NO131111B

NO131111B -

Info

Publication number: NO131111B
Application number: NO04514/70A
Authority: NO
Inventors: K Dk Holbek; E Dk Jorgensen
Original assignee: Rockwool As
Priority date: 1969-11-25
Filing date: 1970-11-24
Publication date: 1974-12-30
Also published as: DE2057945A1; NO131111C; AT313152B; GB1336426A; BE759402A; CH561672A5; NL165798C; SE419855B; SE373265B; SE7604948L; FR2068634B1; SE8100570L; FI52331C; NL165798B; NL7017201A; FI52331B; FR2068634A1

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av et mineralullprodukt som lett kan fuktes med vann. Method for producing a mineral wool product that can be easily wetted with water.

Oppfinnelsen angår en rekke spesielle mineralullprodukter som finner anvendelse i landbruk og gartnerier, og som har det til felles at de skal være lette å fukte med vann. Produktene skiller seg dermed klart ut fra alminnelige mineralullprodukter som skal være vannavstotende, således at vann preller av på deres overflate og kun under anvendelse av overtrykk kan bringes til å trenge inn i dem. Fuktbarheten oppnås ifblge oppfinnelsen ved at en opplosning av et fuktemiddel forstoves i luft, hvori mineralfibre skal fordeles eller befinner seg fordelt, hvorpå de med fuktemiddel belagte fibre samles og opparbeides, herunder sammenbindes til slike produkter. The invention relates to a number of special mineral wool products which are used in agriculture and horticulture, and which have in common that they must be easy to wet with water. The products thus clearly stand out from ordinary mineral wool products which are supposed to be water-repellent, so that water bounces off their surface and can only be made to penetrate them by applying excess pressure. The wettability is achieved according to the invention by atomizing a solution of a wetting agent in air, in which mineral fibers are to be distributed or are distributed, after which the fibers coated with wetting agent are collected and worked up, including being combined into such products.

Anvendelse av mineralull for en rekke spesielle formål i landbruk og gartnerier er velkjent. Således beskriver U.S. patent nr. 2.192.939 en sammenhengende matte av mineralfibre som brukes til å dekke uvokset jord eller nedvalses i jordens overste lag for å sikre etablering av en onsket vegitasjon. For fibersub-stansen velges en kjemisk sammensetning som bringer fibrene til å forvitre efter en viss tid, idet de undergår en kjemisk spalt-ning under værets påvirkning. Fra U.S. patent nr. 2.949.698 kjennes elastiske, tilskårne mineralfibermatter som brukes til å dekke marken omkring storre enkeltplanter. Her velges fibre med betydelig kjemisk bestandighet. Mattene må være lette å fukte fordi vann skal kunne sive gjennom dem, men de må sam-tidig ha lav kapillaritet fordi de blant annet skal beskytte jorden mot uttorring. Anvendelse av mineralull som vekstmedium for jordlos plantedyrking er ofte blitt foreslått. For slik anvendelse skal mineralullen fremdeles være kjemisk bestandig og lett å fukte med vann som da bor inneholde plantenærings-stoffer i opplosning. Disse produkter må ha særlig hoy kapillaritet således at vann holdes jevnt finfordelt over hele mineralullens volum sammen med den for planterottene nodvendige luft. The use of mineral wool for a number of special purposes in agriculture and horticulture is well known. Thus, the U.S. describes patent no. 2,192,939 a continuous mat of mineral fibers which is used to cover ungrown soil or is rolled down into the top layer of the soil to ensure the establishment of a desired vegetation. For the fiber substance, a chemical composition is chosen which causes the fibers to weather after a certain time, as they undergo a chemical decomposition under the influence of the weather. From the U.S. patent no. 2,949,698, elastic, cut-to-size mineral fiber mats are known which are used to cover the ground around larger single plants. Here, fibers with significant chemical resistance are selected. The mats must be easy to moisten because water must be able to seep through them, but they must also have low capillarity because, among other things, they must protect the soil from drying out. The use of mineral wool as a growth medium for soilless plant cultivation has often been proposed. For such use, the mineral wool must still be chemically resistant and easy to moisten with water, which must then contain plant nutrients in solution. These products must have particularly high capillarity so that water is kept evenly distributed over the entire volume of the mineral wool together with the air necessary for the plant roots.

