DE19742223C2

DE19742223C2 - Rohrisolierung aus Polyesterfasern und Beimischfasern

Info

Publication number: DE19742223C2
Application number: DE19742223A
Authority: DE
Inventors: Christiane Freudenberg; Matthias Mischke; Ines Wuensch; Gerald Hoffmann
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2017-09-25
Also published as: DE19742223A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrisolierung zur Wärme- und Kältedämmung von betriebs- und haustechnischen Anlagen, die aus einem Basisvlies besteht, das aus Träger- und Bindefasern zusammengesetzt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Rohrisolierung.

Als Dämmstoffe für haustechnische und betriebstechnische Anlagen, speziell Rohrisolierungen, werden hauptsächlich Halbschalen aus künstlichen Mineralfasern (Glas- oder Gesteinsfasern) oder Schaumstoffe eingesetzt.

Das Grundprinzip bei der Herstellung von Formkörpern aus Fasern besteht in der Aufwicklung von dünnen Einzellagen auf einen Kern. Nach Aushärtung des Bindemittels kann der Formkörper zur Halbschale aufgeschnitten werden. Dieses Prinzip wird bei der Herstellung von Rohrisolierungen aus künstlichen Mineralfasern angewendet. Als Nachteile der Isolierkörper auf Mineralfaserbasis sind vor allem unangenehme Verarbeitung, die z. B. Hautreizungen und Reizungen der Schleimhäute hervorrufen können und die hohe Steifigkeit der Formkörper in Längsrichtung zu nennen. Letzteres erfordert ein maßgenaues Zuschneiden der einzelnen Isolierstücke und eine zusätzliche Abdichtung der bei der Montage entstehenden Fugen.

Alternative Lösungen liegen z. B. im Einsatz von Wolle als Dämmstoff für haustechnische Anlagen. Es werden nach unterschiedlichen Verfahren Formkörper vorgefertigt, die im Gegensatz zu den angebotenen Wollmatten, einen geringen Montageaufwand aufweisen. Die in DE 29 517 00 U1 beschriebene Lösung zur Herstellung von Isolierschalen aus Schafwolle schließt auf einen hohen Herstellungsaufwand mit geringem Automatisierungsgrad. Der Faserstoff Zellulose kann in Form von Fasern, Altpapier oder zu Hohlkammerprofilen geformten Papier Einsatz als Isolierelement finden. Die Verwendung von Zellulose als Dämmstoff bei Rohrisolierungen bringt erhebliche Nachteile mit sich, wenn mit Taupunkterscheinungen und Havarien gerechnet werden muß. Außerdem sind zur Erfüllung der geforderten Brandeigenschaften Zusatzmittel einzusetzen.

Aus der DE 195 12 767 A1 ist eine rollbare Wärmedämmatte auf Basis vollsynthetischer Fasern bekannt. In der Druckschrift wird eine rollbare Wärmedämmung aus synthetischem Fasermaterial beansprucht, welche eine Wärmeleitfähigkeit von maximal 0,04 W/m.K (bestimmt gemäß DIN 4108, Teil 1) und ein gemäß der Baustoff-Klasse B1 entsprechendes Brandverhalten (gemäß der DIN 4102, Teil 1) besitzt. Das synthetische Fasermaterial ist aus Träger- und Bindefasern aus Polyester, bevorzugt aus Polyethylenterephthalat aufgebaut, wobei die Bindefasern zumindest an Teilen der Oberfläche aus einem Polyester mit einem Schmelzpunkt bestehen, der unter dem Schmelzpunkt der Trägerfasern liegt. Träger- und Bindefasern bilden ein Vlies, das so zur Wärmedämmung eingesetzt werden kann.

