CH618917A5 - Mineral fibre board adhesion-bonded to a metal foil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mit einer Metallfolie kaschierte, als Dämmplatte od. dgl. verwendbare Mineralfaserplatte.

Es ist bekannt, als Bindemittel oder Kleber zum Befestigen der Metallfolie auf solchen Mineralfaserplatten einen organischen Kleber zu verwenden (US-PS 2 890 147 und US-PS 3 276 928).

Die Verwendung solcher organischer Kleber hat jedoch den Nachteil, dass die mit ihrer Hilfe kaschierten Mineralfaserplatten nicht mehr den Vorschriften gerecht werden, die hinsichtlich der Unbrennbarkeit von wärme- und schalldämmenden Materialien zu erfüllen sind.

Zum Feuersichermachen von Isolierungen aus Glas- oder Mineralfasern ist an sich aus der DE-PS 957 465 bereits ein Verfahren bekannt, bei welchem wasserlösliche Silikate, also ein anorganisches Mittel, und zwar als Silikat ein solches von geringer Alkalität, Verwendung finden, die auf die Aussen-fläche der Isolierung aufgebracht werden. Hier wird also nur eine Beschichtung einer entsprechenden Dämmplatte hergestellt.

Als bevorzugte Zusammensetzung eines solchen Silikats ist eine solche genannt, die aus einem Gewichtsanteil Na20 auf 3,2 bis 3,65 (vornehmlich 3,4) Gewichtsanteilen Si02 besteht.

Hauptziel der Massnahme war es, den Isolierungen zwar die gewünschte Feuersicherheit zu verleihen, aber zu vermeiden, dass die Silikate infolge ihrer hohen Alkalität die Glasoder Mineralfasern angreifen. Ausserdem wurde erstrebt, die Behandlung der Isolierungen so vorzunehmen, dass schädliche Reizungen der Haut beim Handhaben der Isolierungen nicht mehr vorkommen können.

Das Problem, Mineralfaserkörper mit anorganischen Substanzen zu imprägnieren, um derart ihre Entflammbarkeit weitestgehend herabzusetzen, beschäftigt die Techniker bereits seit langem.

In der US-PS 3 002 857 wird bereits erwähnt, dass die Verwendung von Wasserglas oder Natriumsilikat als Bindemittelkomponente bei der Herstellung von überzogenen oder gebundenen Glasfaserkörpern wegen der hohen Natriumkonzentration in handelsüblichen Natriumsilikaten eine Zerstörung und einen Angriff auf die Glasfasern zur Folge haben kann, so dass Produkte entstehen, die schwach und brüchig sind. Diese Patentschrift nennt Bedingungen, die an eine Uberzugs- oder Bindemittelzusammensetzung für Glasfasern oder -filme zu stellen wären:

1. Die Bestandteile der das Bindemittel bildenden Zusammensetzung müssen eine gute Bindung mit den Oberflächen der Glasfasern oder des Glasfilms bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des die Fasern bildenden Glases aufweisen. Diese Bindung soll sich in verhältnismässig kurzer Zeit von ca. 0,25 bis 60 Minuten und bei einer Temperatur unter 650° C und vorzugsweise im Bereich von 315 bis 650° C aufbauen.

2. Das Bindemittel oder der Überzug dürfen durch Feuchtigkeit nicht beeinträchtigt werden und sollen unter Feuchtigkeitsbedingungen nach dem Absetzen auf den Oberflächen der Mineralfaserplatte nicht quellen.

3. Die Bestandteile des Binde- oder Überzugsmittels dürfen Glasfasern nicht, wie es bei Natriumsilikat der Fall ist, angreifen, wenn sie in Form einer Zusammensetzung vorliegen, die auf die Oberflächen der Glasfasern oder Glasfilme aufgebracht wird. Außerdem dürfen sie Festigkeit, Biegsamkeit und andere wünschenswerte Eigenschaften der Glasfasern oder -filme nicht nachteilig beeinflussen.

4. Eine solche anorganische Bindemittel- oder Überzugszusammensetzung sollte gegenüber Metall nicht korodierend wirken.

5. Die Zusammensetzung sollte sich mit geringen Kosten und aus verhältnismässig leicht verfügbaren Materialien herstellen und mit üblichen Einrichtungen aufbringen lassen, um zu einem verbesserten Produkt zu kommen, ohne die Kosten wesentlich zu erhöhen.

Zur Erfüllung dieser Aufgabe schlägt die US-PS 3 002 857 eine Zusammensetzung in Form eines wässrigen Systems vor, bei dem die in der Zusammensetzung enthaltenen Materialien mit den Glasfaseroberflächen bei den oben angegebenen, vergleichsweise hohen Temperaturen reagieren und ein glasartiges Material entsteht, das sich fest mit den Glasfaseroberflächen verbindet.

