DE4222207C2 - Verfahren zum Herstellen von Mineralfaserprodukten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Mineralfaserprodukten mit verdichteten Oberflächen­ bereichen aus Mineralfaserbahnen, wobei die Fasern inner­ halb der Mineralfaserbahn im wesentlichen parallel oder senkrecht oder schräg zu den großen Oberflächen der Mineralfaserbahn verlaufen und wobei die Mineralfaserbahn ein unausgehärtetes Bindemittel enthält.

Ein Verfahren der vorgenannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist vor allem durch die canadische Patentschrift 1 057 183 bekanntgeworden. Zur Herstellung eines verdichteten Oberflächenbereiches bzw. einer Oberflächenschicht wird hierbei durch einen waage­ rechten, parallel zu den großen Oberflächen der Mineral­ faserbahn verlaufenden Schnitt eine Teilbahn abgeschnitten. Diese Teilbahn wird dann von der übrigen verbleibenden Mineralfaserbahn abgehoben und zwischen Druckwalzen zusam­ mengepreßt und somit verdichtet. Diese verdichtete Teilbahn wird dann wieder zu der übrigen Mineralfaserbahn zurück­ geführt. Anschließend erfolgt ein gemeinsamer Durchlauf durch einen Härteofen, in welchem das bis dahin unausgehär­ tete in der Mineralfaserbahn und auch in der Teilbahn ent­ haltene Bindemittel ausgehärtet wird. In der Praxis hat sich jedoch erwiesen, daß die Fasern in der abgehobenen Teilbahn durch die hohen statisch wirkenden Komprimierungs­ kräfte zerdrückt und die Teilbahn noch dazu auseinander­ gepreßt wird, vergleichbar mit einem Brotteig, der aus­ gewalzt wird. Dadurch entstehen innerhalb der Teilbahn verhältnismäßig inhomogene verdichtete Zonen. Die in der canadischen Patentschrift vermittelte Lehre wurde auch schon weiter entwickelt, und zwar wurde eine verhältnis­ mäßig dünne Teilbahn aufgeschnitten, zusammengepreßt und dann anschließend mittels einer Pendelvorrichtung in Falten wieder auf die verbleibende Mineralfaserbahn aufgebracht. In allen Fällen hat sich aber gezeigt, daß kein zuverläs­ siger bleibender Faserverbund zwischen den beiden unter­ schiedlich behandelten Schichten erzielt werden konnte. Die letztlich als Endprodukt hergestellten Mineralfaserplatten mit unterschiedlichen Rohdichten in den beiden vorgenannten Schichten hatten stets eine in der Praxis völlig unzurei­ chende Abreißfestigkeit. Beispielsweise beim Verlegen der­ artiger Platten oder auch längerer Bahnen auf einem Flach­ dach eines Gebäudes oder beim Anbringen an Gebäudewänden haben sich die verdichteten Oberflächenschichten von der darunterliegenden unverdichteten Mineralfaserbahn gelöst und teilweise sogar Wellenform angenommen, weil das ver­ dichtete Material das Bestreben hatte, sich wieder, wenn auch nur geringfügig, auszudehnen. Hieran würde sich im Prinzip auch nichts ändern, wenn man auf den Gedanken käme, zwischen den beiden Teilbahnen unterschiedlicher Rohdichten eine Kleberschicht einzubringen, abgesehen davon, daß dadurch erhebliche Mehrkosten anfallen würden und eine Aushärtung in einem Härteofen zu erheblichen Schwierig­ keiten führt.

Der einfachste und naheliegendste Weg, um einen verdichte­ ten Oberflächenbereich bzw. eine Oberflächenschicht zu schaffen, wäre der, die Mineralfaserbahn nicht in Teil­ bahnen aufzuschneiden, sondern direkt einen Druck auf die Oberfläche auszuüben. Bei einer Mineralfaserbahn, in der das Bindemittel noch unausgehärtet ist, läßt sich jedoch kein Oberflächenbereich bzw. eine Oberflächenschicht ver­ dichten, weil sich das Material einer Druckbeanspruchung durch erhebliche Verformungen entzieht und allenfalls die Fasern in direkter Nähe der Oberfläche zerdrückt werden.