Die Verwendung von Synthesefasern bei Rohrisolierungen ist aus zwei Veröffentlichungen bekannt. In der DE 94 20 316 U1 wird ein Isolierschlauch, bestehend aus 2 Lagen, beschrieben. Auf der innenliegenden Seite des Isolierkörpers aus Schaumstoff wird ein Kunststoffvlies angebracht, welches die Aufgabe der Erhöhung der Reißfestigkeit und der Temperaturbeständigkeit zukommt. Die beschriebene Kombination von Dämmstoffen aus Schaumstoff und Faservlies erfordert einen hohen Herstellungsaufwand. DE 90 11 711 A1 beschreibt einen Formkörper zur Isolierung von Rohrleitungen, der aus 50 ... 75% Synthesefasern, hauptsächlich Recyclingmaterial, und 25 ... 50% natürlichen Fasern besteht. Die Herstellung des Formkörpers erfolgt über eine wäßrige Fasersuspension mit anschließender brandhemmender Ausrüstung. Nachteil bei dieser Konstruktion ist der erhöhte Aufwand bei der Herstellung und Montage. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Gips- und Wasserglasimprägnierung bei der Montage abplatzen kann. Der für verschiedene Einsatzfälle notwendige Feuchteschutz in Form von Folien oder Blechen muß in einem zusätzlichen Arbeitsgang nach der Montage der Isolierkörper aufgebracht werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Rohrisolierung auf Basis von vorrangig Polyesterfasern anzugeben, die hinsichtlich Flexibilität, Isoliervermögen und Montageaufwand gleichsam gute Eigenschaften aufweist. Das Verfahren zur Herstellung einer derartigen Rohrisolierung soll denkbar einfach sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Rohrisolierung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche. Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren mit den im Anspruch 6 genannten Merkmalen gelöst. Varianten des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Rohrisolierung besteht aus künstlichen vorzugsweise Polyesterfaser (PES) und/oder natürlichen und anderen künstlichen vliesbildenden Fasern mit einem Anteil an Bindefasern vorzugsweise aus PES. Die Bindefasern weisen dabei einen niedrigeren Schmelzpunkt auf, als die übrigen vliesbildenden Fasern, so wie z. B. in der DE 195 12 767 A1 beschrieben. Im Gegensatz zu der DE 195 12 767 A1 liegt bei der erfindungsgemäßen Rohrisolierung nicht ein rollfähiges Vlies in Mattenform vor, sondern ein zu einem Hohlzylinder dauerhaft geformtes Basisvlies. Die Hohlzylinderform wird vollständig durch die Schmelzpunkte der Bindefasern gehalten, die sich nach Umformung, anschließender Erwärmung und nachfolgender Abkühlung des Basisvlieses ergeben. Die Verwendung eines Basisvlieses garantiert dabei die erforderliche Verteilung von Träger- und Bindefasern.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird deshalb als Ausgangsprodukt ein Basisvlies verwendet, bei dem Träger- und Bindefasern gleichmäßig verteilt sind. Es kann auch ein Basisvlies verwendet werden, bei dem die Bindefasern in der Vliesform an Teilen der Oberfläche einen Schmelzpunkt (DE 195 12 767 A1) aufweisen. Das Basisvlies wird mittels einer Formgebungseinrichtung zu einem Hohlzylinder geformt, in dieser Einrichtung erwärmt und anschließend abgekühlt. Dabei werden bereits vorhandene Schmelz- bzw. Bindepunkte aufgelöst und neue Bindepunkte gebildet. Die neuen Bindepunkte sorgen für den Formerhalt des Hohlzylinders bei ausreichend hoher Flexibilität der Rohrisolierung.

