7 kg/Ries (279 m²) unter Verwendung eines PoIyvinylacetatklebers beschichtet. Die folgende Tabelle II zeigt die durch die Laminierung erreichte Erhöhung von Bruchmodul und Härte.

Tabelle II

	Bruchmodul kg/cm²	Härte kg
Nicht laminiert	11,95 27,77	60,80 73,1
Laminiert

»Härte« ist die Kraft in Kilogramm, die erforderlich ist, um eine Stahlkugel von 5 cm Durchmesser mm in die Oberfläche der Platte einzudrücken. Ein solches Material läßt sich bohren oder lochen, schleifen oder mit dem Sandstrahlgebläse behandeln.

Claims

Patentansprüche: *5

1. Verfahren zur Herstellung von Bau- und Isolierplatten auf der Basis von Mineralwolle und Perlit als Füllstoff aus einem Faserschlamm, dadurch gekennzeichnet, daß man als Binde- ao mittel eine hydratisierte Zellulose^ mit einem Schopper-Riegter^Mlihlgra3*von weniger als 100 mit Mineralwolle und Perlit zu einer Aufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von 4 bis 8 % anmacht, wobei auf 5 bis 85% Mineralwolle und 80 bis 5% Perlit 10 bis 30% Zellulosgjjerechnet ~~äuf Trockenmasse, "kommen, und man diese Aufschlämmung in bekannter Weise auf einem Sieb ablaufen läßt, überschüssiges Wasser abpreßt, die Faserbahn trocknet und gegebenenfalls in bekannter Weise mit Papier beschichtet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aufschlämmung mit einem Gehalt an 20 bis 85, insbesondere 55 bis 85 °/c Mineralwolle, 50 bis 5, vorzugsweise 25 bis 5% Perlit und 10 bis 30, vorzugsweise 10 bis 20% Zellulosebinder anwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man der Aufschlämmung zusätzlich Ton zugibt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aufschlämmung mit einem Gehalt an 20 bis 75% Mineralwolle, 40 bis 50% Perlit, 10 bis 20% Zellulosebinder und 20 bis 10% Ton verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man der Aufschlämmung bis 2, vorzugsweise 0,25 bis 1% Wachs zusetzt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man der Aufschlämmung 0,5 bis 1,5% Alaun zusetzt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man der Aufschlämmung bis 3, vorzugsweise 0,25 bis 2% Borsäure zusetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen