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Durch Pressen verdichteter Wärmedämmkörper aus einem
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hochdispersen Dämmaterial Die Erfindung betrifft einen durch Pressen
verdichteten Wärmedämmkörper aus einem hochdispersen Dämmaterial, nach dem Oberbegriff
der Ansprüche 1, 7 bzw. 9.
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Derartige hochisperse Pämmaterialien werden durch iie Anmelderin unter
der Bezeichnung MINILEIT (eingetr. Warenzeichen) hergestellt und vertrieben und
bestehen aus einem aus der Plammenhydrolyse gewonnenen mikropcrösen Oxidaerogel,
insbesondere Kieselsäureaerogel und/oder Aluminiumoxidaerogel.
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Wie in diesem Zusammenhang etwa die D&-PS 19 54 992 ausführlich
erläutert, 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. Die mechanischen Eigenschaft derartiger Formkörper
ähneln denjenigen von beispielsweise gebundenem feinem Sand od. dgl.
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Nach der Lehre der genannten DE-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.
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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 beispielsweise aus Glasgewebe erfolgt.
I-lierdurch so] eine Verwendung von beispielsweise harzartigen Rindenlilteln, welche
die Wärmedämmfähigkeit vermindern, vermieden werden.
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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
od. dgl., ganz abgesehen von dem erforderlichen Aufwand hierfür, sehr viele weitere
Anwendungsfälle aus, bei denen eine solche Umhüllung stört oder überhaupt nicht
verwendbar ist.
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Beispielsweise aus der DE-OS 29 42 087 ist auch bekannt, derartiges
hochdisperses Dämmmaterial mittels eines 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 krouzvernetzt werden. Hierdurch entsteht
ein Wärmedämmkörper höherer Biegefestigkeit, die sich durch die mittels des Bindemittels
miteinander verbackenen Aerogel- und Trübungsmittelteilchen ergibt, welche einen
resten, starren Verbund bilden.
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Mittels eines solchen Härtungseffektes wird keine Ver-' minderung
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 der Wärmedämmkörper.
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Aus der DE-OS 31 08 816 ist es gemäß § 3 Abs.2 PatG bekannt, einen
solchen hochdispersen Preßstoff mit einem Mineralfaserzuschlag derart zu versehen,
daß zwischen 10 und 30 Gew.-% des Preßstoffes aus Mineralfasern mit einer größeren
Länge als 10 mm bestehen. Bei Einhaltung weiterer kritischer Parameter ergibt sich
hierdurch eine sprunghaft erhöhte Biegbarkeit eines solchen Wärmedämmkörpers in
Folien- oder Plattenform. Zur Verbesserung der mechanischen Integrität bei einer
Biegung kann dabei auch vorgesehen sein, eine oder beide Seiten eines solchen Wärmedämmkörpers
mit einer Folie oder einem Blech zu kaschieren, so daß die Biegbarkeit weiter verbessert
wird.
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Eine solche Kaschierung ist jedoch im Rahmen der DE-OS 31 08 816 ausschließlich
auf den Fall der hohen Zuschlagmenge an langen Mineralfasern beschränkt.
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Aufgabe der Erfindung 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.
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Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs
1 gelöst.
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Damit wird erreicht, daß die Herstellung des Wärmedämmkörpers in einer
hierzu bekannten Weise ohne Umhüllung durch Pressen erfolgen kann, wonach dann die
Kaschierungsbahn aufgebracht wird. Die Kaschierungsbahn dient zunächst zum Schutz
der empfindlichen Oberfläche des Wärmedämmkörpers insbesondere im Sinne einer Erhöhung
der Abrieb-
festigkeit. Infolge der Verbindung zwischen der Oberfläche
des Wärmedämn'körpers und der Kaschierungsbahn ergibt sich weiterhin ein mehr oder
weniger ausgeprägter Verbundeffekt, der darüber hinaus auchldie Bruchfestigkeit
des Wärmedämmkörpers verbessert.
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Eine besondere Problematik liegt in der Befestigung der Kaschierungsbahn
an der Oberfläche des Wärmedämmkörpers, da dieser auch nach Erzielung eines Härtungseffektes
durch ein Bindemittel die Teilchen mit nur 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 eine
Kaschierungsbahn flächig dauerhaft befestigt werden kann, wenn auf eine vollständig
geschlossene Umhüllung verzichtet wird, in welche das Material eingepreßt is.
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Mechanische Befestigungen kommen im Hinblick auf die bereits erfolgte
Pressung des Materia]s jedenfalls zur ausschließlichen Erzeugung der Haltekraft
kaum in Frage; denn die gepreßte Materialoberfläche ist nicht in ausreichendem Maße
verformbar und reagiert auf einen lokalen Verformungsversuch schnell 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 insbesondere anorganischen und bei der Verarbeitung dünnflüssigen
Klebers überraschend möglich ist. Ein zähfiüssiger Kleber, der nicht in die Oberfläche
des Wärmedämmkörpers eindringt, kann nur an der äußersten Schicht der feinen Teilchen
verankern, so daß diese äußerste Schacht bohne S»-hwierigkeiten zusammen mit der
Kaschierungsbahrl und dem Kleber vom restlichen Preßstoff separiert werden kann.
