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DE3223178C1 - Process for producing organic fibres coated with mineral substances - Google Patents

Process for producing organic fibres coated with mineral substances

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Publication number
DE3223178C1
DE3223178C1 DE3223178A DE3223178A DE3223178C1 DE 3223178 C1 DE3223178 C1 DE 3223178C1 DE 3223178 A DE3223178 A DE 3223178A DE 3223178 A DE3223178 A DE 3223178A DE 3223178 C1 DE3223178 C1 DE 3223178C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mineral
fibers
mass
organic fibers
mineral substances
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3223178A
Other languages
German (de)
Inventor
Otto-Everhard 3394 Langelsheim Zuske
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fels Werke GmbH
Original Assignee
Fels Werke Peine Salzgitter
Fels-Werke Peine-Salzgitter 3380 Goslar De GmbH
Fels-Werke Peine-Salzgitter 3380 Goslar GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fels Werke Peine Salzgitter, Fels-Werke Peine-Salzgitter 3380 Goslar De GmbH, Fels-Werke Peine-Salzgitter 3380 Goslar GmbH filed Critical Fels Werke Peine Salzgitter
Priority to DE3223178A priority Critical patent/DE3223178C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE3223178C1 publication Critical patent/DE3223178C1/en
Expired legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
    • C04B18/28—Mineralising; Compositions therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

In a process for producing organic fibres coated with one or more mineral substances, which are suitable for use as addition materials and/or fillers for further processable compositions, the procedure for obtaining a structured surface in combination with intimate and durable bond between the mineral substance coating and the fibre surface is as follows: the organic fibres, in particular cellulose fibres, are impregnated with the reactive natural and/or synthetic mineral substance and water with intimate mixing. This mixture is then subjected to a compaction process, and the mixture compacted to a plastic composition is dried after partial or complete hardening of the mineral substance or the mineral substances has taken place. The composition thus dried is finally comminuted, in particular shavingly and shreddingly by means of grinding, to give fine particles.

Description

Als reaktionsfählger Mineralstoff kann außer Gips Zement einzeln oder in geeigneter Kombination eingesetzt werden. Besondere Farbwlrkungen der beschichteten organischen Fasern können vorteilhaft dadurch erzielt werden, daß die Mlschung vor der Aushärtung des Mineralstoffs oder der Mineralstoffe pigmentiert wird. In addition to gypsum, cement can be used as a reactive mineral or used in a suitable combination. Special color effects of the coated organic fibers can advantageously be achieved by the fact that the mash before the hardening of the Mineral or the minerals pigmented will.

Die farbgebenden Pigmente können während der Tränkung der Fasern oder auch noch während des Preßvorgangs zugesetzt werden.The coloring pigments can be used during the impregnation of the fibers or can also be added during the pressing process.

Es hat sich gezeigt, daß ein besonders zweckmäßiges Verfahren für die Feinzerkleinerung der getrockneten Masse darin besteht, daß erfindungsgemäß die Feinzerkleinerung der getrockneten Masse spanabhebend und zerrupfend durchgeführt wird, Insbesondere mit Hilfe von Schlelfvorrichtungen, wodurch sich eine flockige Masse der beschichteten organischen Fasern ergibt, die sich besonders gut weiterverarbeiten läßt und besonders dauerhafte und wirksame Eigenschaften bei Verwendung als Zuschlag- und/oder Füllstoff für weiterverarbeitbare Massen aufweist. It has been shown that a particularly useful method for the fine comminution of the dried mass consists in that according to the invention the fine comminution of the dried mass is carried out by cutting and tearing becomes, in particular with the help of Schlelfvorrichtungen, creating a flaky Mass of the coated organic fibers results, which can be further processed particularly well and particularly durable and effective properties when used as an aggregate and / or has filler for further processable masses.

Das Verfahren der Erfindung wird prinzipiell in folgender Weise durchgeführt: Die organischen Fasern werden in einer Suspension aus einem oder mehreren gewünschten reaktionsfähigen natürlichen und/oder synthetischen Mineralstoffen und Wasser mit diesen innig und homogen vermlscht. Die jeweiligen Anteile von Wasser und Mineralstoff bzw. Mineralstoffen werden je nach den Mineralstoffen wie auch in Abhängigkeit von der durchschnittlichen Faserlänge der organischen Fasern gewählt. The method of the invention is carried out in principle in the following way: The organic fibers are desired in a suspension of one or more reactive natural and / or synthetic minerals and water with this intimately and homogeneously mingled. The respective proportions of water and minerals or minerals are depending on the minerals as well as depending on the average fiber length of the organic fibers.

