DE2732414A1 - Verfahren zum herstellen einer im wesentlichen aus mineralfasern bestehenden mineralfaserbahn - Google Patents
Verfahren zum herstellen einer im wesentlichen aus mineralfasern bestehenden mineralfaserbahnInfo
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Description
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18.7.1977-SS(6)
188-1479P
Verfahren zum Herstellen einer im wesentlichen aus Mineralfasern bestehenden Mineralfaserbahn
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer im wesentlichen aus Mineralfasern und einem Bindemittel
bestehenden Mineralfaserbahn, bei dem zunächst eine Suspension der Fasern in Wasser und daraufhin aus dieser Suspension durch
Entwässern und Trocknen eine entsprechende Faserbahn hergestellt wird.
Bei der Herstellung von Bodenbelägen ist es bekannt, dieselben an Ihrer Unterseite mit einer filzförmigen Schicht oder Unterlegmatte
zu versehen, die im wesentlichen aus Asbest besteht. Da Asbest jedoch gesundheitsschädlich sein kann, ist es auch schon bekanntgeworden,
für solche Unterlegmatten statt Asbestfilz Mineralwolle zu verwenden, die beispielsweise aus Steinwolle oder Glaswolle
bestehen kann und bei der genannten Anwendung kein Gesundheitsrisiko mit sich bringt. Ersetzt man jedoch den früher verwendeten
Asbest einfach durch eine entsprechende Menge an Mineralwolle, so erhält man eine Faserbahn, deren Zugfestigkeit, Flexibilität
und Druckbeständigkeit wesentlich schlechter als diejenigen von entsprechenden Asbestmatten sind. Die künstlichen Mineralfasern
sind im Unterschied zu den Asbestfasern vollkommen glatt und fordern deshalb von den angewendeten Bindemitteln eine wesentlich
stärkere Wirkung als bei Asbest. Aber seibat, wenn Mm
dl« «ur Verfügung stehenden verhlltniaalBig teueren Bindemittel
in einen garn unwirtschaftlichen grOBeren NaSe einsetit, hat eich
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der vorgenannte Unterschied der Fasereigenschaften nicht überbrücken lassen. Durch die Bindemittelanhäufung entstehen vielmehr
unerwünschte Änderungen der angestrebten Eigenschaften der Beläge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren so zu vervollkommnen, daß die nach diesem Ver
fahren hergestellten Mineralfaserbahnen eine größere Festigkeit, Flexibilität und Druckfestigkeit als bisher erhalten.
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Faserbahn während wenigstens der überwiegenden Zeit ihrer
Trocknung zusammengepreßt wird.
Es hat sich gezeigt, daß eine auf diese Weise hergestellte Faserbahn trotz einer nur verhältnismäßig kleinen Bindemittelzugabe nahezu die gleichen Eigenschaften wie entsprechende Asbesterzeugnisse aufweist und diese damit ohne weiteres ersetzen kann.
Die Verbesserung dürfte dadurch zu erklären sein, daß die - insbesondere der nassen Faserbahn zugeführten - Bindemitteltröpfchen
bei ihrem Trocknen und Verfestigen so einschrumpfen, daß sie bei einer nur losen vorherigen Verbindung mit den Fasern dadurch leicht
eine ausreichende Verbindung zu diesen Fasern verlieren. Wird der
Abstand der Fasern aber nach dem vorgenannten Vorschlag verringert,
dann bleibt eine innigere Verbindung zwischen den Fasern und den in der Bindemittel-Dispersion enthaltenen eigentlichen Bindemittelteilchen gewährleistet und es ergibt zugleich eine entsprechend
vollkommene Ausnutzung der verwendeten Bindemittelmenge. Wenn die
Faserbahn nach ihrer Trocknung wieder entlastet wird, dann ist
die Bindung bereits fertiggestellt und entsprechend haltbar.
Grundsätzlich könnte man annehmen, daß die angestrebte Verbesserung auch schon dadurch erzielt werden könnte, daß man die
Faserbahn nach vollendeter Trocknung, aber noch vor ihrer Abkühlung über einen nur mehr oder weniger kurzen Zeitraum zusammen
preßt. Indessen hat sich ergeben, daß eine hinreichende Bindung der Fasern durch das Bindemittel nur während einer nicht zu kurz
bemessenen längeren Zeit erreicht wird, weshalb nach einer bevor-
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zugten Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen ist, die menpressung über die gesamte Trocknungszeit beizubehalten.