Aus der DE 37 01 592 A1 ist ein weiteres Verfahren zum Herstellen von Mineralfaserprodukten mit verdichteten Oberflächenbereichen aus Mineralfaserbahnen bekannt, wobei die Fasern innerhalb der Mineralfaserbahn im wesentlichen parallel oder senkrecht oder schräg zu den großen Ober­ flächen der Mineralfaserbahn verlaufen und wobei die Mineralfaserbahn ein unausgehärtetes Bindemittel enthält. Das Verdichten von Oberflächenbereichen wird in der Weise vorgenommen, daß ein Primärvlies in zwei oder mehrere Teil­ bahnen aufgespalten wird und daß Teilbahnen abgehoben und einer Druckbehandlung unterworfen werden, so daß sie in ihrer gesamten Höhe verdichtet werden. Nach diesem Ver­ dichten werden die abgehobenen Teilbahnen dem übrigen nicht verdichteten Primärvlies wieder zugeführt und in einem anschließenden Härteofen erfolgt die gemeinsame Aushärtung des Bindemittels.

Desweiteren ist aus der EP 03 88 062 A2 eine Nadelbehand­ lung von Oberflächenbereichen bis zu einer vorgegebenen Eindringtiefe bekannt, und zwar bei einem Material, das medizinischen bzw. chirurgischen Zwecken dient. Es geht also hier um ein Material des textilen Bereiches, welches geeignet sein soll, Körperflüssigkeiten einer verletzten oder operierten Person aufzunehmen. Durch das Vernadeln wird zwar eine Verdichtung der Oberfläche dieses Materials angestrebt, gleichzeitig aber die Aufnahmefähigkeit der Flüssigkeit durch die zahlreichen Nadelstiche gefördert.

Weiterhin ist aus der Druckschrift DE-Z Melliand Textil­ berichte 12/1982, Seite 855, "Vernadelung von anorganischen Fasern" bekannt, eine mechanische Verfestigung mittels Ver­ nadelung bei Glasfasern bzw. Steinwolle vorzunehmen. Die Ausführungen beziehen sich auch auf Gesteinsfasern, die zu Isolationszwecken herangezogen werden. Dabei soll die er­ forderliche Festigkeit von Matten durch die Vernadelung erreicht werden. Ferner soll der Einsatz von Bindemitteln durch den Vernadelungsprozeß herabgesetzt werden. Es wird aber nichts darüber ausgesagt, ob sich die Vernadelung über Oberflächenbereiche oder vielmehr über die gesamte Dicke der betreffenden Matte erstrecken soll. Vor allem aber wird bei diesem Stand der Technik die Vernadelung bei einem Material vorgenommen, bei dem das Bindemittel bereits aus­ gehärtet ist. Bei einem solchen Material aus Glas- und Gesteinsfasern tritt durch die Nadeleinwirkung ein hoher Faserbruch auf, und es müssen deshalb zahlreiche Maßnahmen getroffen werden, um die Nachteile des entstehenden feinen Faserstaubes zu vermeiden. Der Fachmann wird also bei einem solchen Material davon abgehalten, einen Vernadelungsprozeß vorzunehmen, denn die Entstehung von feinem Faserstaub muß unter allen Umständen vermieden werden.

Bei einem weiteren Stand der Technik gemäß DE-OS 19 47 789 geht es um die Herstellung von Vliesstoffen mit erhöhter Festigkeit, wobei diese Vliesstoffe einen ausgeprägten textilen Charakter, wie weichen Griff und glatten Fall, aufweisen sollen. Materialmäßig sind die hier angeführten Faservliese nicht mit Mineralfaserprodukten vergleichbar. Um die Festigkeit des Faservlieses insgesamt zu erhöhen, wird Bindemittel über Hohlnadeln in das Vlies eingebracht.

Aus der DE 30 29 333 A1 sind schließlich noch unterschied­ liche Konstruktionen von Filznadeln bekannt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Herstellen von Mineralfaserprodukten mit ver­ dichteten Oberflächenbereichen bzw. -schichten zu schaffen, durch welches hohe Abreißfestigkeiten und eine intensive Verbindung zwischen dem verfilzten und verdichteten Ober­ flächenbereich einerseits und dem übrigen Teil der Mineral­ faserbahn andererseits erreicht werden können.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.

