DE1560702C3 - Verfahren zur Herstellung von wärmeisolierenden, Mineralfasern, insbesondere Glasfasern, enthaltenden Schichterzeugnissen, und die nach diesem Verfahren hergestellten Erzeugnisse - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von wärmeisolierenden, Mineralfasern, insbesondere Glasfasern, enthaltenden Schichterzeugnissen, und die nach diesem Verfahren hergestellten ErzeugnisseInfo
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Description
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keit als das Fasermaterial aufweisenden Stoffe der der Bei einer anderen Art der erfindungsgemäßen
heißen Zone ausgesetzten Schicht in größeren Men- Isolierung sind die Zusätze Stoffe, die bei erhöhten
gen zugeführt werden als den darauf folgenden Temperaturen unter Umwandlung auf der Oberfläche
Schichten, wobei der Anteil der wärmebeständigen der Fasern eine feuerfeste Umhüllung bilden. In
Stoffe in der der heißen Zone entgegengesetzten 5 Frage kommen lösliche Salze, die, auf hohe Tempe-
Schicht bis auf den Wert Null reduziert werden kann. ratur gebracht, mehr oder weniger feuerfeste Oxyde
In der der heißen Zone ausgesetzten Schicht erzielt ergeben, die auf der Oberfläche der Fasern unter
man auf diese Weise eine höhere Wärmebeständigkeit Bildung einer Hülle adsorbiert werden, wodurch das
und nimmt dabei ein geringeres Porenvolumen in Sintern und das Erweichen der Fasern verhindert
Kauf. In den darauf folgenden Schichten, die einer io wird. Dies ist beispielsweise bei Aluminiumsalzen der
geringeren Temperatur ausgesetzt sind, kommt man Fall. Die Aluminiumsalze können in einem alkali-
dabei mit einer geringeren Wärmebeständigkeit aus sehen Mittel auf der Faser niedergeschlagen werden
und hat die Möglichkeit, ein größeres Porenvolumen und ergeben einen feuerfesten Tonerdegel. Ebenso
und damit eine höhere Wärmeisolierung zu erzielen. kann man zum gleichen Zweck in die Fasern Metalle
In der äußersten Schicht kann man dann mit Rück- 15 einbringen, die bei der Erwärmung einen Angriff auf
sieht auf die dort gegebene noch geringere Tempera- das Glas ausüben oder unter Bildung von feuerfesten
tür gegebenenfalls auf den Zusatz von Stoffen höhe- Oxyden oxydieren.
rer Wärmebeständigkeit verzichten und hat dann hier Noch andere Zusätze bei der erfindungsgemäßen
eine noch bessere Wärmeisolierung. Auf diese Weise Isolierung sjnd Stoffe, die unter Einwirkung von
kann man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren 20 Wärme endotherme Zersetzungs- oder Umbildungsoptimale
wärmeisolierende Schichterzeugnisse her- erscheinungen zeigen. Diese Stoffe gestatten es, wähstellen,
die in jeder Schicht optimal die an sie ge- rend einer bestimmten Zeit den Anstieg der Tempestellten
Anforderungen erfüllen und zugleich ein ratur anzuhalten, wenn die Isolierung anormalen
optimal geringes Gewicht haben. Temperaturbedingungen unterworfen wird. Beispiels-
Das nach dem beschriebenen Verfahren her- 25 weise lassen sich wasserhaltige Stoffe verwenden, die
gestellte Schichterzeugnis kann erfindungsgemäß ge- bei einer bestimmten Temperatur zuerst ihr Wasser
kennzeichnet sein durch eine kontinuierliche Ab- freigeben und sich dann unter beträchtlicher Wärmenahme
der Menge an Stoffen höherer Wärmebestän- aufnahme zu Oxyden zersetzen. Solche Stoffe sind
digkeit von der einen zur anderen Seite. Andererseits Hydratprodukte bzw. wasserhaltige Salze, Bariumkann
das nach dem beschriebenen Verfahren her- 30 sulfat, Calciumsulfat od. dgl. oder auch Tone,
gestellte Schichterzeugnis gekennzeichnet sein durch Das erfindungsgemäße Verfahren kann im einzeleine stufenweise Abnahme der Menge an Stoffen nen folgendermaßen ausgeführt werden. Eine Mihöherer Wärmebeständigkeit von der einen zur schung aus mineralischen Fasern und Zusätzen aus anderen Seite. die Wärmewiderstandsfähigkeit erhöhenden Stoffen,
gestellte Schichterzeugnis gekennzeichnet sein durch Das erfindungsgemäße Verfahren kann im einzeleine stufenweise Abnahme der Menge an Stoffen nen folgendermaßen ausgeführt werden. Eine Mihöherer Wärmebeständigkeit von der einen zur schung aus mineralischen Fasern und Zusätzen aus anderen Seite. die Wärmewiderstandsfähigkeit erhöhenden Stoffen,
Eine spezielle Art des erfindungsgemäßen Schicht- 35 wird unter Bildung einer Matte, eines Filzes od. dgl.