!usam-
Besonders gute Ergebnisse haben sich gezeigt, wenn gemäß weiteren
Ausgestaltungen der Erfindung die Faserbahn wenigstens um 20%, vorzugsweise jedoch wenigstens um 40% ihrer Dicke zusammengepreßt
wird, wobei es sich wiederum als vorteilhaft gezeigt hat, wenn nach einer noch anderen Ausgestaltung der Erfindung die Faserbahn
zwischen einem Trockenzylinder und einem entsprechend der gewünschten Zusammendrückung gespannten Trockenfilz od.dgl. getrocknet
wird. Statt eines Trockenfilzes kann dabei beispielsweise eine Trockenvira benutzt v/erden. Dabei kann der Trockenfilz
den Trockenzylinder mehr oder v/eniger vollständig umschließen.
Am vorteilhaftesten haben sich Trockenvorrichtungen mit einem einzigen Trockenzylinder bewährt, z.B. des Yankee-Types, es können
aber auch Mehrzylinder-Trockenvorrichtungen verwendet werden,
wobei dann allerdings darauf zu achten ist, daß die Zusammenpressung an den verschiedenen Trockenzylindern möglichst gleich
groß gewählt wird, wogegen es zugelassen v/erden kann, wenn die Zusammenpressung der Faserbahn zwischen aufeinanderfolgenden
Trockenzylindern mehr oder weniger aufgehoben wird.
Während schon die vorgenannten erfindungsgemäßon Maßnahmen
zu einer besseren Ausnutzung der Uirkung des Bindemittels zur Bindung der einzelnen Fasern der Faserbahn beitragen, hat es sich
gezeigt, daß die Wirkung des Bindemittels auch noch durch v/eitere Maßnahmen gesteigert werden kann. Dabei hat es sich als besonders
vorteilhaft erwiesen, wenn das Bindemittel gemäß einer v/eiteren Ausgestaltung der Erfindung zu einem ersten Teil der Fasersuspension
und zu einem restlichen Teil der nassen Faserbahn, und zwar vorzugsweise erst kurz vor Beendigung der Entwässerung zugeführt
wird.
Hinsichtlich der Art des zu verwendenden Bindemittels hat es
sich gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung bewährt,
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wenn als ^indemittel cine Akri'latdispersion od.dgl. zugesetzt
v;irJ. DaJ:oi 3:il.lat das i^:rylatpolyner ein Latex. T\citerhin vorteilhaft
ist cc, wenn nach einer wiederum anderen Ausgestaltung
3er Lrfinlunc die der Fasersuspension zugeführte Dispersion zum
Koagulieren gebracht wird. Diese Koagulierung kann in der Fasersuspension stattfinden, nachden die 3indemitteldispersion zugesetzt
wurde; geivü3 einer v/eiteren Ausgestaltung der Erfindung
v:ird die i-ispersion jedoch vorzugsv;eise noch vor ihrer "uführuncr
zur 7asersusv-ension Itoaguliert, weil die Koagulierung in letzte-1C
ren "alle besser: kontrolliert werden kann.
2czaglich der aazuvTendendcn !!enge an bindemittel hat es sich
als vorteilhaft gezeigt, nach einer wiederum anderen Ausgestaltung
dor r.lrfindung eier Fasersuspension und der nassen Faserbahn
jev/eils eine 2 bis 255 deren Fasergev/ichtes entsprechende Menge
TL* an Bindemittel zuzuführen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der
Fasersuspension eine etwa 15S deren Fasergewichtes und der nassen Faserbahn eine etwa 102 deren Fasergewichtes entsprechende Menge
an Bindemittel zugeführt wird.
nach einer wiederum anderen Ausgestaltung der Erfindung hat
es sich besonders bewährt, wenn der nassen Faserbahn als Bindemittel sin Styren-Butadien-Latex oder eine damit vergleichbare
Dispersion zugeführt wird. Dabei ist es indessen von entscheidender Bedeutung, daß das Bindemittel in Form kleiner Partikelchen
sehr gleichmäßig verteilt wird, weshalb gemäß einer wiederum anderen Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen ist, daß das
Bindemittel auf die nasse Faserbahn aufgespritzt wird. Da es indessen
schwierig ist, die von der Spritzvorrichtung ausgehende Wolke aus Bindemitteltröpfchen in der gewünschten Gleichmäßigkeit
über die ganze Bogenbreite zu verteilen, hat es sich gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft
erwiesen, das Bindemittel auf die nasse Faserbahn elektrostatisch aufzuspritzen.
