DE3147316A1 - Kaschierte mineralfasermatte und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Kaschierte mineralfasermatte und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
3U7316
Reinhold & Mahla GmbH 6800 Mannheim
Dp/bc/c
2 7, Nov. 1981
Kaschierte Mineralfasermatte und Verfahren zu ihrer Herstellung
Mineralfasermatten werden insbesondere zu Wärmeisolationszwecken
beim Bau oder in der Industrie zu Rohrisolierungen und Isolierung von Maschinen und ähnlichem
eingesetzt. Matten mit höherer Dichte dienen darüber hinaus der Schallisolierung.
Beim Herstellungsprozeß von Mineralfasermatten geht man im allgemeinen von einem Zerfaserungsprozeß aus,
bei dem Mineralfasern einer Länge zwischen 1 und 2 0 cm in einem Luftstrom dispergiert anfallen. Unmittelbar
an den Verfaserungsprozeß anschließend werden die Fasern mit einem Bindemittel, im allgemeinen einem Phenolharz,
besprüht und danach auf einem Transportband abgelegt. Das Bindemittel wird durch Wärmebehandlung
ausgehärtet. Die Matte erhält ihren Zusammenhalt dadurch, daß die Einzelfasern an ihren Kreuzungspunkten
mit dem Bindemittel verklebt sind.
Mineralfasermatten im Sinne der vorliegenden Erfindung
sind flexible, auf einen Bruchteil ihrer Dicke
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komprimierbare Glaswollematten mit Dichten zwischen und 8-0 kg/m bis hin zu formstabilen Steinwollematten
bzw. --platten mit Dichten von 60 bis 200 kg/m .
Auf die Mineralfasermatten werden einseitig oder beidseitig
Folien als Kaschierung aufgeklebt, wobei die Folie als Dampfsperre dient. Die Folien werden im allgemeinen
mit Schmelzklebern, z.B. Polyethylenschmelzklebejrn oder teerartigen Klebern, aufgeklebt.
Für d'ie Kaschierung haben sich Metallfolien, insbesondere
Aluminiumfolien, durchgesetzt.
Nachteilig bei diesen bekannten kaschierten Mineralfaserplatten
ist ihr unzureichendes Brandverhalten.
Zur Verbesserung des Brandverhaltens wurde bereits vorgeschlagen, die Kaschierung mit einem Kleber auf
Basiä von Wasserglas aufzukleben (s. z.B. DE-OS 2 46Q 509). Solche anorganischen Klebemittel besitzen
jedoqh den Nachteil, daß sie in wäßriger Dispersion verarbeitet werden und daß das beim Abbinden bzw.
Trocknen freiwerdende Wasser nur sehr schwer aus der
ι
Faseifmatte entfernt werden kann. Dies stellt insbe-
sondere bei beidseitig kaschierten Mineralfaserplatten
ein unlösbares Problem dar. Darüber hinaus besitzen solche anorganischen Kleber gegenüber organischen
Klebern Nachteile bezüglich Flexibilität der I^lebschicht, Haftung an Kaschierung und Fasern,
Feuclitigkeitsempfindlichkeit sowie des alkalischen Angriffs auf das Fasermaterial.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das
Brandverhalten von kaschierten Mineralfasermatten, bei denen die Kaschierung mit organischem Kleber aufgebracht
wird, zu verbessern. Es wurde gefunden, daß das Brandverhalten solcher kaschierter Mineralfasermatten
wesentlich von dem Bindemittelgehalt der Matte in unmittelbarer Nähe der Kaschierung abhängt. Das
Brandverhalten kann wesentlich verbessert werden, wenn dieser Mattenbereich im wesentlichen bindemittelfrei
gehalten wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine kaschierte Mineralfasermatte, bestehend aus im wesentlichen
ungeordneten Mineralfaserabschnitten, die an ihren Kreuzungspunkten durch organische Bindemittel
zusammengehalten werden und die Matte bilden und einer mit einem organischen Kleber daran haftenden Kaschierung,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß innerhalb der Matte eine Ebene parallel zur Kaschierung
und in der Nähe der Kaschierung vorgesehen ist, die im wesentlichen frei von organischem Bindemittel ist.
