DE2840674A1 - Waermeisolierende platte aus hochschmelzenden fasern - Google Patents

Waermeisolierende platte aus hochschmelzenden fasern

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Description

Beschreibung;
Die thermische Isolierung von öfen kann auf verschiedene Art und Weise ausgeführt werden.
Die häufigste Methode besteht darin, daß man die heißeste Zone des Ofens aus hochschmelzenden dichten Materialien geeigneter Beschaffenheit herstellt und danach die Wand nach außen durch verschiedene Lagen aus hochschmelzenden festen oder faserförmigen Isoliermaterialien isoliert. In gewissen Fällen kann die heißeste Zone selbst aus einem starren hochschmelzenden Isoliermaterial bestehen.
Bei älteren öfen ist das Problem oft schwierig, da eine zusätzliche Außenisolierung immer eine Herabsetzung des Temperaturgradienten im alten Mauerwerk mit sich bringt und dadurch eine Erhitzung dieses Mauerwerkes, die oft nicht mit der Qualität der hochschmelzenden schon vorhandenen Mauersteine verträglich ist.
Eine Lösung des Problems besteht darin, daß man die heiße Innenfläche solcher öfen mit einem starren isolierenden hochschmelzenden Material isoliert. Es wurden bereits zahlreiche Vorschläge dieser Art gemacht, die jedoch einige Probleme mit sich bringen. Das hochschmelzende starre isolierende Material nämlich kann kaum mit einer Dicke von weniger
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als 100 mm aufgemauert werden, wenn man ein stabiles Mauerwerk wünscht. Dies würde manchmal das Volumen des Ofens stark vermindern, was diese Technik oft unanwendbar macht.
Eine andere Lösung besteht darin, daß man an den Innenwänden direkte flexible Bahnen von mehreren Metern Länge anbringt, die aus hochschmelzenden Fasern bestehen. Da ein direktes Ankleben solcher Bahnen ziemlich schwierig ist, befestigt man die Faserbahnen mechanisch am Mauerwerk. Je nach der Temperatur des Ofens können die hierfür verwendeten Befestigungsmittel aus metallischen oder aus keramischen Werkstoffen bestehen. Es wurden schon zahlreiche Ausführungen dieser Art verwirklicht. Sie haben den Nachteil, daß sie eine große Vorbereitungsarbeit im Ofen selbst erfordern, was die Gefahr mit sich bringt, daß die schon vorhandene Struktur durch Erschütterungen beschädigt wird.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Platte aus hochschmelzenden Fasern geschaffen werden, die leicht herzustellen und zu befestigen ist und bei Beanspruchung ein vorteilhaftes Verhalten zeigt. Ferner soll durch die Erfindung ein Verfahren zur Befestigung der erfindungsgemäßen Platte vorgeschlagen werden.
Die Erfindung geht aus von einer wärmeisolierenden hochschmelzenden Platte, die aus mehreren Streifen gebildet ist, die Seite an Seite angeordnet und zusammengehalten sind, wobei jeder Streifen aus hochschmelzenden, miteinander verwirrten Fasern besteht, von denen der größte Teil rechtwinklig zu den beiden Hauptflächen der Platte orientiert ist und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen ausschließlich mittels mehreren Bändern, Fäden oder Leinen auf der Basis 0 eines synthetischen organischen Stoffes zusammengehalten sind, die an den Streifen haften und rechtwinklig zu den Streifen an die beiden Hauptflächen der Platte angelegt sind.
Der Ausdruck "ausschließlich" bedeutet, daß die Bänder, Fäden oder Leinen die einzigen Mittel zum Zusammenhalten der
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Streifen bilden unter Ausschluß jeglicher anderer Verbindungsmittel .
Die Bänder, Fäden oder Leinen können aus sehr verschiedenen Materialien bestehen. Vorteilhafterweise werden die Bänder, Fäden oder Leinen durch Aufbringen eines thermoplastischen Bindemittels im geschmolzenen Zustand (Bindemittel, die man mit dem Ausdruck "hot-melt" bezeichnet) in Form von untereinander parallelen und rechtwinklig zu den Streifen verlaufenden Linien hergestellt, die nach Abkühlung Bänder aus thermoplastischem Material bilden, die nun an den zusammengefügten Streifen anhaften. Anstelle eines hot-melt-Bindemittels könnte man natürlich auch jede andere als Bindemittel geeignete Verbindung verwenden, die sich katalytisch-chemisch oder thermisch verfestigt, wie z.B. Bindemittel auf der Basis von natürlichem oder künstlichem Latex, auf der Basis von Vinylacetat oder Harze des Phenol-Formol-Typs. Das aufgetragene anhaftende Material soll vorzugsweise eine gewisse Biegsamkeit oder Verformbarkeit haben, d.h. es soll nicht zu starr oder spröde sein, um die Platte ohne Schwierigkeiten mittels eines hochschmelzenden Zementes an der zu isolierenden Fläche befestigen zu können.
Beispielsweise können die Bänder, Fäden oder Leinen 1 bis 5 mm breit und in Abständen von 10 bis 100 mm angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Platte wird dadurch hergestellt, daß man von einer Bahn aus hochschmelzenden, miteinander verwirrten Fasern Streifen abschneidet, die z.B. einen Querschnitt mit den Abmessungen von 10 χ 100 mm bis 5 χ 50 mm aufweisen und irgendeine gewünschte Länge haben, daß man diese Streifen Seite an Seite derart anordnet, daß die meisten Fasern recht-0 winklig zu den beiden Hauptflächen der so gebildeten Platte orientiert sind und daß man schließlich Bänder, Fäden oder Leinen aus haftendem Material an den beiden Hauptflächen der Platte anbringt.
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Als hochschmelzende Fasern kann man alle Fasern verwenden, die üblicherweise zur Herstellung von wärmeisolierenden hochschmelzenden Bahnen oder Filzen benutzt werden. Man kann z.B. Fasern verwenden, die man ausgehend von einer Mischung aus Aluminiumoxyd und Siliziumoxyd oder aus reinem Kaolinit erhält, die man im elektrischen Ofen schmilzt, wonach die flüssige Mischung vor einem Luftstrahl oder Dampfstrahl vorbeigeleitet wird unter Bildung von kleinen Tröpfchen, die sich zu feinen Fasern ausziehen. Solche Fasern sind z.B. unter den Handelsnamen "Kerlane", "Fiberfrax", "Kaowool" und "Cerafelt" bekannt.
