CH432335A - Verfahren zur Herstellung flacher Gegenstände durch Formgebung von anorganischen Fasern - Google Patents

Description

  Verfahren     zur    Herstellung flacher Gegenstände durch     Formgebung    von anorganischen     Fasern       Die     Erfindung    betrifft ein Verfahren zur Herstellung  von flachen Gegenständen, insbesondere Platten und  Tafeln, durch Formung von anorganischen Fasern .aus  einer diese enthaltenden wässrigen Suspension und     an-          schliessendes    Trocknen des geformten Erzeugnisses un  ter Anwesenheit von stärkehaltigem Material als Binder.  Hierbei ist es     bekannt,    Stärke als Binder zu verwenden  und diese in gelatinierter Form .der Suspension     zuzuse@t-          zen.     



  Die Zugabe der Stärke in dieser Form ist jedoch  sehr nachteilig. Die faserigen Erzeugnisse, die hier in  Betracht kommen, werden .im .allgemeinen derart herge  stellt,     dass    aus .der Fasersuspension zuerst eine soge  nannte Nassplatte gebildet wird, welche die Stärke in  gelöster Form enthält.     Anschliessend    wird die     Nass-          platte    entwässert und mit Hitze behandelt, um die be  absichtigte Verfestigung .des geformten Fasergegenstan  des zu erreichen. Bei der Bildung der Nassplatte und  ihrer Entwässerung wird     ein    Teil der gelatinierten  Stärke mit dem Rückwasser weggeschwemmt und gibt  Anlass zu Verstopfungen in Rohrleitungen und Ventilen  sowie zur Schleimbildung und Fäulnis.

   Auch     wird    durch  den Abgang von Stärke mit dem Rückwasser der Bin  derverbrauch     grösser,    als es sonst für eine bestimmte       Binderwirkung    notwendig ist. Ausserdem werden bei der  Anwendung von gelatinierter Stärke leicht Blasen an  den Fasern gebildet, die     zur    unvollkommenen     Benäs-          sung    führen und beim Erhitzen den Zusammenhang be  einträchtigen.  



  Es wurde nunmehr erkannt, dass     diese    Nachteile  verringert oder beseitigt werden können, wenn der Bin  der in nichtgelatinierter Form der Suspension zugesetzt  wird. Vielmehr kann die Stärke entweder als gereinigtes  Produkt oder in Form .eines stärkehaltigen Materials,  wie z. B. in Form von fein gemahlenen     Kartoffeln    oder  von fein gemahlenem Mais,     zugesetzt    werden. In Wasser  oder einer anderen     wässrigen    Flüssigkeit verteilt sich die  Stärke in Form von Körnchen, die an der Oberfläche  der Mineralfasern haften.

   Beim anschliessenden Erhit  zen     fliessen        die    Körnchen zu den Kreuzungspunkten der    verschiedenen Fasern ab, so     .dass    die Stärke beim Gela  tinieren eine     ausserordentlich    feste Verbindung zwi  schen :den Fasern bildet. Es wurde auch gefunden, dass  der     Gehalt    an Stärke in der Suspension so bemessen  werden kann, dass in dem bei dem Formvorgang anfal  lenden Rückwasser keine oder nur ein geringer Anteil an  Stärke enthalten ist.

   Der Verbrauch an Stärke kann  hierdurch verringert werden, wobei ausserdem Störun  gen, wie sie sonst bei Anwesenheit von Stärke in dem  Rückwasser auftreten, vermieden werden.     Ausserdem     zeigen die mit Stärke in dieser Form hergestellten Ge  genstände bessere     Eigenschaften    als diejenigen, die mit  vorher     gelatinierter    Stärke hergestellt werden.  



  Auf der Grundlage der vorstehenden Erkenntnisse  ist .das eingangs erwähnte Verfahren erfindungsgemäss  dadurch gekennzeichnet, dass das stärkehaltige Material  der Suspension ganz oder praktisch in     nichtgelatinierter     Form zugegeben wird:, worauf das Trocknen bei einer  Temperatur durchgeführt wird, die hoch genug ist, um  die Stärke zum Gelatinieren zu bringen.  



