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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen rohrförmigen Glasfaser-Isolator zum
Einsatz bei der Rohrisolierung in Kraftwerken, petrochemischen Anlagen,
verschiedenen Schiffen usw. sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben.
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Beschreibung der verwandten
Technik
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Im
Allgemeinen wird für
alle Heiz- und Kühlrohre,
die zum Transportieren von Fluid durch selbige hindurch eingesetzt
werden, vorgeschlagen, dass diese an einer Außenumfangsfläche mit
einem wärmeisolierenden
Material umhüllt
werden, um beispielsweise Veränderung
physikalischer Eigenschaften des Fluids zu verhindern oder den Energieverbrauch
zu reduzieren. Insbesondere muss, da Rohrleitungen, die in Kraftwerken,
petrochemischen Anlagen, verschiedenen Schiffen usw. eingesetzt
werden, außerordentlich
hohen Temperaturen ausgesetzt sein können, die durch Fluid erzeugt
werden, das durch die Rohrleitung transportiert wird, ein wärmeisolierendes
Material zum Einsatz mit der Rohrleitung über einen Formprozess hergestellt
werden, bei dem ein Material mit hohem Schmelzpunkt verwendet wird,
um die Brandgefahr aufgrund des wärmeisolierenden Materials auszuschließen und
gleichzeitig zufriedenstellende Wärmeisolierungseffekte zu erzielen.
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Herkömmlicherweise
sind Wärmeisolierungsmaterialien
aus Perlit und Kalziumsilikat als feuerfeste Wärmeisolierungsmaterialien eingesetzt worden.
Diese Wärmeisolierungsmaterialien
müssen jedoch
angesichts der Eigenschaften der Materialien unter Verwendung von
Formen zu Blöcken
geformt werden, und die entstehenden Blöcke sind aufgrund des hohen
Gewichts und der geringen Festigkeit derselben schwer verbaubar
und brechen selbst bei geringfügigem äußeren Stoß beim Verbauen
und im Einsatz leicht. Daher weisen die oben erwähnten herkömmlichen Wärmeisolierungsmaterialien Nachteile, wie
beispielsweise kürzere
Lebensdauer als die Rohrleitung sowie zusätzliche Kosten für den Austausch
usw. auf.
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Aus
diesem Grund ist in jüngster
Zeit ein rohrförmiger
Isolator entwickelt und eingesetzt worden, der mit einem Verfahren
hergestellt wird, das umfasst: Anfertigen einer Matte, die aus Steinwolle, Glasfasern
oder dergleichen besteht, wobei eine Oberfläche der Matte mit einem Bindemittel
zum Anbringen der Matte beschichtet wird, und Durchführen von
Form- und Verbindungsprozessen
mit Hilfe des Bindemittels in einem Zustand, in dem die entstehende
Matte auf eine Formwalze aufgewickelt ist. Was den Prozess des Formens
des rohrförmigen
Isolators bei dem oben beschriebenen Verfahren angeht, so muss jedoch
der rohrförmige
Isolator in einer erheblichen Dicke hergestellt werden, um gewünschten Wärmeisolierungs-Wirkungsgrad
zu erzielen, da es aufgrund des Glasfasern eigenen Volumens schwer ist,
den rohrförmigen
Isolator mit einer hohen Dichte herzustellen. Daher sind Transport
und Installation des entstehenden Wärmeisolierungsmaterials aufgrund
eines großen
Volumens desselben schwierig und machen erheblichen Raum beim Verbauen
erforderlich, wodurch sich der Raumnutzungsgrad verschlechtert.
Des Weiteren wird der beschriebene rohrförmige Isolator selbst durch
geringfügigen Schlag
von außen
leicht verformt, was zu Problemen beim Bauen und schlechter Qualität dabei
führt.
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Des
Weiteren haben Steinwolle oder Glasfasern, die bei dem Formprozess
des herkömmlichen rohrförmigen Isolators
eingesetzt werden, einen hohen Schmelzpunkt, während die meisten Bindemittel, die
zur Anbringung der Matte verwendet werden, niedrige Schmelzpunkte
haben. Daher nimmt, insbesondere beim Einsatz bei der Isolation
von Rohrleitungen in Kraftwerken, petrochemischen Anlagen usw.,
in denen Temperatur von annähemd
60 Grad Celsius auftreten, eine Klebekraft der Matte bei Karbonisierung
des Bindemittels bei hohen Temperaturen ab, wodurch Kosten für die Rekonstruktion
entstehen. Zusätzliche
Nachteile des oben beschriebenen rohrförmigen Isolators bei hohen
Temperaturen bestehen darin, dass Wasserkondensat aufgrund eines
Temperaturunterschiedes zu der Außenluft beim Einsatz erzeugt
werden kann und die Glasfasern des rohrförmigen Isolators stark absorbierend
sind und kein wirkungsvolles Wasserabweisungsvermögen aufweisen,
wenn sie in Schnee oder Regen Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Diese
Nachteile führen
nicht nur zur Verringerung der Wärmeisolierungsleistung,
sondern auch zu höherem
Gewicht der Rohre, das ernstzunehmende negative Auswirkungen auf
die Sicherheit von Strukturen hat, in die der rohrförmige Isolator integriert
ist.
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Des
Weiteren ist bei dem Formprozess des rohrförmigen Isolators unter Verwendung
der Formwalze Ausbildung eines langen Rohrs nicht möglich, und
es müssen
mehrere Rohre verbunden werden, um eine gewünschte Rohrlänge zu erzielen.