Das so erzielte Gemenge wird einem geeigneten Preßvorgang unterworfen, dessen Ergebnis eine plastische Masse ist. Dabei wird insbesondere überschüssiges Wasser entfernt und eine erste Haftung der Beschichtung an der organischen Faser erreicht. Während des Preßvorgangs kann die Aushärtung der die Beschichtung bildenden Mineralstoffe beginnen. The mixture obtained in this way is subjected to a suitable pressing process, the result of which is a plastic mass. In particular, excess Removes water and initial adhesion of the coating to the organic fiber achieved. During the pressing process, the curing of the coating forming Minerals begin.

Die eigentliche teilweise oder vollständige Aushärtung des Mineralstoffs oder der Mineralstoffe erfolgt vor oder In dem anschließenden gesteuerten Trocknungsprozeß. The actual partial or complete hardening of the mineral or the minerals take place before or in the subsequent controlled drying process.

Ist die Masse nach dem Trocknungsvorgang erstarrt, so wird die getrocknete Masse feinzerkleinert, insbesondere durch spanabhebendes Zerkleinern und Zerrupfen beispielsweise mittels Schlelfvorrichtungen. Das Ergebnis ist eine flockige Masse aus den beschichteten Fasern. If the mass has solidified after the drying process, then the dried one The mass is finely ground, in particular by chipping and tearing for example by means of key devices. The result is a flaky mass from the coated Fibers.

Diese flockige Masse kann dann als Zuschlag- und/oder Füllstoff in den geschilderten weiterverarbeltbaren Massen und Putzen eingesetzt werden.This flaky mass can then be used as an aggregate and / or filler in the described masses and plasters that can be processed further are used.

Eine besonders vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird Im folgenden näher erläutert: Es werden 45 Vol.-% Cellulosefasern mit 55 Vol.-% handelsüblichen gebrannten Glpses in einem Gemenge mit mindestens der stöchlometrisch erforderlichen Wassermenge homogen und Innig gemischt, wobei gleichzeitig eine Intensive Tränkung der Cellulosefasern erzlelt wird. A particularly advantageous and preferred embodiment of the invention is explained in more detail below: There are 45 vol .-% cellulose fibers with 55 vol .-% commercial distilled Glpses in a mixture with at least the stoichlometric required amount of water homogeneously and intimately mixed, at the same time an intensive Impregnation of the cellulose fibers is elaborated.

Die hierbei entstandene Mischung wird einem Preßvorgang bei einem Druck von 15 bis 30 N/mm2 unterworfen, wodurch eine plastische Masse entsteht. The resulting mixture is a pressing process at a Subjected to pressure of 15 to 30 N / mm2, creating a plastic mass.

Diese plastische Masse bindet anschließend ab und wird auf dem Wege der Trocknung für die mechanische Zerkleinerung vorbereitet. Ist die Masse in gewünschtem Maß getrocknet, so wird diese getrocknete Masse mit Hilfe von Schleifvorrichtungen spanabhebend und zerrupfend zu einer flockigen Masse feinzerklelnert. Diese Zerkleinerung wird zweckmäßig derart durchgeführt, daß sich überwiegend beschichtete Fasern von einer Länge von nicht mehr als 2 mm ergeben. This plastic mass then binds and is on the way prepared for mechanical crushing after drying. Is the measure in the desired Measure dried, so this dried mass is with the help of grinding devices Finely chopped and torn into a flaky mass. This crushing is expediently carried out in such a way that predominantly coated fibers of a length of not more than 2 mm.

Untersuchungen zeigten, daß die hierdurch erreichte Beschichtung der Cellulosefasern mit Glpskrlstallen einen festen Verbund mit den Faseroberflächen elngegangen war. Das entstandene Produkt weist folgende wesentliche Eigenschaften auf: Sehr schwer entflammbar. Investigations showed that the coating achieved in this way The cellulose fibers with Glpskrlstallen a firm bond with the fiber surfaces had gone. The resulting product has the following essential properties on: Very flame retardant.

Kristallwassergehalt: ca. 12X pH-Wert: ca. 7,2 Farbe: grau alkalibeständig. Water of crystallization: approx. 12X pH value: approx. 7.2 Color: gray, alkali-resistant.