  Bei :den folgenden Ausführungen wird angenommen,  dass homogen gestaltete Gegenstände, .d. h. Gegenstände  erzeugt werden sollen, bei denen die Fasern     gleichmäs-          sig    in .dem fertigen Gegenstand verteilt sind. Es steht  jedoch nichts im Wege, auch heterogen gestaltete Ge  genstände, z. B. Platten oder Tafeln, herzustellen, bei  :denen die Oberflächenschicht oder -schichten dichter  :gestaltet     sind,    um z. B. den Gegenstand bemalen zu kön  nen.  



  Dies     kann        in    der Weise erreicht werden,     dass    der aus  der Fasersuspension hergestellten Nassplatte eine  Schicht aus feineren     und/oider    kürzeren Fasern zugefügt  wird.     Dabei    können die Fasern dieser zweiten Schicht  von den Fasern der Hauptschicht materiell verschieden  sein, z.

   B. kann .die     untenliegende    Hauptschicht Fasern  aus     Mineralwolle    und die Deckschicht aus gemahlenen  Asbestfasern mit oder ohne Zusatz eines Pigmentes oder  eines oder mehrerer     anderer    Stoffe     enthalten.    Vorzugs  weise wird auch der Deck- oder     Oberflächenschicht    der  Binder in Form von nichtgelatinierter Stärke zugegeben.      Ein sehr befriedigendes Erzeugnis erhält man, wenn in  diesem Fall auch der unten liegenden     Hauptmasse    der  Binder     als    nichtgelatinierte Stärke zugegeben ist.

   Jedoch  steht     nichts    im Wege,     die    unten liegende     Hauptmasse          mittels    .eines anderen Binders zu verfestigen.     In    anderen  Fällen ist es als     zweckmässig    befunden worden, die un  ten     liegende    Masse aus organischen Fasern, z. B. aus       Zellulosefasern    oder     ähnlichen    Fasern, herzustellen.       Hierzu    wird zuerst eine Nassplatte aus organischen  Fasern gebildet und dann eine Oberschicht aus anorga  nischen Fasern geformt, die aus der Fasersuspension  und     nichtgelatinierter    Stärke besteht.

   Gegenstände, die  mit einer     Oberschicht    aus feineren     und/oder    kürzeren       Fasern    mit einem der     Suspension    in nichtgelatinierter  Form zugegebenen Stärkezusatz überzogen     sind,    besit  zen ein besseres Aussehen, bessere Eigenschaften hin  sichtlich des     Bemalens    oder     Bedruckens    sowie der       Lichtreflexion    und sind     beständiger    gegen Fett.

   Es muss  besonders bemerkt werden, dass bei der Herstellung von  Platten aus     Holzfasern        (Wandplatten)    u. a. eine erhebli  che Verbesserung     hinsichtlich    der     Möglichkeit    des     Be-          malens    erreicht wird, wenn bei der     Bildung    der     Nass-          platte    in     einer    Nassmaschine eine Lage aus feinen und/  oder kurzen anorganischen Fasern (Asbest)

   aus einer  Suspension der Fasern und     nichtgelatinierter    Stärke an  gewendet     wird.    Eine weitere Verbesserung der Eigen  schaften kann durch     starkes    Zermahlen der Fasern er  reicht werden.  



  Als Beispiele für     anorganische    Fasern können ge  nannt werden:     Glaswolle,        Schlackenwolle,        Diabai-    oder       Basaltwolle        und        Asbestfasern.    Beispiele von organi  schen Fasern, die     in    Kombination mit .den anorgani  schen Fasern angewendet werden können, sind ausser       Holzfasern    Sägespäne oder     -mehl    und Holzspäne.  



  Es ist nicht     notwendig,    Stärke allein     als    Binder an  zuwenden. Vielmehr können in     Kombination    mit Stärke  auch andere Binder verwendet werden, wie z. B. Harz  säuren, Harzpech, Kolophonium,     Tallöl,    Produkte von  Leinöl, Sojabohnenöl,     Bluteiweissstoffe,    Phenolharz,  Harnstoff und     Melaminharz.     