Da es jedoch aufgrund der Eigenschaften von Materialien und der
Herstellungsverfahren, die für
den rohrförmigen
Isolator eingesetzt werden, schwierig ist, zusätzliche Kupplungseinrichtungen
zu schaffen, wird der eigentliche Bau auf herkömmliche Weise so durchgeführt, dass
Verbindung der rohrför migen
Isolatoren einfach durch engen Kontakt mehrerer rohrförmiger Isolatoren
aufrechterhalten wird. Bei diesem Konstruktionsverfahren bewirkt
jedoch Wärmeverlust aufgrund
von Spalten zwischen den rohrförmigen Isolatoren
viele Nachteile, zu denen Verringerung der Wärmeisolierungsleistung, finanzielle
Verluste aufgrund von Energieverbrauch und dergleichen gehören.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Daher
ist die vorliegende Erfindung angesichts der aufgeführten Probleme
gemacht worden, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, einen rohrförmigen
Glasfaser-Isolator sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben
zu schaffen, wobei ausgezeichneter Wärmeisolierungswirkungsgrad
und hohe Festigkeit des rohrförmigen Glasfaser-Isolators über einen
Vorgang erzielt werden können,
mit dem die Dichte der Glasfasern erhöht wird, sowie über den
Einsatz eines verstärkenden
Bindemittels, wobei das Bindemittel für Zwischenschichtanbringung
einer vernadelten Glasfasermatte selbst bei hohen Temperaturen ohne
Gefahr von Karbonisierung ausgezeichnete Klebekraft aufrechterhalten
kann, durch die eine längere
Lebensdauer des rohrförmigen
Glasfaser-Isolators gewährleistet
ist, und, wenn erforderlich, wird ein Hydrophobiermittel dem Bindemittel
zugesetzt, um so Gefahren der Verringerung des Wärmeisolierungs-Wirkungsgrades
und Verringerung der Festigkeit von Strukturen, in die der rohrförmige Glasfaser-Isolator
integriert ist, aufgrund von Feuchtigkeit auszuschließen, und
wobei ein Kupplungseingriff zwischen rohrförmigen Isolatoren beim Bau
erreicht werden kann, so dass Wärmeverlust über Verbindungsbereiche
zwischen den rohrförmigen
Isolatoren vermieden wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können die
oben erwähnten
und weitere Aufgaben erfüllt
werden, indem ein rohrförmiger
Glasfaser-Isolator und ein Verfahren zum Herstellen desselben geschaffen werden,
wobei das Herstellungsverfahren umfasst: Anfertigen einer Glasfasermatte über Vernadeln
von Glasfasern, wobei die vernadelte Glasfasermatte an einander
gegenüberliegenden
Seiten derselben mit Schnittflächen
an nicht aufeinander ausgerichteten Positionen versehen ist, eine
Oberfläche
der vernadelten Glasfasermatte mit einem feuerhemmenden Bindemittel
beschichtet ist, das hergestellt wird, indem eine klebende organische
Substanz, eine verstärkende
anorganische Substanz, ein feuerhemmendes Mittel und Wasser vermischt
und verrührt werden
und wahlweise Hydrophobiermittel mit dem entstehenden Gemisch vermischt
und verrührt
wird; Pressformen der vernadelten Glasfasermatte unter Verwendung
einer Presswalze, wobei die vernadelte Glasfasermatte in einem Zustand
gedreht wird, in dem die vernadelte Glasfasermatte auf eine Form walze
aufgewickelt ist; Trocknen eines entstehenden pressgeformten rohrförmigen Glasfaser-Isolators
vor dem Trennen des rohrförmigen
Glasfaser-Isolators von der Formwalze; Durchführen von Mittenschneiden an
dem rohrförmigen
Glasfaser-Isolator; Anbringen eines Aluminium-Glas-Kreuzbandes (aluminum-glass-cross
tage) über
eine gesamte Außenumfangsfläche des
mittig geschnittenen rohrförmigen Glasfaser-Isolators,
und Durchführen
von Seitenschneiden an einander gegenüberliegenden Enden des rohrförmigen Glasfaser-Isolators, um eine
Kupplungsvertiefung bzw. einen Kupplungsvorsprung an beiden Enden
des rohrförmigen
Glasfaser-Isolators auszubilden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
oben aufgeführten
sowie weitere Aufgaben, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung
im Zusammenhang mit den beigefügten
Zeichnungen besser verständlich,
wobei:
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1 eine
Prinzipdarstellung ist, die einen Vorgang des Vernadelns gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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2 eine
Perspektivansicht ist, die eine vernadelte Glasfasermatte darstellt,
die mit dem Vernadelungsvorgang in 1 hergestellt
wird;
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3 eine
Prinzipdarstellung ist, die einen Pressformvorgang gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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4 eine
Perspektivansicht ist, die einen rohrförmigen Glasfaser-Isolator gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt, der, nachdem er getrocknet
ist, von einer Formwalze getrennt wird;
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5 eine
Perspektivansicht ist, die Mittenschneiden des rohrförmigen Glasfaser-Isolators
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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6 eine
Perspektivansicht ist, die einen Vorgang des Anbringens eines Aluminium-Glas-Kreuzbandes
an dem rohrförmigen
Glasfaser-Isolator gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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7 eine
Perspektivansicht ist, die Seitenschneiden des rohrförmigen Glasfaser-Isolators
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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8 eine
Perspektivansicht ist, die den rohrförmigen Glasfaser-Isolator gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt, der halbiert ist;
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9 eine
Perspektivansicht ist, die eine Glasfasermatte gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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10 eine
Perspektivansicht ist, die Mittenschneiden eines rohrförmigen Glasfaser-Isolators gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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11 eine
Perspektivansicht ist, die einen Vorgang des Anbringens eines Aluminium-Glas-Kreuzbandes
an dem rohrförmigen
Glasfaser-Isolator gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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12 eine
Perspektivansicht ist, die Seitenschneiden des rohrförmigen Glasfaser-Isolators gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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13 eine
perspektivische Teilansicht ist, die Kupplung zwischen den rohrförmigen Glasfaser-Isolatoren
gemäß der zweiten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Es ist anzumerken, dass der Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung nicht auf Ergebnisse der folgenden Ausführungsformen
und der beigefügten
Zeichnungen beschränkt
ist und die vorliegende Erfindung in anderen Formen ausgeführt werden kann.
