Fungus and fire resistance of insulation mats based on water glass bonded non-textile flax fibres
Materials and methods Field retted flax crop were processed to fine non-textile fibres as specified elsewhere (Grohe 2003) and the material employed for the manufacturing of insulation mats. Water glass was applied as an adhesive and a solution prepared by adding 50 vol.% water to the received viscous water glass (Betol 39T1, 36 wt.% solids in water, Woellner Silikat GmbH, Ludwigshafen, Germany;) leading to 18 wt.% solids in water (pH 11). An aqueous borate solution of 14 wt.% boric acid and 10 wt.% sodium hydroxide (33 wt.% NaOH solution) was mixed, giving 24 wt.% solids in water (ph 13). Thus, the mixture contains a fraction of 21.6 wt.% of the flame retardant and fungicide Borax (Na2B4O7·10 H2O). The B(OH)3-solids and the NaOH-solution were received as technical grade by Zschimmer und Schwarz, Lahnstein, Germany. Insulation mats were fabricated via a pilot plant, as described by Grohe 2003. During the process flax fleeces were sprayed either with (A) water glass or with (B) water glass and subsequently with the boric compound. Some insulation mats were fabricated by primarily spraying them with (C) boron-solution followed by another cycle comprised the spraying of water glass and boric compound. Test-series were carried out (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin, Germany) to investigate the biological resistance of insulation mats fabricated via the production runs (A), (B) and (C) (see Table 1). Thereby, five samples (90 · 90 · 40–55 mm) of each production run were exposed to pure cultures of the wood destroying fungal species Aspergillus niger, Aspergillus terreus, Aureobasidium pullulans, Paecilornyces variotii, Penicillium funiculosum, Penicillium ochro-chloron, Scopulariopsis brevicaulis and Trichoderma viride and the degree of fungal attack verified, according to DIN IEC 68-2-10. To investigate the fire properties of insulation mats five samples of the series (B) were tested according to DIN 4102-1 (FIW—München, München, Germany).
Heat conductivities of insulation mats based on water glass bonded non-textile hemp or flax fibres
Heat insulation mats based on water glass bonded non-textile flax and hemp fibres were fabricated via a pilot plant, and their heat conductivities investigated. Under the influence of various factors like moisture content, water sorption and diffusion processes, fibre characteristics and heat radiation as well as thickness and apparent density, heat conductivities in the range of 0.0392–0.0484 W/mK for flax fibre mats and 0.0441–0.0592 W/mK for hemp fibre mats were obtained. Strong interactions between the fibre characteristics on the one hand and the water sorption and diffusion processes, the heat radiation, the apparent density and the thickness on the other hand were found. Investigations of tensile strengths and dimension stabilities indicate that the isolation mats are easy to handle and a structural alteration of an overall construction will not occur.ZusammenfassungWärme-Dämmstoffmatten, basierend auf wasserglasgebundenen, nichttextilen Flachs- und Hanffasern, wurden über eine Technikumanlage hergestellt und deren Wärmeleitfähigkeiten untersucht. Unter dem Einfluss verschiedener Faktoren wie Feuchtegehalt, Wassersorptions- und Diffusionsprozesse, Fasereigenschaften und Wärmestrahlung sowie Dicke und Rohdichte wurden Wärmeleitfähigkeiten im Bereich von 0.0392–0.0484 W/mK für Flachsfasermatten und 0.0441–0.0592 W/mK für Hanffasermatten erhalten. Es wurden starke Wechselwirkungen zwischen den Fasereigenschaften auf der einen Seite und den Wassersorptions- und Diffusionsprozessen, der Wärmestrahlung, der Rohdichte und der Dicke andererseits gefunden. Untersuchungen der Zugfestigkeit und Formbeständigkeit zeigen, dass die Isolationsmatten einfach zu handhaben sind und eine bauliche Veränderung einer Gesamtkonstruktion nicht auftreten wird.
Verhalten bei Feuchte- bzw. Wassereinwirkung
Bei der Herstellung bzw. Gewinnung, Verarbeitung sowie Nutzanwendung von insbesondere hygroskopischen Fasern spielt das Klima eine wichtige Rolle, da der Wasserdampfgehalt der Luft und deren Temperatur sowie der Luftdruck mit den wetterbedingten sowie tageszeitlichen Schwankungen Einflus auf die Fasereigenschaften nehmen. Daruber hinaus interessieren z. B. fur den Fall der Nasveredlung mit nachfolgender Trocknung die Wechselwirkungen von Fasern und Wasser. Schon lange haben sich viele Autoren mit diesen Problemen befast und zahlreiche Detailerkenntnisse erarbeitet, die fur die wissenschaftliche Durchdringung dieses Komplexes, die Verarbeitung und den Gebrauch der Fasern wichtig sind. Nachfolgend wird hierauf applikationsbezogen naher eingegangen.