DE2433717A1

DE2433717A1 - Aus mehreren schichten aufgebaute verkleidung

Info

Publication number: DE2433717A1
Application number: DE2433717A
Authority: DE
Inventors: Christos John Botsolas
Original assignee: Johns Manville
Current assignee: Johns Manville
Priority date: 1973-07-16
Filing date: 1974-07-13
Publication date: 1975-02-06
Also published as: JPS5042456A; SE7409212L; CA1061238A; AU7115074A; BR7405815D0; IT1016423B; GB1454874A; FR2237764B1; NL7409322A; FR2237764A1; ES428264A1

Description

PATENTANWÄLTE 813 Starnbcrg bei Mönchen

K. SIEBERT G. GRATTINGER Postlach 1C49, Almeiduwcg 12

nir.! ι,,« „, , . Tolelon (08151) 1 27 30 u. 41 15

Dipl.-Ino- Dipl.-Ing., Dipl.-Wlrtsch.-Ing.

den

Anwaltsakte

6155/1

Johns-Manville Corporation, Greenwood Plaza, Denver, Colorado 80217, U.S.A.

Aus mehreren Schichten aufgebaute Verkleidung

Die Erfindung betrifft aus mehreren Schichten aufgebaute, biegsame wärmeisolierende Verkleidungen für heiße und kalte Rohre, Behälter, Tanks und Rohrleitungen etc· Die nach der Erfindung aufgebauten Verkleidungen bieten darüberhinaus für die Rohre, Behälter, Tanks und Rohrleitungen etc. einen Schutz gegen Korrosion und kurzzeitige Feuer und insbesondere letzteres auch, wenn sie über Wänden, Dächern etc. verwendet werden.

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Es wurde bereits ein breites Spektrum von Materialien zur Verwendung als Verkleidung und Wärmeisolation vorgeschlagen und auch angewandt, und zwar unter den verschiedensten Gesichtspunkten, einschließlich einem ansprechenderen Aussehen, dem Witterungsschutz und der Befestigung der Isolation an Rohren. Einzeln oder in verschiedenen Kombinationen gehören zu diesen Materialien Aluminium oder andere Metallummantelungen, Leinen- bzw. Baumwollgewebe, Asbestpa~ pier sowie überzüge aus einer Vielzahl von Kunstharzmaterialien. Ein Beispiel hierfür ist ein Laminat, welches aus Polyvinylfluorid auf e5.nem neoprenimprägnierten Asbestfiiz zusammengesetzt ist. Ein anderer Typ eines kommerziell verfügbaren Isolierabdeckmaterials enthält Raster aus Glasfasergarnen als Bewehrung zwischen einem flammverzögerten Hartpapier und der Seite einer Aluminiumfolie, mit der das Hartpapier verbunden ist. Die Folie weist bisweilen eine pigmentierte Vinylharzbeschichtung auf Ihrer anderen Oberfläche auf. Die Raster der verstärkenden Glasfasergarne sind gewöhnlich auf beiden Seiten des Produkts deutlich sichtbar. Außerdem vermindert die pigmentierte Beschichtung die Wärmereflexion durch die Aluminiumschicht.

Die biegsamen geschichtet aufgebauten Verkleidungen nach der Erfindung machen von bekannten Flächenmaterialien Gebrauch, jedoch sind zwei von diesen bisher nie als Elemente eines Verbundverkleidungsmaterials verwendet worden. Darüberhinaus ergeben die erfindungsgemäßen Kombinationen und Anordnungen ungewöhnliche und verbesserte Kombinationen von erwünschten und auch unerwarteten Eigenschaften.

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Die Erfindung schafft eine biegsame geschichtete, wärmeisolierende Verkleidung, welche eine dünne Schicht aus wärmereflektierendem Metall auf der Innenseite einer Dampfsperrschicht aus Kunstharz aufweist. Die Erfindung schafft darüberhinaus eine feuerbeständige, biegsame, geschichtete wärmeisolierende Verkleidung, welche eine Schicht aus Asbestfilz aufweist, welche, ein Einderharz und eine Glasfaserverstärkung aufweist.

Andere Gesichtspunkte der Erfindung betreffen !einzelheiten, Kombinationen oder Ausführungsformen, zu denen Punkte gehören, wie eine mit der Isolationsverkleidung verbundene, Schicht aus Massenisolationsmaterial, eine Darpfsperrschicht aus einem linearen Polyesterharz (z.B. transparentem PoIyäthylenterephthalat) eine reflektierende Aluininiumbeschichtung auf diesem Film, ein Binderharz (beispielsweise Polyvinylchlorid) in der Asbestschicht, ein Glasfasermullgewebe in der Asbestschicht und ein Fluorkohlenstoffharz, insbesondere eine PoIyvinylfluoridschient, als äußere Deckschicht.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung. Auf dieser zeigt -

Fig. 1 eine Ausführungs form des F.rfindungsgegenständs in stark vergrößertem Maßstab, wobei die relativen Dicken der Schichten des Verkleidungsmaterials.

aus Gründen klarerer Darstellung etwas verzerrt sind,

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Fig. 2 einen abgebrochen Längsschnitt einer anderen Ausführungs form des Erfindungsgegenstands,

Fig. 3 einen abgebrochenen, stark vergrößerten Längsschnitt in der gleichen Ebene durch den gleichen Gegenstand wie in Fia. 2, wobei aus Gründen klarerer Darstellung die relative Dicke der einzelnen ,Schichten etwas verzerrt dargestellt ist,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform in einer Schnittansicht ähnlich" Fig. 2.

