DD155897A1

DD155897A1 - MANUFACTURE OF DAMAGE ELEMENTS FROM FIBER LAYERS DIFFERENT HEAT MATERIAL VALUES

Info

Publication number: DD155897A1
Application number: DD22314280A
Authority: DD
Inventors: Richard Mielke
Original assignee: Richard Mielke
Priority date: 1980-08-06
Filing date: 1980-08-06
Publication date: 1982-07-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren fuer mehrschichtige Faserdaemmelemente, geeignet als Waermedaemmung fuer hohe Temperaturen. Ziel der Erfindung ist die Optimierung der Herstellung von Waermedaemmelementen. Erfindungsgemaess werden mehrschichtige Faserdaemmelemente hergestellt, indem von einem aus Silikatschmelzen erzeugten Faserstrom ausgegangen wird, der entsprechend den sich in der Absetzkammer absetzenden Schichten mit unterschiedlichen Mengen Bindemittel versehen wird. Die Schichten werden gemeinsam einer Haertung unter Pressung unterworfen. Dadurch entstehen Schichten unterschiedlicher Rohdichte und damit unterschiedlichen Waermeleitwertes in Abhaengigkeit des jeweiligen Bindemittelgehaltes. Mit einbegriffen sind Schichten hoeherer Temperaturbestaendigkeit, wie zum Beispiel Keramikfasern, einseitig aufgebracht auf die dem temperaturfuehrenden Objekt zugewandte Seite des Daemmelementes. Ebenso einbegriffen sind Kunststoffschaumschichten zusaetzlich oder anstelle der Faserdaemmschicht geringer Rohdichte. Die Herstellung der beschriebenen Erzeugnisse ist an herkoemmlichen Mineralwolle-Produktionsanlagen grosstechnisch moeglich, die Erzeugnisse sind bei Waermedaemmassnahmen insbesondere an heissgehenden Objekten mit Oberflaechentemperaturen oberhalb 250 Grad C anwendbar.The invention relates to a manufacturing method for multilayer Faserdaemmelemente, suitable as heat insulation for high temperatures. The aim of the invention is the optimization of the production of heat transfer elements. According to the invention, multilayer Faserdaemmelemente be prepared by starting from a fiber stream produced from silicate melts, which is provided according to the settling in the settling chamber layers with different amounts of binder. The layers are subjected together to a hardening under pressure. This results in layers of different density and thus different thermal conductivity depending on the respective binder content. Included are layers of higher temperature resistance, such as ceramic fibers, applied on one side to the temperaturfuehrenden object facing side of the Daemmelementes. Also included are plastic foam layers, in addition to or instead of the low bulk density fibrous film. The manufacture of the described products is largely technically possible on conventional mineral wool production plants, the products can be used for thermal insulation measures, in particular on hot objects with surface temperatures above 250 degrees C.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Herstellung von Dämmelementen aus Faserschichten unterschiedlichen WärmeleitwertesProduction of insulating elements from fiber layers of different thermal conductivity

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faserdämmstoffelementen, bestehend aus mindestens 2 Schichten mit unterschiedlichem Wärmeleitwert, geeignet insbesondere als Wärmedämmaterial für hohe Temperaturen.The invention relates to a method for the production of Faserdämmstoffelementen, consisting of at least 2 layers with different thermal conductivity, suitable in particular as Wärmedämmaterial for high temperatures.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt, Wärmedämmungen an heißgehenden Objekten, zum .Beispiel Wandverkleidungen von Dampferzeugern mehrschichtig auszuführen, und zwar so, daß die wirksame Wärmedämmung aus. Schichten verschiedenen Wärmeleicwertes besteht, wobei die Rohdichte' der Einzelschichten in Richtung auf das temperaturführende Objekt hin ansteigt. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, daß der Färmeleitwert nur in Abhängigkeit vom Temperaturgradienten und von der Rohdichte optimiert werden kann. Characteristic of the known technical solutions It is known to perform thermal insulation on hot objects, for example, wall cladding of steam generators multi-layered, in such a way that the effective thermal insulation. Layers of different Wärmeleicwertes exists, with the bulk density 'of the individual layers in the direction of the temperature-bearing object increases. This takes into account the fact that the Färmeleitwert can only be optimized depending on the temperature gradient and the bulk density.