Auf diese Weise ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß auf einfache Weise und gezielt ein Oberflächenbereich bzw. eine Oberflächenschicht bis zu einer bestimmten Tiefe ver­ dichtet werden kann, ohne den übrigen Teil der Mineral­ faserbahn zu beeinflussen, gleichzeitig aber sowohl eine hohe Abreißfestigkeit als auch eine große Biegefestigkeit des Endproduktes erhalten wird. Das Endprodukt sind meist Platten, die nach Durchlauf der behandelten Mineralfaser­ bahn durch den Härteofen in vorgegebener Länge abgeschnit­ ten werden.

Die Hubfrequenz der Nadeln in Bezug auf die übliche Fördergeschwindigkeit der Mineralfaserbahn stellt einen wichtigen Faktor sowohl für den Grad der Verdichtung als auch für die Verfilzung dar. Eine Veränderung der Festig­ keitseigenschaften des Endproduktes kann also dadurch erreicht werden, daß die Hubfrequenz der Nadelstöße veränderbar und einstellbar ist. Bei hoher Hubfrequenz ergibt sich der Vorteil, daß die von den Nadeln nicht getroffene Mineralfaserschicht auf Grund der Massen­ trägheit nicht verformt oder gar verdichtet wird.

Es versteht sich, daß auch die Dichtigkeit der Nadeln, d. h. der Abstand der nebeneinander und/oder hintereinan­ der stehenden Nadeln, einen wichtigen Einfluß auf das End­ produkt hat, jedoch ist die zu wählende Zahl der Nadeln und deren Abstand voneinander für eine größere Produktgruppe durch Versuche einmalig festzulegen. Eine Änderung der Festigkeitseigenschaften eines Endproduktes kann aber in einfacher Weise dadurch erzielt werden, daß der Hub und die Eindringtiefe der Nadeln veränderbar und einstellbar sind.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung des Verfahrens wird ferner dadurch erreicht, daß eine endlose Mineralfaserbahn kontinuierlich bewegt wird, einer ersten mechanischen Vor­ verdichtung unterworfen wird, sodann durch Nadelstöße im gegebenen Oberflächenbereich weiter verdichtet und verfilzt wird und unter einer zweiten Verdichtung einer Wärmebehand­ lung zur Aushärtung des Bindemittels zugeführt wird.

Wenn ein plattenförmiges Endprodukt erhalten werden soll, ist es zweckmäßig, daß die Nadelstöße zum Verdichten und Verfilzen im gesamten Oberflächenbereich gleichmäßig ver­ teilt werden.

Es gibt in der Praxis zahlreiche Anwendungsfälle für ein plattenförmiges Mineralfaserprodukt, bei dem beide Seiten bzw. die beiden großen Oberflächen verdichtete und gegebe­ nenfalls auch harte Schichten aufweisen sollen, z. B. für freistehende Gebäudezwischenwände oder für die Außenwand- Wärme- und Schalldämmung, wenn im letzteren Falle die eine Plattenseite an der Gebäudewand zu befestigen ist und auf der Außenseite ein Putz aufgetragen werden soll. Zur Erzie­ lung derartiger Produkte ist es von Vorteil, daß die Nadelstoßbehandlung auf beiden parallel zueinander ver­ laufenden Oberflächenbereichen der Mineralfaserbahn vorgenommen wird.

Die Produktion für Plattenmaterial läßt sich bei gleich­ bleibender Fördergeschwindigkeit dadurch steigern, daß die Mineralfaserbahn nach dem Aushärten des Bindemittels in einer Schnittebene parallel zu den großen Oberflächen auf­ geschnitten wird, so daß zwei Mineralfaserplatten mit ein­ seitig verdichteter Schicht entstehen.

Es besteht ein großer Bedarf an Mineralfaserprodukten, die an gebogenen Flächen, z. B. um Rohre angebracht werden müssen. Es empfiehlt sich dann, das Verfahren in der Weise auszugestalten, daß die Nadelstöße reihenweise in Längs- und/oder Querrichtung der Mineralfaserbahn vorgenommen werden, so daß die Fertigproduktplatten biegsam oder poly­ gonalartig knickbar sind. Auf diese Weise erhält man ein Produkt, welches neben der Biegsamkeit bzw. Knickbarkeit auch noch zonenweise eine große Druckfestigkeit aufweist.