Bei den Verkleidungsmaterialien nach der Erfindung handelt es sich um Verbund- bzw. Schichtprodukte, welche wenigstens zwei, vorzugsweise drei Hauptschichten flexibler Natur umfassen, die flexibel zu einem einstückigen Gebilde verbunden sind, das sich zur Abdeckung von ebenen oder einfach gekrümmten Oberflächen eignet.

Eine Verbundverkleidung 8, wie sie in Fig. 1, und mit den zusätzlichen Schichten 9 und 10 auch in Fia. 3 aezeigt ist, wird heraestellt, indem man die gesamten aneinander angrenzenden Flächen von drei vorgeformten Schichtrraterialien zu einem einstückigen Verkleidungsmaterial zusammenklebt, welches, verglichen mit bekannten Verkleidungen, eine verbesserte Kombination von Eigenschaften aufweist. In der Ausführungsform der Fig. 1 ist die die innere Deckschicht der Verkleidung, die Schicht also, welche im Anwendungsfall auf die herkömmliche, ein Rohr etc.

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umgebende thermische Isolation oc^er in einigen Anwendungsforinen auf das nackte Rohr seihst,,zu liegen kommt, eine Dampf sperrschicht in Fonr. einer Polyesterüberzugsschicht, welche eine ultradünne, aufgedämpfte Schicht 2 aus Aluminium auf ihrer dem Inneren der Verkleidung zugekehrten Seite aufweist. Die Fetallseite bzw. -flache dieses metallisierten Kunstharzes wird mit einem Kleber auf die eine Feite einer zentralen Schicht 4 aus Asbestpapier geklebt, in welche eine Bewehruncsschicht 5 aus grobmaschigem Glasfaser-Mullaewebe eingebettet ist. Fine weitere Klebeschicht fi dient dazu, die andere Oberfläche der Asbestschicht 4 mit der Innenfläche einer äußeren Deckschicht 7, bestehend aus einer dünnen Überzugsschicht aus Polyvinylfluorid, zu verkleben.

Man kann zwar in Erwägung ziehen, die.innere Deckschicht aus Kunstharz wegzulassen, jedoch weist der so ausgebildete Verbundwerkstoff einige wünschenswerte Eiqenschaften nicht auf. Die zähe tiberzugsschicht 1 dient als Schutz vor physischer Beschädigung für die zentrale Schicht 4 aus Asbest; sie bildet einen bequemen, wirtschaftlichen und kommerziell verfügbaren Träger für die Metallbeschichtung, und bildet so eine sehr leichte, biegsame und eine wirksame wärmereflektierende Form der Isolation; sie schützt eine Seite der dünnen Metallschicht gegen Korrosion, indem sie verhindert, daß die Kunstharzseite der Metallschicht Dämpfen, Gasen und Flüssicrkeiten ausgesetzt ist. Eine derartige Korrosion würde die Wirksamkeit der Schicht 2 hinsichtlich ihrer Reflektionseicrenschaften von Wärmestrahlung erheblich beeinträchtigen.

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Es gibt eine große Anzahl von Kunststoffen, die als Überzugsschicht 1 verwendet werden können, weil sie sich als Substrat für eine Aufdampfmetallisation eignen und eine geringe Wasserdampfdurchlässigkeit aufweisen - beispielsweise genügend niedrig für die Bildung einer Verbundverkleidung mit einer Durchlässigkeit von weniger als ungefähr 2 perm, und vorzugsweise so niedrig wie rröglich. Lineare Polyester, die Polymerisationsreaktionsprodukte von Dihydroxyalkoholen und zweibasischen organischen Säuren, lassen sich verwenden. Ausgezeichnete Ergebnisse erhält man mit einer metallisierten Polyäthylenterephthalatschicht, welche eine äußerst geringe Permeabilität für Wasserdampf und hohe rormstabilität verbunden mit guter Wärmebeständigkeit aufweist,. Fin Kunstharz, welches transparent ist, ist vorzuziehen, ucn die volle Wirkuna der Metallbeschichtung als Wärmereflektor zu erhalten.

Auch andere Kunstharze, beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, andere Pluorkohlenstoffe und sogar Copolymere aus Vinylchlorid und vinylidenchlorid in Anwendungen, wo Schrumpfung kein Problem darstellt, lassen sich ins Auge fassen.

Bei der Metallbeschichtung kann jedes Metall verwendet werden, welches Wärme reflektiert und in herkömmlicher Aufdampftechnik als spiegelartige Metallschicht 2 auf die Kunstharzschicht 1 aufgebracht werden kann. Als Metalle kommen also in Frage Aluminium, Chrom, Kupfer, Nickel, Silber, Gold etc. oder Legierungen dieser oder anderer Metalle. Allgemein wird Aluminium aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und da es gute Ergebnisse liefert, bevorzugt. Vorge- ,

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formte Polyäthylenterephthalatfolie mit" einer Aufdampfschicht aus Aluminiuir auf einer Seite ist in ausreichender Menge zu vernünftigen Kosten verfügbar.

Die Dicke der Überzugsschicht 1, der metallisierten Dampfsperrschicht kann sich in weiten Bereichen bewegen, beispielsweise zwischen etwa 0,06 irr¹, und 1 mm (ungefähr 0,25 bis 4 mil), lieat jedoch typischerweise zwischen ungefähr 0,12 und 0,38 ram (0,5 und 1,5 rail). Die Dicke der aufgedampften Metallschicht 2 ist vernachlässiqbar und liegt in der Regel unter 2,5 u'irt (0,01 mil). Obwohl die Metallschicht 2 so dünn ist, bewirkt sie eine Wasserdampf durchlässigkeit der metallisierten kunstharzschicht, die weit unter derjenigen liegt, die eine einfache Kunstharzschicht aufweist.