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1 bis 8 stellen
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. Das heißt, 1 stellt
einen Vorgang des Vernadelns zum Anfertigen einer Glasfasermatte
gemäß der vorliegenden
Erfindung dar, und 2 stellt die über den
Vorgang des Vernadelns in 1 angefertigte
vernadelte Glasfasermatte dar.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird zunächst eine vernadelte Glasfasermatte 20 über einen Vernadelungsvorgang
unter Verwendung einer Vernadelungsmaschine 10 angefertigt.
Die Vernadelungsmaschine 10 verwendet längliche Glasfasern, die als
relativ dünne
und lange Fasern ausgebildet sind. Durch den Vernadelungsvorgang
wird Bindekraft zwischen den Glasfasern verstärkt, so dass die hochdichte
vernadelte Glasfasermatte 20 angefertigt werden kann.
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Bei
der oben beschriebenen Anfertigung der vernadelten Glasfasermatte 20 dient
der Einsatz länglicher
Glasfasern dazu, den Arbeitswirkungsgrad zu verbessern, und die
länglichen
Glasfasern können auf
eine gewünschte
Länge geschnitten
werden. Es ist anzumerken, dass natürlich, wenn erforderlich, ein einzelner
rohrförmiger
Isolator 100, der aus Glasfasern besteht, auf eine gewünschte kurze
Länge ausgebildet
werden kann.
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Die
Vernadelungsmaschine 10 zum Einsatz bei dem oben beschriebenen
Vernadelungsvorgang kann als Plattentyp ausgeführt sein, bei dem eine Vielzahl
von Nadeln dicht an einer Unterseite einer Stanzplatte angeordnet
sind, wie dies in 1 dargestellt ist. Als Alternative
dazu kann die Vernadelungsmaschine 10 als Rollentyp ausgeführt sein,
bei dem eine Vielzahl von Nadeln radial um eine Außenumfangsfläche einer
Rolle herum angeordnet sind. Natürlich
können
beliebige andere Typen von Vernadelungsmaschinen eingesetzt werden,
solange sie einen Vorgang des Vernadelns von Glasfasern durchführen können.
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3 ist
eine Prinzipansicht, die einen Pressformvorgang gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt, der in einem Zustand durchgeführt wird,
in dem die vernadelte Glasfasermatte auf eine Formwalze aufgewickelt
ist. Die vernadelte Glasfasermatte 20 ist an einer Fläche oder
beiden Flächen derselben
mit einem Bindemittel beschichtet, durch das die vernadelte Glasfasermatte,
die mit dem Vorgang des Vernadelns von Glasfasern angefertigt wird,
mit feuerhemmenden Eigenschaften versehen wird, und die vernadelte
Glasfasermatte 20, wenn erforderlich, mit Wasserabweisungsvermögen versehen
wird. Eine geeignete Menge der beschichteten vernadelten Glasfasermatte 20 wird
auf eine Formwalze 30 aufgewickelt und dann Pressformen
unter Verwendung einer Presswalze 40 unterzogen.
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Die
Formwalze 30 hat den gleichen Durchmesser wie ein gewünschter
Innendurchmesser des rohrförmigen
Glasfaser-Isolators 100. Der Innendurchmesser des rohrförmigen Glasfaser-Isolators 100 wird
durch einen Außendurchmesser
der Formwalze 30 bestimmt.
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Das
Bindemittel dient auch als ein Zwischenschicht-Klebemittel für die vernadelte
Glasfasermatte 20. Ein derartiges Bindemittel wird gewonnen,
indem Bentonit als eine anorganische Substanz, Carboxydmethylcellulose
(CMC) als eine organische Substanz, Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2) als ein feuerhemmendes Mittel und Wasser
vermischt und verrührt
werden, und es dient als feuerhemmendes Bindemittel. Wenn erforderlich,
kann dem Bindemittel eine geeignete Menge an Hydrophobiermittel
auf Fluorbasis zugesetzt werden, um dem Bindemittel hydrophobe Eigenschaften
zu verleihen. Das Bentonit als eine anorganische Substanz dient
dazu, das Bindemittel zu verstärken,
das CMC als eine organische Substanz verleiht eine Klebekraft, das
Magnesiumhydroxid als ein feuerhemmendes Mittel verleiht feuerhemmende
Eigenschaften, und das Hydrophobiermittel verleiht Permeabilität. Es liegt
natürlich
auf der Hand, dass andere Materialien mit ähnlicher Funktion die oben
erwähnten
Materialien ersetzen können und
bestimmte ähnliche
funktionelle Materialien hinzugefügt werden können, um weitere Verbesserung zu
erreichen.
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So
kann beispielsweise anstelle von Bentonit ein anderes anorganisches
Substrat, wie beispielsweise Kieselsol (Silica-Sol), Wasserglas
oder dergleichen, hinzugefügt
werden. Des Weiteren kann wahlweise auch eine andere organische
Substanz, wie beispielsweise Gelatine, Stärke, Polyurethanharz oder dergleichen
zu dem CMC hinzugefügt
werden.
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Anhand
von Ergebnissen wiederholter Experimente zum Gewinnen eines optimalen
Bindemittels wurden eine bestimmte Reihenfolge des Verrührens von
Material und bestimmte Zugabemengen der Komponenten als bevorzugt
bestätigt,
um vollständiges
Verrühren
und optimale Leistung der Komponenten zu erzielen.
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Das
heißt,
angesichts der Tatsache, dass Bentonit bei einer hohen Temperatur
leicht verteilt wird, werden zunächst
2 bis 6 Vol.-% Bentonit-Pulver mit 94 bis 98 Vol.-% Wasser vermischt,
das zuvor auf ungefähr
80 Grad Celsius erhitzt wurde und dann wird das entstandene Bentonit-Gemisch
verrührt
und dabei auf 100 Grad Celsius erhitzt, um so ein primäres verrührtes Erzeugnis
zu gewinnen, in dem Bentonit ausreichend verteilt ist. Anschließend werden
2 bis 7 Vol.-% Magnesiumhydroxid als feuerhemmendes Mittel mit 93
bis 98 Vol.-% des primären
verrührten
Erzeugnisses vermischt und verrührt,
um ein sekundäres
verrührtes
Erzeugnis zu gewinnen, und 7 bis 16 Vol.-% CMC als eine organische
Substanz werden mit 84 bis 99 Vol.-% des sekundären verrührten Erzeugnisses vermischt
und verrührt,
um das Bindemittel fertigzustellen. Wenn erforderlich, werden 0,2
bis 1 Vol.-% eines Hydrophobiermittels auf Fluorbasis mit 99 bis
98 Vol.-% des Bindemittels vermischt und verrührt, um dem Bindemittel hydrophobe Eigenschaften
zu verleihen.