lieben anderen bekannten Verfahren zur Realisierung des Grundgedankens, wie zum Beispiel die getrennte Montage der unterschiedlichen Schichten oder der Vorfertigung von entsprechenden Dämmelementen ist die Herstellung solcher Elemente als besonders lukrativ empfohlen worden. So verwirklicht DT 1 560 702 die schichtweise verschiedene Wärmeleitfähigkeit dadurch, daß dem anorganischen Faservlies bei-der Herstellung wärmebeständige Nichtfaserstoffe in schichtweise verschiedenen Anteilen zugesetzt werden, wasWhile other known methods for realizing the basic idea, such as the separate assembly of the different layers or the prefabrication of corresponding insulating elements, the production of such elements has been recommended as particularly lucrative. Thus, DT 1 560 702 realizes the layer-by-layer different thermal conductivity by adding heat-resistant non-fibrous materials to the inorganic non-woven fabric in layers of different proportions

unter anderem über eine Änderung der Erzeugnisrohdichte zur gewünschten Änderung des Wärmeleitwertes führt. Weiterhin wird in DT 2 248 698 und' in US 3 652 377 die schichtweise verschiedene Rohdichte durch Anwendung unterschiedlicher Verdichtungskräfte während des Härtevorganges auf das bindemittelhaltige Faservlies erreicht, und es wird auch das Verkleben zweier getrennt hergestellter Dämmstoffschichten verschiedener Dichte empfohlen.inter alia via a change in the product gross density leads to the desired change in the thermal conductivity. Furthermore, in DT 2 248 698 and 'in US 3,652,377 the layered different density is achieved by applying different compression forces during the curing process on the binder-containing nonwoven fabric, and it is also recommended the bonding of two separately prepared insulation layers of different density.

Abgesehen davon, daß bei DT 1560 702 die großtechnische Faserprodukt.ion für Dämmzwecke bedeutend kompliziert wird, wirkt der Einsatz der vorgeschlagenen Nichtfaserstoffe kostenerhöhend und erfordert außerdem einen erhöhten Bindemittelgehalt. Bei DT 2 248 698 ist der anlagentechnische Aufwand, Platz- und Energiebedarf,hoch oder die Fertigung muß diskontinuierlich gestaltet werden. Bei beiden Patenten liegt darüberhinaus ein ungerechtfertigt hoher Gehalt an organischem Bindemittel vor, v/eil die Schicht geringer Dichte ebensoviel enthält wie jene mit hoher Rohdichte» Dadurch wird auch die Brennbarkeit der Erzeugnisse erhöht.Apart from the fact that DT 1560 702 makes the large-scale Faserprodukt.ion for Dämmzwecke significantly complicated, the use of the proposed non-fibrous materials cost-increasing and also requires an increased binder content. With DT 2 248 698, the plant technical effort, space and energy requirements, high or the production must be designed discontinuously. In addition, both patents have an unjustified high content of organic binder, as much as the layer of low density contains as much as those with a high bulk density. "This also increases the flammability of the products.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Mit der Erfindung ist beabsichtigt, die Herstellung von aus mehreren Schichten mit unterschiedlichem Wärmeleitwert bestehenden Faserdämmstoffelementen bedeutend zu vereinfachen und materialökonomisch zu optimieren, den Gebrauchswert der Erzeugnisse in Hinsicht auf ihre Brennbarkeit und - im Falle des Einsatzes von hochtemperaturbeständigem Fasermaterial - . ihre Anwendungsgrenztemperatur zu erhöhen. ' ·The invention is intended to significantly simplify the manufacture of consisting of several layers with different thermal conductivity Faserdämmstoffelementen and material economically to optimize the utility of the products in terms of their flammability and - in the case of the use of high temperature resistant fiber material -. to increase their application limit temperature. '·

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Erfindungsgemäß wird ein mehrschichtiges Faserdämmelement hergestellt, indem im Gegensatz zu den bekannten Verfahren auf im Bindemittelgehalt unterschiedliche Faservliesschichten eine einheitliche Verdichtungskraft einwirkt. Hierdurch wird, erreicht, daß in allen Schichten der entsprechend der beabsichtigten Rohdichte erforderliahe Bindemittelgehalt vorliegt und effektiv zur Wirkung kommt. Derartige Erzeug-According to the invention, a multilayered fiber insulation element is produced by acting in contrast to the known methods on non-woven fabric layers differing in binder content, a uniform compaction force. As a result, it is achieved that the binder content required in accordance with the intended bulk density is present in all layers and is effectively effective. Such products

2 3 1422 3 142

nisse weisen insgesamt einen geringeren Bindemittelgehalt und eine höhere Elastizität der dichteärmeren Schicht auf und die Brennbarkeit ist gemindert.Overall, they have a lower binder content and a higher elasticity of the denser layer and the flammability is reduced.

Nach dem vorgeschlagenen Verfahren werden mehrschichtige Paservliese erhalten, die zunächst ebene Erzeugnisse nach Bild A liefern. Dargestellt, sind die Schichten mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit 1 bis 4, wobei 1 ein hochtemperaturbeständiges Material, zum Beispiel aus Keramikfasern sein kann, 2 zum Beispiel -eine steife Mineralwolleschicht der Rohdichte 110 bis 170 kg/m , 3 zum Beispiel eine weiche Mineralwolleschicht der Rohdichte 50 bis 100 kg/m ist und die Schicht 4 ein Schaumkunststoff sein kann. DieAccording to the proposed method, multilayer nonwoven webs are obtained, which initially produce flat products according to FIG. Shown are the layers of different thermal conductivity 1 to 4, where 1 may be a high temperature resistant material, for example of ceramic fibers, 2 for example a rigid mineral wool layer of bulk density 110 to 170 kg / m, 3 for example a soft mineral wool layer of bulk density 50 to 100 kg / m and the layer 4 may be a foam plastic. The

. Wellenpfeile deuten die temperaturwirksame Seite der Wärmedämmung an. ., Wave arrows indicate the temperature-effective side of the thermal insulation. ,

.Zur Herstellung wird verfahrensgemäß nach Bild B ein Paserstrom 6 benötigt, der mittels des 4-Scheibenschleuderverfahrens oder auf andere Weise aus einer Silikatschmelze erzeugt wurde und in einer Faserabsetzkammer 5 von einem Luftstrom 7 in Richtung auf das Hauptförderband 8 tr-ansportiert wird. Die Silikatschmelze kann in einem Kupolofen oder anderem geeigneten Schmelzaggregat hergestellt werden* Auf dem Hauptfließband 8 kann bereits am Anfang 9 das Erzeugnis 1 in Porm einer Matte oder eines Pilzes ausgerollt werden. Pur den weiteren technologischen Ablauf bestehen mehrere Lösungsvarianten, die in nachfolgenden Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden Beispiel I:. According to the process of FIG. B, a paser stream 6 which was produced by means of the 4-disk spinning process or otherwise from a silicate melt and is tr-ported in a fiber settling chamber 5 by an air stream 7 in the direction of the main conveyor belt 8 is required. The silicate melt can be produced in a cupola or other suitable melting unit. On the main production line 8, the product 1 can be rolled out in the form of a mat or a mushroom already at the beginning 9. For the further technological process, there are several possible solutions, which are described in more detail in the following exemplary embodiments. EXAMPLE I

Gleich nach der Paserentstehung wird nach Bild B der Paserstrom 6 mit einem organischen Bindemittel von dem Düsenkranz 10 aus besprüht in einer für ein leichtes, elastisches Erzeugnis ausreichenden Konzentration von einem Endgehalt von zum Beispiel 1,5 bis 2,5.%. Zusätzlich ist mindestens eine weitere Bindemitteldüse 11 so installiert, daß hierdurch nur.die sich zu unterst ablagernden Pasern erfaßt und nochmals ,mit Bindemittel besprüht werden, sodaßK sich der Gesamtbindemittelgehalt in diesem Bereich auf etwa 2bis 5 % einstellt. Der Bereich ist gekennzeichnet durch eine geringfügige Ablenkung der Faserflugbahn in Sprührichtung.Immediately after the Paserentstehung of Figure B, the Paserstrom 6 is sprayed with an organic binder from the nozzle ring 10 in a sufficient for a light, elastic product concentration of a final content of, for example, 1.5 to 2.5.%. In addition, at least one further binder nozzle 11 is installed so that only the bottom depositing fibers are detected and sprayed again with binder so that the total binder content in this range is about 2 to 5 % . The area is characterized by a slight deflection of the fiber trajectory in the spray direction.