Kjemisk bestandighet for slike formål undersokes ved å senke mineralullen ned i vann i et lengre tidsrom, idet vannet holdes mettet med kulldioksyd. Hvis det ikke kan påvises utloste fiberbestanddeler i vannet efer lengre tid eller kun ubetydelige spor av slike, kan kjemisk bestandighet for disse formål ansees sikret. Fuktbarhet er det fenomen som består i adhesjon av meget tynt lag av vannmolekyler til fiberoverflaten. Ved kapillaritet forstås det porose produkts evne til å oppta storre mengdervann og fastholde det, idet meget tykkere vannlag, når fibrene er fuktbare, fastholdes hvor fibre ligger nær ved hverandre. Fiberdiameter og mineralullens volumvekt er bestemmende for kapillariteten. Chemical resistance for such purposes is investigated by immersing the mineral wool in water for a longer period of time, the water being kept saturated with carbon dioxide. If no released fiber components can be detected in the water for a long time or only insignificant traces of such, chemical resistance for these purposes can be considered assured. Wettability is the phenomenon that consists in the adhesion of a very thin layer of water molecules to the fiber surface. By capillarity is understood the porous product's ability to absorb large amounts of water and retain it, as much thicker layers of water, when the fibers are wettable, are retained where the fibers are close to each other. The fiber diameter and the volume weight of the mineral wool determine the capillarity.

Et mindre innhold av særlig fine fibre med diameter ned mot A smaller content of particularly fine fibers with a diameter down to

lp, fremmer kapillariteten. Hovedmengden av fibrene skal helst ha en diameter opp mot lou. eller mer for å sikre produktets formbestandighet. Volumvekter på opptil 2oo kg/m kommer på lp, promotes capillarity. The bulk of the fibers should ideally have a diameter of up to lou. or more to ensure the product's dimensional stability. Volume weights of up to 2oo kg/m come on

tale for disse produkter. speak for these products.

Anvendelse av mineralullprodukter for landbruks- og gartneri-formål skal her illustreres ved ytterligere eksempler. For alle disse anvendelser må mineralullen være kjemisk bestandig og lett å fukte, mens hoy eller lav kapillaritet foreskrives alt efter anvendelsen: The use of mineral wool products for agricultural and horticultural purposes shall be illustrated here by further examples. For all these applications, the mineral wool must be chemically resistant and easy to wet, while high or low capillarity is prescribed depending on the application:

Fuktbar mineralull kan anvendes Wettable mineral wool can be used

som formeringsmedium til såing og stikning og som vekstmedium for jordlos plantedyrkning i beholdere, såvel som i fritt ut-plantede kulturer, as a propagation medium for sowing and grafting and as a growth medium for soilless plant cultivation in containers, as well as in freely planted cultures,

som sugebed, dvs. som underlag for potte- og andre container-dyrkede kulturer, til fordeling av vann og næring, as a suction bed, i.e. as a substrate for potted and other container-grown cultures, for distribution of water and nutrients,

som jordforbedringsmiddel i granulert stand, og as a soil conditioner in granular form, and

som filtermedium, f.eks. omkring nedgravete, perforerte drens-ror. as a filter medium, e.g. around buried, perforated drainage pipes.

