DE8136059U1 - Durch pressen verdichteter waermedaemmkoerper aus einem hochdispersen daemmaterial - Google Patents

Description

ί '

Grünzweig + Hartmann 2 2 GHO3 44 2/bu

und Glasfaser AG
6700 Ludwigshafen

Durch Pressen verdichteter Wärmedämmkörper aus einem hochdispersen Dämmaterial

Die Neuerung betrifft einen durch Pressen verdichteten Wärmedämmkörper aus einem hochdispersen Dämmaterial, nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.

Derartige hochdisperse Dämmaterialien sind in Gebrauch und bestehen aus einem aus der Flammenhydrolyse gewonnenen mikroporösen Oxidaerogel, insbesondere Kieselsäureaerogel und/oder Aluminiumoxidaerogel, ggf. mit geeigneten Zuschlagstoffen wie verstärkenden Mineralfasern und/oder Trübungsmittel.

Wie in diesem Zusammenhang etwa in der DE-PS 19 54 992 ausführlich erläutert ist, besteht das wesentliche Problem, daß aus solchen feindispersen Stoffen hergestellte Preßkörper zwar ausgezeichnete Wärmedämmeigenschaften besitzen, mechanisch aber kaum belastbar sind. Bei der Handhabung solcher durch Pressen verdichteter Wärmedämmkörper bröselt bereits bei geringen mechanischen Beaufschlagungen das mikroporöse Material an der Oberfläche ^ab- °i^e mechanischen Eigenschaften derartiger Formkörper ähneln denjenigen von beispielsweise gebundenem feinem Sand oder dergleichen.

It (I

Nach der Lehre der genannten DB-PS 19 54 992 soll ein solcher Wärmedämmkörper dadurch eine bessere mechanische Belastbarkeit erhalten, daß er von einer flexiblen Umhüllung umgeben ist, die mit Druck am Preßstoff anliegt. Gemäß der weiteren Lehre etwa der DE-PS 20 36 124 soll

das Pressen des mikroporösen Stoffes in der Umhüllung so geführt werden, daß eine möglichst innige Verzahnung der feindispersen Stoffe untereinander und mit der Oberfläche bzw. den Poren der relativ rauhen Umhüllung beispielswei-JO ss aus Glasgewebe erfolgt. Hierdurch soll eine Verwendung von beispielsweise harzartigen Bindemitteln, welche die Wärmedämmfähigkeit und die Temperaturbeständigkeit beeinträchtigen, vermieden werden.

jg Mit derartigen Umhüllungen lassen sich zwar die mechanischen Eigenschaften von Wärmedämmkörpern auf der Basis solcher mikroporöser Preßstoffe in gewissem Umfange verbessern, jedoch reicht diese Verbesserung nur für eine relativ geringe Anzahl von Anwendungsfällen aus, und scheiden durch die notwendige Umhüllung aus Glasgewebe oder dgl., ganz abgesehen von dem erforderlichen Aufwand hierfür, sehr viele weitere Anwendungsfälle aus, bei denen eine solche Umhüllung stört oder überhaupt nicht verwendbar ist.

Beispielsweise aus der DE-OS 29 42 087 ist auch bekannt,

derartiges hochdisperses Dämmaterial mittels eines anorganischen Bindemittels zu "härten". Danach liegt das Bindemittel, welches in einem Vorgemisch gleichförmig „_ mit einem Dispergiermittel verteilt ist, feindispers vor, so daß die Aerogel- und Trübungsmittelteilchen an ihren Kanten und Ecken im Verbund homogen kreuzvernetzt werden. Hierdurch entsteht ein Wärmedämmkörper höherer Biegefestigkeit, die sich durch die mittels des Bindemittels mit-

einander verbackenen Aerogel- und Trübungsmittelteilchen oo ·

ergibt, welche einen festen, starren Verbund bilden. Mittels eines solchen Härtungseffektes wird keine Vermin-

• t · ·

■ I · ·

derung der Sprödigkeit, sondern nur eine Erhöhung der Festigkeit bis zum Eintritt des Sprödbruches erreicht, und nach wie vor führen relativ geringe mechanische Beaufschlagungen zu einem Abbröseln des mikroporösen Materials von der Oberfläche des Wärmedämmkorpers.