Bevorzugt soll die von organischem Bindemittel freie Ebene unmittelbar zu der die Kaschierung haltende
Kleberschicht benachbart sein. Die Dicke der bindemittelfreien Schicht soll mindestens 2 mm, vorzugsweise
mindestens 4 mm, betragen. Nach oben ist die Dicke der bindemittelfreien Schicht lediglich dadurch
begrenzt, daß der Zusammenhalt der Matte gewahrt bleiben muß. Die maximale Dicke der bindemittelfreien
Schicht ist daher abhängig von der Länge der die Matte bildenden Einzelfasern, ihrer
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Anordnung, sowie das Herstellungsverfahren der Matte.
Die bindemittelfreie Schicht in der Matte kann auf verschiedene Weise erzeugt werden.
Geht man von einer zunächst bindemittelhaltigen Matte
aus und entfernt in dem Bereich, in dem die Kaschierung aufgebracht wird, das Bindemittel wieder, kann die im
wesentlichen bindemittelfreie Zone dicker gewählt werden, da beim Entfernen des Bindemittels ein Übergangsbereich entsteht, in dem das Bindemittel im wesentlichen
entfernt wird, jedoch an den Kreuzungspunkten noch genug Bindemittel haften bleibt, um die Verbindung
zwischen den einzelnen Fasern zu halten. Die im wesentlichen Bindemittelfreie Zone kann daher dicker
gewählt werden.
Erzeugt man dagegen die bindemittelfreie Zon von vornherein
bindemittelfrei, ist es zweckmäßig, die bindemittelfreie Zone nicht dicker als 6 mm zu wählen.
Erfindungsgemäß besteht ein Verfahren zur Herstellung
der erfindungsgemäßen kaschierten Mineralfasermatte
darin, daß auf einem Transportband zunächst mit Bindemittel besprühte Mineralfasern aufgebracht werden,
darauf eine Schicht von bindemittelfreien Mineral^ fasern abgelegt werden, das Transportband durch einen
Heizofen geführt wird, in dem das Bindemittel
2^ aushärtet und die erhaltene, in ihrem oberen Bereich
bindemittelfreie Matte in an sich bekannter Weise mit einer Folie kaschiert wird.
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Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren ist dadurch
gekennzeichnet, daß auf eine mit einem Schmelzkleber versehene, auf Schmelztemperatur des Klebers aufgeheizte
Metallfolie bindemittelfreie Mineralfasern derart aufgebracht werden, daß sich eine dünne, mattenartige
Schicht bildet, die an dem Schmelzkleber haftet. Die mit der bindemittelfreien Mineralfaserschicht
versehene Metallfolie wird dann in Kontakt mit der bindemittelhaltigen Fasermatte gebracht, wobei
an der Stelle, an der die bindemittel freie Mineralfaserschicht mit der bindemittelhaltigen Matte
in Berührung gerät, gegebenenfalls zusätzlich ein organischer Kleber eingesprüht werden kann.
Erfindungsgemäß bevorzugte Herstellungsverfahren gehen
zunächst von einer bindemittelhaltigen Matte aus, wobei das Bindemittel in dem Bereich, in dem die Kaschierung
aufgeklebt wird, nachträglich entfernt wird.
Dabei kann vor dem Aushärten des Bindemittels in der Matte das Bindemittel durch Lösungsmittel herausgelöst
werden, danach im Härtungsofen gleichzeitig mit der Härtung die Bindemittelreste verdampft werden, .
und anschließend die Kaschierung aufgeklebt wird.