Ein dünnflüssiger Kleber hingegen dringt in die Oberfläche
des Preßstoffs
ein. Da die Teilchengröße des feindispersen Dämmaterials äußerst gering ist, genügt
schon ein geringfügiges Eindringen des Klebers, um eine Vielzahl von Teilchenschichten
zu-Wrgnifen 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, vorzugçeise eine geringere
Dicke als 0,5 mm besitzt, zumal bei größeren Kleberschichtdicken eine merkliche
Verbesserung der Festigkeit nicht mehr zu beobachten ist.
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Während als Kleber grundsätzlich auch organische Kleber in Frage kommen,
jedoch häufig im Hinblick auf die Temperaturbelastunq des Wärmedämmkörpers im Einsatz
ungeeignet sind, eignen sich insbesondere anorganische Kleber.
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Da der Wärmedämmkörper selbst formsteif ist, ist es auch nicht erforderlich,
daß der Kleber gute elastische Eigenschaften besitzt, so daß auch von daher ein
organischer Kleber wie insbesondere ein Kleber auf der Basis von Wasserglas verwendet
werden kann. Wegen weiterer Einzelheiten eines solchen Klebers wird auf die DE-AS
24 60 543 verwiesen und ausdrücklich Bezug genommen.
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Die Haftwirkung mittels eines solchen Klebers kann bei Redarl' mechanisch
etwa durch Strukturierung einer folien-Förmigen Kaschierungsbahn mittels Prägewalzen
od. dgl.
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unterstiitzt werden.
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Ein besonderer Vorteil ergibt sich schließlich dadurch, daß im Falle
einer Verwendung einer Metallfolie wie einer Aluminiumfo.lie oder einer Edelstahlfolie
zugleich eine dampfdifflls,ionsdichte Abdeckung des Wärmedämmkörpers erzielt wird.
Dies ermöglicht einen Einsatz eines solchen kaschierten Materials auch dort, wo
eine Dampfsperre er-
forderlich ist.
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Die gestellte Aufgabe wird jedoch auch bei einem Wärmedämmkörper der
Gattung gemäß Anspruch 7 dadurch gelöst, daß die Kaschierungsbahn aus einem sich
bei Wärmeeinwirkung verflüchtigenden Werkstoff wie Papier besteht.
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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 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. Abgesehen davon, daß dies für einige Einsatzfälle zu bevorzugen ist, kann hier
eine Kaschierungsbahn aus einem billigen, einfachen Material verwendet werden. Insbesondere
ist hier auchdic Verwendung eines billigeren organischen 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
zweckmäßig so gewählt, daß die Verflüchtigung möglichst rückstandsfrei erfolgt.
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Bei einem Zusatz von in der Wärme aushärtendem Dindcmittel ergeben
sich lokal unterschiedliche, vom jeweiligen Raumgewicht und der jeweiligen lokalen
Zusammensetzung abhängige Schrumpfungen und sonstige Formänderungen des Wärmedämmkörpers.
Dadurch liegt der Wärmedämmkörper bei der Entnahme aus dem Härtungsofen mit unregelmäßiger
Oberfläche vor, die nicht plan ist.
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Um hier abzuhelfen, ist es bei einem derartigen gehärteten Wärmedämmkörper
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9 erfindungsgemä,3 vorgesehen, daß eine wenigstens
einseitig durch einen Tauchvorgang, Spritzvorgang od. dgl. aufgebrachte Deckschicht
mit einer die Oberflächenunebenheiten
des Wärmedämmkörpers ausgleichenden
Schichtdicke vorgesehen ist. Hierdurch können Unebenheiten ausgeglichen werden.
Bei Bedarf kann eine Egalisierung der Oberfläche der noch zumindest plastischen
Deckschicht durch Rakeln od. dgl. erfolgen, um eine glatte Oberfläche zu erzielen.
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Eine solche Deckschicht löst zugleich die gestellte Aufgabe eines
Oberflächenschutzes im Sinne einer Erhöhung der Abriebfestigkeit.
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Als Material für die Deckschicht kommt ein Kleber wie etwa ein Wasserglaskleber
bevorzugt in Frage. Bei Bedarf kann zunächst eine solche Deckschicht aus beispielsweise
Wasserglaskleber aufgebracht und sodann noch eine Kaschierungsbahn zusätzlich aufgebracht
werden, wobei der Kaschierungsbahn dann der Egalisierungseffekt der K.1eberchicht
zugute kommt.
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Alternativ kann jedoch auch eine Deckschicht aus einem keramischen
Bindemittel verwendet werden, das bei Temperaturen zwischen etwa 500-°'C und 10000C
durch keramische Bindung verfestigt. Bezüglich der Einzelheiten einer solchen Beschichtung
wird auf die DE-OS 31 02 935 verwiesen, die gemäß § 4 Abs. 3 PatG Stand der Technik
ist, und wegen weiterer Einzelheiten ausdrücklich vollinhaltlich Bezug genommen.