Die zentrale Schicht 4 aus Fasermasse kann irgendeine wasserfeste Faserstoffmatte sein, bevorzugt wird jedoch eine Glasfasermatte oder Asbestpapier verwendet, welches aus einem Brei einzelner Asbestfasern in Wasser auf einem wandernden Maschensieb ähnlich wie bei der Papierherstellung gewonnen wird. Das als Bewehrung dienende Glasfasermullgewebe wird zu einem solchen Zeitpunkt des Herstellungsverfahrens eingeführt, daß es in einer mittleren Tiefe eincebettet wird, während sich die Asbestfasern auf dem Maschensieb absetzen. Es" empfiehlt sich ferner, dem Erei ein Bindermaterial, beispielsweise Kautschukmilch oder Polyvinylchlorid, beizufügen, welches biegsam bleibt und die Festigkeit des Papiers erhöht. In der Regel ist ein flexibler

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Polyvinylchloridbinder vorzuziehen, da er hinsichtlich seiner Brenneigenschaften selbstverlöschend ist. Er kann in einer Menge von ungefähr 10 bis 30 % (vorzugsweise ungefähr 15 bis 20%) des Trockengewichts der Asbestschicht anwesend sein.

Die Schicht 4 ist die dickste im Verbund und hat typischerweise eine Dicke zwischen 3,8 und 7,6 rom (15 und 30 pil). Diese Dicke trägt dazu bei, daß sich das Muster des Mullgewebes nicht auf die Oberfläche der Verkleidung durchdrückt. Die Asbestfaserschicht kann in ihrer Dicke jedoch auch 10 min (40 mil) oder mehr ode.f weniger als 2,5 mir (10 mil) betragen,, wobei dies wesentlich von den gewünschten V⁷ärmeleitvermögen durch die verkleidung und der gewünschten Flexibilität abhängt. Beide Figenschaften hängen wesentlich von der Dicke der Asbestschicht ab.

In Fällen, wo die Festigkeit der Verkleidung bei hohen Temperaturen nicht wesentlich ist, kann das Mullgewebe 5 aus Polyäthylentherephthalat oder Ky lon fäden" gewebt sein, in der Regel sind jedoch Glasfasern vorzuziehen. Das Gewebe kann eine Fadenzahl von 2 κ 2 bis hinauf zu 12 χ 12 aufweisen, wobei eine 8 χ 8 - Fadenzahl typisch ist,-

Die äußere Deckschicht 7 ist eine durchgehende flexible Schicht aus einem festen Kunstharz, beispielsweise aus Polyvinylchlorid bei Verwendung in geschlossenen Räumen, und aus Fluorkohlenstoffharzen oder Acrylharzen, wie Polymethylmethacrylat, für den allgemeinen Gebrauch. Für die meisten Anwendungszwecke sind die Fluorkohlenstoffe

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vorzuziehen, jedoch rechtfertigen die teueren Chlortrifluoräthylen- und Tetrafluoräthylenpolymere selten, wenn überhaupt, ihre Mehrkonten gegenüber Polyvinylfluorid. Letzteres wird in Form fester Folien in einer Dicke zwischen 0,127 und 1,016 min (0,5 und 4 mil) mit verschiedenen einaebauten Farbstoffen hergestellt. Polyvinylfolie stellt eine extrem dauerhafte Deckschicht dar, die wetterfest und gegenüber herkömmlichen Lösungsmitteln, starken Reinigungsmitteln, korrosiven Flüssigkeiten und Gasen resistent ist.

Es empfiehlt sich, die Polyvinylfluoridfolie beidseitig durch Oberflächenaktivierung für eine Klebebindung oberflächenaufηahmefähig zu machen. Dies kann entsprechend den in den US-Patentschriften 3 133 854, 3 228 823 und 3 369 959 offenbarten Verfahren geschehen. Diese Patentschriften beschreiben die Oberflächenaktivierung und einige der für aktivierte Polyvinylfluoridoberflächen geeigneten kleber. Neben den dort genannten Epoxyharzen, Vinyladditionspolyneren, Polyalkylacrylaten und anderen Klebern, lassen sich auch Kleber auf der Basis synthetischen Kautschuks verwenden, wie in der US-Patentschrift 2 376 854 beschrieben ist. Im allgemeinen bevorzuat man einen elastomeren Kleber zur Bildung flexibler Klebungen zwischen den flexiblen Schichten. Die genannten Kleber lassen sich als Klebemittel für beide Seiten der zentralen Schicht 4 aus Asbestfilz verwenden, können also beide Kleberlagen 3 und 6 bilden.

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In Bezug auf die Kleberlage 6 ist es, auch wenn die äußere Deckschicht 7 pigmentiert ist, hinsichtlich maximaler Widerstandsfähigkeit aegen Zerstörung als Folge längerer Sonneneinstrahlung oft wünschenswert, ein Mittel einzubauen, welches einen derartigen .Abbau im Fieber entgegenwirken kann. Mittel dieser Art sind bestens bekannt, ein Eeispiel hierfür ist Carbon Black, welches in einigen der oben genannten Patente erwrhnt ist, oder ein Ultraviolettabsorber, wie ein kompatibles substituiertes Benzophenon oder substituiertes Benzotriazol von denjenigen, die in der Tabelle auf den Seiten 100R bis 1009 der Modem Plastics Encyclopedia/ 1969-1970, Breskin Publications, Inc., Bristol, Connecticut aufaelistet sind.