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Claims (7)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von mit einem oder mehreren mineralischen Stoffen beschichteten organischen Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß ein inniges Gemenge aus organischen Fasern, reaktionsfähigen natürlichem und/oder synthetischem Mineralstoff und Wasser erzeugt wird, daß danach dieses Gemenge einem Preßvorgang unterworfen und das zu einer plastischen Masse gepreßte Gemenge nach erfolgter teilweiser oder vollständiger Aushärtung des Mineralstoffs oder der Mineralstoffe getrocknet wird und daß schließlich die getrocknete Masse feinzerkleinert wird.Claims: 1. A method for producing with one or more organic fibers coated with mineral substances, characterized in that that an intimate mixture of organic fibers, reactive natural and / or synthetic mineral and water is produced that then this mixture one Subjected pressing process and pressed into a plastic mass mixture after partial or complete hardening of the mineral or mineral substances is dried and that finally the dried mass is finely ground. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als reaktionsfähige Mineralstoffe außer Gips Zement einzeln oder in geeigneter Kombination eingesetzt werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that as reactive Minerals apart from gypsum cement are used individually or in a suitable combination will. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge vor der Aushärtung des Mineralstoffs oder der Mineralstoffe pigmentiert wird. 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that the mixture pigmented before the hardening of the mineral or mineral substances will. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinzerkleinerung der getrockneten Masse spanabhebend und zerrupfend, insbesondere mit Hilfe von Schleifvorrichtungen, durchgeführt wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the fine comminution of the dried mass is cutting and tearing, in particular with the help of grinding devices. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 45 Vol.-% Cellulosefasern mit 55 Vol.-,oÓ handelsüblichen gebrannten Gipses vermengt und mit wenigstens der stöchiometrisch erforderlichen Wassermenge homogen gemischt und getränkt werden, daß das so erzielte Gemenge bei einem Druck von 15 bis 30 Nimm2 zu einer plastischen Masse gepreßt wird, daß die plastische Masse auskristallisiert und einem Trocknungsprozeß unterworfen wird und daß danach die trockene Masse durch Schleifen zu einer flockigen Masse feinzerkleinert wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in, that 45 vol .-% cellulose fibers with 55 vol .-, oÓ commercial plaster of paris mixed and homogeneous with at least the stoichiometrically required amount of water mixed and soaked so that the resulting mixture at a pressure of 15 until 30 Nimm2 is pressed into a plastic mass that the plastic mass crystallizes out and a drying process is subjected and that then the dry mass through Grinding is finely ground to a flaky mass. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Felnzerkleinerung derart durchgeführt wird, daß überwiegend beschichtete Fasern von einer Länge von nicht mehr als 2 mm erzeugt werden. 6. The method according to claim 5, characterized in that the pulp comminution is carried out in such a way that predominantly coated fibers of a length of no more than 2 mm can be produced. 7. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 hergestellten beschichteten organischen Fasern als Zuschlag- und/oder Füllstoff für weiterverarbeitbare Massen. 7. Use of the according to the method according to claims 1 to 6 manufactured coated organic fibers as aggregate and / or filler for further processable materials. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit einem oder mehreren mineralischen Stoffen beschichteten organischen Fasern. The invention relates to a method for producing with a or organic fibers coated with mineral substances. Es Ist bekannt, organische Fasern, z. B. Cellulosefasern mit einer Länge bis ungefähr 3 mm, die chemisch gebleicht oder auch unbehandelt sein können, als Füllstoff in Bitumenmassen, Dichtungsmassen, Farben, Kleber-Spachtelmassen und Putzen zu verwenden. Es ist auch bekannt, vorgefertigte Mischungen aus Cellulosefasern und mineralischen Stoffen, z. B. Kaolinpulver, herzustellen und solche Mischungen als Füllstoff den vorerwähnten Massen und - Putzen zuzusetzen. Solche Mischungen dienen unter anderem zur Verbesserung der Benetzbarkeit der Faser mit Bindemitteln sowie zur Erhöhung der Viskosität und der Konsistenz von weiterverarbeitbaren Massen oder Putzen. It is known to use organic fibers, e.g. B. cellulose fibers with a Length up to approx. 3 mm, which can be chemically bleached or untreated, as a filler in bitumen compounds, sealants, paints, adhesive fillers and To use brushing. It is also known to use pre-made blends of cellulosic fibers and mineral substances, e.g. B. kaolin powder, and such mixtures to be added as a filler to the aforementioned compounds and plasters. Such mixtures serve, among other things, to improve the wettability of the fiber with binders as well as to increase the viscosity and consistency of further processable materials or cleaning. Bisher wurden die mineralischen Stoffe auf die organischen Fasern dadurch aufgebracht, daß die mineralischen Stoffe mit Hilfe von Walzenmühlen an die Fasern angepreßt wurden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Zumischbarkeit und die Möglichkeit der Beschichtung der organischen Fasern mit den mineralischen Stoffen bei diesen bekannten Verfahren erheblich begrenzt ist. Insbesondere lösten ~ sich die angepreßten mineralischen Stoffe bereits vor der Weiterverarbeitung