In der älteren deutschen Patentanmeldung gemäß DE-OS 31 08 816 ist vorgeschlagen, einen solchen hochdispersen Preßstcff mit einem Mineralfaserzuschlag derart zu versehen, daß zwischen 10 und 30 Gew.-% des Preßstoffs aus Mineralfasern mit einer größeren Länge als 10 mm bestehen. Bei Einhaltung weiterer kritischer Parameter ergibt sich hierdurch eine sprunghaft erhöhte Biegbarkeit eines solchen Wärmedämmkorpers in Folien- oder Plattenform. Zur Verbesserung der mechanischen Integrität bei einer Biegung kann dabei auch vorgesehen sein, eine oder beide Seiten eines solchen Wärmedämmkorpers mit einer Folie oder Blech zu kaschieren, so daß die Biegbarkeit weiter verbessert wird. Eine solche Kaschierung ist jedoch im Rahmen des älteren Vorschlags ausschließlich auf den Fall der hohen Zuschlagmenge an langen Mineralfasern beschränkt.

Aufgabe der Neuerung ist es, einen Wärmedämmkörper der gattungsgemäßen Art, der ohne Umhüllung aus Glasgewebe od. dgl. gepreßt ist, derart zu schaffen, daß Beschädigungsgefahren bei der Handhabung deutlich vermindert sind.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des gO Schutzanspruches 1 gelöst.

Damit wird erreicht, daß die Herstellung des Wärmedämmkorpers in einer hierzu bekannten Weise ohne Umhüllung durch Pressen erfolgen kann, wonach dann die Kaschierungsog bahn aufgebracht wird. Die Kaschierungsbahn dient zunächst zum Schutz der empfindlichen Oberfläche des Wärmedämmkorpers insbesondere im Sinne einer Erhöhung der Abriebfestigkeit bei der Handhabung sowie sonstigen BeIa-

111 · «

stungsfallen. Infolge der Verbindung zwischen der Oberfläche des Wärmedämmkörpers und der Kaschierungsbahn ergibt sich weiterhin ein mehr oder weniger ausgeprägter Verbundeffekt, der darüber hinaus auch die Bruchfestigkeit des Wärmedämmkörpers verbessert.

Eine besondere Problematik liegt in der Befestigung der Kaschierungsbahn an der Oberfläche des Wärmedämmkörpers, da dieser auch nach Erzielung eines Härtungseffektes durch

XO ein Bindemittel die Teilchen nur mit relativ geringer Haftung untereinander enthält. Die vergleichsweise geringe Abriebfestigkeit der Oberfläche führt somit zu entsprechenden Problemen bei der Befestigung der Kaschierungsbahn. Es stand nicht zu erwarten, daß überhaupt an der Oberfläche eines solchen Wärmedämmkörpers, zumal wenn dieser nicht entsprechend dem älteren Vorschlag gemäß DE-OS 31 08 816 einen hohen Anteil extrem langer Fasern enthält, eine Kaschierungsbahn flächig dauerhaft befestigt werden kann, wenn auf eine vollständig geschlossene Umhüllung verzichtet wird, in welche das Material unter Druck eingepreßt ist.