  Die     Stärkekörnchen    haben     zweckmässig        Grössen        im     Bereich von 0,5 bis 160     ,u,    je nach ihrem Ursprung. Der  Stärkegehalt der wässrigen Fasersuspension kann in  einem grossen Bereich .schwanken. Im     allgemeinen    wer  den 0,5     bis    10 Prozent Stärke, bezogen auf das Gewicht  der Fasern, verwendet.

   Vorzugsweise wird jedoch ein  Stärkegehalt im Bereich von 2 bis 8 Prozent, bezogen  auf das Fasergewicht,     verwendet.    Ein weiterer     Vorteil     der Erfindung besteht     -darin,    dass infolge der Anwen  dung von nichtgelatinierter Stärke     als    Zusatz zu der  Fasersuspension keine störende Zunahme .der Viskosität  eintritt.  



  Ausser nichtgelatinierter Stärke kann     die    Fasersu  spension noch andere Zusätze enthalten. So können  etwa 10 bis 15 Prozent organischer     Fasern    oder     anorga-          nischer        Füllstoffe    oder eine Mischung derselben zuge  setzt werden. Gewöhnlich werden 3 bis 8 Prozent ge  mahlener Fasern zugefügt. Weiterhin     können    der Faser  suspension     hydrophobe    bzw.     wasserabweisende    Mittel  zugesetzt werden. Diese sollen in fein     verteilter    Form  angewendet werden und einen     Schmelzpunkt    von über  100  C haben.

   Das wasserabweisende Mittel wird meist       in        einer        Menge        von        weniger        als    1     %        angewendet.        Bei-          spiele    hierfür sind Zink- und     Kupferstearate,    die zu  gleich     Pilz    und Bakterien abtötende     Wirkung    haben, so  dass die Stärke vor Zersetzung     geschützt    ist.

   Es wurde  auch gefunden,     d        ss    ein Zusatz von Alaun oder     anderen            sauer        reagierenden        Stoffen,    wie z. B. Schwefelsäure,  Phosphorsäure und     die        Ammoniumsalze    davon, befrie  digende     wasserabweisende    Eigenschaften ergibt.  



  Nach     einer    bevorzugten     Ausführungsform    der vor  liegenden Erfindung wird eine     Nassplatte    aus einer  wässrigen Fasersuspension     hergestellt,    in der die Kon  zentration unter derjenigen gehalten wird,     die    bei der  Bildung von Nassplatten aus Holzfasern üblich ist.

   Bei  diesem Vorgang ist es     allgemeine    Praxis eine     Faserkon-          zentration        in        der        Suspension        von        etwa        1,5        bis        2,5        %        an-          zuwenden.    Wenn eine solche Konzentration bei der       Herstellung    von Platten aus Mineralfasern     gewählt    wird,  so wurde     festgestellt,

      dass in mehreren Fällen die     Bin-          ,dung    in der     Oberflächenschicht    in höherem Masse als  erwünscht     verschlechtert    wird.  



  Es hat ,sich     gezeigt,        ;dass    bei einer geringen Herab  setzung des Fasergehaltes in der Suspension gegenüber  dem vorstehenden     Konzentrationsbereich    die Konzen  tration der     nichtgelatinierten        Stärke    an der     Oberfläche     der Nassplatte     grösser    wird,

   so     dass    beim     anschliessen-          den        Gelatinieren        und.    Trocknen des Produktes dort eine  stärkere Bindung     der        Fasern    erreicht     wird    als beim  Arbeiten mit ;dem höheren     Konzentrationsbereich.    Hier  durch wird die Schwächung der     Oberflächenschicht    der  Platte, die     sonst        eintreten    würde, vermieden.