Um die erfindungsgemäße Platte an der zu isolierenden Fläche zu befestigen, z.B. an den der Hitze ausgesetzten Flächen eines Ofens, bestreicht man die Befestigungsfläche (eine der Hauptflächen der Platte) mit einem hochschmelzenden Zement und legt die so beschichtete Fläche gegen die zu isolierende Fläche, wobei diese Fläche vorzugsweise ebenfalls zuvor mit Zement bestrichen wurde.
Als verwendbare hochschmelzende Zemente seien insbesondere die wohlbekannten Zemente auf der Basis von Siliziumoxyd, Aluminiumoxyd und/oder von Ton, bei denen der Zusammenhalt rein keramisch oder mit Hilfe eines mineralischen Bindemittels erreicht wird, wie z.B. einem Natronwasserglas oder einem Kaliwasserglas (eventuell ergänzt durch Sodafluosilicat als Beschleuniger), ein Aluminiumoxydphosphat, ein AIuminiumoXydci^^rid usw., genannt, die den Schmelzpunkt des Zementes nicht unter die Anwendungsgrenze der wärmeisolierenden Platte absenken.
Beim Betrieb des Ofens mit hoher Temperatur wird das Material, 0 aus dem die Bänder, Fäden oder Leinen bestehen, verdampft, wonach die Streifen aus hochschmelzenden Fasern nur noch durch den hochschmelzenden Zement zusammengehalten werden.
In der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung wird die Erfindung weiterhin erläutert.
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Die Einzelheiten, die aus der Zeichnung und dem Text hervorgehen, bilden Teile der vorliegenden Erfindung.
Die einzige Figur der Zeichnung ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Platte.
In der Zeichnung ist eine quadratische Platte 1 dargestellt, die aus zwölf Streifen 2 zusammengesetzt ist, die aus hochschmelzenden, miteinander verwirrten Fasern 3 bestehen, von denen der größte Teil rechtwinklig zu den Hauptflächen der Platte orientiert ist. Diese Streifen werden, wie dargestellt, durch mehrere Bänder 4 zusammengehalten, die aus einem im schmelzflüssigen Zustand aufgebrachten Bindemittel ("hot-melt-Bindemittel") bestehen; dieses Bindemittel wurde auf die Hauptflächen der Platte rechtwinklig zur Längsrichtung der Streifen aufgetragen.
Die nachfolgenden, nicht einschränkenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
BEISPIEL 1
Man -stellt eine quadratische Platte mit den Abmessungen 3 00 χ 300 χ 38 mm, so wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, ausgehend von zwölf Streifen mit den Abmessungen 300 χ 38 χ 25 mm her, die von einer Bahn aus hochschmelzenden Fasern abgeschnitten sind, wie sie im Handel unter dem Namen "Kerlane 60" erhältlich ist und die ein spezifisches Gewicht von 160 kg/m3 hat. Die Fasern des Produktes "Kerlane 60" werden aus hochschmelzenden Fasern mit 3 9,5 % Siliziumoxyd und 60 % Aluminiumoxyd gebildet. Die Streifen werden Seite an Seite derart angeordnet, daß die meisten Fasern rechtwinklig zu den Hauptflächen der Platte orientiert sind. Die Verbindung der Streifen untereinander wird durch Auftragen von acht Bändern auf jede Hauptfläche der Platte in etwa gleichen Abständen voneinander bewirkt, wobei zum Auftragen ein Nordson-Auftragungsapparat verwendet wird. Die Bänder werden aus einem hot-melt-Bindemittel hergestellt, das im Handel
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unter dem Namen "Dispoflex 209" durch die Firma Bericol National angeboten wird. Pro Meter Länge der Bänder werden
2 Gramm Bindemittel aufgetragen.
Die so gewonnene Platte wurde auf der Innenwand eines Ofens mit Hilfe eines Zementes befestigt, der im Handel unter dem Namen "Fixwool Mod" erhältlich ist und dessen Zusammensetzung wie folgt ist: 51-53 % Al3O3, 20-22 % SiO3 und 4-5 % Na3O (die von dem Bindemittel Natronwasserglas herrühren) und Wasser als Ergänzung zu 100 %„ Dieser Zement hat nach dem Brennen bei 1200 0C eine Dichte von 1,7 und eine lineare Schrumpfung von 0,5 bis 1 % nach vier Stunden bei 1200 0C. Man verwendet 4 bis 5 kg Zement pro Quadratmeter, nämlich die Hälfte für den Auftrag auf die Ofenwand und die Hälfte für die Beschichtung der Platte. Nach einem Versuch von vier Stunden Betriebsdauer bei 14 00 0C stellt man eine lineare Schrumpfung von lediglich 3 % in Längsrichtung der Streifen und von 4 % in Richtung der Streifendicke fest, was zufriedenstellende Werte sind und das gute Verhalten der erfindungsgemäßen Platte im Betrieb zeigt.
BEISPIEL 2
Man folgt der allgemeinen Methode des Beispieles 1 jedoch mit folgenden Unterschieden.
a) Man verwendet anstelle des hot-melt-Bindemittels einen Vinylkleber, der im Handel unter dem Namen "Glutafix NA" erhältlich ist, wobei dieser Kleber in einer Menge von
3 Gramm pro Meter Länge aufgetragen wird;
b) man trägt auf jede Hauptfläche der Platte nur sechs Bänder im gleichen Abstand auf anstelle von acht Bändern;
c) die Platte hat Abmessungen von 300 χ 300 χ 50 mm und besteht aus Streifen, die aus einer Bahn aus Kerlane 45-Fasern mit einem spezifischen Gewicht von 128 kg/m3 gewonnen werden.
Zur Befestigung der Platte wird der gleiche Zement "Fixwool Mod" verwendet, und zwar in den gleichen Mengen.
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Nach einem Versuch von vier Stunden Betriebsdauer bei 1200 0C stellt man eine lineare Schrumpfung von 0,5-1 % fest. Nach vier Stunden bei 13 00 0C stellt man eine lineare Schrumpfung von 2-3 % fest.
Diese Ergebnisse sind befriedigend und zeigen das gute Verhalten der erfindungsgemäßen Platte im Betrieb.
Die beschriebenen Ausführungsformen sind nur Beispiele und können abgewandelt werden, insbesondere durch Anwendung äquivalenter Mittel, ohne daß deshalb der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
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L e e r s e i t e