Eine Verfilzung zwischen der verdichteten Oberflächen­ schicht und der nicht verdichteten Mineralfaserschicht kann noch dadurch begünstigt und die Abreißfestigkeit erhöht werden, daß die Behandlung mit unterschiedlichen Nadel­ arten bzw. Nadelformen erfolgt. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, daß mittels kurzen Vornadeln eine Verdich­ tung und Verfilzung des Oberflächenbereiches vorgenommen wird, und daß mittels längerer Nachnadeln ein Teil der Fasern aus dem äußeren verdichteten Oberflächenbereich in den inneren unverdichteten Bereich der Mineralfaserbahn gestoßen wird.

Ohne zeitraubende Umkonstruktionen an der Herstellungs­ maschine durchführen zu müssen, kann man zahlreiche Varian­ ten im Endprodukt dadurch erzielen, daß die Dicke der verdichteten Schicht im Oberflächenbereich durch Wahl der Eindringtiefe der Nadeln, durch die Hubfrequenz und durch die Nadelform bestimmt wird, derart, daß einerseits geringe Eindringtiefen, hohe Hubfrequenzen und Nadeln mit großem wirksamen Querschnitt dünne hochverdichtete Schich­ ten ergeben und andererseits große Eindringtiefen, niedrige Hubfrequenz und Nadeln mit kleinem Querschnitt dicke, weniger verdichtete Schichten ergeben.

Wenn ein plattenförmiges Endprodukt gewünscht wird- welches eine möglichst harte und druckfeste Oberflächenschicht be­ sitzt, so kann man dies in einfacher Weise dadurch errei­ chen, daß zusätzliche Additive durch Hohlnadeln zur zu­ sätzlichen Verstärkung des Oberflächenbereiches eingebracht werden. Diese Additive können nach dem Aushärten gewisser­ maßen wie kleine Stempel wirken. Sie können aber auch in der Weise eingedüst werden, daß sie in den Bereich zwischen den benachbarten Fasern eindringen und somit einen noch größeren Zusammenhalt innerhalb der verdichteten Ober­ flächenschicht erbringen. Die Additive können aber auch bis in die nicht verdichtete Mineralfaserschicht hinein einge­ bracht werden, so daß zusätzlich zu der Verfilzung im Bereich zwischen der verdichteten und der nicht verdichte­ ten Schicht zahlreiche zusätzliche Verankerungen erzielt werden. Es bleibt auch bei diesen Produkten, wie auch bei allen anderen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her­ stellbaren Produkten der Vorteil erhalten, daß eine gute Dampfdiffusionsfähigkeit gegeben ist.

Für ein Plattenmaterial, das mit einem Putz, einem Anstrich oder einer sonstigen Beschichtung versehen werden soll, ist es vorteilhaft, daß ein dünnes Vlies aus einem Faser­ material, vorzugsweise aus Glasfasern, auf die Oberfläche der Mineralfaserbahn aufgelegt und danach der Nadelstoß­ vorgang vorgenommen wird, so daß ein Teil der Vliesfasern in die Mineralfaserbahn eingebettet wird.

Eine Alternative hierzu ergibt sich dadurch, daß ein Gewebe auf die Oberfläche der Mineralfaserbahn aufgelegt und danach der Nadelstoßvorgang vorgenommen wird, so daß ein Teil des Gewebes in die Mineralfaserbahn eingebettet wird. Das dünne Vlies bzw. das Gewebe kann auch aus einem anderen Fasermaterial als Mineralfasern bestehen, so z. B. aus Kunststoffasern, Textilfasern oder Metallfasern.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung im Schema dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des Förderweges einer Mineralfaserbahn mit Fördervorrichtungen und einer Verdich­ tungs- und Verfilzungsmaschine,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Nadel,

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Nadel und

Fig. 4 eine Seitenansicht auf einen Ausschnitt einer beidseitig verdichteten und verfilzten Mineralfaserbahn in vergrößerter Darstellung und

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung gemäß Fig. 1, jedoch mit beiderseitigen Verdichtungs- und Verfilzungsmaschinen.