Fig. 2 zeigt einen abgebrochenen Gesamtschnitt durch die Dicke in der Herstellunqsrichtuna oder Lisngsebene einer anderen Ausführungsform der Frfindung. Sie zeigt eine dünne, vergleichsweise dichte Verbundve.rkleidung 8, ,auf welche eine Reihe von aneinanderanstoßenden getrennten Streifen 9 aus einer themischen Isolierplatte aus anorganischen Fasern. Fig. 3 ist ein vergrößerter Querschnitt in der gleichen Ebene der gleichen Ausführungsform wie in Fig. 2. In ihr ist die Kleberschicht 10 zu sehen, die die Streifen 9 mit der Verbundverkleidung 8 verbindet, welche sich aus den mit den Bezugszeichen 1 bis 7 belegten Schichten zusammensetzt.

Das Isoliermaterial in der aus den Streifen 9 gebildeten

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Schicht dient dazu, den Wärmeübergang durch Wärmeleituna zu. minimalisieren. Fs ist daher ein vergleichsweise voluminöses Material, welches eine wesentliche Anzahl von Hohlräumen bzw. toten Lufträumen enthält. Flexible Polyurethanschäume oder andere flexibel .geschäumte Harze mit geeigneter Temperaturcharakteristik können hierfür verwendet werden. Vielfach werden jedoch Isolationsmatten bevorzugt, die im wesentlichen aus anoraanischen Fasern, wie Glasfasern oder Steinwolle, bestehen. Diese sind nicht brennbar und lassen sich über einen weiten Bereich von Λrbeitstemperaturen verwenden. In einigen Spezialfallen können auch teuere Keramikfilzisolationen verwendet werden, so beispielsweise in Fällen, v/o außergewöhnlich hohe Temperaturbedingungen die Mehrkosten rechtfertigen.

Die Streifen 9 lassen sich aus vergleichsweise starren herkömmlichen anorganischen Faserplatten oder -latten gewinnen, welche mit den herkömmlichen Bindemitteln imprägniert sind. So können beispielsweise typische Glasfaser-

platten mit Dichten von ungefähr 8 bis 32 mg/cm ' (0,5 bis 2 pounds per cubic foot) oder mehr und einer Dicke von ungefähr 12,7 bis 50,R mm (0,5 bis 2 inch) oder mehr in Streifen von ungefähr 12,7 bis 50,8 mm (o,5 bis 2 inch) Breite mit gleich formier em, rechteckigem Querschnitt geschnitten v/erden und als die Streifen 9 des Verbundprodukts nach Fig. 2 bzw. 3 angeordnet werden. Beim Anpassen der Produkte nach der Erfindung an Rohre oder anders

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gekrümmte Oberflächen kommt es gewöhnlich zu einer erheblichen Biegebeanspruchung. Ebene Glasfaserplatten besitzen jedoch nicht die nötige-Biegsamkeit hinsichtlich einer Verbiegung in Quer- oder irgendeiner anderen Richtung, weil die einzelnen Fasern in abgehackter Form in einer Folge von parallelen, übereinanderliegenden Schichten angeordnet und dann mit einem Bindemittel bewegungsunfähig gemacht sind«. .Die Orientierung des Fasermaterials ist in jeder der parallelen Schichten regellos, nur vergleichsweise wenig Fasern sind jedoch in die Tiefe orientiert und erstrecken sich durch eine oder alle Schichten; die Orientierung der Fasern läßt sich also im wesentlichen als eben beschreiben, wobei die Fasern vorherrschend in einer Aufeinanderfolge von im wesentlichen parallelen Ebenen angeordnet sind. Als Folge da/von ist die Isolierplatte vergleichsweise steif und ihre Oberflächen lassen sich nicht dehnen oder in ihrer Länge oder in ihrer Breite reduzieren, wie es beim Eiegen von Plattenmaterial wesentlicher Dicke notwendig ist. Allerdinas läßt sich eine derartige Platte zusammendrücken und damit in ihrer Dicke, d.h. in einer Pichtung im wesentlichen' senkrecht zur Ebene der Faserausricbtung, vermindern. Bei der Ausführunqsform nach Fig. 2 bzw. 3 sind die. Streifen 9 so angeordnet, daß die Ebenen der Faserausrichtunq im wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche, des Verbundprodukts und nicht parallel dazu lieaen. Eine derartiqe Anordnung der Faserebenen kann auch als im wesentlichen senkrecht auf die geschichtete Verbundverkleidung 8 und parallel zueinander bezeichnet werden. Bei einer sqlchen Ausrichtung und Verbindung

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der Streifen 9 mit einer Bahn des flexiblen Verkleidungsmaterials 8 läßt sich das Gesamtgebilde biegen, wobei bei konkaver Verbiegung der Seite, auf der sich die Streifen befinden, die Streifen zusammengedrückt und dabei enger werden.

Der Kleber der Kleberschicht 10, der für die Verbindung der die Massenisolation bildenden Streifen 9 mit der Oberfläche der Schichtverkleidung verwendet wird, kann ein Schmelzkleber oder einer der Kleber sein, wie sie im folgenden genannt sind, nämlich Epoxyharze und mit einem Phenolformaldehydharz modifizierter synthetischer Nitrilkautsch.uk, ebenso wie andere bekannte Kleber. Schmelzkleber enthalten oft eine Substanz mit vergleichsweise niedrigem Molekulargewicht aus der Gruppe, bestehend aus Ester- oder-Paraffinwachsen, und Kolophonium, Alkyd, Terpen und Coumaron-Inden-Harze, die mit einem begrenzten .Anteil höhermolekulargewichtiger Polymere, wie Polyvinylacetat, Polybuty!methacrylate, Polyäthylen, Polyisobutylen und Polystyrol, zusammen mit einem flüssigen Tve ich mach er vermengt sind. Unter den Ansätzen, die sich allgemein für eine Schmelzklebung empfehlen, sind Mischungen aus Polyäthylen, Polyvinylacetat^ und Polyamid-Reaktionsprodukte von dimerisierten Fettsäuren und Diaminen.