709884/0933 ORIGINAt INSPECTED
Entsprechend den unterschiedlichen Anwendungsniögliohkeiten
der hergestellten Faserbahnen können sich recht unterschiedliche Mengen an Bindemittel, auf eine bestimmte Fasermenge bezogen,
ergeben. Dementsprechend hat es sich gezeigt, daß sowohl der Fasersuspension als auch der nassen Faserbahn insgesamt eine mindestens
10%, jedoch vorzugsweise mindestens 20% des Fasergewichtes entsprechende Menge an Bindemittel zugeführt wird. Liegt die
der Fasersuspension zugeführte Bindemittelmenge nach vorstellendem an der unteren Grenze, dann sollte also der nassen Faserbahn
eine entsprechend größere !!enge an Bindemittel zugeführt v/erden. Im übrigen kann es in einzelnen Fällen auch zweckmäßig
sein, die Bindemittelmenge auf 30% des Fasergewichtes und darüber zu steigern, wobei allerdings bei einer Steigerung auf über
40% des Fasergewichtes keine Vorteile mehr zu erwarten sind.
Nachstehend ist anhand von zwei Beispielen gezeigt, wie sich
die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Eigenschaften der hergestellten llineralfaserbahnen auswirkt:
Beisj>iel_2
Eine 0,1% Steinwollefaser enthaltende Fasersuspension in Wasser
wurde mit 15% des Fasergewichtes Akrylatlatex als Bindemittel versehen, das unmittelbar zuvor durch eine pH-Versenkung mit
einer Alaunlösung zum koagulieren gebracht wurde. Die bindemittelhaltige Fasersuspension wurde daraufhin auf einer Planvira der
Ausführung "Voith Hydroformer" bis auf etv/a 40% Trockensubstanz entwässert. Daraufhin wurde auf diese Faserbahn eine etwa 10%
des Fasergewichtes entsprechende Menge Styren-Butadien-Latex aufgespritzt. Dann wurde die Faserbahn entlang einem 1 m Durchmesser aufweisenden Trockenzylinder, dabei größtenteils durch
eine Vira umschlossen, getrocknet, wobei die Spannung der Vira regelbar war. Nach der Trocknung wurde die Faserbahn auf ihre
Zugfestigkeit und Eindruckbeständigkeit hin geprüft. Zur Prüfung der Eindruckbeständigkeit wurde die Faserbahn zunächst durch
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-
Jir
-
eine Stahlkugel von 20 mm 0 über 5 min belastet und die Eindrucktiefe
genensen. nach Abnahme der Stahlkugel und entsprechender
Entlastung wurde die verbliebene Eindrucktiefe nach Ablauf v/eitercr 5 min erneut gemessen. Insgesamt wurden folgende
Ergebnisse ermittelt:
Versuch | 0,4 | Λ | F. | |
Zugkraft in der Vira | 10% | kp/cm | 20 kp/cm | |
Zusammenpressung am Trockenzylinder |
20, 17, |
60% | ||
10 | Zugfestigkeit: in Längsrichtung in Querrichtung |
1,4 1,2 |
5 -T/3cm 3 Fj/3cm |
60 ?T/3cm 53 IT/3cm |
15 | liindruckbeständigkeit: unter Belastung nach der üntlastung |
mm | 0,5 mm 0,30 mm |
|
\:ie ersichtlich, zeigte die während der Trocknung (Versuch B)
stark zusammengepreßte Faserbahn wesentlich größere Festigkeitswerte und ebenfalls eine wesentlich größere Eindruckbestündigkeit
als die während der Trocknung nur unwesentlich zusammengepreßte raserbahn (Versuch A).
