DE1262523B

DE1262523B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von mineralischen Fasern

Info

Publication number: DE1262523B
Application number: DEN21007A
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Holger Berti Nystroem
Original assignee: ERNST HOLGER BERTIL NYSTROEM D
Current assignee: ERNST HOLGER BERTIL NYSTROEM D
Priority date: 1961-02-04
Filing date: 1961-12-29
Publication date: 1968-03-07
Also published as: CH413249A; BE611437A; US3257182A; US3257184A; GB959906A; FI40313B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C03b

Deutsche KL: 32 a - 37/04

Nummer: 1262523

Aktenzeichen: N 21007 VI b/32 a

Anmeldetag: 29. Dezember 1961

Auslegetag: 7. März 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mineralischen Fasern aus schmelzflüssigem Material, wie Schlacke, Gestein, Glas, bei dem ein Strom des geschmolzenen Materials in einen Strom eines gasförmigen Mediums eingeleitet wird.

Bei den bekannten Verfahren dieser Art wird eine Schmelze des mineralischen Materials in einen schnellen Strom eines gasförmigen Mediums unter solchen Bedingungen eingeleitet, daß eine Faserbildung stattfindet. Hierbei kann entweder das ge- ίο schmolzene Material in Strahlform dem Gasstrom entgegengeleitet werden, oder die Schmelze kann auch durch mechanische Mittel, z. B. durch eine drehbare Scheibe entsprechend den USA.-Patentschriften 2 587 710 und 2 646 593 mit dem Gasstrom in Berührung gebracht werden.

Unabhängig vom Zweck, für den das gefaserte Material gebraucht wird, ist es wünschenswert, daß es frei von Faserknäueln oder sonstigen nichtfasrigen Bestandteilen ist, die nachstehend als Stückchen bezeichnet sind und mindestens so weit als möglich vermieden werden sollen. Insbesondere gilt dies für Fasermaterial, das zu flachen Gegenständen, wie Platten und Tafeln für Bauzwecke, verarbeitet wird. Derartige Gegenstände werden gewöhnlich aus Sus-Pensionen der Fasern in Wasser oder einer wäßrigen Flüssigkeit hergestellt. Zur Bildung solcher Suspensionen war es bisher üblich, von der sogenannten losen Wolle der Mineralwollefabriken auszugehen. Diese lose Wolle wird mit Wasser oder einer wäßrigen Flüssigkeit gemischt, worauf die Mischung zur Bildung der Fasersuspension zerkleinert wird. Bei dieser Herstellungsweise enthält die Suspension im Ergebnis alle Stückchen, die von Anfang an in der losen Wolle enthalten waren. Es ist ein wesentlicher Nachteil der aus solchen Suspensionen hergestellten Platten und Tafeln, daß sie nicht mit den üblichen Holzbearbeitungswerkzeugen bearbeitet werden können, sondern Spezialwerkzeuge erfordern, die aus Hartmetall gefertigt sind. Infolge ihres Stückchengehaltes werden auch die wärme- und geräuschisolierenden Eigenschaften der flachen Gegenstände verschlechtert.

Bei der Herstellung von Mineralfasern in der bekannten Weise werden die Fasern mit Perlen von Tröpfchen vermischt, die während des Faserbildungsvorganges verfestigen. Hinzu kommt, daß ein Teil des geschmolzenen Materials infolge zu niedriger Temperatur oder ungeeigneter Zusammensetzung der Schmelze nicht der Entfaserung unterworfen sein kann. Alle bei dem Entfaserungsvorgang entstandenen Stückchen finden sich in der Mineralwolle und Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von
mineralischen Fasern

Anmelder:

Dr. Ernst Holger Bertil Nyström,

Djursholm (Schweden)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Paäp, Dipl.-Ing. H. Mitscherlich
und Dipl.-Ing. K. Gunschnjann, Patentanwälte,
8000 München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Dr. Ernst Holger Bertil Nyström,

Djursholm (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 4. Februar 1961 (1184, 1185)

demgemäß auch in einer Suspension wieder, die aus solcher Mineralwolle hergestellt ist. Die Stückchen sind von den Faserknäueln umhüllt, aus denen die Mineralwolle besteht.

Durch die Erfindung soll demgegenüber ein Verfahren geschaffen werden, bei dem diese Nachteile vermieden sind. Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß zur Vermeidung der Bildung von Faserknäueln oder -kugeln und/oder des Zusammenfiltrierens der Fasern die in dem Strom des gasförmigen Mediums bei der Entstehung der Fasern gebildete Suspension mit wenigstens 50 % einer wäßrigen Flüssigkeit besprüht wird. Hierbei wird sofort eine Suspension von Fasern in der Flüssigkeit gebildet oder die Fasern in einem solchen Ausmaß befeuchtet, daß ihre Neigung zum Zusammenfiltrieren wesentlich nachläßt.