Mechanische Befestigungen kommen im Hinblick auf die bereits erfolgte Pressung des Materials jedenfalls zur ausschließlichen Erzeugung der flaltekraft allenfalls in Ausnahme-Anwendungsfällen in Frage; denn die gepreßte Materialoberfläche ist jedenfalls ohne aufwendige Zusatzmaßnahmen nicht in ausreichendem Maße verformbar und reagiert auf einen lokalen Verformungsversuch schnell

„Q mit Auflösung des Preßverbundes. Hierdurch entfällt die Haltekraft gerade an dieser Stelle nahezu vollständig.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine Befestigung der Kaschierungsbahn mittels eines bei der Verarbeitung gut O₅ fließfähigen Klebers überraschend möglich ist. Ein zu zähflüssiger Kleber, der - etwa infolge der mit einer hohen Viskosität einhergehenden relativ hohen Oberflächenspannung - nicht in die Oberfläche des Wärmedämmkörpers

flüssiger Kleber hingegen dringt in die Oberfläche das Preßstoffs ein. Da die Teilchengröße des feindispersen Dämmaterials äußerst gering ist, genügt schon ein geringfügiges Eindringen des Klebers, um eine Vielzahl von Teilchenschichten zu umgreifen und zu verbacken, und so eine saubere Verankerung herbeizuführen. Da der Wärmedurchlaßwiderstand des hochwirksamen Wärmedämmaterials durch den Kleberzusatz abnimmt, sollte andererseits ein zu tiefes Eindringen des Klebers wiederum vermieden werden. Bevorzugt wird auf diese Weise in der Oberfläche des Wärmedämmkörpers eine Kleberschicht erzeugt, die eine geringere Dicke als 1 mm, vorzugsweise eine geringere Dicke als O,5 mm besitzt, zumal bei größeren Kleberschichtdicken im Bereich unterhalb der Oberfläche des Dämmaterials eine merkliche Verbesserung der Festigkeit nicht mehr zu beobachten ist. Daher sollte auch wiederum ein zu dünnflüssiger, zu wässriger Kleber vermieden werden, der zu tief in das ggf. hygroskopische Material des Wärmedämmkörpers eindringt. Selbstverständlich ist die Fähigkeit des Wärmedämmkörpers, einer Separierbewegung der Kaschierungsbahn Widerstand entgegenzusetzen, noch besser, wenn das Dämmaterial eLwa gemäß der Lehre der DE-OS 29 42 087 gehärtet ist. Hierdurch wird die Verankerung des von der Kleberschicht durchsetzten oberflächennahen Bereiches an dem von der Kleberschicht nicht mehr beeinflußten zentralen Bereich des Wärmedämmkörpers entsprechend verbessert.

Während als Kleber grundsätzlich auch organische Kleber „ in Frage kommen, jedoch häufig im Hinblick auf die Temperaturbelastung des Wärmedämmkörpers im Einsatz ungeeignet sind, eignen sich insbesondere auch anorcfanische Kleber mit höherer Temperaturbeständigkeit. Da der Wärmedämm-

I Il I I litt I I * I

It* ·

körper selbst formsteif ist, ist es auch nicht erforderlich, daß der Kleber gute elastische Eigenschaften besitzt, so daß auch von daher ein anorganischer Kleber wie insbesondere ein Kleber auf der Basis von Wasserglas verwendet werden kann. Wegen weiterer Einzelheiten bezüglich eines solchen Klebers wird beispielsweise auf die DE-AS 24 60 543 verwiesen und ausdrücklich Bezug genommen.

Die Haftwirkung mittels eines solchen Klebers kann bei Bedarf mechanisch etwa durch Strukturierung einer folienförmigen Kaschierungsbahn mittels Prägewalzen od. dgl. unterstützt werden.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich schließlich dadurch, daß im Falle der Verwendung einer Metallfolie wie einer Aluminiumfolie oder einer Edelstahlfolie zugleich eine dampfdiffusionsdichte Abdeckung des Wärmedämmkörpers erzielt wird. Dies ermöglicht einen Einsatz eines solchem kaschierten Materials auch dort, wo eine Dampfspeire erforderlich ist.