Bei dem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung nach Fig. 1 wird eine Mineralfaserbahn 1 in Richtung des Pfeiles 22 zwischen endlosen Förderbändern 2 und 3 mit einer gewissen Dicke kontinuierlich zugeführt. Die Mineralfaserbahn kommt aus einer an sich bekannten, nicht gezeichneten Sammelkammer, in der sich die erzeugten Mineralfasern nach Zugabe eines Bindemittels auf einem luftdurchlässigen Förderband zu einer Schicht ablagern. Die Mineralfaserbahn 1 wird dann zunächst in einem verhältnis­ mäßig lockeren Zustand zwischen den beiden Förderbändern 2, 3, die um Umlenkrollen 4 und 5 geführt sind, gehalten. Es erfolgt anschließend eine gewisse etwas übertrieben gezeichnete Vorverdichtung der Mineralfaserbahn 1 zwischen Andrückrollen 6, 7 bis 8, 9 oder zwischen entsprechend angeordneten und geführten Förderbändern. Da das Binde­ mittel innerhalb der Mineralfaserbahn 1, 10, 17 noch nicht ausge­ härtet ist und die Mineralfasern auf Grund des vorher­ gehenden Herstellungsvorganges im wesentlichen parallel zu den großen Oberflächen der Bahn verlaufen, läßt sich die Mineralfaserbahn 1 in diesem ersten Förderabschnitt sehr homogen mechanisch vorverdichten, bis eine vorverdichtete Mineralfaserbahn 10 einer vorgegebenen Dicke entsteht.

Die so vorverdichtete Mineralfaserbahn 10 gelangt an­ schließend in eine Verdichtungs- und Verfilzungsvorrich­ tung, die in Fig. 1 vereinfacht dargestellt ist. Sie besitzt eine Vielzahl von Nadeln 13, die gruppenweise oder gemeinsam mit einer Hubvorrichtung verbunden ist, die in Richtung des Pfeiles 15 eine hochfrequente Hubbewegung ausführt. Eine solche Hubvorrichtung ist mindestens auf einer Oberflächenseite, entweder auf der Ober- oder Unter­ seite, der Mineralfaserbahn 10, 17 angeordnet und mit einem nicht gezeichneten Hubantrieb versehen. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel sind die Nadeln 13 an einem plattenar­ tigen Träger 11 befestigt. Dieser plattenartige Träger ist mit der Hubvorrichtung und dem Antrieb verbunden, und zwar so, daß die Nadeln bis zu einer vorgegebenen Eindringtiefe taktweise in den Oberflächenbereich der Mineralfaserbahn 10, 17 eindringen und diese in dem vorgewählten Oberflä­ chenbereich verdichten und gleichzeitig verfilzen.

Der Hub der Hubvorrichtung ist vorteilhafterweise verstell­ bar und auf eine bestimmt Höhe einstellbar und dabei ist die Hubfrequenz über den Antrieb regelbar. Ferner ist es von Vorteil, wenn die Stoßkräfte der Nadeln 13 regelbar sind. Durch die Begrenzung der Stoßkräfte können die Ver­ dichtungsnadeln 13 daran gehindert werden, sich bei Auftreten von ungewollten Wolleinschlüssen innerhalb der Mineral­ faserbahn zu deformieren, so daß dadurch die Abbruchgefahr bei den Nadeln 13 vermindert wird. In der Praxis lassen sich diese vorerläuterten Einstellungen und Regelungen in ein­ facher Weise dadurch bewerkstelligen, daß die Hubvorrich­ tung pneumatisch oder hydraulisch betätigbar ist.