   Die Wir  kung wird     noch    betonter, wenn ein Gehalt unter etwa       1,0        %        gewählt        wird.        Dagegen        ist        keine        weitere        Verbesse-          rung        zu        erwarten,        wenn        ein        Gehalt        von        unter        etwa        0,

  4        %          angewendet    wird. Brei einem Fasergehalt im Bereich       zwischen        etwa        0,4        und    1     %        wird        .die        zusätzliche        Wirkung          erreicht,    dass feinere und kürzere Fasern in der Oberflä  che der Nassplatte angereichert werden, so dass die  Oberflächenschicht des     fertigen    Erzeugnisses weiter     ver-          bessert    wird.

   Diese Wirkung wird noch gesteigert, wenn  der     Fasersuspension    ein     zusätzlicher    Anteil von     feineren     Fasern zugegeben wird, wie sie beim Zermahlen des für       die    Bildung .der Nassplatte verwendeten     Fasermateriales     erreicht werden.  



  Wie bereits erwähnt, werden     Mineralfaserplatten     fast überall derart hergestellt, dass zuerst eine Nassplatte       hergestellt    und diese ,dann zudem endgültigen Erzeugnis  getrocknet wird. Das Trocknen kann entweder ohne  Druck, z. B. in einem rotierenden Trockner, durchge  führt werden, wenn eine poröse Platte oder Tafel     (mit          geringem    Raumgewicht)     hergestellt        werden        soll,    oder  unter Anwendung von Druck in einer Plattenpresse,  wenn eine     hart    oder     halbharte    Platte oder Tafel erzeugt  werden soll.

   Jedoch hat es sich gezeigt, dass ein     unzu-          längliches        Erzeugmsentsteht,    wenn das zur Herstellung  von     Hartplatten    aus,     Holzfasern    übliche Verfahren auf       Mineralfasern    angewendet wird. Auf     .diese    Weise     herge-          stellte    harte Platten aus     Mineralfasern    haben trotz  hohen     Raumgewichtes    eine geringere Festigkeit.

   Das ist  jedoch     darauf    zurückzuführen, dass derartige Platten aus  Fasersplittern     ,aufgebaut        sind.    Diese werden dadurch  gebildet,RTI ID="0002.0204" WI="7" HE="4" LX="1288" LY="2274">  idass        Mineralfasern    im Gegensatz zu     Holzfasern     leicht brechen und beim Trocknen in einer     Plattenpresse          tatsächlich    zerbrochen werden. Das hohe     Raumgewicht          und,die        niedrige    Festigkeit sind von diesen     'Umständen     abhängig.  



  Es hat sich auch gezeigt, dass der Druck, der zum  Brechen der Fasern     erforderlich    ist, im folgenden der       Brechdruck    genannt, für die     verschiedenen        Arten    von       Mineralfaserplatten        spezifisch    ist, dass sie aber     alle        ge-          meinsam    haben,     dass    das Zerbrechen in einem sehr be  grenzten     Druckintervall    erfolgt. Das Zerbrechen kann  etwas verschoben werden, wenn das Filtern der Nass-      platte auf einem besseren oder schlechteren Wege  durchgeführt wird.

   Als Beispiel für den Bereich, in dem  die Wirkung des     Brechdruckes    beginnt, wird darauf ver  wiesen, dass Nassplatten bei 6 bis 8     kg/cm2    dem Bre  chen     ausgesetzt    sind.  



  Wenn eine     Mineralfaserplatte    in     Wandplattengerä-          ten    für Hartplatten hergestellt wird, soll der angewen  dete Druck ,den     Brechdruck    nicht übersteigen. Wenn  dies befolgt wird, so ergeben sich Platten,     die    den Hart  holzfaserplatten entsprechende Eigenschaften und damit  die Eigenschaften haben, die auch für eine Platte aus       Mineralfasern    gefordert werden.  



  Je nach der Art von Fasern und der     Filterung    der  selben, werden Platten von verschiedenem Raumgewicht  erzeugt, wenn ein Trockendruck     angewendet    wird, der  niedriger als der     Brechdruck    ist. Im allgemeinen kann       festgestellt    werden, dass das Raumgewicht von Mineral  faserplatten, die bei den Brechdruck übersteigenden  Drücken getrocknet werden, über 1,2     kg/cm2    beträgt,  während das Raumgewicht von     Mineralfaserplatten,    die  bei unter dem     Brechdruck    liegenden Drücken     getrocknet     beträgt.