Eine weitere Ausfuhrungsform der mit der Verkleidung versehenen Isolation nach der Frfindung ist in Fin. 4 dargestellt, wobei eine sehr dünne Aluminiumfolie 20 zur Reflexion von Wärmestrahlung in die Massenieolation eingelegt ist. In dieser speziellen Ausfuhrungsform besteht jeder der Fasermattenstreifen 9 aus zwei Abschnitten 18 und 19, die mit den gegenüberliegenden Flächen der Folie 20 mit Hilfe

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eines bekannten Klebers verbunden sind, der sowohl auf Aluminium als auch auf Glas- oder Steinwollefasern wirksam ist. Die Abschnitte 18 und 19 sind aus den gleichen Arten von Faserplatten geschnitten wie die einheitlichen Streifen 9 der Aus führungs form der Ficruren 2 und 3, und ebenso sind die Orientierung der Fasern bezüglich der geschichteten Verbundverkleidung 8 und. die Verbindung mit dieser ähnlich wie dort. Im alln-eneinen wird die Folie 20 als ein erster Wärmereflektor zusairmen mit der Metallschicht 2 verwendet, und es gibt Hinweise darauf, daß dieser Aufbau eine überraschende Verminderung der Temperaturen der Außenschicht 7 zur Folge hat, verglichen mit den Temperaturen, die man unter vergleichbaren Bedingungen bei einer mit der Verkleidung versehenen Isolation erhält, die sich von der hier in Rede stehenden nur durch Wegiassung der Folie 20 unterscheidet.

Das Folgende soll das Verfahren zur Herstellung eines bestimmten zusammengesetzten Verkleidungsmaterials nach der Erfindung illustrieren. Fine Kleberschicht wird auf die eine der zwei aktivierten Seiten einer 38um (1,5 mil) dicken Bahn aus einem geeigneten, kommerziell verfügbaren Polyvinylfluorid aufgebracht, indem die Bahn durch eine herkömmliche Beschichtungsvorrichtung, welche eine Lösung eines synthetischen Kautschukklebers des Butadien-Acrylonitriltyps in einem Lösungsmittel auf Naphtha-Basis, welches auch kommerziell verfügbar ist, enthält. Danach durchläuft die Bahn einen Ofen, wobei die Klebeschicht getrocknet wird; hierauf wird die beschichtete Seite der Kunststoffbahn auf eine Seite einer

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Bahn eines 0,6 35 ram (25 mil) dicken geeigneten Asbestpapier-Produkts, das vorzugsweise beispielsweise mit einem inneren, ein Polyvinylchlorid-Binderharz enthaltenden Glas fase rreullgewebe einer Fadenzahl von 8x8 bewehrt ist, auflaminiert. Die Verbindung wird vollendet, indem die zusammengefügten Bahnen zv/ischen Quetschrollen durchgeführt werden, wobei eine ungeheizte Gummirolle gegen die freiliegende Polyvinylfluoridseite und eine geheizte Stahlrolle gegen die Asbestpapierseite drückt. Danach wird in ähnlichen Verfahrens sch ritten eine geeignet metallisierte Bahn von von 22,8 um (0,9 mil) Dicke aus Polyäthylenterephthalat auf ihrer mit aufgedampftem Aluminium metallisierten Seite -mit dem gleichen synthetischen Kautschukkleber beschichtet, im Ofen getrocknet und auf die Asbestseite des Asbest-Polyvinylfluoridverbunds mit den gleichen Quetschrollen auflaminiert.

Das nach den beschriebenen Verfahrensschritten hergestellte spezielle Verkleidungsmaterial hat eine Gesamtdicke von 0,635 mm (25 mil) ; das ist der gleiche T--⁷ert wie die ursprüngliche Dicke der bewehrten Asbestschicht, was eine Folge der Komnaktierung der Schicht durch die Ouetschrollen ·· ist. Das Verkleidungsmaterial besitzt eine Zugfestigkeit, die in der Regel weit oberhalb von 8,9 kp pro cm Breite (50 pounds pro inch Breite) liegt, und eine Dampfdurchlässigkeit von 0,02 Perm (Wasserdurchlässigkeit in Gramm pro Stunde pro square foot £"9,29 dm/_J pro Millimeter Quecksilbersäule Druckdifferenz). Das. Verbundmaterial läßt sich mit Erfolg einsetzen bei der Abdeckung von thermischen Isolationen, die eine Oberflächentemperatur im Bereich von weit unter -17,8°C (=0°F) (beispielsweise minus 128°C C= -200°fJ )

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bis hinauf zu 162,5 bis 190°c (= 325 bis 375°F), wobei sich die Maximaltemperatur noch bis 2O4°C (= 400^GP) oder mehr hinausschieben läßt, wenn man die als Dampfsperre dienende Kunstharzschicht 1 aus dem Schichtaufbau wegläßt.

Ferner hat das genannte Laminat eine größere Feuerbeständigkeit als reines Aluminium, welches unaefähr bei 66O°C schmilzt, und ist die gebräuchlichste ^TTerkleiduna für die Isolation von außerhalb geschlossener ftäujne verlegten Rohren. Der neue Werks to ff verbund hat erfolgreich Of enthrone ratur en von 815 C (1500 F) überstanden, wobei die Bewehrungsfasern aus Glas, geschützt durch das Asbest, intakt blieben; und es gibt Anzeichen, daß er auch noch höhere Temperaturen aushält und feuerfest bis hinauf zu Temperaturen von 1O9O°C ( 2000 F) ist. Weitere Eigenschaften und Vorteile eines solchen Verkleidungsmaterials werden ire folgenden dargelegt.