Die Nadeln 13, insbesondere die der Verdichtung dienenden Verdichtungsnadeln, weisen einen meißelartig verbreiterten Kopf 27 oder 30 auf, die gemäß Fig. 2 und 3 am Ende des Nadelschaftes 26 bzw. 29 angeformt sind. Der Nadelkopf 27 besitzt am unteren Ende eine Schneide 28, die beim Auf­ treffen auf die Fasern diese in eine Schleifenform zwingen und damit eine Verfilzung mit den benachbarten Fasern er­ geben. Bei dem Ausführungsbeispiel der Nadel gemäß Fig. 3 ist an dem Meißelkopf 30 eine nach unten hin herausragende Nadelspitze 31 vorgesehen. Statt dessen können auch mehrere Nadelspitzen angeordnet werden. Zweckmäßigerweise besitzen die Nadelspitzen kleine seitliche Haken 32 und 33, die zu einer weiteren Verformung und Verfilzung von Mineralfasern führen, und zwar vor allem in dem Grenzbereich zwischen dem verdichteten Oberflächenbereich einerseits und dem nicht verdichteten Bereich der Mineralfaserbahn. Dem gleichen Ziel der Verfilzung und Verbindung zwischen den beiden vor­ genannten Schichten dient eine andere konstruktive Ausfüh­ rung, wonach mindestens zwei unterschiedliche Nadelgruppen, nämlich eine Gruppe von kurzen Vornadeln und eine Gruppe von längeren Nachnadeln, vorgesehen sind. Um den Effekt einer guten Verfilzung zu erreichen, besitzen die Nadeln bzw. Stößel einen größeren Durchmesser und, wie die Fig. 2 und 3 zeigen, andere Formen, als sie beispielsweise bei Vielnadelnähmaschinen aus der Textilindustrie bekannt sind. Die Anordnung der Verdichtungsnadeln sollte einer Wirr­ stichanordnung genügen, damit die äußeren Oberflächen­ bereiche bzw. -schichten möglichst punktförmig und entspre­ chend der einzustellenden Hubfrequenz gleichmäßig und gleichverteilt vorverdichtet werden. Es ist wichtig, die Stoßbeanspruchung durch die Nadeln auf eine im Verhältnis zu der Oberfläche der gesamten Mineralfaserbahn kleine Fläche zu konzentrieren, damit die Stoßkräfte die erläu­ terten äußeren Zonen verdichten und sich infolge der Kraft­ verteilung bei Punktlasten die darunter folgenden Schichten nur geringe Beanspruchungen erfahren. Durch eine entspre­ chende Wahl der Verdichtungsnadeln, z. B. mit einer kurzen Vornadel, werden die Fasern aus den äußeren verdichteten Schichten in die darunter liegenden unverdichteten Faser­ schichten gezwungen, so daß zusätzliche Verbindungen ent­ stehen, die das Biege- und Abreißverhalten des Fertig­ produktes weiterhin günstig beeinflussen. Die Verdichtungs­ nadeln selbst bestehen vorteilhafterweise aus leichtem und abriebfesten Material. Dabei ist das Ziel, die zu bewegen­ de Masse der Nadeln und der mitzubewegenden Bauteile mög­ lichst zu verringern, so daß entsprechend höhere Hubfre­ quenzen möglich sind. Dies ist besonders wichtig bei hohen Liniengeschwindigkeiten bei der Fertigung der Mineralfaser­ bahnen.

Die Verdichtung und Verfilzung kann wahlweise auf der Ober­ seite oder Unterseite der Mineralfaserbahn oder, wie die Fig. 5 und insbesondere die Fig. 4 in vergrößertem Maß­ stab veranschaulichen, auf beiden Seiten vorgenommen werden. Die beidseitig verdichtete Mineralfaserbahn 17 be­ sitzt dann zwei verdichtete und verfilzte Oberflächenberei­ che 34 und 35 und eine dazwischen liegende unverdichtete und nicht verfilzte Mittelschicht 17 bzw. 37, wobei jedoch eine gute Verbindung zwischen den Schichten gewährleistet ist. Wenn entsprechend der praktischen Anwendung der End­ produkt-Platten nur eine einseitige verdichtete und ver­ filzte Schicht erwünscht ist, kann eine nicht gezeichnete Aufschneidevorrichtung zum Aufschneiden einer beidseitig verfilzten und verdichteten Mineralfaserbahn 17 bzw. 21 entsprechend dem Trennschnitt 36 (Fig. 4) in zwei Teil­ bahnen vorgesehen sein.

Wie die Fig. 1 und 5 ferner veranschaulichen, wird die aus der Vernadelungs- bzw. Verfilzungsmaschine austretende verdichtete Mineralfaserbahn 17 über Förderrollen 18, 19 oder entsprechende endlose Förderbänder einem Härteofen 20 zugeführt, in dem die Mineralfaserbahn 21 beispielsweise zwischen nicht gezeichneten endlosen Bändern noch eine weitere geringfügige Nachverdichtung erhalten kann, um vor allem die Oberflächen zu glätten. Im Härteofen 20 wird dann das bis dahin unausgehärtete Bindemittel endgültig ausge­ härtet. Die Mineralfaserbahn tritt in Richtung des Pfeiles 23 aus dem Härteofen aus und kann in geeignete Platten­ stücke aufgetrennt und zum Endprodukt verarbeitet werden, oder es kann der beschriebene Trennschnitt 36 gemäß Fig. 4 das Auftrennen in Plattenteile bewirken.