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Was
das Beschichten der vernadelten Glasfasermatte 20 mit dem
Bindemittel angeht, so wird im Allgemeinen eine geeignete Menge
des Bindemittels, die erforderlich ist, um Zwischenschicht-Anbringung der
vernadelten Glasfasermatte 20 zu erzielen, auf eine Oberfläche oder
beide Oberflächen
der vernadelten Glasfasermatte 20 aufgetragen. Wenn jedoch die
Stärke
der vernadelten Glasfasermatte 20 durch Verstärken von
Bindekraft zwischen den Glasfasern verstärkt werden soll, oder der vernadelten
Glasfasermatte 20 hydrophobe Eigenschaften verliehen werden
sollen, kann eine zusätzliche
Menge an Bindemittel, die die Menge an Bindemittel übersteigt,
die erforderlich ist, um die Zwischenschicht-Anbringung der vernadelten
Glasfasermatte 20 zu erzielen, aufgetragen werden, so dass
ein Teil des Bindemittels tief in die vernadelte Glasfasermatte 20 eindringen kann.
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Natürlich wird
das Dehydrieren von überschüssigem Bindemittel
bevorzugt. Beim Einsatz von Dehydratation kann das Bindemittel insbesondere tiefer
und gleichmäßiger in
die vernadelte Glasfasermatte 20 eindringen.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird die vernadelte Glasfasermatte 20 lang
ausgebildet und wird auf die Formwalze 30 aufgewickelt,
nachdem sie auf eine gewünschte
Länge geschnitten
worden ist. Da die Dicke der vernadelten Glasfasermatte 20 zunimmt,
wird die vernadelte Glasfasermatte 20 vorzugsweise so geschnitten,
dass sie eine steilere Schnittfläche
hat, oder sie wird mittels Zugkraft geschnitten. Dadurch kann die
vernadelte Glasfasermatte 20 glatter auf die Formwalze 30 gewickelt
werden, ohne dass Vorsprünge
entstehen.
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Was
das Aufwickeln der vernadelten Glasfasermatte 20 auf die
Formwalze 30 angeht, so wird die vernadelte Glasfasermatte 20 vorzugsweise
unter Spannung auf die Formwalze 30 aufgewickelt, da die vernadelte
Glasfasermatte 20 vom Anfangsstadium des Aufwickelns an
durch die Presswalze 40 gepresst wird. Nach dem Aufwickeln
werden die Formwalze 30 und die Presswalze 40 unter
dem Einfluss einer Presskraft der Presswalze 40 gedreht,
so dass die vernadelte Glasfasermatte 20 vollständig pressgeformt
werden kann. Dementsprechend kann, wenn eine große Menge an Bindemittel aufgetragen
wird, um verstärkte
Bindekraft zwischen den Glasfasern und hydrophobe Eigenschaften
usw. zu erzielen, das Bindemittel tief in die vernadelte Glasfasermatte 20 eindringen,
wenn die vernadelte Glasfasermatte 20 durch die Presswalze 40 pressgeformt
wird. Des Weiteren bewirkt, wenn eine Drehgeschwindigkeit der Formwalze 30 und
der Presswalze 40 erhöht wird,
eine zunehmende Zentrifugalkraft, dass das Bindemittel tiefer in
die vernadelte Glasfasermatte 20 eindringt, wobei gleichzeitig
wirkungsvolle Dehydratation von überschüssigem Bindemittel
erreicht wird.
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Vorzugsweise
wird der rohrförmige
Glasfaser-Isolator 100, der unter Verwendung der Formwalze 30 und
der Presswalze 40 pressgeformt wurde, ausreichend getrocknet,
bevor er von der Formwalze 30 getrennt wird. Dadurch wird
eine Veränderung
des Innendurchmessers des rohrförmigen
Glasfaser-Isolators 100 selbst dann vermieden, wenn die
Glas fasern eine Rückbildungskraft
erzeugen, so dass ein gewünschter
Innendurchmesser des rohrförmigen Glasfaser-Isolators 100 erzielt
wird.
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Der
rohrförmige
Glasfaser-Isolator 100 gemäß der vorliegenden Erfindung
kann auf verschiedene Durchmesser von einem minimalen Wert von 0,5
Inch bis zu einem maximalen Wert von 42 Inch ausgebildet werden.
Wenn eine allgemeine Heißluft-Trockeneinrichtung
verwendet wird, um den rohrförmigen
Glasfaser-Isolator 100 zu trocknen, müssen die Trockenbedingungen
entsprechend dem Durchmesser oder der Dicke der Erzeugnisse verändert werden.
Auch wenn ein heutzutage weit verbreiteter Mikrowellentrockner eingesetzt
wird, kann der rohrförmige
Glasfaser-Isolator 100 so getrocknet werden, dass er unabhängig von
gewünschten
Größen des rohrförmigen Glasfaser-Isolators 100 innerhalb
von kurzer Zeit einen Feuchtigkeitsgehalt von Null aufweist. Es
liegt daher auf der Hand, dass alle Arten von Trockenvorgängen bei
der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sofern die Trockenvorgänge unter
Temperaturbedingungen durchgeführt
werden können,
die unter der Verbrennungstemperatur der Glasfasern und des feuerhemmenden
Bindemittels liegen, und des Weiteren kann, wenn ausreichend Zeit
vorhanden ist, bei der vorliegenden Erfindung selbst natürliches
Trocknen des rohrförmigen
Glasfaser-Isolators 100 eingesetzt werden.