Die gerade besprochenen Verbundprodukte lassen sich zur Abdeckung praktisch jeder Art thermischer Isolation, wie Calciumsilikat, geschäumte Glas- und Keramikmaterialien, Kunststoffschäume, wie Polyurethan-und Poj.ystyrolschäume, gewelltes. Asbestpapier, Glas- und Steinwolle in Platten und Decken etc. verwenden. Diese Art Verkleidungen können zur Abdeckung von Isolationen auf Rohrsystemen, Tanks, Behältern, Leitunoen und nahezu allen Arten isolierter Einrichtungen verwendet werden. In gewissen Fällen kann es wünschenswert sein, die blanken Rohre oder andere nicht isolierte Flächen mit der Verkleiduno der Erfindung zu umgeben, beispielsweise als Schutz gegen

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korrosive Flüssigkeiten und Gase, wie sie in Chemie-Anlagen etc. auftreten.

Zur Herstellung des Verbundgegenstandes gemäß Fig. 3 werden Glasfaserplatten mit einer Dichte von ungefähr 32 mg/cm (2 pounds pro cubic foot) und einer Temperaturklasse von 455°C (85O°F) quer in Streifen von 2,54 cm (1 inch) Breite geschnitten. Eine Kleberschicht 10 aus einem herkömmlichen Schmelzkleber der oben genannten Art wird in geschmolzenem Zustand auf die freiliegende Fläche der Polyesterdeckschicht 1 der Bahn des Verkleidungsmaterials aufgebracht. Nach Umorientierung der Glasfaserstreifen v/erden die in festem Kontakt mit der noch flüssigen Kleberschicht so aufgeklebt, daß ihre Liners richtung quer (d.h. kreuzweise oder entgegengesetzt zur Herstellungsrichtung) der Bahn verläuft. Die Umorientierung beinhaltet ein Drehen jedes Streifens um 90° um seine Längsachse, so daß die parallelen Ebenen, in denen die Glasfasern überwiegend angeordnet sind, im wesentlichen senkrecht zur Bahnoberfläche der Verkleidung verlaufen; auch für eine angenehme Lagerung der Verkleidung in Ballen ist es wünschenswert, daß diese Ebenen quer zur Bahnrichtung verlaufen. Die Streifen 9 sind parallel zueinander angeordnet und stehen bevorzugt miteinander in Berührung, jedoch sind sie bevorzugt getrennt, d.h. ohne wesentliche Klebebindung zwischen ihren aneinanderangrenzenden Seiten. Nach dem Abkühlen des Klebers kann die entstandene verkleidete Isolation in wesentlichem Maße um quer zur Bahn verlaufende Achsen gekrümmt werden, ohne zu brechen, zu knicken oder unansehnliche Runzeln zu bilden.

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Die Ausfuhrungsform der Fig. 3 bietet neben dem Vorteil, daß sie als vollständige, in einem einzigen Stück vorliegende Isolation angebracht werden kann, auch noch die Möglichkeit, einen aneinandergrenzenden oder im Abstand voneinander angeordneten Streifen 9 ganz oder teilweise zu entfernen, so daß schwierige Probleme der Anpassung des Isolationsmaterials an enge Krümmungen, Rohre mit kleinen Durchmessern und an enge Stellen leichter gelöst v/erden können.

Der Verbundgegenstand nach der Erfindung kann leicht angepaßt und befestigt werden, wobei die Kunstharzschicht außen liegt und die exponierte Oberflächenschicht bildet, und die die Dampfbarrie bildende Schicht 1 in direkter Berührung mit der Isolation oder der abzudeckenden Oberfläche steht. Es werden nur einfache Handwerkzeuge, wie Schere oder Messer, Lineal, Hefter und Pinsel, benötigt. Die Verbindungsstellen überlappen einander in der Regel und sind miteinander mit Hilfe eines Kontaktklebers (beispielsweise vom Typ Synthetikkautschuk-Phenolharz) verklebt, wobei der überlappende, mehrere Zoll breite Rand der inneren Deckschicht 1 mit dem darunterliegenden Randgebiet der klebbaren Oberfläche der äußeren Deckschicht 7 (beispielsweise einer aktivierten Fluorkohlenstoffharzoberfläche) der "Verkleidung verbunden wird. Eine weitere Lösung besteht darin, die einander überlappenden Ränder mit Klammern zu befestigen, vorzuoweise aus Monelmetal3. oder einer anderen korrosionsbeständigen Legierung; es gibt jedoch auch Fälle, bei denen gleichzeitiges Klammern und Kleben zweckmäßig ist. Bei Anwendungsfällen, wo eine Dampf- oder Flüssigkeitsperre notwendig oder wünschenswert ist, oder wo das Aussehen der

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Installation von Bedeutung ist, können die Klammern oder überlappenden Ränder mit einem geeigneten Band abgedichtet bzw. abgedeckt werden. Ein zur äußeren Deckschicht 7 material- und farbmäßig passendes Band wird im allgemeinen bevorzuat; beispielsweise Abdecken und Abdichten einer Außenüberzugsschicht aus Polyvinylfluorid mit einem Polyvinylfluoridband derselben Zusammensetzung, Farbe und Dicke und beidseitigen Aktivierung, das darübe rhi η aus noch eine Beschichtung aus einem Kontaktkleber aufweist, welche durch ein leicht ablösbares Schutzpapier abgedeckt ist. Die vorangegangene Behandlung des Polyvinylfluoridfilrr.s bezüglich der Oberf lächenaufnahrnefähigkeit stellt eine dauerhafte Haftung der Klebefläche des Bandes sowohl auf der freiliegenden Oberfläche der äußeren Deckschicht der Verkleidung als auch der unbeschichteten Oberfläche des Bandes selbst sicher.