Det er viktig at slike produkter bibeholder deres ytre form og elastitet under lagring, transport og behandling på bruksstedet. For mineralullprodukter sikres bibehold av form og elastitet ved avbinding av fibrene til hverandre i deres krysningspunkter ved hjelp av et bindemiddel. Fenolformaldehydharpiks gir de mest fuktighetsbestandige forbindelser, urealformalhydharpiks eller bes]åctede nitrogenholdige kan også komme på tale. It is important that such products retain their external shape and elasticity during storage, transport and processing at the point of use. For mineral wool products, retention of shape and elasticity is ensured by binding the fibers to each other at their crossing points using a binder. Phenol formaldehyde resin provides the most moisture-resistant compounds, urea formaldehyde resin or other nitrogen-containing ones can also be used.

Disse harpikser, eller kombinasjoner derav, tilfores mineral-ullproduktene på en særlig enkel måte ved forstovning av en opplosning av de uherdede harpikser i luften hvor fibrene befinner seg fordelt, idet de kommer fra fiberfremstiIlingsappa-ratet. De derved belagte fibre samles på en vireduk, klebes i noen grad til hverandre allerede her og underkastes så en varmebehandling, hvorved harpiksen herdes og avbindingen sikres. Nå gjor fenolformaldehydharpiks, og i mindre grad ureaformaldehydharpiks, mieralullen vannavstøtende. Uorganiske bindemidler, som kolloidalt siliciumdioksyd, gir meget lett fuktbare produkter. Slike bindemidler må imidlertid påfores i opplosning til en gjennomvætet matte av oppsamlet ikke-avbundne fibre. Gjennom-vætingen pakker fibrene sammen, av denne grunn er metoden kun brukbar for produkter med volumvekt over 2oo kg/m . Dessuten må produktene torres i et efterfolgende trinn for å sikre avbinding, og torring av slike produkter er en meget langsomt-gående og kostbar prosess. These resins, or combinations thereof, are supplied to the mineral wool products in a particularly simple way by atomizing a solution of the uncured resins in the air where the fibers are distributed, as they come from the fiber production apparatus. The thus coated fibers are collected on a wire cloth, stuck to each other to some extent already here and then subjected to a heat treatment, whereby the resin hardens and the debonding is ensured. Now phenol formaldehyde resin, and to a lesser extent urea formaldehyde resin, make mieralullen water repellent. Inorganic binders, such as colloidal silicon dioxide, provide very easily wettable products. However, such binders must be applied in solution to a thoroughly wetted mat of collected unbonded fibres. The through-wetting packs the fibers together, for this reason the method is only usable for products with a volume weight above 2oo kg/m . In addition, the products must be dried in a subsequent step to ensure binding, and drying such products is a very slow-moving and expensive process.

Fuktningsmidler kan tilsettes det vann som ellers vannavstøtende produkter fuktes med for anvendelse, eller sprøytes på produktenes overflate for fuktingen. Metodene har vist seg å være anvende-lige for matter på opptil 1 cm tykkelse. Når tykkere vannav-støtende produkter behandles på denne måte, passerer vannet hurtig gjennom underliggende lag langs separate lop, og de mellomliggende partier forblir ubefuktede. Vannavstøtende mineralull synker også raskt i vann som er tilsatt fuktningsmiddel og gjennomvætes derved fullstendig. Når mineralullen loftes opp av vannet, inneholder den imidlertid selv efter lang tids avrenning langt mer vann enn den skal ha i bruk. Det kan pres-ses ut ved sammentrykking av produktet, men derved går dettes elastitet tapt, og det gjenvinner ikke sin tykkelse. Wetting agents can be added to the water with which otherwise water-repellent products are moistened for use, or sprayed on the surface of the products for wetting. The methods have proven to be applicable for mats of up to 1 cm thickness. When thicker water-repellent products are treated in this way, the water passes quickly through the underlying layers along separate loops, and the intermediate parts remain unmoistened. Water-repellent mineral wool also sinks quickly in water to which a wetting agent has been added and is thereby completely soaked. When the mineral wool is lifted out of the water, however, even after a long period of runoff, it contains far more water than it should have in use. It can be squeezed out by compressing the product, but thereby its elasticity is lost, and it does not regain its thickness.