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4 bis 8 stellen
der Reihe nach Mittenschneiden, Anbringen eines Aluminium-Glas-Kreuzbandes und Seitenschneiden
des getrockneten rohrförmigen
Glasfaser-Isolators sowie einen Zustand dar, in dem der rohrförmige Glasfaser-Isolator
gemäß der vorliegenden
Erfindung halbiert ist. Nach dem Trocknen wird der rohrförmige Glasfaser-Isolator 100 von
der Formwalze 30 getrennt und wird dann Mittenschneiden
in einer Längsrichtung
des rohrförmigen
Glasfaser-Isolators 100 unterzogen, wodurch Mitten-Schneidlinien 60 erzeugt
werden. Anschließend
wird ein Aluminium-Glas-Kreuzband 50 über die gesamte Außenumfangsfläche des
rohrförmigen
Glasfaser-Isolators 100 angebracht. Schließlich wird
der rohrförmige Glasfaser-Isolator 100 Seitenschneiden
unterzogen, so dass eine gewünschte
Länge des
rohrförmigen Glasfaser-Isolators 100 hergestellt
wird. Da eine Seite oder beide Seiten des Aluminium-Glas-Kreuzbandes 50 durch
Schneiden entlang der Mitten-Schneidlinien 60 entfernt
werden, kann der rohrförmige
Glasfaser-Isolator 100 mit zuvor installierten Rohrleitungen
verbunden werden.
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Was
das Anbringen des Aluminium-Glas-Kreuzbandes 50 an der
Außenumfangsfläche des
mittig geschnittenen rohrförmigen
Glasfaser-Isolators 100 angeht, so liegt auf der Hand,
dass es schwierig ist, das Aluminium-Glas-Kreuzband 50 anzubringen,
wenn der rohrförmi ge
Glasfaser-Isolator 100 vollständig halbiert ist. Daher werden
vorzugsweise nicht beide Endbereiche des rohrförmigen Glasfaser-Isolators 100 geschnitten,
um eine zylindrische Form aufrechtzuerhalten, und dann wird das Aluminium-Glas-Kreuzband 50 an
dem rohrförmigen zylindrischen
Glasfaser-Isolator 100 angebracht. Da beide Endbereiche
des rohrförmigen
Glasfaser-Isolators 100, die nicht geschnitten sind, durch
Seitenschneiden entfernt werden können, kann der rohrförmige Glasfaser-Isolator 100 vollständig halbiert
werden.
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Das
Aluminium-Glas-Kreuzband 50 dient dazu, das Erzeugnis aufzuwerten
und dient auch dazu, eine glatte Oberfläche aufrechtzuerhalten und
damit zu verhindern, dass die Glasfasern den Körper der Arbeitskraft berühren, so
dass einfache Handhabung und Konstruktion des rohrförmigen Glasfaser-Isolators 100 erzielt
werden. Insbesondere kann, wenn eine Gummimatte als Deckmaterial
vor der Anbringung an Rohrleitung verwendet wird, das Aluminium-Glas-Kreuzband 50 eine
Klebekraft der Gummimatte verbessern. Da das Aluminium-Glas-Kreuzband 50 beim
Verbauen nicht entfernt wird, wird vorzugsweise ein Bindemittel
zum Einsatz bei der Anbringung des Aluminium-Glas-Kreuzbandes 50 auch aus
feuerhemmenden Bindemitteln ausgewählt.
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Des
Weiteren kann, selbst wenn der rohrförmige Glasfaser-Isolator 100 mittels
Mittenschneiden und Seitenschneiden vollständig halbiert wird, das Aluminium-Glas-Kreuzband 50 eine
zylindrische Form aufrechterhalten, bevor geschnitten wird. Daher
kann, wenn der rohrförmige
Glasfaser-Isolator 100 einen kleinen Durchmesser hat und
leicht ist, der rohrförmige
Glasfaser-Isolator 100 zu einer Baustelle transportiert
werden, wobei eine zylindrische Form aufrechterhalten wird, da das
Aluminium-Glas-Kreuzband 50 nicht durchschnitten ist, und
kann dann an der Baustelle geschnitten werden. Des Weiteren kann
beim Verbauen, wenn nur eine Seite des Aluminium-Glas-Kreuzbandes 50 geschnitten
wird und das Aluminium-Glas-Kreuzband 50 ausgebreitet wird,
der rohrförmige
Glasfaser-Isolator 100 mit einer Rohrleitung verbunden
werden. Andererseits wird, wenn der rohrförmige Glasfaser-Isolator 100 einen
großen Durchmesser
hat und schwer ist, das Aluminium-Glas-Kreuzband 50 vorzugsweise
entlang der Mitten-Schneidlinien 60 des rohrförmigen Glasfaser-Isolators 100 halbiert,
so dass die getrennten linken und rechten Hälften einzeln transportiert
und montiert werden.
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9 bis 13 stellen
eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. Die vorliegende Ausführungsform
stellt dar, dass während
eines Formprozesses unter Verwendung einer vernadelten Glasfasermatte 20 der
rohrförmige
Glasfaser-Isolator 100 an einan der gegenüberliegenden Seiten
desselben mit einer Kupplungsvertiefung 70 und einem Kupplungsvorsprung 80 für einen
Kupplungseingriff an beiden Enden zwischen mehreren rohrförmigen Glasfaser-Isolatoren 100 versehen
ist.
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9 stellt
eine vernadelte Glasfasermatte dar, die durch Vernadeln angefertigt
wird und auf eine gewünschte
Länge eines
einzelnen rohrförmigen Glasfaser-Isolators
geschnitten wird. Des Weiteren werden im Unterschied zu 2 bei
der in 9 gezeigten Glasfasermatte einander gegenüberliegende Seitenbereiche
der vernadelten Glasfasermatte 20 teilweise durch Schneiden
entfernt, so dass Schnittflächen 70a und 80a an
nicht aufeinander ausgerichteten Positionen erzeugt werden.