Die einzigartige Kombination von Aufbaumerkmalen bei den Verbundverkleidungen nach der Erfindung liefert eine herausragende Kombination von wünschenswerten Eigenschaften und eine größere Anzahl von Vorteilen, als sie bei herkömmlichen Verkleidungen gegeben sind, einschließlich einiger einzigartiger Vorteile. Darüberhinaus ergeben gewisse Merkmale des Aufbaus komplementäre oder cooperative Effekte. So verstärken beispielsweise die. in die zentrale Schicht 4 aus Asbest eingebetteten Glasfasern die Festigkeit des Asbestfilzes' erheblich, haben aber einen wesentlich niedrigeren Schmelzpunkt und eine wesentlich niedrigere Feuerfestigkeit als der Asbest; jedoch deckt der Asbest die Glasfasern ab und isoliert sie auf diese Weise, so daß die Glasfasern selbst

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dann noch die Asbestschicht verstärken können, wenn die Oberflächentemperaturen an der Außenseite des Asbests oberhalb der Erweichungs- oder Schir.eIztemperatur der Glasfasern liegen. Diese komplementären Schutzwirkungen sind insbesondere dann von Bedeutung, wenn bei Installationen ' kurzzeitige Feuer auftreten können und es wichtig ist, das Rohr oder die Oberflächen von irgendwelchen anderen Einrichtungen vor der Berührung mit den Flammen abzuschirmen. Ohne die bewehrenden Glasfasern besteht die Gefahr, daß das Asbestpapier zusammenfallt oder reißt, da der Kunstharzbinder durch die Fitze des Feuerblitzes zersetzt werden könnte.

A'nlich schützt durch die innen gelegene Anordnung der Metallschicht 2 die darüberliegende transparente innere Deckschicht 1 aus Kunststoff das Metall vor Korrosion durch Säure, Alkalien, oxidierende oder andere korrosive Substanzen (beispielsweise während unachtsamer Lagerung oder vor den Alkalien, die in einigen Isoliermaterialier. vorhanden sind) und erhält so die Wirksamkeit der Metallschicht hinsichtlich ihrer Reflexion von Wärmestrahlung. Eine andere Gerneinschaftswirkung liegt in der Tatsache, daß die Metallbesehichtung die Dampfsperrwirkung des Kunstharzfilms erheblich steigert und so die Erzielung äußerst geringer perm-Werte mit sehr dünnen und biegsamen metallisierten Kunstharzfilmen gestattet. So ist beispielsweise die Wasperdampfdurchlässigkeit eines unbeschichteten Polyäthylenterephthalatfilrrs typischerweise etwa 10 mal so groß wie diejenige des gleichen Fürs, der mit einer ultradünnen Beschichtung aus aufgedampften Aluminium versehen ist.

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Das Einatmen von Staubteilchen oder feinen Fasern aus Asbest, die sich in der Luft befinden, gilt als ein Berufskrankheitsrisiko für Leute, die mit Asbest umgehen. Bei dem Verbindungsprodukt nach der Frfindung decken die Deckschichten 1 und 7 die Oberflächen der Asbestschicht 4 vollkommen ab, wodurch eine Gefahr f'"r Leute, die es auf eine Isolation oder irgendeine andere Oberfläche aufbringpn, auf ein Minimum, reduziert bzw. überhaupt eliminiert ist. Ebenso^:ist bei ein^r bevorzugten Ausführunrrsform der Erfindung, in v/elcher ein mit einer erheblichen Henne eines flexiblen Bindemittels imprägniertes Asbestnapier verwendet wird, die Gefährdung durch Asbest für Leute, welche die geschichteten Verbundverkleidungen nach der Erfindung herstellen oder verwenden, irinimalisiert oder ganz eliminiert. Fin biegsames Asbestpapier, welches mit einer milch aus entweder Gummi oder Polyvinylchlorid imprägniert ist, kann ohne die Beschränkungen in X'^?asser eingeweicht v/erden, die bei unbehandeltem Asbestpapier auftreten. Polyvinylchlorid wird im Hinblick auf seine selbstlöschenden Eigenschaften als Binder bevorzuat. Das Asbestfasermaterial dient als Jfauptisolierkorrponente innerhalb der Verkleidung zur Mdnimalisierung von Wärmeleitungsverlusten und weist außerdem herausragnnde Feuerbeständigkeit auf.

Die äußere Deckschicht 7 bietet Eeständicrkelt regen Witterung und Verschmutzungen verschiedener Herkunft und weist im Falle von Fluorkohlenstoffen hervorracrende Beständigkeit gegen Wind, Regen, Schnee, Sandstürme und Mikroorganismen auf. So-ist beispielsweise der bevorzugte Polyvinylfluoridfilm zäh, abriebsfest sowie inert, und wird somit selbst im wesentlichen von allen den stärksten herkömmlichen Lösungs- und Reinigungsmitteln, Säuren und Äl3-alien

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bei Zimmertemperatur und gewöhnlich bei erhöhten Temperaturen nicht abgegriffen. Seine pigmentierten Abarten sind im allgemeinen unerreicht hinsichtlich ihrer Beständigkeit gegenüber Verblassen und ihrer Festigkeitsbeibehaltung unter Freiluftbedingungen und im im Erdreich eingegrabenen Zustand. Ferner v/eist er eine niedrige Feuchtigkeitsabsorption von nur 0,5 %, verbunden mit hoher Zug-, Reiß-, Schlag- und Platzfestigkeit auf; er läßt sich auch im'Dauerbetrieb bei 107°C (225°F) verwenden, um seine NuIl-Festigkeitstemperatur liegt in Bereich zwischen 2 6C und 300°C (500 und 57O°F).