Als Kaschierungsbahn kommt neben einer Metallfolie, die auch im Einsatz eine schützende Abdeckung bildet, auch eine Kaschierungsbahn aus einem sich bei Wärmeeinwirkung verflüchtigenden Werkstoff wie Papier in Frage. Dadurch wird zwar der entsprechende Oberflächenschutz bei der Handhabung im Anschluß an die Herstellung, beim Transport und bei der Lagerung erzielt, ebenso wie bei der Montage, nach Inbetriebnahme des mit dem Wärmedämmkörper ausgestatteten Gerätes od. dgl. und Entwicklung entsprechender Wärme verflüchtigt sich jedoch die Kaschierungsbahn, so daß der Wärmedämmkörper im Einsatz im wesentlichen wieder so vorliegt, wie er nach dem Pressen entstanden ist.

gg Abgesehen davon, daß dies für einige Einsatzfälle zu be- |

Vorzügen ist, kann hier eine Kaschierungsbahn aus einem

I billigen, einfachen Material verwendet werden. Insbeson- I

dere ist hier auch die Verwendung eines billigeren or-

«II* · ·

I I I I · · · \

Il lit

• I

• ·

•ill· ■ · · , ,

• · I · · I

I «I ti···· ·■

ganischen Klebers möglich, der so gewählt werden kann, daß er sich bei der Wärmeeinwirkung ebenfalls verflüchtigt. Sowohl das Material für die Kaschierungsbahn als auch für den Kleber wird natürlich zweckmäßgig so gewählt, daß die Verflüchtigung möglichst rückständefrei erfolgt.

Bei einem Zusatz von in de/" Wärma ;s ^i'endera Bindemittel ergeben sich lokal unterseil _■ - -e, vom jeweili-9^en Raumgewicht und der jeweiligen lokalen Zusammensetzung abhängige Schrumpfungen und sonstige Formänderungen des Wärmedämmkörpers. Hierdurch liegt der Wärmedämmkörper bei der Entnahme aus dem Härtungsofen mit unregelmäßiger Oberfläche vor, die nicht plan ist.

Um hier abzuhelfen, kann im Rahmen der Neuerung vorgesehen sein, daß eine wenigstens einseitig etwa durch einen Tauchvorgang oder Spritzvorgang aufgebrachte Deckschicht als Kleber mit einer die Oberflächenunebenheiten des Wärmedämmkörpers ausgleichenden Schichtdicke aufgebracht ist. Hierdurch können Unebenheiten ausgeglichen werden. Bei Bedarf kann eine Egalisierung der Oberfläche der noch zumindest plastischen abdeckenden Kleberschicht durch Rakeln od. dgl. erfolgen, um eine glatte Oberfläche zu erzielen.

Als Material für eine solche deckende Kleberschicht kommt ein Kleber wie etwa ein Wasserglaskleber bevorzugt in Frage. Der Egalisierungseffekt einer solchen abdeckenden gO Kleberschicht kommt der damit gehaltenen Kaschierungsbahn zugute.

Soweit ohne eine geforderte Temperaturbeständigkeit nicht ohnehin ein organischer Kleber zur Bildung der ge abdeckenden Kleberschicht in Frage kommt, kann anstelle einer abdeckenden Kleberschicht auf der Basis von Wasserglas auch eine Kleberschicht aus einem keramischen Bindemittel verwendet werden, das bei Temperaturen zwischen

• I It
> 11 I

500°C und 1000°C durch keramische Bindung verfestigt. Bezüglich der Einzelheiten einer solchen Beschichtung wird auf die ältere deutsche Patentanmeldung gemäß DE-OS 31 02 935 verwiesen und wegen weiterer Einzelheiten ausdrücklich vollinhaltlich Bezug genommen. Durch eine ggf. vorgesehene Faserverstärkung eines solchen keramischen Bindemittels zur Verwendung als abdeckende Kleberschicht ergibt sich zugleich eine mechanische Verbesserung der Festigkeit des Warmedammkorpers gegen Bruch,

Für eine bahnförmige kontinuierliche oder quasi-kontinuierliche Fertigung des Wärmedämmkörpers in einer Fertigungsstraße kann die Kaschierung in der Weise erfolgen, daß eine folienförmige Kaschierungsbahn von einer Vorratsrolle abgewickelt, einseitig mit Kleber versehen und an die zu kaschierende Seite des Wärmedämmkörpers nach dessen Pressung angelegt wird. Auf diese Weise ist auch eine vollständig oder abschnittsweise konti-