Abgesehen davon, dass die Herstellung einer solchen Beschichtung die Anwendung der angegebenen unwirtschaftlich hohen Temperaturen erfordert, wird mit einem solchen Bindeoder Überzugsmittel lediglich ein Überzugsmaterial für die einzelnen Fasern, gegebenenfalls nur für die oberflächig liegenden Fasern, geschaffen, das mit den Glas- oder anderen Mineralfasern reagiert. Es entsteht offenbar keine zusammenhängende Schicht auf dem aus derartig behandelten Fasern hergestellten Produkt, sondern lediglich eine an jeder einzelnen Faser fest gebundene Umhüllung, um die Fasern so zu modifizieren, dass die aufgestellten Forderungen erfüllt werden können.

In der US-PS 3 002 857 ist auch bereits die Verwendung von Füllmitteln in Form von Ton oder anderen wasserlöslichen oder wasserdispergierenden Silikaten, Karbonaten, Hydroxyden oder Oxyden von Metallen erwähnt, die gewöhnlich in Glas vorhanden sind.

In der US-PS 3 286 785 und in der US-PS 3 490 065 wird eine schall- und wärmedämmende Platte aus Mineralfasern beschrieben, die wenigstens auf einer Seite eine dichte Schicht aufweist, deren Funktion in erster Linie darin bestehen soll, dass bei einer Schwächung der nicht imprägnierten, darunter befindlichen Schicht oder beim Erweichen oder Schmelzen derselben und einem Verbrennen des Harzbindemittels für die Mineralfasern nunmehr diese dichte Schicht das hauptsächliche oder alleinige tragende, überspannende Element und damit die einzige Quelle für die strukturelle Unversehrtheit der Platte ist.

Das für die Herstellung dieser Schicht dienende Imprägniermittel enthält zerkleinertes anorganisches Gut und eine Bindemittelphase, die wiederum aus 5 bis 95 Gewichtsprozent Kieselsäuresol und 95 bis 5 Gewichtsprozent Bentonit besteht, wobei der Gesamtfestkörperanteil im Imprägniermittel bei 2 bis 25 Gewichtsprozent liegt. Das hergestellte Material weist

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also 1 bis 20 Gewichtsprozent Kieselsäuresol und 1 bis 15 Gewichtsprozent Bentonit auf, wobei noch Bindeton und Feldspat zugesetzt sein können. Auch Füllstoffe können beigegeben sein. Solche Imprägniermittel sind jedoch sehr teuer und ihr Einsatz ist in der Praxis daher nur in Spezialfällen zu verantworten.

Schliesslich ist aus der DE-OS 1 919 764 ein Verfahren zur Herstellung von feuerbeständigen Isolierplatten und Formkörpern bekanntgeworden, bei dem solche Formkörper mit einer Lösung von Kieselgur und Wasserglas zur Bildung einer isolierenden Deckschicht behandelt werden. Die weiter gemachte Angabe, den Formkörper während der Behandlung mit der Kieselgur-Wasserglas-Lösung vibrierend zu bewegen und den Formkörper voll mit dieser Lösung zu tränken, lässt erkennen, dass nicht an eine Beschichtung gedacht ist, die bestimmten Forderungen gerecht werden soll. Insbesondere ergeben sich recht spröde Bindungen.

Durch die Erfindung soll eine mit einer Metallfolie, vorzugsweise Aluminiumfolie kaschierte, als Dämmplatte od. dgl. verwendbare Mineralfaserplatte geschaffen werden, welche folgende Forderungen zu erfüllen gestattet;

Die Platte soll nicht brennbar sein, d. h. hinsichtlich der Nichtbrennbarkeit wenigstens eine Klasse höher liegen als die üblichen, mit Hilfe eines organischen Klebers kaschierten Platten.

Ausserdem darf der Kleber für die Verbindung von Mineralfaserplatte und Metallfolie die Fasern und/oder ihre Bindung nicht angreifen.

Der Kleber darf auch keinen nachteiligen Einfluss auf die zum Kaschieren verwendete Metallfolie, insbesondere Aluminiumfolie, haben, diese also im wesentlichen nicht korrodieren oder wenigstens örtlich verspröden oder in anderer Weise nachteilig beeinflussen.

Schliesslich soll der eingesetzte Kleber leicht auftragbar sein. Die angegebenen Forderungen bereiten in ihrer Erfüllung gewisse Schwierigkeiten, da darauf zu achten ist, dass die Erfüllung der einen Forderung nicht die Erfüllung einer anderen Forderung ausschliesst.