Die Fig. 1 und 5 zeigen noch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, nämlich daß einseitig (Fig. 1) oder beidseitig (Fig. 5) zwischen den platten­ artigen Nadelträgern 11 und 12 einerseits und der Mineral­ faserbahn 10, 17 andererseits jeweils eine weitere Platte 24 und 25 vorgesehen ist, in welcher die Nadeln 13, 14 geführt sind. Diese Platten 24 und 25 können ebenfalls mit der Hubvorrichtung verbunden sein. Sie können eine gewisse zusätzliche Oberflächenverdichtung bewirken, vor allem aber können diese Platten dazu dienen, evtl. aus der Oberfläche herausgerissene Fasern wieder in die Oberfläche hinein zu drücken.

Die gemäß Fig. 5 beiderseitig angeordneten Hubvorrichtun­ gen werden vorteilhafterweise in Richtung der Pfeile 15 und 16 mit gleicher Hubfrequenz und im Gegentakt betrieben, d. h. wenn sich die obere Hubvorrichtung nach unten bewegt, wird die unter Hubvorrichtung gleichzeitig nach oben bewegt und umgekehrt beim Rücktakt. Da die Vorrichtung gemäß Fig. 5 zur waagerechten Mittelebene im wesentlichen symmetrisch bzw. spiegelbildlich ausgestaltet ist, sind für gleiche oder gleichwirkende Teile die gleichen Bezugszeichen ver­ wendet worden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch er­ zielt, daß die Nadeln als Hohlnadeln ausgebildet und an eine Zuführungsvorrichtung für Additive, vorzugsweise flüssige Additive, angeschlossen sind. Insbesondere bei größeren Fördergeschwindigkeiten der Mineralfaserbahn, ist es von Vorteil, daß die Nadeln zur Anpassung an die Förder­ geschwindigkeit der Mineralfaserbahn während des Einstiches jeweils taktweise in Förderrichtung bewegbar, vorzugsweise schwenkbar, an der Hubvorrichtung gelagert sind. Auf diese Weise werden die Nadeln geschont, Reibungen und damit ein­ hergehende Erwärmungen vermieden und eine Abbruchgefahr praktisch vollkommen ausgeschlossen. Diese Bewegungen der Nadeln während des Einstiches in die Mineralfaserbahn in deren Förderrichtung und die Zurückbewegungen der Nadeln nach dem Austritt aus der Mineralfaserbahn in die Ursprungsstellung können durch einfache mechanische Getriebeanordnungen, so z. B. mittels Exzentern, erzeugt werden.

Materialmäßig wurde oben stets allgemein von Mineralfasern bzw. Mineralfasermaterial gesprochen. Es sei hier aber noch besonders hervorgehoben, daß sowohl das Verfahren als auch die Vorrichtung besonders geeignet für die Herstellung von Steinwollprodukten sind. Ferner können nicht nur Material­ bahnen mit einem Faserverlauf parallel zu den großen Ober­ flächen bearbeitet werden, sondern auch Lamellenbahnen oder -platten, bei denen die Fasern senkrecht oder unter einem anderen Winkel zu den großen Oberflächen verlaufen.

Claims (19)