Dadurch, daß die Fasern daran gehindert werden, zusammenzufiltrieren, wird ermöglicht, daß die Stückchen in solcher Form auftreten, daß sie durch übliche Methoden entfernt werden können. Es ist zweckmäßig, so viel Wasser zuzusetzen, daß eine verdünnte Fasersuspension gebildet wird. Diese kann eine Konzentration von weniger als 0,5 % haben. Im allgemeinen liegt jedoch die Konzentration zwischen 0,5 und 2%, bezogen auf das Gewicht der Fasern. Die gesamte Wassermenge kann auf einmal zugegeben werden; es kann aber auch in der Weise vorgegangen

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Claims

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werden, daß zuerst Wasser in solcher Menge zu- rung zur Durchführung des Verfahrens nach der Ergegeben wird, die genügt, um das Zusammenfiltrieren findung einen Rotor 1, der an einer Hohlwelle 2 ander Fasern zu verhüten, worauf eine weitere Wasser- gebracht ist. Die Hohlwelle 2 wird von zwei Lamenge auf einmal oder in mehreren Malen getrennt gern 3 und 4 getragen und durch eine nicht dargevon dem Faserbildungsvorgang zugesetzt wird. Zu- 5 stellte Scheibe angetrieben, die über einen Riemensammenfiltrierte Wolle kann natürlich auch in eine trieb mit einem nicht dargestellten Elektromotor ver-Fasersuspension übergeführt werden, indem diese bunden ist. Die Hohlwelle 2 steht in Verbindung mit zermahlen und die erhaltene Grundmasse mit Wasser dem Hohlraum 5 des Rotors 1, um diesem ein gebehandelt wird. Hierbei müssen aber die Fasern zur eignetes Kühlmittel, z. B. Wasser oder eine Flüssigvollständigen Entfernung der Stückchen so weit zer- io keit, die hauptsächlich aus Wasser besteht, zuzufühmahlen werden, daß Naßplatten mit befriedigender ren. Innerhalb des Rotors 1 ist die Mündung der Festigkeit nicht gebildet werden können. Hohlwelle 2 mit einer Verteilerplatte 8 überdeckt, Abgesehen davon, daß durch das Verfahren nach die in solchem Abstand von der Mündung angeordder Erfindung die Fasersuspension leichter und voll- net ist, daß der aus der Hohlwelle austretende Wasständiger von den Stückchen befreit werden kann, 15 serstrom gegen die zylindrische Seitenfläche des Roermöglicht die Erfindung auch die Herstellung einer tors 1 abgelenkt wird. Die dem Anschluß der Hohlpumpfähigen Suspension. welle 2 mit dem Rotor 1 abgewandte Stirnwand 6

Die Faserbildung kann so beeinflußt werden, daß ist offen und mit einem Anschlußstutzen 7 versehen, ein faseriges Material erhalten wird, dessen Hauptteil Zwischen dem Rotor 1 und dem Wellenlager 4 ist Faserlängen von weniger als etwa 15 cm, Vorzugs- 20 eine ringförmige Hauptdüse 9 angeordnet, an die weise weniger als etwa 5 cm und insbesondere vor- eine Rohrleitung 10 zur Zuführung eines gasförmigen zugsweise von weniger als 2 cm aufweist. Diese Be- Mediums angeschlossen ist und die mit mehreren, auf einflussung kann durch Änderung der Temperatur einer kreisförmigen Linie im gleichen Abstand von- und/oder der Zusammensetzung der Schmelze und/ einander angeordneten Einzeldüsen bzw. Austrittsoder des Faserbildungsvorganges erfolgen. Eine hö- 25 öffnungen 11 versehen ist. Die Vorrichtung weist here Temperatur der Schmelze erfordert eine ge- außerdem eine geneigte Rinne 12 zur Zuführung von ringere Entfaserungsarbeit, was auch der Fall ist, geschmolzenem mineralischem Material 13 an die wenn das geschmolzene Material stärker basisch ein- Innenfläche 14 des Rotors 1 auf, an der das gegestellt ist. schmolzene Material einen schnell rotierenden Ring

Die zur Suspensionsbildung verwendete Flüssigkeit 30 15 bildet und von der das Material über die Kante 16 kann in ihr emulgierte oder schwebende Zusätze ent- des Rotors 1 tangential im rechten Winkel zu dem halten. Beispiele für solche Zusätze sind Binder, wie Strom des gasförmigen Mediums austritt, der aus der Harnstoff und Phenolharzleime. Die Flüssigkeit kann Düse 9 zur Bildung einer Suspension der Fasern in auch ein in ihr emulgiertes trocknendes Öl enthalten. dem gasförmigen Medium ausströmt. Diese Suspen-Ferner ist es auch möglich, daß sie Fasern oder an- 35 sion wird dann unmittelbar in den Wasservorhang dere Feststoffe in schwebendem Zustand enthält. Es eingeführt, der unter der Wirkung der Zentrifugalkann auch Rückwasser einer Naßmaschine oder einer kraft gebildet wird, wenn das durch den Anschluß-Plattenpresse mit der wäßrigen Flüssigkeit zur Ver- stutzen 7 austretende Wasser den Rand 17 dieses meidung der Bildung von Faserknäueln oder -kugeln Rohrstutzens erreicht. Die dabei gebildete wäßrige gemischt werden. 40 Fasersuspension wird dann in nicht dargestellter

