-
Verfahren zur Herstellung von stärkegebundenen Mineralfaserplatten,
Formkörpern u. dgl. Es ist bereits ein Verfahren bekannt, wonach zur Herstellung
von feuerfesten oder schwer entflammbaren Bauplatten Mineralwolle, Asbest und Stärkekleister
verarbeitet wurden. Als Stärkekleister wurde eine maximal 2°/oige Stärkelösung angewandt.
Bei Verarbeitung des dicken Schlammes in Art der Papierherstellung zeigte sich jedoch,
daß die Stärkelösung in der verkleisterten Form so hoch viskos ist, daß der Faserfilz
auf üblichen Papiermaschinen nicht mit der erforderlichen Geschwindigkeit entwässert
werden kann.
-
Es ist auch bereits ein Verfahren zur Herstellung von Isoliermaterial
bekannt, wonach Mineralwolle und ein Versteifungsmittel, insbesondere in Form von
Stärke, gegebenenfalls zusammen mit einem Bindemittel in der Art der Papierherstellung
aufgeschlämmt, verfilzt, der Faserfilz entwässert und schließlich der feuchte Filz
getrocknet wird. Durch Erwärmen des feuchten Filzes erfolgt eine Verkleisterung
der Stärke. Es ist bekannt, daß Suspensionen von Rohstärke sehr dünnflüssig sind.
Bei der Durchführung dieses Verfahrens im großtechnischen Maßstab zeigte sich, daß
ein so großer Anteil der Rohstärke bei der Entwässerung des Faserfilzes abläuft
und die Stärkeretension so schlecht ist, daß das Verfahren eigentlich aus wirtschaftlichen
Erwägungen untragbar ist.
-
Die Erfindung bringt nun ein Verfahren zur Herstellung von stärkegebundenen
Mineralfaserplatten; das die Nachteile der bekannten Verfahren nicht -aufweist.
Man erreicht erfindungsgemäß eine Stärkeretension von zumindest 80 °/o; es sind
-damit die Stärkeverluste in den Weißwässern der Papiermaschinen außerordentlich
gering.
-
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung von stärkegebundenen
Mineralfaserplatten, Formkörpern 0d. dgl. auf kontinuierlichen Anlägen, wie sie
in der- Papierherstellung üblich sind, durch Entwässern einer Aufschlämmung, welche
als verfilzbares Fasermaterial in der Hauptsache synthetische Mineralfasern, gegebenenfalls
Cellulosefasern und Rohstärke als Bindemittel enthält, Erwärmen der entwässerten
Faserbahn zur Verkleisterung der Stärke und Trocknen der feuchten Bahn und ist dadurch
gekennzeichnet, daß. man zur Erhöhung der Stärkeretension im nassen Faserfilz auf
70 bis 100 Gewichtsteile verfilzbare Fasern 2 bis 15 Gewichtsteile Asbestfasern
anwendet. -Die erfindungsgemäß erhaltenen Bauteile sind durch ihren hohen Gehalt
an Mineralfasern und ihren besonders geringen Gehalt an brennbaren Substanzen in
hohem Grade feuerhemmend. Durch die gute Bindewirkung der oberflächlich -hydratisierten
Asbestfasern im Zusammenwirken mit dem Stärkebindemittel kann von einem Gehalt an
Cellulosefasern bei flammhemmenden öder feuersicheren Bauteilen vollständig abgesehen
werden. Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit im Falle einer geringeren Anforderung
an die Feuerbeständigkeit können Cel:-lulosefasern enthalten sein. Der Anteil ist
jedoch im Verhältnis zu den bekannten Platten relativ gering. Auch ohne Cellulosematerial
besitzen die erfindungsgemäßen Platten oder Formkörper eine für die Handhabung und
den Anwendungszweck zufriedenstellende mechanische Festigkeit. Bauteile mit besonders
geringer Dichte eignen sich in hervorragender Weise als schalldämmende Verkleidung,
wobei ihre Unbrennbarkeit besonders wertvoll ist.
