PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF FIBRE MATS FROM PLASTICS MATERIAL

Abstract: 1. A process for the production of fibrous mats based on plastics material, wherein fibres which consist of cured melamine resin and may te provided with a binder based on a melamine, phenolic or urea resin are laid down to form mats which have the following properties : a) the thickness is from 20 to 200 mm, perferably from 50 to 100 mm ; (b) the density is from 10 to 15C g/l**-1 , preferably from 15 to 50 g/l ; (c) the thermal conductivity according to DIN 52.612 is less than 0.05 W/m-1/** degree K**-1 and is preferably from 0.03 to 0.04 W/m**-1 /degree K**-1 ; (d) the sound adsorption according to DIN 52.215-63 at 2500 H3 , converted from vertical to three-dimensional sound incidence, is greater than 90%, preferably greater than 95% ; (e) the recovery, measured on a 100 mm thick mat which was compressed to a thickness of 30 mm in the course of 2 minutes and kept at this thickness for 24 hours, is so good that the mat, upon release of the pressure, immediately springs back to a thickness of morethan 80 mm, preferably of more than 90 mm, and after 6 hours has attained a thickness of morethan 98 mm, preferably of more than 99 mm ; and (f) the burning behavior is so good that in the burning test according to DIN 4102, Part.2, the produclassed as a 81 building material (self-extinguishing).

Description: Isoliermaterial aus Melaminharz-Fasermatten Zur Wärme- und Schall-Isolierung von Gebäuden und Gebäudeteilen werden Matten aus Glas- oder Mineralfasern verwendet. Diese Matten sind. jedoch mit Nachteilen behaftet, deren Ursache in der anorganischen Natur der Fasern begründet ist. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Isoliermaterial auf Basis organischer Fasern zu entwickeln, das in seinen Dämmeigenschaften den anorganischen Materialien weitgehend entspricht und das einfach herzustellen und leicht handzuhaben ist. Es wurde gefunden, dass ein Isoliermaterial aus Melaminharz -Fasermatten diese Anforderungen erfüllt. Es ist gekennzeichnet durch folgende Eigenschaften: a) die Dicke liegt zwischen 20 und 200, vorzugsweise zwischen 50 und 100 mm, b) die Dichte liegt zwischen 10 und 150, vorzugsweise zwischen 15 und 50 g.l c) die Wärmeleitfähigkeit nach DIN 52 612 ist geringer als 0,05 W.m 1. K 1, vorzugsweise liegt sie zwischen 0,03 und 0,04 W.m1.0K1, d) die Schallabsorption nach DIN 52 215-63 bei 2500 Hz, umgerechnet von senkrechtem auf stationären Schall einfall, ist grösser als 90 %, vorzugsweise grösser als 95 %, e) das Rückstellvermögen, gemessen an einer 100 mm dicken Matte, die innerhalb von 2 min auf 30 mm ge staucht und bei dieser Dicke 24 Stunden lang gepreBt wurde, ist so hoch, dass die Matte bei Druckentlastung spontan auf eine Dicke von mehr als 80 mm, vorzugsweise von mehr als 90 mm zurückfedert und nach 6 Stunden wieder eine Dicke von mehr als 98 mm, vorzugsweise von mehr als 99 mm erreicht hat, f) das Brandverhalten ist so günstig, dass bei der Brand prüfung nach DIN 4102, Teil I, die Baustoffklasse B1 (schwerentflammbar) erreicht wird. In der DE-AS 23 64 091 sind flammfeste, unschmelzbare Fasern aus gehärteten Melamin-Aldehyd-Harzen beschrieben. Als Anwendungsgebiet ist ausschliesslich der Textilbereich genannt. Es lag auch nicht ohne weiteres nahe, derartige Fasern zur Herstellung von Wärme- und Schalldämm-Materialien zu verwenden, da die beschriebenen Fasern nur nach textiltechnologischen Gesichtspunkten geprüft und verarbeitet wurden. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse lassen keinen Schluss auf die Wärme- und Schalldämmeigenschaften zu. Insbesondere war das gute Rückstellvermögen der erfindungsgemässen Fasermatten nicht zu erwarten. Unter Melaminharzen sind Melamin/Formaldehyd-Kondensationsprodukte zu verstehen, die neben Melamin bis zu 50, vorzugsweise bis zu 20 Gew.% anderer Duroplastbildner, und neben Formaldehyd bis zu 50, vorzugsweise bis zu 20 Gew.% anderer Aldehyde einkondensiert enthalten können. Besonders bevorzugt ist ein unmodifiziertes Melamin/Formaldehyd -Kondensationsprodukt. Als Duroplastbildner kommen beispielsweise in Frage: alkylsubstituiertes Melamin, Harnstoff, Urethane, Carbonsäureamide, Dicyandiamid, Guanidin, Sulfurylamid, Sulfonsäureamid, aliphatische Amine, Phenol und dessen Derivaten. Als Aldehyde können z.B. Acetaldehyd, Trimethylolacetaldehyd, Acrolein, Benzalldehyd, Furfurol, Glyoxal, Phthalaldehyd und Terephthalaldehyd eingesetzt werden. Weitere Einzelheiten über Melamin/Formaldehyd-Kondensationsprodukte finden sich in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band 14/2, 1963, Seiten 319 bis 402. Das Molverhältnis Duorplastbildner : Aldehyd kann in wei ten Grenzen zwischen 1 : 1,5 und 1 : 4,5 schwanken; im Falle von Melamin/Formaldehyd-Kondensaten liegt es vorzugsweise zwischen 1 : 2,5 und 1 : 3,5. Die Herstellung der Fasern kann - wie in der DE-AS 23 64 091 beschrieben - durch Verspinnen einer hochkonzentrierten wässrigen Lösung eines Melamin-Aldehyd-Vorkondensats erfolgen. Man kann dabei aus einem Schleuderteller oder aus einer Düse verspinnen. Die Fasern werden vorgetrocknet, gegebenenfalls gereckt, schliesslich wird das Melaminharz bei Temperaturen von 150 bis 250 C gehärtet. Als Härtungskatalysatoren können übliche Säuren, wie z.B. Schwefelsäure, Salzsäure, Essigsäure oder vorzugsweise Ameisensäure dienen, die in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.% der wässrigen Lösung des Vorkondensats zugesetzt wurden. Die Fasern können gegebenenfalls mit Bindemitteln versehen werden, die eine Verbindung der Einzelfasern an den Knotenstellen der Fasermatte herstellen. Es können übliche Bindemittel, z.B. Melamin-, Phenol- oder Harnstoffharze, ferner Polyacrylate oder Vinylpropionat bzw. Mischungen aus den genannten Stoffen in Mengen von 1 bis 8, vorzugsweise von 2 bis 5 Ges.%, bezogen auf die Fasern, verwendet werden. Das Bindemittel kann - z.B. als wässrige Dispersion - auf die Fasern direkt nach deren Herstellung aufgesprüht werden. Die Fasern werden zu Matten der gewünschten Dicke abgelegt, die dann zurechtgeschnitten und gegebenenfalls kaschiert werden können. Durch die beim Verspinnen gewählten Bedingungen, z.B. den Düsenquerschnitt und die Drehzahl des Schleudertellers kann die Geometrie der Fasern in weiten Grenzen variiert werden. Die Fasern sind gewöhnlich 3 bis 30um dick und 10 bis 150 mm lang. Ihre Zugfestigkeit liegt im Bereich von etwa 100 bis 1000 N.mm , ihre Bruchdehnung zwischen 3 und 30 %. Im Gegensatz zu Glasfasern zeigen die Melamin harzfasern neben einem elastischen auch einen plastischen Bereich. Bei starker Belastung brechen sie nicht sofort, sondern werden zunächst plastisch verformt, so dass keine scharfkantigen Bruchstellen entstehen. Das erfindungsgemässe Isoliermaterial ist durch geringe Wärme leitfähigkeit, hohe Schallabsorption, gutes Rückstellver mögen und günstiges Brandverhalten ausgezeichnet. Die Eigen schaften werden nach den in den genannten DIN-Normen an gegebenen Methoden bestimmt. Bei der Messung des Rück stellvermögens geht man von einer 100 mm dicken Matte aus. Dickere Matten werden entsprechend zurechtgeschnitten, bei dünneren Matten werden mehrere Matten zusammengelegt. Das gute Rückstellvermögen ist wichtig für den Transport, die Lagerung und das Verlegen der Matten. Die Mattenbahnen werden nach der Herstellung und