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Das
heißt,
eine beliebige Seite der vernadelten Glasfasermatte 20 wird
teilweise durch Schneiden von einer Ecke ausgehend zu einer Position
hin entfernt, die einen Mittelpunkt der vernadelten Glasfasermatte 20 in
geringem Abstand passiert. In diesem Fall wird, wenn möglich, das
Schneiden der vernadelten Glasfasermatte 20 linear durchgeführt. Desgleichen
wird die andere Seite der vernadelten Glasfasermatte 20 teilweise
durch Schneiden von einer diagonal gegenüberliegenden Ecke ausgehend
bis an eine Position entfernt, die den Mittelpunkt der vernadelten
Glasfasermatte 20 in geringem Abstand passiert und das
Schneiden wird linear durchgeführt. So
können
Schnittflächen 70a und 80a,
die an nicht aufeinander ausgerichteten Positionen ausgebildet sind,
einander jedoch teilweise überlappen,
hergestellt werden.
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Dabei
dient das teilweise Überlappen
der Schnittflächen 70a und 80a dazu,
einen kleinen Spalt bei Kupplungseingriff über die Kupplungsvertiefung 70 und
den Kupplungsvorsprung 80 zu schaffen, so dass einfache
Verbindung zwischen den rohrförmigen
Glasfaser-Isolatoren 100 möglich ist.
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Die
Schnittbreiten der Schnittflächen 70a und 80a bestimmen
eine entstehende Breite der Kopplung an beiden Enden, und sie können auf
gewünschte
Werte festgelegt werden. Vorzugsweise sind jedoch die Schnittbreiten
der Schnittflächen 70a und 80a einander
gleich, und wenn die Formwalze 30 und die Presswalze 40 zylindrische
Formen haben, werden die Schnittbreiten, wenn möglich, reduziert, so dass auch
nicht geschnittene Bereiche der vernadelten Glasfasermatte 20 bei
dem Pressformvorgang gepresst werden können.
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Nach
dem Ausbilden der nicht aufeinander ausgerichteten Schnittflächen 70a und 80a an
einander gegenüberliegenden
Seiten der vernadelten Glasfasermatte 20 wird die vernadelte
Glasfasermatte 20 nacheinander Pressformen und Trocknen
unterzogen, wie dies oben beschrieben ist. Das heißt, die
vernadelte Glasfasermatte 20 wird mit der Presswalze 40 pressgeformt,
während
sie in einem Zustand gedreht wird, in dem sie auf die Formwalze 30 aufgewickelt
ist. Dann wird der entstehende pressgeformte rohrförmige Glasfaser-Isolator 100 getrocknet,
bevor er von der Formwalze 30 getrennt wird, so dass der
rohrförmige
Glasfaser-Isolator 100 mit der Kupplungsvertiefung 70 und
dem Kupplungsvorsprung 80 an einander gegenüberliegenden
Enden desselben entsteht.
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Was
das Pressformen unter Verwendung der vernadelten Glasfasermatte 20 mit
den Schnittflächen 70a und 80a an
einander gegenüberliegenden Seiten
derselben angeht, wird, wenn die vernadelte Glasfasermatte 20 von
dem oberen oder dem unteren Ende derselben ausgehend ohne eine bestimmte Richtung
vorzugeben, auf die Formwalze 30 aufgewickelt wird, eine
beliebige der Schnittflächen,
die sich von dem Anfangspunkt aus erstrecken, beispielsweise die
Schnittfläche 70a,
zuerst aufgewickelt. Dann wird, nachdem die Schnittfläche 70a in
einem kontinuierlichen Wickelvorgang vollständig aufgewickelt ist, ein
nicht geschnittener Bereich, der sich von der Schnittfläche 70a aus
erstreckt, aufgewickelt, so dass die Kupplungsvertiefung 70a entsteht,
die von einem Ende des rohrförmigen
Glasfaser-Isolators 100 aus nach innen vertieft ist. Auch
bei der anderen Schnittfläche 80a,
die von einer Position vor dem Mittelpunkt der gegenüberliegenden
Seite der vernadelten Glasfasermatte 20 ausgehend zu einem
diagonal gegenüberliegenden
Ende der gegenüberliegenden Seite
hin ausgebildet ist, wird zunächst
ein nicht geschnittener Bereich, der sich von der Schnittfläche 80 aus
erstreckt, aufgewickelt und steht von der Schnittfläche 80a vor,
so dass der Kupplungsvorsprung 80 von selbst entsteht.
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Da
beide Schnittflächen 70a und 80a einander
teilweise überlappen,
ist ein Innendurchmesser der Kupplungsvertiefung 70 geringfügig größer als ein
Außendurchmesser
des Kupplungsvorsprungs 80 in einem Zustand, in dem die
vernadelte Glasfasermatte 20 vollständig aufgewickelt ist. Dadurch wird
einfacher Kupplungseingriff zwischen den rohrförmigen Glasfaser-Isolatoren 100 an
beiden Enden gewährleistet.
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Was
den Einsatz der vernadelten Glasfasermatte 20 mit dem Schnittflächen 70a und 80a,
die an einander gegenüberliegenden
Seiten derselben ausgebildet sind, angeht, so kann entsprechend
Formen der Kupplungsvertiefung 70 und des Kupplungsvorsprungs 80,
die entstehen, wenn die vernadelte Glasfasermatte 20 auf
die Formwalze 30 aufgewickelt wird, eine Seite der Formwalze 30 mit
einem zusätzlichen
Formabschnitt versehen sein, der dicker ist als der restliche Abschnitt
derselben, und eine gegenüberliegende
Seite der Presswalze 40 kann mit einem zusätzlichen
Pressabschnitt versehen sein, der dicker ist als der restliche Abschnitt
derselben. In diesem Fall kann eine starke Presskraft auf den nicht geschnittenen
Bereich der Kupplungsvertiefung 70 und des Kupplungsvorsprungs 80 ausgeübt werden. Beim
Einsatz des dickeren zusätzlichen Formabschnitts
und des dickeren zusätzlichen
Pressabschnitts kann jedoch die Presskraft der Presswalze 40 nicht
ausgeübt
werden, wenn die vernadelte Glasfasermatte 20 auf die Formwalze 30 aufgewickelt
wird. Aus diesem Grund wird vorzugsweise die vernadelte Glasfasermatte 20 mit
den Schnittflächen 70a und 80a unter
Verwendung der Formwalze 30 und der Presswalze 40 mit
im Allgemeinen zylindrischer Form pressgeformt.