-
Die Wirksamkeit der Asbestfasern als Mittel zur Verbesserung der Stärkeretension
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beruht darauf, daß Asbestfasern dazu neigen,
oberflächlich zu hydratisieren und damit eine gelartige Oberfläche zu bilden, die
zu einem weitgehenden
Zurückhalten der Stärkekörner an den Fasern
führt. Es können auf diese Weise zumindest 800/, der aufgewandten Stärke
im Faserfilz als Bindemittel wirksam werden.
-
Dem auf den kontinuierlichen Papiermaschinen zu verarbeitenden Faserbrei
kann man auch übliche, nicht faserige Verdickungsmittel zusetzen, wie Bentonite,
wasserlösliche Gummiarten, Proteine, Cellulosederivate und aufgeschlossene Stärke.
Der erfindungsgemäß zur Verbesserung der Stärkeretension angewandte Asbest ist nicht
kolloidal, er bleibt bei der Entwässerung des nassen Faserfilzes vollständig in
diesem enthalten, und zwar innerhalb des Faserfilzes homogen verteilt.
-
Als synthetische Mineralfasern kann man gewöhnliche Glaswolle, Schlackenwolle
und ähnliche auf synthetischem Wege gewonnene Mineralfasern anwenden, es eignet
sich jedoch auch handelsübliche knotige Mineralwolle, welche Knoten in der Größe
von etwa 2,5 bis 3 cm aufweist, die Knoten sind leicht voneinander zu trennen. Sie
sind dicht verfilzte Fasern und stammen aus der Herstellung der Mineralfasern selbst.
Eine knotige Mineralwolle läßt sich leicht handhaben.
-
Wie oben bereits erwähnt, kann knotige Mineralwolle zur Anwendung
gelangen, diese wird zuerst in Wasser dispergiert, wobei man einen höheren Feststoffgehalt
vorzieht, und zwar in der Größenordnung von 2,5 bis 6 °/o. Diese Dispersion läßt
sich dann auf die für die Aufgabe in -die Papiermaschine geeignete Konzentration
verdünnen. Die Feststoffkonzentration des den Papiermaschinen aufzugebenden Faserbreies
hängt von dem System der Papiermaschine ab und liegt im allgemeinen zwischen 1 und
4 °/o.
-
ZurDurchführungdes erfindungsgemäßenVerfahrens eignen sich in erster
Linie Langsiebmaschinen nach F o u r d r i n i e r, aber auch Zylindermaschinen
und in speziellen Fällen absatzweise Filtrierapparate.
-
Als nichthydratisierende Cellulosefasern kann man z. B. kurze Baumwollfasern,
Sulfitzellstoff, Kraftpapier und Zellstoffhalbzeug und ähnliche Rohmaterialien '
anwenden, wie sie in der Papierindustrie üblich sind.
-
Die Erfindung soll an Hand folgender Beispiele näher erläutert werden.
-
Diese Beispiele wurden durchgeführt auf einer Fourdrinier-Maschine,
also auf einer Papierlangsiebmaschine mit Entwässerungsteil, Saugteil und Preßteil.