Damit ist angedeutet, daß der Sprühdruck dieser Düsenstation so bemessen sein muß, daß dadurch nicht der gesamte Paserstrom erfaßt wird,sondern nur der für die Schicht höherer Rohdichte bestimmte Anteil. Die Stationen 10 und 11 können dasselbe oder auch verschiedene Bindemittel verarbeiten» Auf diese V/eise entsteht auf dem Fließband ein mehrschichtiges Vlies mit den Schichten 1 bis 3« Sie werden der Härtekammer 12 zugeführt und erfahren hier gemeinsam eine Verdichtung, indem das vertikal bewegliche Gliederkettenband 13 einen bestimmten Preßdruck ausübt, der auf die bindemittelreiche Schicht 2 zur Erzielung der vorgesehenen, vergleichsweise hohen Rohdichte bezogen ist. Nach Durchlauf durch die Härtekammer ist diese Schicht verfestigt, wärend die bindemittelarme Schicht 3 auf Grund.der Bauschelastizität des Vlieses bei Aufhebung der wirkenden Verdichtungskraft zu einer vom Bindemittelgehalt abhängigen, vergleichsweise geringen Rohdichte aufbauscht. Das Gleiche gilt auch für Schicht 1. Die Schichten untereinander sind durch den Härtevorgang innig verbunden.This indicates that the spray pressure of this nozzle station must be such that it does not detect the entire paser stream, but only the fraction determined for the higher density layer. Stations 10 and 11 can process the same or different binders. "This results in a multilayer nonwoven with layers 1 to 3 on the assembly line. They are fed to the curing chamber 12 and jointly undergo compaction by the vertically movable link chain belt 13 exerts a certain pressing pressure, which is based on the binder-rich layer 2 to achieve the intended, relatively high density. After passing through the curing chamber, this layer is solidified, while the low-binder layer 3 aufbauscht on Grund.der bulk elasticity of the web when canceling the acting compaction force to a binder content dependent, comparatively low density. The same applies to layer 1. The layers are intimately connected by the hardening process.

In Portführung des Hauptfließbandes 8 wird nun die Schicht 4 mit Hilfe der Schaumstation 14 aufgebracht. Mach demselben Verfahren können die Schichten 1 und 4 auch in Portfall kommen oder die Schicht 4 anstelle der Schicht 3 treten. Es ist weiterhin möglich, die Schicht.1 erst nach der Absetzkammer am Punkt 15 dem Mineralwollevlies unterzuführen. ' . In port guide of the main conveyor belt 8, the layer 4 is now applied by means of the foam station 14. Using the same method, the layers 1 and 4 can also come in port case or the layer 4 instead of the layer 3 occur. It is also possible to underlaid the Schicht.1 only after the settling chamber at point 15 the mineral wool fleece. '.

Example II:

Eine andere Ausführungsform der Absetzkammer 5 sieht nach Bild C vor, den Paserstrom' 6 nur teilweise mit Hilfe des Bindemittelaggregates 16 zu besprühen, und. zwar in einer für ein elastisches Erzeugnis ausreichenden Konzentration. Die mit Bindemittel belegten Pasern läßt man auf einem Nebenförderband 17 absetzen, das.infolge einer horizontal beweglichen Lagerung eine Dosierung der Pasermengen ermöglicht. Der Rest des bis dahin bindemittelfreien Faserstromes 6 wird mit'Hilfe der Bindemitteldüsen 18 derart mit Bindemittel versehen, wie es für eine steife Mineralwolle schient erforderlich ist. Die getrennt abgesetzten Paservliese werdenAnother embodiment of the settling chamber 5 provides, according to Figure C, to spray the Paserstrom '6 only partially using the binder assembly 16, and. although in a sufficient for a resilient product concentration. The fibers coated with binder are allowed to settle on a secondary conveyor belt 17 which, as a result of a horizontally movable support, makes it possible to dose the quantities of pasers. The remainder of the hitherto binder-free fiber stream 6 is provided with binder by means of the binder nozzles 18 in such a way as is necessary for a stiff mineral wool. The separately sold pastern will be

.. - 5 - 2 2 3 1 4 2.. - 5 - 2 2 3 1 4 2

zusammengeführt und in bekannter Weise weiter verarbeitet.merged and further processed in a known manner.