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Es
ist zu bemerken, dass bei Pressformen unter Verwendung der Formwalze 30 und
der Presswalze 40 der oben beschriebenen allgemeinen Form vorzugsweise
die Breiten der Kupplungsvertiefung 70 und des Kupplungsvorsprungs 80 reduziert
werden. Bei dieser Ausführung
weist, wenn die Presswalze 40 eine Presskraft auf die vernadelte
Glasfasermatte 20 ausübt,
die eine verstärkte
Tragekraft durch eine hohe Dichte derselben aufweist, die durch Vernadeln
erzielt wird, die vernadelte Glasfasermatte 20 eine inhärente Tragekraft
auf, so dass die Presskraft auch auf den nicht geschnittenen Bereich
der Kupplungsvertiefung 70 und des Kupplungsvorsprungs 80 übertragen
werden kann. So kann das Pressformen unter Verwendung einer geeigneten Presskraft
erzielt werden.
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Nach
Abschluss des Pressformens unter Verwendung der Formwalze 30 und
der Presswalze 40 wird der entstehende pressgeformte rohrförmige Glasfaser-Isolator 100 ausreichend
getrocknet, bevor er von der Formwalze 30 getrennt wird,
und wird anschließend
Mitenschneiden, Anbringung des Aluminium-Glas-Kreuzbandes 50,
und Seitenschneiden unterzogen, um so ein fertiges Produkt zu erzeugen. In
diesem Fall wird das Aluminium-Glas-Kreuzband 50 über den
gesamten rohrförmigen
Glasfaser-Isolator 100 mit Ausnahme des Kupplungsvorsprungs 80 angebracht.
Des Weiteren bilden mit den linearen Schnittflächen 70a und 80a die
Kupplungsvertiefung 70 und der Kupplungsvorsprung 80 Ebenen,
die an sich senkrecht zu einer Umfangswand des rohrförmigen Glasfaser-Isolators 100 sind.
Dementsprechend kann eine gewünschte
fertige Form des rohrförmigen Glasfaser-Isolators 100 durch
Seitenschneiden erzielt werden, bei dem beide Enden des Rohrs 100 geschnitten
werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann, obwohl die Glasfasern, die die
vernadelte Glasfasermatte 20 bilden, ähnlich wie Fasern im Allgemeinen
voluminös sind,
die vernadelte Glasfasermatte 20, die die Vernadelungsmaschine
durchlaufen hat, eine hohe Dichte erzielen, und die Dichte der vernadelten
Glasfasermatte 20 kann noch weiter verstärkt werden, wenn die
vernadelte Glasfasermatte 20 mit der Presswalze 40 in
einem Zustand pressgeformt wird, in dem sie auf die Formwalze 30 aufgewickelt
ist. So kann mit der vernadelten Glasfasermatte 20 selbst bei
geringer Dicke ein hoher Wärmeisolierungs-Wirkungsgrad
erzielt werden.
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Des
Weiteren enthält
bei der vorliegenden Erfindung das Bindemittel, das für die Zwischenschicht-Anbringung
der vernadelten Glasfasermatte 20 verwendet wird, CMC als
eine organische Substanz, um ausreichende Klebekraft zu erzielen,
und Bentonit als eine anorganische Substanz, um die Klebekraft des
Bindemittels zu verstärken.
Dementsprechend besteht aufgrund der Verstärkungseffekte durch den Einsatz
des Bindemittels sowie der hohen Dichte der vernadelten Glasfasermatte 20 bei
dem entstehenden rohrförmigen
Glasfaser-Isolator 100 keine Gefahr von Verformung, selbst
wenn starker Stoß bei
der Handhabung oder beim Verbauen ausgeübt wird. Weiterhin kann Magnesiumhydroxid
als ein feuerhemmender Zusatz des Bindemittels die Dichte bestimmter
Komponenten der anorganischen und organischen Substanzen verringern,
die an Luft brennbar sind, und kann auch eine Abgabemenge an Rauch
beim Verbrennen reduzieren, so dass selbst bei hoher Temperatur
ausreichende Klebekraft erzielt wird und die Entstehung von Rauch
im Wesentlichen ausgeschlossen wird.
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Weiterhin
besteht bei der vorliegenden Erfindung, da der pressgeformte rohrförmige Glasfaser-Isolator 100 ausreichend
getrocknet wird, bevor er von der Formwalze 30 getrennt
wird, keine Gefahr der Veränderung
des Innendurchmessers des rohrförmigen
Glasfaser-Isolators 100 beim
Trocknen, so dass die Entstehung von Defekten verhindert wird. Damit
wird weiterhin die Gefahr eines unnötigen Zwischenraums zwischen
dem rohrförmigen
Glasfaser-Isolator 100 und Rohrleitungen beim Verbauen ausgeschlossen,
wodurch Verringerung des Wärmeisolierungs-Wirkungsgrades
verhindert wird.
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Darüber hinaus
ist bei der vorliegenden Erfindung, wenn die nicht aufeinander ausgerichteten Schnittflächen 70a und 80a an
einander gegenüberliegenden
Seiten der vernadelten Glasfasermatte 20 ausgebildet werden,
wenn die vernadelte Glasfasermatte 20 auf die Formwalze 30 aufgewickelt
ist, der rohrförmige
Glasfaser-Isolator 100 an einander gegenüberliegenden
Enden desselben mit der Kupplungsvertiefung 70 und dem
Kupplungsvorsprung 80 versehen. Dementsprechend kann beim
Verbauen ein Kupplungseingriff an beiden Enden unter Verwendung
der Kupplungsvertiefung 70 und des Kupplungsvorsprungs 80 zwischen
den rohrförmigen Glasfaser-Isolatoren 100 erzielt
werden. Mit einer derartigen stärkeren
und festeren Verbindung als bei einem einfachen Kontakt zwischen
den rohrför migen Glasfaser-Isolatoren 100 kann
Wärmeverlust
an Verbindungsbereichen der rohrförmigen Glasfaser-Isolatoren 100 auf
ein Minimum verringert werden.