1. Verfahren zum Herstellen von Mineralfaserprodukten aus einer endlosen, kontinuierlich bewegten Mineralfaser­ bahn, wobei die Fasern innerhalb der Mineralfaserbahn im wesentlichen parallel oder senkrecht oder schräg zu deren großen Oberflächen verlaufen, und wobei die Mineralfaserbahn, die ein unausgehärtetes Bindemittel enthält zuerst einer ersten mechanischen Vorverdichtung unterworfen wird, an­ schließend mindestens ein Oberflächenbereich Nadel­ stößen, deren Hubfrequenz, Hub- und Eindringtiefe der Nadeln veränderbar und einstellbar sind, bis zu einer vorgegebenen Eindringtiefe ausgesetzt wird, so daß die Fasern im Oberflächenbereich verfilzen und gleichzeitig der Oberflächenbereich verdichtet wird, und worauf die Mineralfaserbahn unter einer zweiten Verdichtung einer Wärmebehandlung zur Aushärtung des Bindemittels zuge­ führt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadelstöße zum Verdichten und Verfilzen im gesamten Oberflächenbereich gleichmäßig verteilt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nadelstoßbehandlung auf beiden parallel zueinander verlaufenden Oberflächenbereichen der Mineralfaserbahn vorgenommen wird und daß die Mineralfaserbahn nach dem Aushärten des Bindemittels in einer Schnittebene parallel zu den großen Ober­ flächen aufgeschnitten wird, so daß zwei Mineral­ faserplatten mit einseitig verdichteter Schicht ent­ stehen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadelstöße reihenweise in Längs- und/oder Querrichtung der Mineralfaserbahn vorgenommen werden, so daß die Fertigproduktplatten biegsam oder poly­ gonalartig knickbar sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit derart unterschiedlichen Nadelarten bzw. Nadelformen erfolgt, daß mittels kurzen Vornadeln eine Verdichtung und Ver­ filzung des Oberflächenbereiches vorgenommen wird, und daß mittels längerer Nachnadeln ein Teil der Fasern aus dem äußeren verdichteten Oberflächenbereich in den inneren unverdichteten Bereich der Mineralfaserbahn gestoßen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der verdichteten Schicht im Oberflächenbereich derart bestimmt wird, daß einerseits geringe Eindringtiefen, hohe Hubfre­ quenzen und Nadeln mit großem wirksamen Querschnitt dünne hochverdichtete Schichten ergeben und anderer­ seits große Eindringtiefen, niedrige Hubfrequenz und Nadeln mit kleinem Querschnitt dicke, weniger verdich­ tete Schichten ergeben.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Additive durch Hohlnadeln zur zusätzlichen Verstärkung des Oberflä­ chenbereiches eingebracht werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein dünnes Vlies aus einem Fasermaterial, vorzugsweise aus Glasfasern, auf die Oberfläche der Mineralfaserbahn aufgelegt und danach der Nadelstoßvorgang vorgenommen wird, so daß ein Teil der Vliesfasern in die Mineralfaserbahn eingebettet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gewebe auf die Oberfläche der Mineralfaserbahn aufgelegt und danach der Nadelstoß­ vorgang vorgenommen wird, so daß ein Teil des Gewebes in die Mineralfaserbahn eingebettet wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Förderrollen (6, 7, 8, 9) oder -bänder (2, 3) auf beiden Seiten der kontinuierlich bewegten endlosen Mineralfaserbahn (1, 10, 17) zu deren Vorverdichtung vorgesehen sind, daß eine Vielzahl von Nadeln (13, 14) gruppenweise oder gemeinsam mit einer Hubvorrichtung (15, 16) verbunden ist, die mindestens auf einer Ober­ flächenseite der Mineralfaserbahn (10, 17) angeordnet und mit einem Antrieb versehen ist, so daß die Nadeln bis zu einer vorgegebenen Eindringtiefe taktweise in die Mineralfaserbahn (10, 17) eindringen und diese im Oberflächenbereich verfilzen und gleichzeitig verdich­ ten, daß der Hub der Hubvorrichtung verstell­ bar und einstellbar und die Hubfrequenz über den Antrieb regelbar ist und daß weitere Förderrollen (18, 19) oder -bänder zur Zuführung zu einem Härteofen (20) vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln (13, 14), insbesondere die der Ver­ dichtung dienenden Verdichtungsnadeln, einen meißel­ artig verbreiterten Kopf (27, 30) aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Meißelkopf (27, 30) mindestens eine heraus­ ragende Nadelspitze (31) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln (13, 14) als Hohlnadeln ausgebildet und an eine Zufüh­ rungsvorrichtung für Additive, vorzugsweise flüssige Additive, angeschlossen sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln an einem plattenartigen Träger (11, 12) befestigt sind, der mit der Hubvorrichtung und dem Antrieb verbunden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem plattenartigen Träger (11, 12) und der Mineralfaserbahn (10, 17) eine weitere Platte (24, 25) vorgesehen ist, in welcher die Nadeln (13, 14) geführt sind und welche ebenfalls mit der Hubvor­ richtung verbunden ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei unter­ schiedliche Nadelgruppen, eine Gruppe von kurzen Vor­ nadeln und eine Gruppe von längeren Nachnadeln, vor­ gesehen sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, gekennzeichnet durch eine Aufschneidevorrichtung zum Aufschneiden einer beidseitig verfilzten und verdich­ teten Mineralfaserbahn (21) in zwei Teilbahnen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln (13, 14) zur Anpassung an die Fördergeschwindigkeit der Mineral­ faserbahn (10, 17) während des Einstiches jeweils taktweise in Förderrichtung (22, 23) bewegbar, vor­ zugsweise schwenkbar, an der Hubvorrichtung gelagert sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung pneu­ matisch oder hydraulisch betätigbar ist.