Produkt hvor fuktningsmidlet er inneholdt Product in which the wetting agent is contained

jevnt fordelt for fuktningen, viser seg derimot å fordele net-topp den vannmengde de skal ha jevnt over hele mineralullsvolumet. Dyrkingsforsok har vist at fuktningsmidlet ikke har noen plante-skadelig virkning så lenge det mengdesmessig ikke utgjor mer enn 2% av mineralullens vekt. Den onskede fuktbarhet fremkalles av betydelig mindre mengder. evenly distributed for the moistening, on the other hand, it turns out to distribute net-top the amount of water they should have evenly over the entire volume of mineral wool. Cultivation trials have shown that the wetting agent has no plant-damaging effect as long as it does not amount to more than 2% of the mineral wool's weight. The desired wettability is induced by significantly smaller amounts.

Ved en foretrukket fremgangsmåte til fremstilling av produktene tilfores mineralullen fuktningsmidlet på samme måte som den tilfores harpiks ved forstovning av en opplosning av fuktemidlet i luften, hvori fibrene befinner seg fordelt, idet de kommer fra fiberfremstillingsapparatet. Fuktningsmidlet kan også inngå i harpiksopplbsningen når denne kommer til forstbving som for nevnt. Det kan ved fremstilling av harpiksavbundne mineralullprodukter også komme på tale å belegge fibrene med en opplosning av uherdet harpiks forst efter at de er samlet. Ved fremstilling efter denne fremgangsmåte av produkter ifblge oppfinnelsen vil fuktningsmidlet, som skal inngå i produktene/ nbdvendigvis inngå i den harpiksopplbsning som anvendes for belegningen. In a preferred method for producing the products, the mineral wool is supplied with the wetting agent in the same way as resin is supplied by atomizing a solution of the wetting agent in the air, in which the fibers are distributed, as they come from the fiber production apparatus. The wetting agent can also be included in the resin solution when it comes to atomization as mentioned above. In the production of resin-bonded mineral wool products, it may also be possible to coat the fibers with a solution of unhardened resin only after they have been collected. When manufacturing products according to the invention according to this method, the wetting agent, which must be included in the products/ will necessarily be included in the resin solution used for the coating.

Utforelseseksempel:Implementation example:

I en Kupolovn ble fremstilt en mineralsmelte. Denne ble fort til en fibriseringsanordning av i og for seg kjent art inne-holdende et sett roterende skiver. Smeiten ble tilfort fibriseringsanordningen med en hastighet av 2ooo kg pr. time. De dannete fibre ble fort bort fra fibriseringsanordningen ved hjelp av en luftstrbm og ble i luftbåret tilstand overtrukket med et av fenolformaldehydharpiks bestående bindemiddel, som ble tilfort i forstovet tilstand i en mengde av 12 kg pr. time. A mineral melt was produced in a cupola furnace. This quickly became a fibrization device of a kind known in and of itself containing a set of rotating discs. The melt was fed to the fibrization device at a rate of 2ooo kg per hour. The formed fibers were quickly removed from the fibrizing device by means of an air stream and were coated in an airborne state with a binder consisting of phenol formaldehyde resin, which was added in a pre-sputtered state in an amount of 12 kg per hour.

På samme måte ble det ved hjelp av spesielle forstbvere tilfort de ennå luftbårne fibre 5oo 1 av en 2%'s vandig opplosning av et fuktningsmiddel slik som Triton CFlo (fra firma Rohm & Haas) bestående av et reaksjonsprodukt av octylfenol og etylenoxyd. In the same way, 500 1 of a 2% aqueous solution of a wetting agent such as Triton CFlo (from the company Rohm & Haas) consisting of a reaction product of octylphenol and ethylene oxide was added to the still airborne fibers with the help of special sprayers.