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrich- Weise gesammelt.

tung zur Durchführung des erläuterten Verfahrens. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist der

Diese Vorrichtung ist vorzugsweise derart ausgebil- Rohrstutzen 7 durch eine an dem einen Ende ge-

det, daß für den Austritt der wäßrigen Flüssigkeit in schlossene Hülse 18 ersetzt, die in einen Stutzen 19

Form eines Schirmes oder Vorhanges die Stirnwand 45 des Rotors 1 eingeschraubt ist. Die Hülse 18 ist mit

der rotierenden Scheibe mit einem rohrförmigen An- mehreren Öffnungen 20 für die Verteilung des Was-

schlußstutzen versehen ist. sers versehen, das zu Kühlzwecken den Rotor durch-

Dabei kann an der Stirnwand eine mit Öffnungen strömt hat.

versehene Hülse eingeschraubt sein. Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 und 5 ist

Weiterhin kann die Stirnwand einen Rohransatz 50 der Rotor mit einem Rohransatz 22 versehen, der an

tragen, an welchem rechtwinklig zur Achsrichtung im der Stirnwand 6 des Rotors in dessen Achsrichtung

Winkelabstand von 60° Düsen angeordnet sind. angebracht ist. An diesem Rohransatz sind in einer

Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeich- zur Achse des Rotors rechtwinklig verlaufenden

nung beschrieben, die verschiedene Ausführungs- Ebene sechs Düsen 21 im Winkelabstand von jeweils

formen einer zur Durchführung des erfindungs- 55 60° angeordnet, durch welche das Kühlwasser in

gemäßen Verfahrens dienenden Vorrichtung als Bei- einer entsprechenden Anzahl von Strahlen austritt,

spiele darstellt. Es zeigt die zerstäubt werden und einen Vorhang bilden.

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Vorrich- Patentamniüche·

tung, teilweise in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, ratenxansprucne.

Fig. 2 eine Ansicht des Rotors der Vorrichtung 60 1. Verfahren zur Herstellung von minera-

nachFig. 1, lischen Fasern aus schmelzflüssigem Material,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine zweite Ausfüh- bei dem ein Strom des geschmolzenen Materials

rungsform des Rotors der Vorrichtung, in einen Strom eines gasförmigen Mediums ein-

Fig. 4 einen Axialschnitt durch einen Rotor, bei geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dem die Wasserzuführung in einer dritten Weise aus- 65 daß zur Vermeidung der Bildung von Fasergebildet ist, und knäueln oder -kugeln und des Zusammenfiltrie-

F i g. 5 die Stirnansicht des Rotors nach F i g. 4. rens der Fasern die in dem Strom des gasförmi-

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, besitzt die Vorrich- gen Mediums bei der Entstehung der Fasern ge-

bildete Suspension mit wenigstens 50% einer wäßrigen Flüssigkeit besprüht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gasförmiges Medium Luft oder Dampf verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das gasförmige Medium mit einem aus einer rotierenden Scheibe unter der Wirkung der Fliehkraft austretenden Schirm des geschmolzenen Materials in Berührung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Strom des gasförmigen Mediums gebildete Fasersuspension in einen im Weg dieser Suspension erzeugten Schirm oder Vorhang aus wäßriger Flüssigkeit eingeleitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Form des Schirmes oder Vorhanges austretende wäßrige Flüssigkeit in einer zur Austrittsebene des geschmolzenen Materials in einem Abstand befindlichen Ebene austritt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Flüssigkeit nur in einer Menge zugesetzt wird, die genügt, um die Fasern zu befeuchten.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Flüssigkeit in ihr gelöste und/oder emulgierte und/oder schwebende zusätzliche Stoffe enthält.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Austritt der wäßrigen Flüssigkeit in Form eines Schirmes oder Vorhanges die Stirnwand (6) der rotierenden Scheibe (1) mit einem rohrförmigen Anschlußstutzen (7) versehen ist (Fig. 1 und 2).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnwand (6) eine mit Öffnungen (20) versehene Hülse eingeschraubt ist.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (6) einen Rohransatz (22) trägt, an welchem rechtwinklig zur Achsrichtung im Winkelabstand von 60° Düsen angeordnet sind (Fi g. 4 und 5).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 804 112.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 517/301 2.68 ® Bundesdruckerei Berlin