DE2930940A1

DE2930940A1 - Einblasisoliermaterial und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2930940A1
Application number: DE19792930940
Authority: DE
Inventors: Richard Staples Bemis; Daniel Alan Mccartan
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1978-08-04
Filing date: 1979-07-31
Publication date: 1980-02-21
Also published as: FI792427A; FI68215C; GB2029461B; SE7906474L; JPS5523098A; SE436564B; NO147554B; BE878053A; CA1138206A; AU534597B2; ZA793807B; FR2432492B3; BR7904855A; AU4956279A; GB2029461A; NZ191206A; FI68215B; NO792480L; FR2432492A1; MX153234A

Description

OR.-ING. D:PL.-IMG.M. TC. D¹PL-PHVS-DR. DIPl PHVS. n«, _.

HOGER - STl-LLRECHT - GRiESSBACH- HAECKER BOJEHME

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

- 4 - 293Q940

A 43 663 u Anmelder: Owens Coming Fiberglas

u - 168 Corporation

26. Juli 1979 Toledo, Ohio 43 659

USA

Bes chreibung

Einblasisoliermaterial und Verfahren 2u dessen Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Einblasisoliermaterial aus Glasfasern und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Zur thermischen Isolierung ist es bekannt, Glasfasern oder Glaswolle zu verwenden. Zur Herstellung solcher Glasfasermaterialien, die sich in Hohlräume einblasen lassen, ist bekannt, eine Hammermühle zu verwenden, in welcher rotierende Hammer in einem Gehäuse die Glasfaserwolle zerbrechen. Anschließend wird die zerbrochene Masse durch eine Platte mit einer Vielzahl von öffnungen hindurchgepreßt, wobei die Glasfasern in unregelmäßig geformte Knollen und Klümpchen geformt werden.

Ein nichtkommerzielles Verfahren zur Herstellung von Einblaswollklümpchen ist im OS-Patent 2 219 285 (29.10.1940, Frank E. Allen und Harry V. Smith) beschrieben. Bei diesem Verfahren wird eine bestimmte Menge an Glasfaserwolle auseinandergezogen. Die Fasern werden anschließend in die Form einer ebenen Matte gebracht, die mit Wasser besprüht wird und in Form von Würfeln geschlitzt oder geschnitzelt wird. Die Würfelchen werden durch Tröge geführt, in denen sie durch eine Reihe von rotierenden Schlagflügeln geschlagen und zu Klümpchen zusammengerollt werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit welchem einblasfähiges Isoliermaterial in einfacherer Weise als bisher hergestellt werden kann. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, ein einblasfähiges Isoliermaterial zu schaffen, das bei geringerem Massebedarf ein besseres thermisches

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Isoliervermögen aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem Einblasisoliermaterial der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Glasfasern in Form von Klötzchen oder Prismen unterschiedlicher Höhe vorliegen, wobei die Fasern in den Klötzchen oder Prismen übereinander abgelegt sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Klötzchen oder Prismen Teile von entsprechenden Säulen sind, die bei der Bearbeitung statistisch in höhere oder weniger hohe Klötzchen oder Prismen zerfallen.

Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren gelöst, bei welchem man eine Glasfasermatte in Längsrichtung schlitzt und in Querrichtung schneidet, so daß man säulenförmige Abschnitte erhält, bei welchem man ferner diese Abschnitte in Behälter einbringt, wobei die Abschnitte statistisch in Klötzchen oder Prismen unterschiedlicher Höhe zerfallen, und bei welchem man die Abschnitte zwischen Schneidvorgang und Verpackungsvorgang abgesehen vom Transport nicht weiterbearbeitet.

Es ist also bei dem beschriebenen Verfahren nicht notwendig, die Glasfaserstückchen nach dem Schneiden aus der Glasfasermatte noch besonders zu behandeln, beispielsweise zu schlagen. Die säulenförmigen Abschnitte brechen selbst bei dem Verpackungsprozeß und beim Einblasen in den su isolierenden Raum,in Teilstückchen auseinander, deren Höhe statistisch verteilt ist. So erhält man beispielsweise Würfel, Klötzchen, Prismen oder Plocken unterschiedlicher Disks»

Mit dieses Isoliermaterial kana ubm bei gleicher Mass© eins deufclieh bessers Wärasisollerung errsich©» als mit Isoliermaterial,

das in SaHLjisrsuhisn hergestellt wird«

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Säule aus Blaswolle;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Blaswollsäule, die in Würfelchen und kleinere Abschnitte zerfallen ist;

Fig.--3 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform einer Blaswollsäule; -" ;

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 einer anderen bevorzugten Ausführungsform einer Blaswollsäule;

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Blaswollsäule;

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung der Blaswollisolation;

Fig. 7 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 7-7 in Fig. 6;

Fig. 8 eine perspektivische Teilansicht des Schlitz- und Schneidbereichs der Vorrichtung der Fig. 6;

Fig. 9 eins Teilseitenansicht des Schlitz- und Schneidbereichs der Vorrichtung der" Fig. 6;

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Fig. 10 eine Schnittansicht längs Linie 10-10 in Fig. 9;

Fig. 11 eine Teilansicht des in Fig. 9 dargestellten Bereiches und

Fig. 12 eine vergrößerte Schnittansicht einer Schneidwalze der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung.