I stedet for dette fuktningsmiddel kan anvendes f.eks. laurylalkohol i en noe storre mengde^da noe fordamper under herdningen. Instead of this wetting agent can be used e.g. lauryl alcohol in a somewhat larger quantity^as some evaporates during curing.

Gjennomfuktehastigheten for formbestandige mineralullprodukter, som skal være lette å fukte med vann eller vandige opplbsning-er, måles på fblgende måte: Av produktene utskjæres firesidede prismer med grunnflatestbr-relse på 0,10 x 0,10 m og hbyde 0,50 m. Vannet eller oppløs-ningen fylles i et kar som kan romme et slikt prisme i loddrett stilling til litt over 0,50 m's hbyde. En kanal med innvendige mål 0,105 x 0,105 m og lengde 0,50 m anordnes i loddrett stilling med den nederste 0,10 m av kanalens lengde neddykket i vannet eller opplbsningen. Prismet, som gjennomfuktehastigheten skal måles for, nedsenkes i kanalen til en stilling, hvor dets grunnflate akkurat går fri av vannets eller oppløsningens overflate, og blir så sluppet fri, hvorved det tillates å synke i vannet eller oppløsningen ved sin egen vekt, under bibeholdelse av loddrett stilling og under fortløp-ende gjennomfuktning fra prismets grunn- til toppflate over et tidsrom som tjener som mål for gjennomfuktehastigheten. The wetting rate for form-retaining mineral wool products, which must be easy to wet with water or aqueous solutions, is measured in the following way: Four-sided prisms with a base area of 0.10 x 0.10 m and a height of 0.50 m are cut from the products. or the solution is filled in a vessel that can accommodate such a prism in a vertical position to a height of just over 0.50 m. A channel with internal dimensions 0.105 x 0.105 m and length 0.50 m is arranged in a vertical position with the bottom 0.10 m of the channel's length submerged in the water or the solution. The prism, for which the rate of wetting is to be measured, is immersed in the channel to a position where its base just clears the surface of the water or solution, and is then released, allowing it to sink in the water or solution by its own weight, maintaining vertical position and during continuous wetting from the base to the top surface of the prism over a period of time that serves as a measure of the wetting rate.

Med rent vann fant man at tidsrommet for mineralullprodukter fremstillet ved fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen var 32 sek. Med 2% vandig opplosning av Triton CF 10 fant man at tidsrommet for et alminnelig, vann-avstotende mineralullprodukt var 117 sekunder. Et prisme av storrelse 0,10 x 0,10 x 0,50 m, bestående av et vannavstøtende mineralullprodukt, ble påsproytet over hele sin overflate med i alt 10 ml 2% vandig opplosning av Triton CF 10. For dette prisme fant man at tidsrommet var over 300 sekunder. With pure water, it was found that the time period for mineral wool products produced by the method according to the invention was 32 seconds. With a 2% aqueous solution of Triton CF 10, it was found that the time span for an ordinary, water-repellent mineral wool product was 117 seconds. A prism of size 0.10 x 0.10 x 0.50 m, consisting of a water-repellent mineral wool product, was sprayed over its entire surface with a total of 10 ml of a 2% aqueous solution of Triton CF 10. For this prism, it was found that the time was over 300 seconds.

Claims

1. Process for the production of a mineral wool product which can be easily moistened with water for use for purposes where it is to be occasionally or constantly moistened, characterized in that a solution of a wetting agent is vaporized in air, in which mineral fibers are to be distributed or are distributed, whereupon they fibers coated with a wetting agent are collected and processed, including binding them together into such products.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the wetting agent is dissolved in the binding agent used for the binding consisting of a phenol formaldehyde resin, a urea formaldehyde resin or similar nitrogen-containing resins.

3. Method as stated in claim 2, characterized in that an alkylaryl polyglycol ether or lauryl alcohol is used as wetting agent.