Das erfindungsgemäß besonders bevorzugte Verfahren besteht darin, daß die Matte vor der Kaschierung
oberflächlich abgeflammt wird, wodurch in dem Oberflächenbereich das Bindemittel im wesentlichen entfernt
wird. Das Abflammen kann vor oder bevorzugt nach der Härtung des Bindemittels erfolgen. Das
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Verfahren hat den Vorteil, daß es bei bestehenden Produktionslinien
einfach nachträglich installiert werden kann. Ferner scheinen die heißen Flammengase, die in
die Matte eindringen, das anhaftende Bindemittel auch in den Bereichen, in denen das Bindemittel nicht entfernt
wird, im Hinblick auf ein günstiges Brandverhalten der Matte zu beeinflussen.
Die Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Matte werden anhand der anliegenden Figuren, die schematische
Darstellungen der Verfahrensführungen zeigen, erläutert:
Fig. 1 zeigt ein Verfahren, bei dem auf eine bindemittelhaltige Matte eine bindelmittelfreie Faserschicht
aufgebracht wird, auf die die Kaschierung aufgeklebt 5 wird.
Fig. 2 zeigt das Verfahren, bei dem bindeinittelfreie
Fasern zunächst auf die Kaschierung aufgeklebt werden und danach die Kaschierung mit einer Schicht bindemittelfreier
Fasern auf eine bindemittelhaltige Matte aufgebracht wird.
Fig. 3 zeigt das Verfahren, bei dem aus einer bindemittelhaltigen
Matte oberflächlich das Bindemittel herausgelöst wird und danach die Kaschierung aufgeklebt
wird.
Fig. 4 zeigt das besonders bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren, bei dem das Bindemittel durch ober-
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flächliches Abflammen ausgebrannt wird, bevor die Kaschierung
aufgeklebt wird.
Den Ziffern in den Figuren kommt im einzelnen folgende Bedeutung zu, wobei gleiche Ziffern in verschiedenen
Figuren vergleichbare Elemente bezeichnen:
1 Transportband
2 bindemittelhaltige Mineralfasermatte
3 Kaschierung
4 Heizwalze
5 Vorratsrolle für die Kaschierfolie
6 organischer Kleber zum Aufbringen der Kaschierfolie
7 Brennstoffzuführleitung
8 Brennerdüse
9 Flamme
9 Flamme
10 Transportband für bindemittelfreie Fasern
11 bindemittelfreie Fasern
12 Sprühvorrichtung für Kleber
13 Härtungsofen
14 Lösungsmittelzufuhrdüse
15 Lösungsmittelpumpe
16 Auffangbehälter für Lösungsmittel
Bei dem Verfahren nach Fig. 1 wird auf dem Transportband 1 eine bindemittelhaltige Matte 2 von links zugeführt.
Die Bildung der Matte 2 erfolgt nach bekannten Verfahren, indem die Mineralfaserabschnitte im
Anschluß an den Zerfaserungsprozeß mit Bindemittel besprüht wurden und auf dem Transportband zur Matte
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abgelegt wurden. Die Bildung der Matte 2 ist in der Figur, wie auch in den nachfolgenden Figuren, nicht
gezeigt. Oberhalb der Matte 2 werden mit dem Transportband 10 bindemittelfreie Fasern auf die Matte 2
aufgebracht. Dabei gerät ein Teil der bindemittelfreien Fasern 11 mit ihrem einen Ende in Kontakt mit den bindemittelhaltigen
Fasern der Matte 2, so daß ein ausreichender Zusammenhalt zwischen der Schicht bindemittelfreier
Fasern mit der bindemittelhaltigen Matte hergestellt werden kann. Die Matte wird anschließend durch den
Härtungsofen 13 geführt, in dem das Bindemittel abbindet. Den Härtungsofen 13 verläßt eine Mineralfasermatte,
die an ihrer Oberseite eine Schicht bindemittelfreier. Fasern enthält. Das Aufkleben der Kaschierungsfolie
erfolgt in bekannter Weise. Dabei wird auf die Kaschierfolie 3 der Schmelzkleber 6 aus
einem Vorratsbehälter aufgestreut und die Kaschierfolie anschließend über eine beheizte Walze 4 geführt,
wobei der Schmelzkleber schmilzt, und die Kaschierfolie
danach in Kontakt mit der Matte gebracht. Nach dem Erstarren des Schmelzklebers haftet die Kaschierfolie
3 fest auf der Matte 2. '
Nach dem Verfahren der Fig. 2 werden die bindemittelfreien Fasern 11 auf die den Schmelzkleber tragende
Kaschierfolie 3.aufgebracht. An der Stelle, an der die Kaschierfolie, die die bindemittelfreien Fasern
trägt, mit der bindemittelhaltigen Matte 2 in Kontakt gebracht wird, kann zusätzlich Bindemittel und/
oder Schmelzkleber eingesprüht werden, so daß die
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bindemittelfreien Fasern mit der bindemittelhaltigen
Matte verkleben.