Konfektionierung gewöhnlich aufgerollt und dabei stark zusammengepresst, um das Volumen beim Transport und bei der Lagerung zu verringern. Beim Verlegen werden sie wieder ausgerollt, wobei sie möglichst rasch wieder ihre ursprüngliche Dicke und damit auch die ursprüngliche Dichte annehmen sollen. Bei ungenügendem Rückstellvermögen ergibt sich eine erhöhte Dichte, wodurch die Isolierwirkung herabgesetzt wird. Die erfindungsgemässen Fasermatten können zum Wärme- und Schallschutz von Gebäuden und Gebäudeteilen verwendet werden, insbesondere zum Isolieren von Dächern. Beispiel Eine homogene wässrige Lösung von 80 Gewichtsteilen eines Melamin/Formaldehyd-Vorkondensats (Molverhältnis 1 : 3, Molekulargewicht etwa 500) in 20 Gewichtsteilen Wasser wird entgast. Dieser Lösung wird dann 1 Gewichtsteil L 85 %iger Ameisensäure zugesetzt und durch Rühren homogen darin verteilt. Die Viskosität der Lösung beträgt 300 Pas. Die Lösung wird auf einen rotierenden Schleuderteller gegeben. Dieser hat einen Durchmesser von 18 cm. Er ist mit 6 Düsen versehen, die gleichmässig am Umfang verteilt sind und einen Querschnitt von 50/um aufweisen. Die Drehzahl beträgt 8500 U/min. Der Schleuderteller ist von einem zylinderförmigen Fallschacht mit einem Innendurchmesser von 2 m und einer Höhe von 5 m umgeben. Die ausgegepressten und abgeschleuderten Fasern (mittlere Länge 60 mm, mittlerer Durchmesser 13/um) werden im Fallschacht aufgefangen und fallen darin nach unten. Durch aufsteigende Heissluft von 50 C werden sie vorgetrocknet. Etwa in der Mitte des Fallschachts sind 6 Düsenöffnungen angebracht, durch die Bindemitteldispersion eingespritzt werden kann. Am unteren Ende des Fallschachts werden die Fasern auf einem Endlosband abgelegt. Durch die pro Zeiteinheit aufgegebene Menge an Melaminharzlösung, sowie durch die Geschwindigkeit des Endlosbandes und durch die Geschwindigkeit des HeiAluft- stroms kann die Dicke und Dichte der Matte beeinflusst werden. Im vorliegenden Beispiel entstand eine Matte einer Dicke von 50 mm und einer Dichte von 20 g.l 1. Sie wurde auf eine Breite von 50 cm zurechtgeschnitten. Anschliessend wurde sie in einem Trockenofen bei 2200C 20 min lang getempert, wobei das Melaminharz vollständig aushärtete und das restliche Wasser verdampfte. Die fertige Matte wies folgende Eigenschaften auf: Wärmeleitfähigkeit: 0,040 W.m zum-1.oK-1 Schallabsorption: 92 % Rückstellvermögen (2 Matten aufeinandergelegt) spontan: 85 % nach 6 Stunden: 100 % Baustoffklasse: B 1

Claims: Patentansprüche 1. Isoliermaterial aus Melaminharz-Fasermatten, gekenn zeichnet durch folgende Eigenschaften: a) die Dicke liegt zwischen 20 und 200 mm, b) die Dichte liegt zwischen 10 und 150 g.l 1, c) die Wärmeleitfähigkeit nach DIN 52 612 ist ge ringer als 0,05 W.m 1. K 1, d) die Schallabsorption nach DIN 52 215-63 bei 2500 Hz, umgerechnet von senkrechtem auf statio nären Schalleinfall, ist grösser als 90 %, e) das Rückstellvermögen, gemessen an einer 100 mm dicken Matte, die innerhalb von 2 min auf 30 mm gestaucht und bei dieser Dicke 24 Stunden lang gepresst wurde, ist so hoch, dass die Matte bei Druckentlastung spontan auf eine Dicke von mehr als 80 mm rückfedert und nach 6 Stunden wieder eine Dicke von mehr als 98 mm erreicht hat, f) das Brandverhalten ist so günstig, dass bei der Brandprüfung nach DIN 4102, Teil I, die Baustoff klasse B1 (schwerentflammbar) erreicht wird. 2. Verwendung des Isoliermaterials nach Anspruch 1 zum Wärme- und Schallschutz von Gebäuden und Gebäudeteilen.

Inventors: BERBNER, HEINZ, KETTERER, PETER, MAHNKE, HARALD, DR., WOERNER, FRANK PETER, DR., ZETTLER, HANS DIETER
Applicants: BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: E04B1
IPC codes: E04C2