Claims (5)

Wärmeisolierende Platte aus hochschmelzenden Fasern Ansprüche:
1. Wärmeisolierende hochschmelzende Platte, die aus mehreren Streifen gebildet ist, die Seite an Seite angeordnet und zusammengehalten sind, wobei jeder Streifen aus hochschmelzenden, miteinander verwirrten Fasern besteht, von denen der größte Teil rechtwinklig zu den beiden Hauptflächen der Platte orientiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (2) ausschließlich mittels mehreren Bändern, Fäden oder Leinen (4) auf der Basis eines synthetischen organischen Stoffes zusammengehalten sind, die an den Streifen (2) haften und rechtwinklig zu den Streifen (2) an'die beiden Hauptflächen der Platte (1) angelegt sind.
2. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder, Fäden oder Leinen (4) aus einem Bindemittel bestehen und im geschmolzenen Zustand angelegt wurden.
3. Verfahren zur Befestigung einer Platte gemäß einem der Ansprüche 1 und 2 an einer thermisch zu isolierenden festen Fläche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Hauptflächen der Platte (1) mit einem hochschmelzenden Zement überzogen
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ORIGINAL INSPECTED
wird, daß anschließend daran die so beschichtete Platte (1) an die zu isolierende Fläche angedrückt wird, wobei diese Fläche vorzugsweise vor dem Andrücken der Platte mit dem genannten hochsehmelζenden Zement beschichtet wurde.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein hochschmelzender Zement auf der Basis von Siliziumoxyd, Aluminiumoxyd und/oder Ton aufgetragen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (1) an die Innenfläche eines Ofens angedrückt wird.
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