Nach dem bevorzugten Verfahren der Fig. 3 wird auf dem
Transportband 1 von links die in bekannter Weise hergestellte bindemittelhaltige Matte 2, in der das Bindemittel
noch nicht ausgehärtet ist, zugeführt. Unterhalb des perforierten Transportbandes 1 befindet
sich eine Vorrichtung zum Besprühen der Matte mit Lösungsmittel und zum Auffangen von überschüssigem Lösungsmittel.
Die Vorrichtung besteht aus einer Sprühdüse 14, einer Lösungsmittelpumpe 15 und einem Auffangbehälter
16 für das Lösungsmittel. Dabei werden die Mineralfasern im unteren Bereich der Matte von
dem Lösungsmittel umspült, das Bindemittel dabei
^5 aufgelöst. Das Lösungsmittel kann durch das perforierte
Transportband 1 nach unten wieder abfließen. Da sich das Lösungsmittel mit Bindemittel anreichert,
wird es kontinuierlich mit frischem Lösungsmittel versetzt oder in regelmäßigen Zeitabständen
ersetzt. Die Matte 2, in deren unterem Bereich das Bindemittel herausgelöst ist, wird dann
einem Aushärtungsofen 13 zugeführt, in dem das Bindemittel
ausgehärtet wird und noch anhaftendes Lösungsmittel entfernt wird. Die mit dem Schmelzkleber
beschichtete Kaschierfolie 3 wird bei diesem Verfahren von unten aufgeklebt, wobei der Schmelzkleber
durch die Heizwalze 4 geschmolzen wird.
Das besonders bevorzugte Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Die den
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nicht gezeichneten Aushärtungsofen verlassende Mineralfasermatte 2 wird mittels Transportband 1 nach rechts
gefördert. Dabei passiert die Matte 2 die Flammen· 9, wobei das Bindemittel oberflächlich herausgebrannt
wird. Hierzu ist quer zur Bewegungsrichtung des Transportbandes 1 eine Brennstoffzuführleitung 7 vorgesehen,
die an ihrer Unterseite eine Vielzahl von Brennerdüsen 8 aufweisen, die sich senkrecht zur Zeichnungsebene
quer über die Matte ausdehnen. Danach wird die Kaschierfolie 3 mittels eines organischen Schmelzklebers,
der auf der Heizwalze 4 geschmolzen wird, aufgeklebt. Das in Fig. 4 dargestellte Verfahren erlaubt in einfacher
Weise Abwandlungen, z.B. zur beidseitigen Kaschierung von Mineralfasermatten. In diesem Falle werden
auch an der Unterseite der Mineralfasermatte 2 Flammen 9 erzeugt, die auch an der Unterseite das
Bindemittel herausbrennen. Die Kaschierfolie wird dann mittels einer zusätzlichen, unterhalb der Matte
angeordneten Heizwalze gleichzeitig von unten aufgeklebt.
