DE2036124C3 - Verfahren zur Herstellung einer Wärme-Isolierplatte - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Wärme-Isolierplatte

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Description

35
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Wärme-Isolierplatte aus einem teilchenförmigen Isoliermaterial auf Basis Kieselsäure-Aerogel und aus einer Hülle aus Flachmaterial durch Füllen der Hülle mit dem Isoliermaterial und anschließendes Formen der mit dem Isoliermaterial gefüllten Hülle unter Verdichten des Isoliermaterials durch Anwendung eines Oberdrucks auf der Außenseite der gefüllten Hülle.
Aus der CH-PS 8 204 sind aufrollbare Wärmeschutzplatten bekannt, die aus einer Kieselgurkomposition und einem Faserstoff bestehen. Zur Herstellung dieser Wärmeschutzplatten wird zuerst eine mörtelähnliche Masse hergestellt und zu Tafeln verformt, denen dann durch Eindrücken in Formen die gewünschte Gestalt gegeben wird.
Bei diesem nassen Verfahren wird von den zementähnlichen Eigenschaften der Kieselgur Gebrauch gemacht und die in die Kieselgur eingebetteten Faserstoffe dienen lediglich dazu, die Flexibilität und die Biegefestigkeit der Wärmeschutzplatten zu erhöhen.
Die CH-PS 1 09 944 betrifft eine Wärmeisoliermasse aus einer trocknen Mischung von staub- oder pulverförmigem und faserigem Isolierstoff, die frei von Bindemittel ist. Diese teilchenförmige Masse soll offensichtlich als solche zur Wärmeisolierung verwendet werden, da keine Maßnahmen zu ihrer Verarbeitung zu Isolierkörpern offenbart sind.
In der DE-AS 11 70 855 ist eine lose unabgebundene Masse zum Füllen eines evakuierten Isolierraumes beschrieben, die Kieselsäure-Aerogel bestimmter Teilchengröße in Mischung mit einer zweiten schwach
wärmeleitenden Komponente enthält.
Die AU-Palentanmeldung 15 935/47 befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung von evakuierten Wärmeisolierungen. Dazu wird ein Isoliermaterial in eine mindestens zum Zeitpunkt der Evakuierung flexible Umhüllung eingebracht, die Umhüllung wird evakuiert, wodurch der atmosphärische Außendruck zu einem Anlegen der Umhüllung an das Isoliermaterial und zu einer Verdichtung des Isoliermaterials führt Die gute Isolierwirkung ist an die Aufrechterhaltung des Vakuums gebunden und bei etwa vorhandener Gasdurchlässigkeit der Umhüllung ist ein kontinuierliches oder periodisches Anlegen von Vakuum erforderlich. Als Isoliermaterial kann bei diesem Verfahren unter anderem auch Kieselsäure-Aerogel verwendet werden.
Bei dieser Arbeitsweise ist die Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Vakuums aufwendig; außerdem führt die geringe Verdichtung durch den atmosphärischen Außendruck nicht zu einer bleibenden Verbindung und Verfestigung der Isoliermittelteilchen.
In der Praxis sind Isolierkörper aus Kieselsäure-Aerogel bekannt, bei denen die Teilchen des Kieselsäure-Aerogels durch ein Phenolharz verbunden sind. Durch die Mitverwendung des Phenolharzes wird aber die Isoliereigenschaft des Kieselsäure-Aerogels beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zur Herstellung einer Wärme-Isolierplatte auf Basis von Kieselsäure-Aerogel mit hervorragenden Isoliereigenschaften zur Verfugung zu stellen, ohne eine Evakuierung und luftdichte Versiegelung der Isolierplatte oder die Mitverwendung eines harzartigen Bindemittels zu erfordern.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Verfahren dadurch gelöst, daß das teilchenförmige Isoliermaterial in eine poröse Hülle aus Glasfasergewebe geringer Durchlässigkeit eingefüllt wird und daß dann die gefüllte Hülle in eine Presse, deren Teile so ausgebildet sind, daß in der Hülle eingeschlossene Luft durch die Poren der Hülle entweichen kann, unter Druckaufbau innerhalb der Hülle zu einer Platte geformt wird, wobei Luft aus der Hülle herausgedrückt wird, das Isoliermaterial verdichtet und verfestigt wird und die Teilchen des Isoliermaterials untereinander und mit der Hülle verbunden werden.
Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Wärme-Isolierplatten lassen sich speziell bei Heizvorrichtungen, wie Speicherofen, einsetzen, da die Stärke der Platten infolge der guten Isoliereigenschaften wesentlich geringer bemessen werden kann als bei den bekannten Wärmedämmplatten. Dadurch kann auch die Größe des Speicherofens verringert werden, wodurch man Werkstoff und Platz einspart.