   Diese Raumgewichte     schliessen    nicht die Erhö  hung des     Raumgewichtes    ein, die sich ergibt, wenn in  der     Mineralfaserplatte        Füllstoffe    verschiedener Art,  z. B. Kaoline, Pigmente, enthalten sind. Der     Brechdruck     kann für jede Art von Fasern oder von     Mischungen    ver  schiedener     Faserarten    durch Darstellung des Raumge  wichtes gegenüber dem     Trockendruck    in einem Dia  gramm bestimmt werden.  



  Es ist nicht notwendig, den Trockenvorgang bei  Drücken durchzuführen, die etwas unter dem     Brech-          druck    liegen. Andererseits sind aber hiermit gewisse       Vorteile    verbunden, insofern als die Wärmeübertragung  auf die Platte wirksamer ist und mehr Wasser ausge  presst wird.  



  Da die Nassplatte bei Drücken unter dem Brech  druck bis zu einem gewissen Grad elastisch ist, kann das  Raumgewicht der     fertigen        Mineralfaserplatte    etwas ver  ringert werden. Hierzu wird zunächst zur Entwässerung  ein     Druck    angewendet, der dem Brechdruck nahe  kommt, aber unter diesem liegt, worauf das Trocknen  bei einem geringeren     Druck        durchgeführt    wird.  



  Gemäss einer bevorzugten     Ausführungsform    der Er  findung beträgt die Faserkonzentration der wässrigen  Suspension zwischen 0,4 und 1,0 Prozent.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von flachen Gegenstän den, insbesondere Platten und Tafeln, durch Formung von anorganischen Fasern aus einer diese enthaltenden wässrigen Suspension und anschliessendes Trocknen des geformten Erzeugnisses unter Anwesenheit von stärke haltigem Material als Binder, dadurch gekennzeichnet, dass das stärkehaltige Material der Suspension ganz oder praktisch in nichtgelatinierter Form zugegeben wird, worauf das Trocknen bei einer Temperatur durch geführt wird, die hoch genug ist, um die Stärke zum Ge latinieren zu bringen. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die anorganischen Fasern unmittelbar auf eine flüssigkeitsdurchlässige Unterlage aufgegeben wer den. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die anorganischen Fasern auf eine Unterlage aufgegeben werden, die andere Fasern ent hält. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Unterlage aus, einem anderen an organischen Material besteht. 4. Verfahren nach Patentanspruch und Unteran spruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Unterlage aufgegebenen anorganischen Fasern feiner verteilt sind als die Fasern der Unterlage. 5.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, .dass auf die Fasern, die auf die flüssig keitsdurchlässige Unterlage aufgegeben werden, eine Schicht feinerer Fasern aufgegeben wird. 6. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schicht feinerer Fasern nichtge latinierte Stärke enthält. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Suspension ,der Fasern in wässriger Flüssigkeit 0,5 bis 10 %, vorzugsweise 2 bis 8 %, nicht- gelatinierte Stärke, bezogen auf das Gewicht der Fasern, enthält. B.

   Verfahren nach Unteranspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die wässrige Fasersuspension zusätz- lich bis zu 15 % gsmahlene organische oder anorgani- sche Fasern oder eine Mischung von beiden oder einen anderen Füllstoff enthält. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch, :dadurch gekenn zeichnet, dass die Konzentration der Fasern in der wäss- rigen Suspension zwischen 0,4 und 1,0 % beträgt. 10.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass .die Nassplatten der Fasern in einer Presse bei einem Druck getrocknet werden, der unter dem Druck liegt, bei dem die Fasern brechen. 11.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Suspe-nsion Zusätze zur Errei chung einer hydrophoben bzw. wasserabweisenden Wir kung oder anderer Wirkungen beigegeben werden, z. B. Zinkstearat, Alaun, Paraffin, Asphalt, Formalin und Glyoxal.