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Nach dem Kaskaden-Schleuderradverfahren hergestellte Steinwollefasern werden mit einem Phenylformaldehyd-Bindemittel
besprüht und auf ein Transportband zu einer Matte abgelegt. Nach Aushärtung des Bindemittels
wird die Matte einseitig mit einer 0,04 mm dicken Aluminiumfolie kaschiert. Als organischer Kleber wird
ein Polyethylenschmelzkleber verwendet. Die erhaltene, . formstabile Matte hat eine Dicke von 33 mm und eine
Dichte von 81 kg/m .
Die Matte erfüllt die Anforderungen nach DIN 4102, Teil 1, für die Einstufung in die Brandklasse A 2
nicht.
Es wird eine kaschierte Mineralfasermatte in gleicher
Weise hergestellt wie nach Beispiel 1, mit dem einzigen Unterschied, daß die aus dem Härtungsofen kommende
Matte vor der Kaschierung unter einer doppelten Erdgasflammenreihe durchgeführt wird, wobei das Bindemittel
im Oberflächenbereich abgebrannt wird. Durch nachträgliche Analyse wird festgestellt, daß nur ca.
10 % des Bindemittelgehaltes durch das Beflammen entfernt worden sind. Die Dicke der Matte wurde um 1,6
mm verringert.
Die prüfung nach DIN 4102, Teil 1, führte überraschenderweise
zur Einstufung in Brandklasse A 1.
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Claims (10)
1) Kaschierte Mineralfasermatte, bestehend aus im
wesentlichen ungeordneten Mineralfaserabschnitten, die an ihren Kreuzungspunkten durch organische
Bindemittel zusammengehalten werden und . die Matte bilden und einer mit einem organischen
Kleber daran haftenden Kaschierung, dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb der Matte eine Ebene parallel zur Kaschierung und in der Nähe der Kaschierung
vorgesehen ist, die im wesentlichen frei von organischem Bindemittel ist.
2) Mineralfasermätte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die von organischem Bindemittel freie Ebene eine Dicke von mindestens .2 mm, vorzugsweise
mindestens 4 mm aufweist.
3) Mineralfasermatte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das organische
Bindemittel ein Phenolformaldehydharz ist.
4) Mineralfasermatte nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaschierung mit einem Polyethylenschmelzkleber mit der
Matte verklebt ist.
5) Mineralfasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaschierung
aus einer Aluminiumfolie besteht.
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6) Verfahren zur Herstellung von Mineralfasermatten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Aufbringen der Kaschierung das Bindemittel an der zu kaschierenden Oberfläche
oberflächlich entfernt wird.
7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel vor der Härtung durch organische
Lösungsmittel herausgelöst wird.
8) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel nach der Härtung durch oberflächliches
Beflammen der Matte entfernt wird..
9) Verfahren zur Herstellung der kaschierten Mineralfasermatten nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine bindemittelhaltige
Matte erzeugt wird, auf die Matte eine Schicht bindemittelfreier Fasern aufgebracht
wird, die Matte ausgehärtet wird, und danach die Kaschierfolie auf die Schicht bindemittelfreier
Fasern aufgeklebt wird.
10) Verfahren zur Herstellung der kaschierten Mineralfasermatten nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kaschierfolie vor dem Aufbringen auf die bindemittelhaltige
Mineralfasermatte eine Schicht bindemittelfreier Mineralfasern aufgeklebt wird und die Kaschierung
danach auf die bindemittelhaltige Matte aufgebracht wird, wobei gegebenenfalls an der Stelle,
an der die Kaschierung und die Matte in Berührung geraten, Bindemittel eingesprüht wird.
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|---|---|---|---|
| DE19813147316 DE3147316A1 (de) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | Kaschierte mineralfasermatte und verfahren zu ihrer herstellung |
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Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE3147316C2 DE3147316C2 (de) | 1991-01-24 |
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ID=6147496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19813147316 Granted DE3147316A1 (de) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | Kaschierte mineralfasermatte und verfahren zu ihrer herstellung |
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