erzeugnisses kann gekennzeichnet sein durch eine auf einen fortbewegten Träger auf geschleudert und
Auslegung für eine höchste Temperatur von etwa der Gehalt an den Zusätzen wird beim Aufschleudern
700° C und durch eine Abstufung mit drei Schich- mit der Fortbewegung der Matte od. dgl. erhöht,
ten I, II und III, von denen die Schicht I an die heiße Die Stoffe können den mineralischen Fasern bei-
Seite angrenzend vorgesehen ist und 25 bis 30 °/o 40 gemischt werden, während diese sich noch oberhalb
Glasfasern und 75 bis 70 % Stoffe höherer Wärme- des fortbewegten Trägers befinden. Die Stoffe kön-
beständigkeit (Kieselgur) enthält und die nächste nen dabei die Form eines sehr feinen Pulvers haben,
Schicht III etwa 50 °/o Glasfasern und etwa 50 °/o mit einer Korngröße zwischen etwa 1 und 100 μ. Sie
Stoffe höherer Wärmebeständigkeit (Kieselgur) und können aber auch in einer Flüssigkeit, vorzugsweise
die letzte Schicht II 100 % Glasfasern enthält. 45 Wasser, suspendiert sein, und diese Flüssigkeit wird
Hinsichtlich der zugesetzten Stoffe von höherer gegen die fallenden Fasern zerstäubt. Hierdurch er-
Wärmebeständigkeit sind verschiedene Möglichkeiten hält man ein besonders gutes Anhaften der Stoffe an
gegeben. In Frage kommen Diatomeenerde, Kiesel- den Fasern, und die Haftwirkung geht, auch wenn
gur, Infusorienerde, Glimmerplättchen, Tonerde- man Wasser verwendet, nach dem Trocknen nicht
pulver, Aluminiumsalze, oder wasserhaltige Salze 50 verloren und widersteht auch Stoßen, denen die Iso-
wie Bariumsulfat oder Calciumsulfat sind. lierung ausgesetzt sein kann. Ferner kann man die
Zu diesen Stoffen ist im einzelnen folgendes zu Zusätze auch gleichzeitig mit Binderzusätzen aufbrin-
sagen. gen, wodurch ein Anhaften der Zusätze an den Fasern
Diatomeenerde, Kieselgur, Infusorienerde, Glim- ebenfalls gewährleistet ist.
merplättchen, Tonerdepulver od. dgl. weisen große 55 Ein stufenweiser Übergang von einer Schicht zur
Oberflächen auf und eine viel höhere Feuerfestigkeit anderen ist unter Umständen fertigungstechnisch
als die Glasfasern. Bei den höchstzulässigen Tempe- vorteilhaft.
raturen werden die Glasfasern weitgehend in einem Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht auch
Magma dieser Stoffe eingehüllt. Dabei kann das Glas darin, daß das erfindungsgemäße Schichterzeugnis
in gewissem Ausmaß mit den Stoffen reagieren. Bei 60 eine hohe Wärmewiderstandsfähigkeit hat, ohne daß
Verwendung von beispielsweise Kieselgur kann die- man für die Glasfasern teure Spezialgläser verwenden
ser auf der Faser mit Hilfe eines Bindemittels vom muß.