Beispiel 1 Es wurde eine Aufschlämmung von 80 Gewichtsteilen knotige Schlackenwolle,
4,5 Gewichtsteilen Sulfitzellstoff, 2,5 Teilen Amositfasern, 13 Gewichts-
| . Beispiel |
| 2 3 4 5 I 6 I 7 I 8 9 , 10 |
| 1. Cellulosefasern ...... 2,45 4 - 9 5 4,25 3 - 10 |
| 2. Mineralfasern ....... 75 75 75 75 75 75 75 75 83,5 |
| 3. Asbest.............. 4,75 4,12 5 6 2,5 4,25 2 15 6,6 |
| 4. Stärke . . . . . . . . . . . . . . 12,2 4,1 11,2 5 10 12,5
10 10 t 6,1 |
| 5. Bentonit ........... 2,05 32 ' - - - 2,1 3 , - - |
| 1+2-E-3.............. 82,2 83,1 80 90 82,5 83,5 80 90 100,1 |
teilen Tabiokamehl und gegebenenfalls 1 Gewichtsteil Wachsschlichte in wäßriger
Suspension in 2500 Teilen Wasser suspendiert, und zwar wird so vorgegangen, daß
zuerst alle Komponenten außer der Schlackenwolle in Wasser eingeführt werden- und
dann erst innerhalb von etwa 30 Minuten die knotige Schlackenwolle zur Einbringung
gelangt. Dieser Dickstoff wurde auf einen Feststoffgehalt von 1 bis 411/,) verdünnt
und in den Stoffauflauf einer Langsiebmaschine eingespeist. Bandgeschwindigkeit
3 bis 9 m/Min. Nach dem Ablaufen des Wassers und weiterem Entwässern durch Saugen
lief der feuchte Faserfilz zwischen Preßrollen durch, wobei nur an der Oberfläche
und unter genau eingeregeltem Preßdruck ein Druck ausgeübt wird. Dadurch wird weiter
Wasser entfernt und eine Verdichtung des Faserfilzes erreicht. Durch diese Verdichtung
kann man bis zu 35 bis 400/, Feststoffgehalt im feuchten Faserfilz kommen. Dieser
läßt sich dann zu Körpern mit einem Raumgewicht von 190 bis 225 kg/cm3 trocknen.
Wird das Abpressen bis auf einen Feststoffgehalt von 45 bis
5001, geführt,
so erreicht man nach dem Trocknen Körper mit einem Raumgewicht von 270 bis 305 kg/cm3.
Bei noch weiterer Verdichtung, also bis zu einem Feststoffgehalt von 57 bis 63 °/o,
weisen die getrockneten Platten ein Raumgewicht von 480 bis 560 kg/cm3 auf. Dieses
Raumgewicht liegt relativ hoch, da es schon zu einem teilweisen Zerbrechen der Mineralfasern
kam. Die Verfilzung wird dadurch verringert. Für schallschluckende Bauteile bevorzugt
man solche mit einem Raumgewicht von 190 bis 400 kg/cm3.
-
Der in der gewünschten Weise verdichtete, nasse Faserfilz wird dann
getrocknet, vorzugsweise in einer ersten Ofenzone bei einer Temperatur zwischen
170 und 195'C bei hohem Feuchtigkeitsgehalt, zweckmäßig durch Wasser einsprühen,
um auf diese Weise eine Temperatur der Faserbahn von 60°C zu erreichen. Bei dieser
Temperatur erfolgt eine Peptisierung oder Verkleisterung der Stärke, so daß immer
ausreichend Wasser vorhanden sein muß.
-
Die verkleisterte Faserbahn gelangt dann in eine zweite Zone mit einer
Temperatur von 185 bis 195°C zur Trocknung und schließlich in eine dritte Zone mit
einer Temperatur von 155 bis 180°C, woraufhin die Abkühlung der Faserbahn erfolgt.
Sie wird nun in üblicher Weise seitenbeschnitten und auf die gewünschten Formate
zugeschnitten.
-
Beispiele 2 bis 10 In folgender Tabelle ist die Zusammensetzung (Gewichtsteile)
der den Papiermaschinen aufzugebenden Aufschlämmungen zusammengestellt. Am Stoffauflauf
besaß die Aufschlämmung einen Feststoff gehalt von 4 °/o.
Als Cellulosefasern
wurde Sulfitzellstoff angewandt, nur im Beispiel ? diente Kraftpapier. Als Stärke
wurde Tabiokastärke angewandt mit Ausnahme eines gewissen Teiles im Beispiel
3, der Perlstärke war, welche bei ungefähr 74°C erkleistert wurde.