Die Verbundverkleidungen nach der Frfindung weisen ein ausnehmend breites Konbinationsspektrum von Eiaenschaften auf, das ein ungewöhnlich breites Anwendungsgebiet hinsichtlich der Verkleiduna von Heiß- oder Kaltanlagen oder hinsichtlich ihrer thermischen Isolation unter irgendwelchen atmosphärischen oder unterirdischen Bedinrmncren, sowie den meisten der üblicherweise angetroffenen Korrosionsbedinguncren schafft. Die erfindungsgemäßen Verkleidungen sind nicht nur geeionet für kontinuierlichen Petrieb bei wesentlich erhöhten Temperaturen über Zeiträume, von denen men erwartet, daß sie 20 Jahre übersteigen, sondern weisen auch ein ungewöhnliches Faß von Feuerfestigkeit hinsichtlich der Beibehaltung ihres Grundaufbaus bei sehr hohen Temperaturen und hinsichtlich der Entwicklung von begrüßenswert wenig Rauch.auf. Die Schichtverkleidungen sind so zäh und biegsam, daß man auf ihnen herumgehen kann, ohne daß es zu Brüchen oder einem Verlust an ihren DampfSperreigenschaften kommt; sie widerstehen Abnutzung, Abrieb und zufälligen Finstichen sowie dem Zug

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beim Herausnehmen aus dem Lager. Sie bieten also keine - Wartungsproblemo wie die herkömmlichen Verkleidungen, Kitte usw. Ferner nuß das Verkleidungsmaterial nach der Erfindung nicht gestrichen oder wieder gestrichen werden, und Oberflächen, die verschmutzt, fettig oder mit Pilzen oder von äußeren Quellen herrührenden Bakterienwachstum kontaminiert sind, können ohne Beschädigung leicht oereinigt und/oder desinfiziert werden, wobei kräftige Mittel einschließlich Dampf, heißem Wasser mit Feife, oder starke Reinigungsmittel, alle kommerziellen organischen Lösungsmittel und Desinfektionsmittel verwendet werden können. Die Isolationsverkleidunaen nach der Frfinduna lassen sich außerdem zur Instandsetzuna verkleideter Rohre und Anlagen von diesen entfernen und nachfolaend in einer Weise ersetzen, die der ursprünglichen Verkleidung hinsichtlich Wirksamkeit und ansprechendem Aussehen gleicht.

In der hier beschriebenen, bevorzugten Ausfiihrungsform ist die Schicht 4 als Asbestfilz oder -papier beschrieben, das Bewehrungsfasern enthält, viele andere Fasermatten wären ebenso geeignet, solange sie einer Zerstörung widerstehen, wenn sie Wasser oder Wasserdampf ausgesetzt werden. Hierzu gehören beispielsweise Fasermatten aus Glasfasern, Keramikfasern einschließlich Kohlefasern, und/oder synthetischen organischen Fasern wie Polyester und Nylonfasern.

. Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche :

J Aus mehreren Schichten aufaebaute Wclrmeisolierende Verkleidung, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Schichten eine Dampfsperrschicht aus Kunstharz ist, welche auf ihrer dem inneren der Verkleidung zugekehrten Seite mit einer Schicht aus wärmereflektierendeiti Metall versehen ist.
2. Verkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Metall durch auf die Kunstharzschicht aufgedampftes Aluminium gebildet ist, und daß die Kunstharzschicht aus tranparentem Polyäthylenterephthalat besteht.
3. Verkleidung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierte Seite der Dampfsperrschicht mit einer Schicht aus wasserfestem Faserstoff verbunden ist.
4. Verkleidung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der wasserfeste Faserstoff ein Glasfaser-verstärkter Asbestfilz ist.
5. Aus mehreren Schichten aufgebaute, wSrmeisolierende und feuerfeste Verkleiduna, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Schichten eine Glasfaser-verstärkte Asbestschicht ist.

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6. Verkleidung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern als Mullgewebe ausgebildet sind.
7. Verkleidung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Außenseite der Verkleidung bildende Schicht in Form eines geschlossenen dünnen Films eines Fluorkohlenstoffharzes rrit einer Seite der Asbestschicht verbunden ist.
8. Verkleidung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluorkohlenstoffharz Polyvinylfluorid ist.
9. Verkleidung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die A.sbestschicht ein Pinderharz enthält.
10. Verkleidung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Binderharz Polyvinylchlorid ist.
11. Verkleidung nach einem der Ansr>rüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dampfsperrschicht aus einem linearen Polyesterharz vorgesehen ist.
12. Verkleidung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das lineare Polyesterharz Polväthylenterephthalat ist.
13. Verkleidung nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfsperrschicht rait einer, thermischen Massenisolationsschicht verbunden ist.

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14. Verkleidung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Massenisolationsschicht aus Streifen anorganischen Fasermaterials mit in parallelen Ebenen angeordneten Fasern besteht, wobei die Streifen aneinandergrenzend so mit der Dampfsperrechicht verklebt sind, daß die Ebenen der Faseranordnung senkrecht zu den Flächen der Schichten der Verkleidung Heeren.
15. Verkleidung nach Anspruch 13, dadurch crekennzeich.net, daß die Massenisolationsschicht aus flexiblem Polyurethanschaum besteht.
16. Verkleidung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Massenisolationsschicht aus einer Glasfasermatte gebildet ist.
17. Verkleidung nach einem der Ansprüche 13, 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Massenisolationsschicht aus zwei zur Schichtfläche parallelen Lagen besteht, wobei zwischen den Lagen eine wärmereflektierende Metallfolie vorgesehen ist.

12.JuIi 1974/954d

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