phenolischen Typ oder mit Hilfe eines mineralischen Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfin-Bindemittels,
wie Wasserglas oder Kieselsäuregel, dungsgemäßen Verfahrens kann folgendermaßen ausleicht
angebunden sein. Erst bei Temperaturen von 65 gebildet sein. Oberhalb eines fortbewegten Trägers,
beispielsweise über 700° C agglomeriert die Isolie- in dessen Bewegungsrichtung sind aufeinanderfolgend
rung infolge der Einwirkung der Fasern auf den mehrere an sich bekannte Organe zur Erzeugung von
Kieselgur. mineralischen Fasern durch Ausschleudern und/oder
Ausziehen durch Gasströme und Einrichtungen zum Einführen von Zusätzen aus Stoffen höherer Wärmebeständigkeit
zwischen die von den Organen ausgeschleuderten Fasern angeordnet, und den aufeinanderfolgenden
Organen zur Fasererzeugung, ist eine jeweils größer werdende Anzahl von Einrichtungen
zum Einführen der Zusätze zugeordnet.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt, die der Erläuterung der Erfindung dienen.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf diese Ausführungsbeispiele bzw. auf die Zeichnung. Sie
beinhaltet aber zugleich eine weitere allgemeine Beschreibung der Erfindung. In der zeigt
F i g. 1 schematisch eine Seitenansicht von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
F i g. 2 einen Schnitt durch eine Art der erfindungsgemäßen Isolierung in Form eines Filzes, bei dem
der Gehalt an den Zusätzen aus die Wärmewiderstandsfähigkeit erhöhenden Stoffen sich zwischen den
beiden äußersten Zonen stufenweise ändert und
F i g. 3 einen Schnitt durch eine andere Art der erfindungsgemäßen Isolierung in Form eines Filzes,
bei dem sich der Gehalt an den Zusätzen aus die Wärmewiderstandsfähigkeit erhöhenden Stoffen zwisehen
den beiden äußersten Zonen kontinuierlich ändert.
Fig.l zeigt in der Bewegungsrichtung des fortbewegten
Förderers 4 aufeinanderfolgend vier Organe zur Erzeugung der mineralischen Fasern. Diese Organe
bestehen in an sich bekannter Weise aus mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Schleuderkörpern
1, la, Ib, 1 c. Diese Schleuderkörper haben
einen peripherischen Umfangsmantel, der mit Schleuderöffnungen versehen ist. Durch die Öffnungen tritt
das geschmolzene Material unter der Wirkung der Fliehkraft in Form von dünnen Materialströmen aus,
die anschließend zu feinen Fasern ausgezogen werden, und zwar durch die Wirkung von Gasströmen,
welche aus koaxial zu den rotierenden Schleuderkörpern angeordneten Schlitzen von Brennkammern
2, 2 a, 2 b, 2 c austreten.
Unter jedem der rotierenden Schleuderkörper sind die Einrichtungen zum Einführen von Zusätzen aus
die Wärmewiderstandsfähigkeit erhöhenden Stoffen zwischen die Fasern angeordnet. Diese Einrichtungen
können Injektions- oder Zerstäuberelemente 3, 3 a, 3 b, 3 c sein. Den Zerstäuberelementen werden die
Zusätze zweckmäßig in einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, suspendiert zugeführt, und die Sus-;
pension wird von den Zerstäuberelementen in Form feinster Tröpfchen auf die Fasern während ihres
Fallens aufgebracht. Aus der F i g. 1 erkennt man, daß die Anzahl der Zerstäubungselemente vom ersten
Organ 1, 2 zum letzten Organ Ic, 2c hin anwächst.
Die mit den Zusätzen gleichmäßig versehenen Fasern werden vom fortbewegten Förderer 4 aufgenommen,
der über einen Saugkasten 5 hinweggeht.