Durch die Faserverstärkung eines snlchen keramischen Bindemittels zur Verwendung
als Deckschicht ergibt sich zugleich eine mechanische Verbesserung der Festigkeit'des
Wärmedämmkörpers gegen Bruch.
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Für eine bahnförmige kontinuierliche oder quasi-kontinuieriche Fertigung
des Wärmedämmkörpers in einer Fertiqungsstraße kann die Kaschierung in der Weise
erfolgten, daß eine folienförmige Kaschierungsbahn von einer Vorratsrolle abgewickelt,
einseitig mi;L Kleber versehen und an die zu kaschierende Seite des Wärmedämmkörpers
nach dessen Pressung angelegt wird. Auf diese Weise ist auch eine vollständig oder
abschnittsweise kontinuierliche Fertigung eines erfindungsgemäßen kaschierten Wärmedämm-
körpers
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 möglich.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Aurführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
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Es zeigt Fig. 1 einen Ausbruch aus einem erfindungsgemäßen WärmedAmmkörper
in perspektivischer Ansicht, Fig. 2 die Einzelheit aus Kreis A in Fig. 1 in stark
vergrößerter Darstellung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und Fig.
3 die Einzelheit aus Kreis A gemäß Fi. 1 in stark vergrößerter Darstellung gemäß
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein Wärmedämmkörper bezeichnet, der mit einer
Kaschierungsbahn 2 an einer seiner Oberflächen versehen ist.
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Wie hierzu aus der Einzelheit gemäß Fig. 2 ersichtlich ist, kann die
Kaschierungsbahn 2 in Beispielsfal)e aus einer Aluminiumfolie bestehen, die silber
einen Kleber 3 gegenüber dem Wärmedämmkörper 1 befestigt ist, der etn' Kleberschicht
3 bildet. Es kann beispielsweise ein anorganischer Kleber wie ein Wasserglaskleher
in flüssir oder dünnflüssiger Verarbeitungskonsistenz, nn jedem Falle mit einer
solchen Verarbeitungskonsistenz gewahlt werden, die beim Auftragen ein Eindringen
deO Klebers in die Oberfläche des mit 4 bezeichneten Preßstoffes des Wärmedämmkörpers
1 ermöglicht. Die Dicke d der eingedrungenen Kleberschicht liegt im Beispielsfalle
bei 0,3 mm und gewährleistet eine sichere Verankerung des Klebers in dem oberflächennahen
Materialbereich des Preßstoffes 4.
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Durch die Kleberschicht 3 wird die Kaschierungsbahn 2 sicher gehalten.
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Alternativ kann zur Bildung der Kleberschicht 3 auch ein organischer,
insbesondere bei Wärmeeinwirkung leicht verflüchtigender Kleber verwendet werden1
und als Material für die Kasc-hierungsbahn 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 Kaschierungsbahn 2 und gegebenenfalls auch
zumindest der oberflächennahen Bereiche des Klebers in der Klebeschicht 3 erfolgt.
Dann liegt im Einsatz der Wärmedämmkörper 1 in der Form vor1 wie er noch ohne Kaschierung
den Preßvorgang verlassen hat. Die Dicke der Kaschierungsbahn 2 sowie der Kleberschicht
3 bzw. die dafür eingesetzten Materialmengen können so gering gehalten werden1 daß
eine Verflüchtigung mit nur sehr geringen Rückständen und auch geringer Umgebungsbeiastung
erfolgt.
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Gemäß Fig. 3 ist an der Oberfläche des Preßstoffes 4 des Wärmedämmkörpers
1 eine Deckschicht 2a vorgesehen,, die beispielsweise aus einem keramischen Bindemittel
gegebenenfalls mit .Mineralfaserver-s'tärkung bestehen kann. Die mit 4a bezeichnete
Oberfläche des Preßstoffes-4 ist unregelmäßig ausgebildet, 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 bei
der aushärtenden Wärmebehandlung verursacht. Die Deckschicht 2a, deren Oberfläche
durch Rakeln od. dgl. zusätzlich egalisiert sein kann, weist eine Schichthöhe d
auf, welche die Unebenheiten der Oberfläche 4a überdeckt.
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Anstelle eines keramischen Bindemittels für die Deckschicht 2a kann
auch eine Kleberschicht zur Anwendung gelangen.
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Die Kleberschicht kann dann im Sinne der Deckschicht 2a
die
Außenoberfläche des Wärmedämmkörpers 1 bilden, oder wiederum mit einer Kaschierungsbahn
2 versehen sein, die vor dem Abbinden des Klebers aufgebracht ist und wiederum von
diesem in entsprechender Weise gehalten ist. In diesem Falle kann wiederum vorgesehen
sein, daß der Kleber für die Deckschicht 2a in einer ein Eindringen in die Oberfläche
des Preßstoffes 4 ermöglichenden Konsistenz aufgetragen oder mit einem weiteren
Kleber einer entsprechenden Konsistenz unterlegt ist, so daß die anhand von Fig.
2 erläuterte Verankerung des Klebers im Preßstoff 4 herbeigeführt werden kann.
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Zur Verbesserung der Haftung der Kaschierungsbahn 2 an 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 Preßstoffes
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.
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