Beispiel III:Example III:

Eine weitere Ausführungsform der Absetzkammer 5 nach Bild C sieht eine Änderung der Bindemitteleinbringung und die Anwendung des Naßverfahrens vor· Dazu läßt man den Rest des Faserstromes 6 sich bindemittelfrei auf das Hauptfließband 8 absetzen (unter Verzicht auf die Düsen 18), tränkt das Vlies mittels der Station 19, entwässert auf dem Förderband 8 und führt die beiden getrennt abgesetzten Vliese zur Weiterverarbeitung zusammen.A further embodiment of the settling chamber 5 according to FIG. C provides for a change in the binder introduction and the application of the wet process. For this purpose, the remainder of the fiber stream 6 is allowed to settle on the main production line 8 without any binder (dispensing with the nozzles 18), the nonwoven drenched by means of the Station 19, drained on the conveyor belt 8 and merges the two separately deposited nonwovens for further processing.

Das Verfahren kann auch zur Grundlage zur Herstellung von mehr-schichtigen Formkörpern zum Beispiel von Rohrschalen nach Bild D dienen.The process can also serve as the basis for the production of multi-layered moldings, for example of pipe shells according to FIG.

Dazu werden die vereinigten Faservliese nach Bild B vor der Härtung an der Stelle 20 aus dem Hauptherstellungsstrang entnommen und einem gesonderten Formprozeß, insbesondere nach dem Wickelverfahren unterworfen und gehärtet. Anschließend ist auch die. Aufbringung einer schäumbaren Kunststoffmasse 4 möglich. . .For this purpose, the combined fiber webs are removed according to Figure B prior to curing at the point 20 from the main production line and subjected to a separate molding process, in particular by the winding process and cured. Then is the. Application of a foamable plastic compound 4 possible. , ,

Die Schichtenfolge wie auch die technologischen Mittel ihrer Erzeugung, wie sie zuvor erläutert worden sind, können auch untereinander variiert werden.The layer sequence as well as the technological means of their production, as previously explained, can also be varied among each other.

Claims

22 3 14 Invention claim

1. A process for the production of insulating elements of fiber layers of different thermal conductivity, characterized in that from a fiber stream transported by gases 2 or more fiber layers are produced with different binder content by the organic binder from different introduction stations that capture only the corresponding sub-fiber stream, is introduced the sub-fiber webs are combined together or additionally with a high thermal resistance fiber composite on a conveyor belt and cured together under the effect of a uniform compaction force related to the web of higher apparent density.

2. The method according to item 1, characterized in that a previously sprayed with binder partial flow is removed from the fiber stream by means of a horizontally adjustable lifting belt, the remaining part of the fiber stream is also sprayed by a second nozzle station and deposited on the main production line and on the Sub-conveyor belt branched nonwoven fabric is fed to that on the main production line.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the partial fiber fleece of the main conveyor belt is soaked and sucked off after settling of the fibers with binder.

4. The method according to item 1 to 3, characterized in that organic and inorganic, thermoplastic and / or thermosetting binders are applied.

5 «method according to item 1 to 4, characterized in that on an assembly line, if necessary, first an elastic Faserdämmstoff-E _r certificate with a temperature resistance of about 600 ⁰ C is either spread before discontinuing the fiber stream, so that the binder-containing fiber stream on it deposits, or before hardening of the binder non-woven fabric this is guided, for example by means of a conveyor belt. ·. , ·

6. The method according to item 5, characterized in that the elastic fiber insulation product with a temperature resistance of about 600 ⁰ C after curing of the remaining layers with the layer of higher bulk density is connected by gluing or other suitable V / iron.

7. The method according to item 1 to 6, characterized in that after the curing of the different fiber layers nor a foamable plastic compound is applied.

8. Method according to items 1 to 6, characterized in that the bonded fiber layers are given a hollow cylindrical shape prior to curing by the use of the bead method or another suitable shaping method.

9. The method according to item 8, characterized in that the Roimschalen receive a coating with a foamable plastic material.

10 «method according to item 7 and 9, characterized in that the Faserdämmschicht accounted for low bulk density.

Rierzti. ^. Pages drawings