Die erfindungsgemäße Rohrisolierung weist nun Vorteile auf wie:

- Elastizität in Rohrichtung und damit keine Fugen nach der Montage
- Isolationsdicken entsprechend der Heizungsanlagenverordnung
- geringe Dichte (30 bis 60 kg/m³)
- geringe Wärmeleitfähigkeit (X = 0,04 W/mK)
- leichte, schnelle Montage durch Fugengestaltungsmöglichkeit
- Beständigkeit gegen Mikroorganismen und Insekten
- physiologische Unbedenklichkeit
- als Einstoffsystem besonders gut recyclingfähig.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrisolierung aus PES

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrisolierung mit einem AR-Kern

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrisolierung mit einem AR-Kern und Ummantelung aus Al-Folie

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrisolierung aus PES mit Beimischfasern

Fig. 5 eine Darstellung der Formgebungseinrichtung

Fig. 6 eine Darstellung zur Veranschaulichung des Verfahrens

In der Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrisolierung dargestellt. Die Rohrisolierung 1 weist eine hohlzylindrische Form auf, besteht vollständig aus PES und ist zum Aufschieben auf das zu isolierende Rohr in Längsrichtung durchtrennt. Die Durchtrennung ist hierbei nicht nachträglich eingebracht, sondern wird bei der Herstellung vorgesehen. Dazu wird in die Formgebungseinrichtung 5, 6, 7 eine Trennschiene 8 gemäß Fig. 5c integriert.

Gemäß der Fig. 2 weist die Rohrisolierung 1 im Kernbereich 2 zusätzlich eine Schicht von Aramidfasern auf. Die Schicht wird herstellungsgemäß als Dublierung nach der Vliesbildung erzeugt. Durch die Aramidfasern erhöht sich die Form- und Temperaturbeständigkeit und der Daueranwendungstemperaturbereich steigt über 140°C an.

Entsprechend der Fig. 3 ist die Rohrisolierung 1 noch mit einer Schutzfolie 3 aus Aluminium versehen, die während der Formgebung aufgebracht wird. Der erforderliche Kleber härtet beim thermischen Umformprozeß aus.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt der Rohrisolierung 1, bei der neben den Polyesterfasern weitere Fasern (Beimischfasern 4) im Basisvlies vorliegen. Die Zumischung erfolgt im Vliesbildungsprozeß. Dadurch wird eine ausreichend homogene Durchmischung der Fasern erreicht.

Fig. 5 zeigt die formgebenden Teile einer entsprechende Formgebungseinrichtung. Dargestellt sind der zylindrische Formkern 7 zur Realisierung des Innendurchmessers der Rohrisolierung 1 und der Formmantel 5 zur Realisierung des erforderlichen Außendurchmessers. Der Formmantel 5 kann aus Gründen der besseren Handhabung aus zwei Halbschalen bestehen. In der Fig. 5a wird nur eine der beiden Halbschalen gezeigt. Eine Zentrierung 6 gewährleistet eine konstante Dämmschichtdicke. Fig. 5b zeigt die untere Hälfte der bestückten Formgebungseinrichtung 5, 6, 7. Die Trennschiene 8 ermöglicht die Herstellung einer in Längsrichtung durchtrennten Rohrisolierung 1. In Fig. 5c ist das um den Formkern 7 gelegte Basisvlies 9 incl. Trennschiene 8 dargestellt.