bzw. während des Verarbeitungsprozesses wieder von der Faser. Es ergab sich daraus eine unzureichende Verzahnung mit dem jeweiligen Bindemittel in der Masse und damit eine nur unzureichende Beeinflussung der Viskosität und Konsistenz dieser Masse. Auch hat sich gezeigt, daß die in bekannter Weise behandelten organischen oder Cellulosefasern weiterhin leicht entflammbar waren, was die Anwendungsmögllchkeit insbesondere in der Bautechnik erheblich einschränkte. So far, the mineral substances were based on the organic fibers applied in that the mineral substances with the help of roller mills the fibers were pressed. However, it has been shown that the admixability and the possibility of coating the organic fibers with the mineral ones Substances in these known processes is considerably limited. In particular, solved ~ the pressed mineral substances are already removed before further processing or back from the fiber during the manufacturing process. It resulted in one insufficient interlocking with the respective binder in the mass and thus a inadequate influence on the viscosity and consistency of this mass. Even it has been shown that the organic or cellulose fibers treated in a known manner continued to be highly flammable, which is particularly useful in the construction technology significantly restricted. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art zu schaffen, mit dessen Hilfe die organischen Fasern mit den mineralischen Stoffen derart innig und dauerhaft verbunden werden können, daß die Faser elastisch bleibt und trotzdem eine gute Haftung und ein fester Verbund zwischen Faser und mineralischer Beschichtung erreicht wird, der sowohl vor der Weiterverarbeitung als auch während des Verarbeitungsprozesses erhalten bleibt. Die Fasern sollen daher eine dauerhaft strukturierte Oberfläche erhalten. Bei Verwendung der beschichteten Fasern als Zuschlag-und/oder Füllstoff für weiterverarbeitbare Massen soll eine bessere Verzahnung mit den jeweiligen Bindemitteln innerhalb der weiterverarbeitbaren Masse und somit eine genau beherrschbare Beeinflussung der Eigenschaften dieser weiterverarbeitbaren Masse, insbesondere von deren Viskosität und Konsistenz erreicht werden. The invention is based on the object of a method of the initially to create specified type, with the help of which the organic fibers with the mineral Fabrics can be connected so intimately and permanently that the fiber is elastic and still has good adhesion and a solid bond between fiber and mineral coating is achieved both before further processing as well as during the manufacturing process. The fibers should therefore receive a permanently structured surface. When using the coated Fibers as aggregate and / or filler for further processable masses should be a better interlocking with the respective binding agents within the further processable Mass and thus a precisely controllable influencing of the properties of these further processable mass, in particular achieved by its viscosity and consistency will. Zugleich soll die leichte Entflammbarkeit der so beschichteten Fasern weitestgehend verringert oder ganz beseitigt werden.At the same time, the fibers coated in this way should be easily flammable largely reduced or eliminated entirely. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung vor allem dadurch gelöst, daß ein inniges Gemenge aus organischen Fasern, reaktionsfähigem natürlichem und!oder synthetischem Mlneralstoff und Wasser erzeugt wird, daß danach dieses Gemenge einem Preßvorgang unterworfen und das zu einer plastischen Masse gepreßte Gemenge nach erfolgter teilweiser oder vollständiger Aushärtung des Mineralstoffs oder der Mineralstoffe getrocknet wird und daß schließlich die getrocknete Masse felnzerkleinert wird. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch an den organischen Fasern eine haltbare strukturierte kristalline Oberfläche aus den mineralischen Stoffen entsteht, die vor der Weiterverarbeitung der beschichteten Fasern bzw. während ihres Verarbeitungsprozesses erhalten bleibt ebenso wle die Elastizität der beschichteten organischen Fasern. Untersuchungen haben gezeigt, daß die erfindungsgemäß erzielte Beschichtung der organischen Fasern einen festen Verbund mit der Faseroberfläche eingeht. Bei Verwendung als Zuschlag- und/oder Füllstoff für weiterverarbeitbare Massen, erweist sich dieser als haltbar und führt zu einer innigen Verzahnung mit den jeweiligen Stoffen der weiterverarbeitbaren Masse und damit zu einer genau beherrschbaren Beeinflussung von deren Eigenschaften, Insbesondere von deren Viskosität und Konsistenz. This object is achieved according to the invention in that an intimate mixture of organic fibers, reactive natural and! or synthetic Mlneralstoff and water is produced that then this mixture one Subjected pressing process and pressed into a plastic mass mixture after partial or complete hardening of the mineral or mineral substances is dried and that finally the dried mass is pulverized. It has been shown that this results in a durable structured on the organic fibers Crystalline surface is created from the mineral substances before further processing of the coated fibers or during their processing is retained likewise the elasticity of the coated organic fibers. Investigations have shown that the coating achieved according to the invention on the organic fibers forms a solid bond with the fiber surface. When used as a surcharge and / or filler for further processable masses, this proves to be durable and leads to an intimate connection with the respective substances of the further processable Mass and thus a precisely controllable influence on their properties, In particular, their viscosity and consistency.
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