2Q nuierliche Fertigung eines neuerungsgemäßen kaschierten Wärmedämmkörpers möglich. Im Falle einer Pressung des Preßstoffs für den Wärmedämmkörper in einer sackförmigen Umhüllung aus beispielsweise Glasgewebe ist eine solche kontinuierliche Herstellung nicht oder nur sehr schwierig

2g möglich.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 einen Ausbruch aus einem erfindungsgemäßen

Wärmedämmkörper in perspektivischer Ansicht, und

Fig. 2 eine Einzelheit aus Kreis A in Fig. 1 in stark vergrößerter Darstellung.

■ I I

I f I

> < (ti·

• t ι Il It

• ■

• ι t C 11

In Fig. 1 ist mit 1 ein Wärmedämmkörper bezeichnet, der mit einer Kaschierungsbahn 2 an einer seiner Oberflächen versehen ist.

Wie hierzu aus der Einzelheit gemäß Fig. 2 ersichtlich ist, kann die Kaschierungsbahn 2 im Beispielsfalle aus einer Aluminiumfolie bestehen, die über einen Kleber gegenüber dem Wärmedämmkörper 1 befestigt ist, der eine Kleberschicht 3 bildet. Es kann beispielsweise ein an-

jQ organischer Kleber wie ein Wasserglaskleber in flüssiger oder dünnflüssiger Verarbeitungskonsistenz, in jedem Falle mit einer solchen Verarbeitungskonsistenz gewählt werden, die beim Auftragen ein Eindringen des Klebers in die Oberfläche des mit 4 bezeichneten Preßstoffes des

2g Wärmedämmkörpers 1 ermöglicht. Die Dicke der eingedrungenen Kleberschicht liegt im Beispielsfalle bei 0,3 mm und gewährleistet eine sichere Verankerung des Klebers in dem oberflächennahen Materialbereich des Preßstoffes 4. Durch die Kleberschicht 3 wird die Kaschierungsbahn

2Q 2 sicher gehalten.

Alternativ kann zur Bildung der Kleberschicht 3 auch ein organischer, einsbesondere bei Wärmeeinwirkung leicht verflüchtigender Kleber verwendet werden, und als Material für die Kaschierungsbahn 2 ein ebenfalls bei Wärmeeinwirkung verflüchtigendes Material wie Papier, Kunststoff od. dgl., so daß im praktischen Einsatz des Wärmedämmkörpers 1 in der Nachbarschaft einer entsprechend starken Wärmequelle eine Verflüchtigung insbesondere der Kaschie-

_or. rungsbahn 2 und ggf. auch zumindest der oberflächennahen ou

Bereiche des Klebers in der Kleberschicht 3 erfolgt. Dann liegt im Einsatz der Wärmedämmkörper 1 in der Form vor, wie er noch ohne Kaschierung den Preßvorgang verlassen hat. Die Dicke der Kaschierungsbahn 2 sowie der Kleber_o_ schicht 3 bzw. die dafür eingesetzten Materialmengen können so gering gehalten werden, daß eine Verflüchtigung mit nur sehr geringen Rückständen und auch geringer Umgebungsbelastung erfolgt.

An der Oberfläche des Preßstoffes 4 des Wärmedämmkörpers 1 kann der Kleber jedoch auch als abdeckende Schicht vorgesehen sein, die beispielsweise aus einem keramischen Bindemittel ggf. mit Mineralfaserverstärkung bestehen kann. Wenn die mit 4a bezeichnete Oberfläche des Preßstoffes 4 unregelmäßig ausgebildet ist, wie dies der Fall ist, wenn der Preßstoff 4 mit einem in der Wärme aushärtenden Bindemittel versehen ist, welches lokal unterschiedliche Schrumpfungen und sonstige Verformungen "^ei clet' aushärtenden Wärmebehandlung verursacht, so kann mit einer solchen abdeckenden Schicht jegliche Unebenheit der Oberfläche 4a überdeckt werden. Eine zusätzliche Egalisierung der abdeckenden Schicht kann beispielsweise durch Rakeln od. dgl. erfolgen, bevor die Kaschierungs-

2g bahn 2 aufgebracht wird.