Am Ausgang der Vorrichtung gemäß F i g. 1 erhält man einen Filz, eine Matte od. dgl. aus Glasfasern,
denen die Zusätze aus die Wärmewiderstandsfähigkeit erhöhenden Stoffen in feiner Verteilung
beigemischt sind. F i g. 2 zeigt ein solches Erzeugnis mit vier Zonen bzw. Schichten oder Lagen 6, 6 a, 6 b,
6 c. In jeder einzelnen Zone ist der Prozentsatz der Zusätze in bezug auf die Glasfasern im wesentlichen
konstant. Jedoch nimmt dieser Prozentsatz von der Zone 6 zur Zone 6 c hin stufenweise zu.
F i g. 3 zeigt ein dem der F i g. 2 entsprechendes Erzeugnis 7, bei dem jedoch der Gehalt an Zusätzen
(bei der Darstellung gemäß F i g. 3) von unten nach oben kontinuierlich wächst. Dieses kontinuierliche
Anwachsen läßt sich durch die Anordnung der Injektions- oder Zerstäuberelemente erreichen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von wärmeisolie- die Zusätze aus die Wärmewiderstandsfähigkeit errenden,
Mineralfasern, insbesondere Glasfasern, 5 höhenden Stoffen das Gewicht des Erzeugnisses erenthaltenden
Schichterzeugnissen, wobei die höhen und die Wärmeisolierfähigkeit bzw. Wärme-Schichten
verschiedene Dichten aufweisen, unter dämmung herabsetzen.
Verwendung von Bindemitteln und Stoffen, die Bekannt ist ferner die Zumischung von pulvereine
höhere Wärmebeständigkeit als das Faser- förmigen oder faserförmigen Binderbestandteilen zu
material haben, dadurch gekennzeich- io Glasfasern und die Ausbildung eines Erzeugnisses
net, daß die eine höhere Wärmebeständigkeit mit mehreren Schichten, vgl. USA.-Patentschriften
als das Fasermaterial aufweisenden Stoffe der der 2 543 101 und 2 055 411. Der Herstellung dieser Erheißen
Zone ausgesetzten Schicht in größeren Zeugnisse liegt eine ganz andere Aufgabe zugrunde,
Mengen zugeführt werden als den darauf folgen- als sie der Erfindung zugrundeliegt,
den Schichten, wobei der Anteil der wärme- 15 Gemäß einem älteren Patent (deutsches Patent beständigen Stoffe in der der heißen Zone ent- 1 246 514) ist auch schon vorgeschlagen worden, ein gegengesetzten Schicht bis auf den Wert Null Verfahren zur Herstellung von Mineralfasern, insreduziert werden kann. besondere Glasfasern, enthaltenden Schichterzeug-
den Schichten, wobei der Anteil der wärme- 15 Gemäß einem älteren Patent (deutsches Patent beständigen Stoffe in der der heißen Zone ent- 1 246 514) ist auch schon vorgeschlagen worden, ein gegengesetzten Schicht bis auf den Wert Null Verfahren zur Herstellung von Mineralfasern, insreduziert werden kann. besondere Glasfasern, enthaltenden Schichterzeug-
2. Nach dem Verfahren nach Anspruch 1 her- nissen, unter Verwendung von Gips als Bindemittel,
gestelltes Schichterzeugnis, gekennzeichnet durch 20 wobei den einzelnen Schichten voneinander vereine
kontinuierliche Abnahme der Menge an schiedene Mengen Gips einverleibt werden und wo-Stoffen
höherer Wärmebeständigkeit von der bei außerdem eine mineralische Substanz wie Kaolin,
einen zur anderen Seite (F i g. 3). Glimmer oder Bariumsulfat zugesetzt wird, die bei
3. Nach dem Verfahren nach Anspruch 1 her- einer Temperatur zwischen 500 und 700° C durch
gestelltes Schichterzeugnis, gekennzeichnet durch 25 Zersetzung oder Reaktion mit den Komponenten des
eine stufenweise Abnahme der Menge an Stoffen Glases eine starke endothermische Wirkung hervorhöherer Wärmebeständigkeit von der einen zur ruft. Dieses Schichterzeugnis dient aber nicht in erster
anderen Seite (F i g. 2). Linie der Wärmeisolierung. Es hat daher nur ein
4. Schichterzeugnis nach Anspruch 1 und 3, verhältnismäßig kleines Porenvolumen. Das Porengekennzeichnet durch eine Auslegung für eine 30 volumen kann gegebenenfalls auch Null sein. Dieses
höchste Temperatur von etwa 700° C und durch Schichterzeugnis dient zur Herstellung von Wänden
eine Abstufung mit drei Schichten I, II und III, oder auch zur Bekleidung von Wänden, Decken usw.