Zweckmäßigerweise enthält das teilchenförmige Isoliermaterial außer Kieselsäure-Aerogel noch ein Trübungsmittel, wie Titandioxid. Als Werkstoff für die poröse Hülle ist ein Glasfasergewebe vorgesehen. Wenn das Glasfasergewebe aus einem glatten Garn hergestellt worden ist, so ist dieses vorzugsweise vorbehandelt, wobei zur Verbesserung der Verbindung zwischen dem Garn und dem Isoliermaterial auf dem Garn ein keramisches Oxid oder eine chemisch modifizierte Stärke abgeschieden ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet man als teilchenförmiges isoliermaterial eine innige Mischung von Kieselsäure-Aerogel und Titandioxid, wobei die Menge des Titandioxids '/3 bis '/2 des Gewichtes des Kieselsäure-Aerogels beträgt.
Eine andere bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung sieht vor, daß das teüchenförmige Isoliermaterial zusätzlich einen faserigen Werkstoff enthält
Beim Verpressen der mit Isoliermittelteilchen gefüllten porösen Hülle erfolgt durch einen Druckaufbau in der Hülle eine Zugbeanspruchung der Hülle. Dies;en Druckaufbau erhält man z. B. durch Auswahl eines Glasfasergewebes von entsprechend geringer Durchlässigkeit. Nach Freigabe des Drucks bleibt dann die aufgebrachte Zugspannung in der Hülle erhalten und verleiht dem Plattenaufban Steifigkeit
Die Erfindung wird anhand des nachstehenden Beispiels noch näher erläutert
Man stellt ein mikroporöses Wärmeisoliermaterial durch Mischen von Kieselsäure-Aerogel und Titandioxid als Trübungsmittel her, wobei das Trübungsmitlei in einer Menge von '/3 bis '/2 des Gewichtes des Kieselsäure-Aerogels verwendet wird Wenn die Isolierplatte bei hohen Temperaturen verwendet werden soll, werden der Mischung keramische Fasern zugesetzt. Nach dem innigen Vermischen dieser einzelnen Komponenten wird das Isoliermaterial in eine poröse Hülle in Form einer Tüte, eines Beutels od. dgl. aus Glasfasergewebe mit geringer Durchlässigkeit gefüllt Das so umhüllte Isoliermaterial wird dann in eine Preßform gelegt, auf die dann das andere Pressenteil so einwirkt, daß die Hülle mit Isoliermaterial zu einer halbsteifen Platte verformt wird. Die Pressenteile sind so ausgebildet, daß Luft durch die Poren der Hülle entweichen kann, wobei jedoch wegen der geringen Durchlässigkeit der Hülle und wegen des Kieselsäure-Aerogels innerhalb der Hülle ein Druckaufbau stattfindet der eine Zugbeanspruchung in dem Glasfasergewebe erzeugt Beim Aufbringen des Drucks auf die Hülle werden bei gleichzeitigem Entweichen von Luft durch die Poren des Glasfasergewebes die Kieselsäure-Aerogel-Teilchen untereinander und mit der Hülle aus Glasfasergewebe verbunden, wobei zumindest ein Teil der Verbindung zwischen der Hülle und den Kieselsäure-Aerogel-Teilchen dadurch geschaffen wird, daß die Teilchen in die Poren des Glasfasergewebes eindringen, so daß ein mechanischer Eingriff geschaffen ist. Die im Glasfasergewebe erzeugte Zugbeanspruchung bleibt nach Freigabe des aufgebrachten Drucks bestehen, wodurch die Isolierplatte eine zusätzliche Steifigkeit erhält.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung einer Wärme-Isolierplatte aus einem teilchenförmigen Isoliermaterial auf Basis Kieselsäure-Acrogel und aus einer Hülle aus Flachmaterial durch Füllen der Hülle mit dem Isoliermaterial und anschließendes Formen der mit dem Isoliermaterial gefüllten Hülle unter Verdichten des Isoliermaterials durch Anwendung eines Oberdrucks auf der Außenseite der gefüllten Hülle, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Isoliermaterial in eine poröse Hülle aus Glasfasergewebe geringer Durchlässigkeit eingefüllt wird und daß dann die gefüllte Hülle in einer Presse, deren Teile so ausgebildet sind, daß in der Hülle eingeschlossene Luft durch die Poren der Hülle entweichen kann, unter Druckaufbau innerhalb der Hülle zu einer Platte geformt wird, wobei Luft aus der Hülle herausgedrückt wird, das Isoliermaterial verdichtet und verfestigt wird und die Teilchen des Isoliermaterials untereinander und mit der Hülle verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als teilchenförmiges Isoliermaterial eine innige Mischung von Kieselsäure-Aerogel und Titandioxid verwendet, wobei die Menge des Titandioxids >/3 bis '/2 des Gewichtes des Kieselsäure-Aerogels beträgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Isoliermaterial zusätzlich einen faserigen Werkstoff enthält.
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