Bei einem grundsätzlich dem Beispiel 1 entsprechenden weiteren
Versuch wurde die Bindemittelzugabe sowohl ihrer Art als auch
ihrer Zusammensetzung nach wie folgt abgewandelt:
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ORIGINAL INSPECTED
AO
Versuch | C | D | 153 Gtyren- r.utadien- Latex |
T.1 i |
G |
Bindemittel in der Fasersuspension |
15% Akrylat- Dispersion |
15% AJ:rylat |
ja | 30% Styren- "vitadien- Late:c |
0 |
Ausgefälltes Bindemittel |
ja | nein | 10% Akrylat |
ja | - |
Bindemittel nach Formung der Faserbahn |
10% Styren- Butadien- Latex |
10% Styren Butadien- Latex |
60% | 0 | 25% Akrylat |
Trocknung hei einer Zusammenpressung um |
60% | 60S | 52 ?73cm 47 l./3cm |
60% | 60% |
Zugfestigkeit: in Längsrichtung in Querrichtung |
50 Ii/3cm 53 ll/3cm |
9,3 I!/3cra 7,1 I-7/3cm |
0,62 mrn. 0,59 mm |
34 l;/3cn 27 I.T/3cn |
29 IT/3cm 30 lT/3cm |
Eindruckhesttriligl^it unter !Belastung nach Entlastung |
0,50 mm 0,38 mm |
- | 0,71 mm 0,62 mm |
1 ,00 mm 0,90 mm |
|
Patentansprüche:
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Claims (1)
1. Verfahren zum Herstellen einer im wesentlichen aus Mineralfasern
und einem Bindemittel bestehenden Mineralfaserbahn, bei dem zunächst eine Suspension der Fasern in Wasser und daraufhin aus
dieser Suspension durch Entwässern und Trocknen eine entsprechende Faserbahn hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die
Faserbahn während wenigstens der überwiegenden Zeit ihrer Trocknung zusammengepreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusairjaenpressung über die gesamte Trocknungszeit beibehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbahn wenigstens um 20% ihrer Dicke zusammengepreßt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Faserbahn wenigstens um 40% ihrer Dicke zusammengepreßt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Faserbahn über einen Trockenzylinder geführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbahn
zwischen einem Trockenzylinder und einem entsprechend der gewünschten Zusammendrücken gespannten Trockenfilz od.dgl. getrocknet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel zu einem ersten Teil der Fasersuspension und zu einem restlichen Teil der nassen Faserbahn
frühestens kurz vor Beendigung ihrer Entwässerung zugeführt wird.
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ORIGINAL INSPECTED
27324H
O. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch c-skeimzeichnct, .-la.0» eier Fasersuspension
als rindemittel eine Akrylatdispersion o<1 . r?.c'l. augesetzt
uird.
S. Verfahren nach Anspruch Π, dadurch gekennzeichnet, da" lie
der Fasersuspension zugeführte Dispersion zun r.oarulicren r r:o~
bracht v/ird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, ciar. die
Dispersion noch vor ihrer Zuführung zur Fasersuspension koaguliert
wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Fasersuspension und der nassen Faserbahn jeweils eine 2 bis 25% deren Fasergewichtes entsprechende Menge
an Bindemittel zugeführt v/ird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fasersuspension eine etwa 15% deren Fasergewichtes entsprechende Menge an Bindemittel zugeführt v/ird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der nassen Faserbahn als Bindemittel ein Styren- Butadien-Latex oder eine damit vergleichbare Dispersion zugeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Bindemittel auf die nasse Faserbahn aufgespritzt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das
Bindemittel auf die nasse Faserbahn elektrostatisch aufgespritzt
wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennxeichnet, daß der nassen Faserbahn eine etwa 10% deren Faserge-
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ORIGINAL INSPECTED
- Tu vichtes entsprechende Ilengo an Bindemittel zugeführt v;ird.
17. Verfahren nach einem der Jjisprüche 7 bis 1G, dadurch gekennzeichnet,
'la.C insgesamt eine 10 bis 40S des Fasergev/ichtes entsprechende
F.enge an Dindcmittel zugeführt v/ird.
13. Verfahren nach Zmspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt
eine etwa 20 bis 30% des Tasergewichtes entsprechende
:sence an Bindemittel zugeführt wird.
:sence an Bindemittel zugeführt wird.
988 4 /0933
ORIGINAL INSPECTED
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