von denen die Schicht I an die heiße Seite an- Hierzu ist eine glatte Oberfläche erforderlich, und
grenzend vorgesehen ist und 25 bis 30 "la Glas- die verschiedenartigen Schichten sind bei diesem Erfasern
und 70 bis 75 % Stoffe höherer Wärme- 35 Zeugnis darauf abgestellt, beispielsweise an den
beständigkeit (Kieselgur) enthält und die nächste Außenseiten glatte Oberflächen und im Innern mehr
Schicht III etwa 50 % Glasfasern und etwa 50 °/o Porosität zu haben. Auch eine umgekehrte Aufteilung
Stoffe höherer Wärmebeständigkeit (Kieselgur) ist vorgesehen, wenn das Erzeugnis als Feuerschutz-
und die letzte Schicht II 100 % Glasfasern ent- platte Verwendung finden soll, wobei die innere
hält. ' 40 dichte Gipsschicht eine Sperre für heiße Gase bildet.
5. Schichterzeugnis nach einem der An- Demgegenüber stellt die hier in Frage kommende
Sprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung unter Verwendung von Binde-Stoffe
höherer Wärmebeständigkeit Diatomeen- mitteln und Stoffen, die eine höhere Wärmebeständigerde,
Kieselgur, Infusorienerde, Glimmerplätt- keit als das Fasermaterial haben, ein gänzlich andechen,
Tonerdepulver, Aluminiumsalze oder was- 45. res Problem dar. Der wärmeisolierende Schichtstoff
serhaltige Salze wie Bariumsulfat oder Calcium- hat grundsätzlich ein großes Porenvolumen, und
sulfat sind. auch die zugesetzten Stoffe höherer Wärmebeständigkeit
lassen ein für die Wärmeisolierung ausreichendes Porenvolumen übrig.
5° Andererseits ist bei der Erfindung davon ausgegangen worden, daß beispielsweise bei der Wärme-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- isolierung von Rohren oder Kesseln, die heiße
lung von wärmeisolierenden, Mineralfasern, insbeson- Medien enthalten, ein natürlicher Temperaturabfall
dere Glasfasern, enthaltenden Schichterzeugnissen, zwischen der heißen Wandung und der außen gewobei
die Schichten verschiedene Dichten aufweisen, 55 legenen Schicht der Isolierung gegeben ist. Daraus
unter Verwendung von Bindemitteln und Stoffen, die resultierend liegt der Erfindung die Aufgabe zueine
höhere Wärmebeständigkeit als das Fasermate- gründe, die Herstellung der eingangs beschriebenen
rial haben. Sie betrifft auch die nach diesem Ver- Wärmeisolierung so vorzunehmen, daß die gefahren
hergestellten Erzeugnisse. wünschte Beständigkeit gegen hohe Temperaturen
Bekannt ist die Stabilisierung von dünnen Glas- 60 durch den Zusatz der eine höhere Wärmebeständigfäden
für den Gebrauch bei hohen Temperaturen keit als das Fasermaterial aufweisenden Stoffe in
durch Ausstattung der Fäden mit einer anorgani- ausreichendem Maße erzielt wird, daß aber, darüber
sehen, widerstandsfähigen Oberfläche (Talk, Kiesel- hinaus eine möglichst gute Wärmeisolierung erreicht
gur, Asbestmehl, Ton, Kaolin, Bentonit, Gips, Gra- wird und daß dabei zugleich die Isolierung ein mögphit),
s. »Auszüge deutscher Patentanmeldungen«, 65 liehst geringes Gewicht hat.
VoI 15, Seite 437, deutsche Patentanmeldung Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs be-K
149 242 VIb der Klasse 32 b. Diese Literaturstellc schriebene Verfahren erfindungsgemäß dadurch gesagt
aber nichts aus über eine Anwendung dieser kennzeichnet, daß die eine höhere Wärmebeständig-
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