Anstelle eines keramischen Bindemittels für eine abdeckende Kleberschicht kann auch ein anderes Material verwendet werden, welches die Außenoberfläche des Wärmedämmkörpers 1 vor der Kaschierung bildet und die vor dem Abbinden des Klebers aufgebrachte Kaschierungsbahn 2 durch Klebung hält. In diesem Falle kann wiederum vorgesehen sein, daß der Kleber in einer ein Eindringen in die Oberfläche des Preßstoffes 4 ermöglichenden Konsistenz

2K aufgetragen oder mit einem weiteren Kleber einer entsprechenden Konsistenz unterlegt ist, so daß die Verankerung des Klebers im Preßstoff 4 herbeigeführt werden kann.

Zur Verbesserung der Haftung der Kaschierungsbahn 2 an ₃Q der Oberfläche des Wärmedämmkörpers 1 kann die Kaschierungsbahn 2 von der Außenseite her beispielsweise mittels Prägewalzen od. dgl. strukturiert werden, wobei Beeinträchtigungen des Preßverbundes im Bereich solcher verformender Einwirkungen auf die Oberfläche 4a des Preß-

_,_ stoffes 4 dadurch kompensiert werden können, daß die so

vereinzelten Teilchen durch die Kleberschicht 3 wieder miteinander verbacken werden. Eine solche Strukturierung ist in Fig. 1 im Kreis B angedeutet.

Claims (10)

• · I Grünzweig + Hartmann 22 GH03 44 2/bu und Glasfaser AG Ludwigshafen Schutzansprüche

1. Durch Pressen verdichteter, formsteifer Wärmedämmköper aus einem hochdispersen Wäimedämmaterial in Form eines aus der Flammenhydrolyse gewonnenen mikroporösen Oxidaerogels, insbesondere Kieselsäureaerogels und/oder Aluminiumoxidaerogels, dem Mineralfasern und ggf. Trübungsmittel zugesetzt sind, wobei der Anteil von 10 mm langen und längeren Mineralfasern unter 10 Gew.-% des ggf. insbesondere durch ein in der Wärme aushärtendes Bindemittel geharteten Preßstoffes liegt, gekennzeichnet durch eine auf der Oberfläche (4a) des gepreßten WärmedämmkörpejL» (1) wenigstens einseitig aufgebrachte Kaschierungsbahn (2) .

2. Wärmedämmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaschierungsbahn (2) mittels eines Klebers an der Oberfläche (4a) des Wärmedämmkörpers (1) befestigt ist.

3. Wärmedämmkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (d) der durch den eingedrungenen Kleber gebildeten Kleberschicht (3) unter der Oberfläche des Preßstoffes (4) geringer als 1 mm, vorzugsweise geringer als 0,5 mm ist.

ι f «■* ^-rntt »

• * IS

4. Wärmedämmkörper nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen anorganischen Kleber zur Bildung der Kleberschicht (3).

5. Wärmedämmkörper nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Kleber auf der Basis von Wasserglas.

6. Wärmedämmkörper nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Kleber auf der Basis eines keramischen Bindemittels.

7. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaschierungsbahn (2) eine Metallfolie wie eine Aluminiumfolie oder eine Edelstahlfolie ist.

8. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaschierungsbahn (2) aus einem sich bei Wärmeeinwirkung verflüchtigenden Werkstoff wie Papier besteht.

9. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 2 oder 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberschicht (3) aus einem sich bei Wärmeeinwirkung verflüchtigenden Kleber wie einem organischen Kleber besteht.

10.' Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberschicht (3) mit einer Unebenheiten der Oberfläche (4a) des Wärmedämm-QQ körpers (1) ausgleichenden Schichtdicke (d) aufgebracht ist.