Fig. 6 zeigt den Ablauf des Verfahrens. Als Ausgangsmaterial werden je nach Produkt Basisvliese als Einkomponentenvliese oder mit Beimischfasern, zusätzliche Vliese (z. B. Aramidvlies), Aluminiumfolie und Kleber verwendet. Die Ausgangsmaterialien werden entsprechend dem Verfahren nach den erforderlichen Maßen zugeschnitten. Für eine kontinuierliche Herstellung ist das Zuschneiden des Basisvlieses 9 in Herstellungs- bzw. Längsrichtung auf den Umfang der Rohrisolierung 1 erforderlich. Wesentlich ist dabei, daß das Basisvlies 9 bestimmter Flächenmasse eine höhere Dicke als die Isolierdicke der Rohrisolierung 1 besitzt. Durch die Ausbildung der Isolierschichtdicke bei der Formgebung wird somit eine optimale Dichte der Rohrisolierung 1 erreicht. Die Materialien sind in die Formgebungseinrichtung 5, 6, 7 einzubringen. Je nach Endprodukt werden beleimte Folien, Basisvliesstreifen und evtl. ein zusätzliches Vlies (z. B. Aramidfasern) gleichzeitig in die Formgebungseinrichtung eingezogen und dabei zum Hohlzylinder verformt. Zur besseren Handhabung ist es zweckmäßig, das Werkzeug trichterförmig auszubilden. Sofern das Basisvlies dünner als die Isolierschichtdicke ist und eine geringere Flächenmasse als die geforderte Isolierschichtdicke der Rohrisolierung hat, können die erforderliche Dicke und Dichte durch Aufwickeln einzelner Lagen auf den Kern der Formgebungseinrichtung erreicht werden. Dabei wird ein Schlauch hergestellt. Beim anschließenden thermischen Umformprozeß schmelzen eventuell vorhandene Bindepunkte und formieren sich entsprechend des umgeformten Vlieses und des herrschenden Druckes neu. Nach dem Erkalten sind die Punkte fixiert und ads Formteil bleibt stabil. Bei der anschließenden Konfektionierung kann die auf diese Weise hergestellte Rohrisolierung in Längsrichtung aufgeschnitten werden.

Bezugszeichenliste

1

Rohrisolierung

2

Kernbereich

3

Schutzfolie

4

Beimischfaser

5

Formmantel

6

Zentrierung

7

Formkern

8

Trennschiene

9

Basisvlies

Claims

1. Rohrisolierung zur Wärme- und Kältedämmung von betriebs- und haustechnischen Anlagen aus einem Basisvlies (9) mit Trägerfasern aus natürlichen oder künstlichen vliesbildenden Fasern und Bindefasern, die zu einem überwiegenden Anteil als PES-Fasern vorliegen, wobei die Bindefasern einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Trägerfasern aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttragende hohlzylindrische Form der Rohrisolierung durch nach einem Umformprozeß und unter thermischer Einwirkung ausgebildeten Bindepunkte zwischen Träger- und Bindefasern und zwischen Bindefasern des umgeformten Basisvlieses (9) fixiert wird.

2. Rohrisolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisvlies (9) aus PES- Träger- und PES-Bindefasern besteht.

3. Rohrisolierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Kernbereich (2) der Rohrisolierung (1) befindliche Aramidfasern oder ein Aramidvlies eine erhöhte Temperaturbeständigkeit der Rohrisolierung (1) gewährleisten.

4. Rohrisolierung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als äußere Ummantelung eine Schutzfolie (3), z. B. aus Aluminium, vorgesehen ist.

5. Rohrisolierung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder in Längsrichtung eine Durchtrennung aufweist.

6. Verfahren zur Herstellung von Rohrisolierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisvlies (9) aus Träger- und Bindefasern zu einem Hohlzylinder geformt und durch thermische Behandlung bis oberhalb der Schmelztemperatur der Bindefasern erhitzt und anschließend abgekühlt, und dabei dauerhaft verformt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Basisvlies (9) verwendet wird, welches Bindepunkte zwischen Träger- und Bindefasern aufweist, die bei der thermischen Behandlung in der Formgebungseinrichtung (5, 6, 7) wenigstens zum Teil aufgelöst und neu gebildet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlzylindrische Form durch das Einziehen in eine trichterförmig Formgebungseinrichtung (5, 6) mit einem Formkern (7) gebildet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Basisvlies (9) aus Träger- und Bindefasern vor der Umformung ein zusätzliches Vlies, z. B. aus Aramidfasern, beigegeben wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrennung des Hohlzylinders in Längsrichtung mittels einer Trennschiene (8) während der Umformung gewährleistet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 6, 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kaschierung der Rohrisolierung (1) mit Schutzfolie (3) während des Umformprozesses stattfindet.