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Die
vorliegende Erfindung schafft, wie aus der obenstehenden Beschreibung
hervorgeht, einen rohrförmigen
Glasfaser-Isolator und ein Verfahren zum Herstellen desselben, die
die im Folgenden aufgeführten
Effekte haben.
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Erstens
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung eine vernadelte Glasfasermatte, die durch Vernadeln von
Glasfasern hergestellt wird, unter Verwendung einer Presswalze in
einem Zustand pressgeformt, in dem sie auf eine Formwalze aufgewickelt ist.
Aufgrund dieses Pressformvorgangs kann mit dem entstehenden rohrförmigen Glasfaser-Isolator ausgezeichneter
Wärmeisolierungs-Wirkungsgrad selbst
bei einer geringen Dicke aufgrund einer größeren Dichte desselben erzielt
werden, so dass einfacher Transport und einfaches Verbauen aufgrund
eines reduzierten Volumens desselben erzielt werden und der Raumnutzungswirkungsgrad
verbessert wird, da beim Verbauen kein großer Raum eingenommen wird.
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Zweitens
kann mit dem rohrförmigen
Glasfaser-Isolator gemäß der vorliegenden
Erfindung eine stärkere
Festigkeit proportional zu der größeren Dichte erzielt werden.
Weiterhin weist durch die Verstärkungseffekte,
die mit Bentonit als einer anorganischen Substanz erzielt werden,
die ein Bindemittel bildet, der rohrförmige Glasfaser-Isolator auch
dann keine Gefahr von Verformung auf, wenn starker Stoß bei Handhabung,
beim Verbauen oder bei verschiedenen Tests ausgeübt wird, zu denen ein Wasseraustrittstest
gehört.
Damit wird Verringerung des Wärmeisolierungs-Wirkungsgrades
verhindert und Probleme beim Verbauen sowie die Gefahr von falschem
Verbauen werden ausgeschlossen.
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Drittens
besteht gemäß der vorliegenden
Erfindung, da der pressgeformte rohrförmige Glasfaser-Isolator Trocknen
in einem Zustand unterzogen wird, in dem er auf die Formwalze aufgewickelt
ist, bei dem rohrförmigen
Glasfaser-Isolator selbst beim Einfluss einer Rückbildungskraft von Glasfasern beim
Trocknen, keine Gefahr einer Veränderung
eines Innendurchmessers desselben, und die Verringerung des Wärmeisolierungs-Wirkungsgrades
aufgrund eines unnötigen
Zwischenraums zwischen dem rohrförmigen
Glasfaser-Isolator
und der Rohrleitung beim Verbauen kann ausgeschlossen werden.
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Viertens
enthält
das Bindemittel für
die Zwischenschichtanbringung der vernadelten Glasfasermatte Magnesiumhydroxid
und ist daher feuerhemmend. Durch den Einsatz des feuerhemmenden
Bindemittels kann bei dem rohrförmigen
Glasfaser-Isolator eine verlängerte Lebensdauer
ohne die Gefahr von Karbonisierung des Bindemittels selbst bei hohen
Temperaturen erzielt werden. Des Weiteren wird, wenn erforderlich,
dem Bindemittel ein Hydrophobiermittel beigesetzt, um schnelle Dehydratation
des rohrförmigen
Glasfaser-Isolators beim Eindringen von Feuchtigkeit zu ermöglichen
und damit die Verringerung des Wärmeisolierungs-Wirkungsgrades und
der Festigkeit von Strukturen, in die der rohrförmige Glasfaser-Isolator integriert
ist, aufgrund von Feuchtigkeit auszuschließen.
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Fünftens werden
gemäß der vorliegenden Erfindung
einander gegenüberliegende
Seitenbereiche der vernadelten Glasfasermatte teilweise durch Schneiden
an nicht aufeinander ausgerichteten Positionen entfernt, um Schnittflächen auszubilden,
bevor die vernadelte Glasfasermatte auf die Formwalze aufgewickelt
wird. So ist, wenn die vernadelte Glasfasermatte in einem Zustand
pressgeformt wird, in dem sie auf die Formwalze aufgewickelt ist,
der pressgeformte rohrförmige
Glasfaser-Isolator mit einer Kupplungsvertiefung und einem Kupplungsvorsprung
versehen, die durch die Schnittflächen entstehen. Die Kupplungsvertiefung
und der Kupplungsvorsprung ermöglichen
einen festen Kupplungseingriff an beiden Enden zwischen den mehreren
rohrförmigen
Glasfaser-Isolatoren beim Verbauen, wodurch Energieverlust vermieden
wird, der durch Zwischenräume
zwischen den rohrförmigen
Glasfaser-Isolatoren verursacht wird.
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Sechstens
besteht, da ein Aluminium-Glas-Kreuzband über eine gesamte Außenumfangsfläche des
rohrförmigen
Glasfaser-Isolators angebracht ist, keine Gefahr, dass Glasfasern
in Kontakt mit der Haut einer Arbeitskraft kommen, so dass einfache
und sichere Arbeit gewährleistet
ist. Insbesondere kann, wenn eine Gummimatte als ein Deckmaterial
verwendet wird, das Aluminium-Glas-Kreuzband eine Klebekraft der
Gummimatte verstärken,
so dass ein einfacher Abdeckvorgang möglich ist.
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Obwohl
die bevorzugten Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung zu veranschaulichenden Zwecken offenbart
worden sind, liegt für
den Fachmann auf der Hand, dass verschiedene Abwandlungen, Ergänzungen
und Austauschvarianten möglich sind,
ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüche offenbart
ist.