Die Erfindung geht somit aus von einer mit einer Metallfolie, insbesondere Aluminiumfolie, kaschierten Mineralfaserplatte und kennzeichnet sich dadurch, dass als Kleber zur Verbindung der Platte mit der Metallfolie ein solcher auf der Basis von Wasserglas mit einem Zusatz von tonmineralischen Stoffen mit der im Anspruch 1 definierten Zusammensetzung in Gewichtsprozenten verwendet wird.

Als tonmineralische Stoffe eignen sich Kaolin, Ton od. dgl., Talk bzw. entsprechende Mischungen dieser Zusätze.

Als Pigmente wählt man vorzugsweise Fe203, Fe OOH, T1O2, Cr2O3.

Die genannten Phosphate oder Borate ein- bis dreiwertiger Metalle, die bis zu 5 % in gelöster bzw. feinteiliger Form vorhanden sind, dienen zum Verringern der Sprödigkeit.

Die Forderung, dass die Nichtbrennbarkeit einer solchen Platte um mindestens eine Klasse verbessert sein soll, ist erfüllt durch die ausschliessliche Verwendung mineralischer Bestandteile.

Durch die Wahl der Zusätze zum Wasserglas, ihren prozentualen Anteil und insbesondere die Feinheit der Zusätze

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lässt sich ein zusammenhängender Film bilden, der auch bei Lagerung erhalten bleibt und nicht versprödet. Ein korrodierender Angriff des Klebers auf die Metallfolie findet nicht statt.

Insbesondere ist durch die Wahl der Mengen an Oxiden oder Karbonaten der Erdalkalien und des Zinks, Oxiden oder Hydroxiden des Aluminiums und/oder Bariumsulfat in den angegebenen Grenzen sichergestellt, dass für den aufgetragenen Kleber die Gefahr der Versprödung möglichst gering gehalten ist.

Der Zusatz von tonmineralischen Stoffen stellt darüber hinaus sicher, dass der erfindungsgemäss verwendete Kleber die Fasern und/oder ihre Bindung praktisch nicht angreifen kann.

Von besonderem Vorteil ist, dass die Zusätze an tonmineralischen Stoffen und an Pigmenten sich wechselseitig ergänzen oder ersetzen können und durch die Begrenzung der wasserunempfindlich machenden Stoffe nach oben sichergestellt ist, dass der Kleber elastisch und biegsam bleibt. Dabei ist von besonderer Bedeutung die Einhaltung eines Trocknungsgrades dahingehend, dass unter den für die Reaktion der Härter notwendigen Bedingungen getrocknet wird.

Der erfindungsgemäss verwendete Kleber lässt sich wegen der in sehr feinem Zustand vorliegenden Füllstoffe ohne weiteres durch Zugabe von Wasser verdünnen und damit leicht auftragbar einstellen.

Da der erfindungsgemäss verwendete Kleber die Metallfolie nicht nur nicht korrodiert, sondern sogar verstärkt, kann diese relativ dünn gewählt werden, was zu einer Einsparung an Folienmaterial führt.

Das Auftragen des Klebers erfolgt vorzugsweise vollflächig, wodurch sich eine Festigkeitssteigerung der Metallfolie ergibt.

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele näher erläutert werden, wobei mit der Abkürzung FS der Anteil an Festsubstanz bezeichnet ist und mit der Abkürzung M.V. das Molverhältnis angegeben wird. Die Prozente bedeuten Gewichtsprozente.

Beispiel I

89,5% Natronwasserglas FS 35% MV 3,3 8 % Kaolin <10,«

2,5% ZnO < 1 n

Beispiel II 86% Natronwasserglas FS 35% MV 3,3 8% Ton <5ju 3% MgO <10/i 3% Fe203 <l/i

Beispiel III 85% Kaliwasserglas FS 29% MV 4,1 7% Talk <10^

4% AI OOH <5/i 4% Natriumpolyphosphat

Man kann dem Kleber je nach der Natur der zu verklebenden Materialien eine bestimmte Menge Wasser zusetzen.

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Claims (4)

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1 bis 5 % Oxide oder Karbonate der Erdalkalien oder des Zinks, Oxide oder Hydroxide des Aluminiums und/oder Bariumsulfat 0 bis 5 % Pigmente

0 bis 5 % Phosphate oder Borate ein-, zwei- oder dreiwertiger Metalle in gelöster oder fein verteilter Form.

1. Mit einer Metallfolie verklebte Mineralfaserplatte, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozenten aufweist:

60 bis 95 % Wasserglas 4 bis 16% tonmineralische Stoffe

2. Faserplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die tonmineralischen Stoffe Kaolin, Ton oder Talk oder Mischungen davon sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Faserplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmente Fe203, FeO • OH, Ti02 oder Cr203 sind.

4. Faserplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber 1-5% MgO, MgC03, A1203 oder AIO(OH) enthält.