Ii Fig. 1 ist eine Säule 20 aus einem Glasfaser-Blasisolationsmaterial gezeigt, die gemäß der Erfindung durch Schlitzen und Quereinschneiden einer Glasfasermatte herstellbar ist. Eine Draufsicht dieser Säule 20 ist in Fig. 4 gezeigt. In der Darstellung der Fig. 2 ist die Säule 20 in Würfelchen 20a und schmalere Klötzchen oder Flocken 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i und 20j zerbrochen. Die Säule 20 bricht statistisch in Klötzchen oder Flocken unterschiedlicher Dicke, wenn man sie weiterverarbeitet, beispielsweise beim Einsacken und beim Einblasen in Dachhohlräume zum Zwecke der Isolierung. Beispielsweise kann die Säule 20 zwischen 8,89 cm (3,5 inch) und 12,7 cm (5 inch) hoch sein und eine seitliche Kantenlänge von 1,27 cm (0,5 inch) haben. Selbstverständlich können aber auch andere Abmessungen und Formen Verwendung finden, ohne daß dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird. Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher eine Säule 22 einen rauten- oder diamantförmigen Querschnitt hat. Eine solche Säule läßt sich mit der in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Vorrichtung herstellen. In Fig. ist ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel einer Säule 24 dargestellt, die einen dreieckförmigen Querschnitt hat.

Fig. 6 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung von Säulen 22 aus Blaswolle. Von dem Vorherd 30a eines Schmelzofens 30b werden Glasströme 28 einer bekannten Rotationsspinnvorrich-

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tung 32 zugeführt, die Glasfaserschleier 3 4 erzeugt. Diese werden auf einem Förderband 36 abgelegt und bilden dort eine Glasfasermatte 3 8 aus. Mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung werden auf die Glasfasern in den Schleiern 34 Bindemittel aufgesprüht. Normalerweise werden Sprühdüsen an der Außenwand der Rotationsspinnvorrichtung 32 angeordnet. Die Matte 3 8 wird mittels einer Fördervorrichtung 39 durch einen Trockenofen 40 transportiert, in welchem das Bindemittel getrocknet und ausgehärtet wird, so daß die Fasern miteinander verbunden sind. In Vorschubrichtung nach dem Trockenofen 40 teilt eine Kreissäge die Matte 38 in zwei Segmente 3 8a, 38b, wie man am besten aus der Darstellung der Fig. 8 erkennt. Ein Keil 44 teilt die Segmente 38a und 38b, bevor sie zwischen zwei Kompressionsrollen 46 und 47 einlaufen. Das Mattensegment 3 8a wird dann einer in einem Gehäuse angeordneten Schlitz- und Schneidvorrichtung 50 zugeführt, während das Mattensegment 38b einer identischen Schlitz- und Schneidvorrichtung 51 zugeführt wird (Fig. 7). In den Vorrichtungen 50 und 51 werden die Segmente in Längsrichtung geschlitzt und in Querrichtung geschnitten, so daß säulenförmige Abschnitte entstehen (Säulen 22). Diese Säulen werden beispielsweise einem gemeinsamen Behälter 52a zugeführt, der einen Teil einer bekannten Einsackmaschine 52 bildet. Diese Einsackmaschine 52 umfaßt zwei Kanäle 52b und 52c, die eine gemeinsame mit dem Behälter 52a in Verbindung stehende Verbindungsstelle 52d haben. In dieser Verbindungsstelle 52d ist schwenkbar eine Umlenkplatte 52e angeordnet, die selektiv den einen oder den anderen der Kanäle 52b bzw. 52c abschließt, während sie die aus dem Behälter 52a ausfließenden Säulen 22 in den anderen Kanal umlenkt. Jeder der Kanäle ist mit einer Verpackungs- oder Einsackkammer 52f verbunden, in der ein Kolben 52g verschieblich ist, mit welchem die Säulen in einen Sack 54 einschiebbar sind.

Der Aufbau der Vorrichtung 50 ist am besten anhand der Figuren

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bis 11 zu erkennen. Es ist klar, daß die Vorrichtung 51 identisch aufgebaut ist. Die Vorrichtung 50 umfaßt eine Schlitzwalze 56 mit einer Gegenwalze 58 sowie eine Quereinschneidwalze 60 mit einer Gegenwalze 62. Jede dieser Walzen weist geeignete Wellen und Lager auf. Ein Motor 64 mit einem Keilriemen- oder Kettenrad 66 treibt die Schlitzwalze 56 und die Schneidwalze 60 mittels eines Treibriemens oder einer Kette 68 über Keilriemenoder Kettenräder 72 und 7 4, die in Wirkverbindung mit den Walzen stehen.

Die Schlitzwalze 56 umfaßt eine Anzahl von kegelstumpfförmigen Schlitzscheiben. Die Walze 60 ähnelt einer Doppelhelix oder einer Fischgräte, wobei der Schneidkantenverlauf am besten aus den Figuren 8 und 12 zu entnehmen ist. Säulen mit quadratischem Querschnitt wie die Säule 20 der Figuren 1 und 4 können mit Schneidkanten geschnitten werden, die auf der Schneidwalze in axialer Richtung verlaufen, jedoch scheint die Rauten- oder Diamantform der Fig. 3 und die entsprechende Schneidkantenführüng zu einer längeren Lebensdauer der Schneidkanten zu führen. In der Praxis ist ein geringer Abstand zwischen der Schlitzwalze 56 und ihrer Gegenwalze 58 und zwischen der Schneidwalze 60 und ihrer Gegenwalze 62 vorgesehen. Die Mattensegmente 3 8a und.3 8b werden beim Schlitzen und Querschneiden zusammengepreßt,. jedoch dehnen sich die Säulen nach dem Durchgang durch den Walzenschlitz im wesentlichen zur ursprünglichen Mattendicke wieder aus.

- Bei einem Versuch zum Nachweis der- Vorteile des neuen Isolationsmaterials wurde eine in bekannter Weise in einer Hammermühle hergestellte Blaswolle mit der Blaswolle der vorliegenden Erfindung verglichen. -Die in einer Hammermühle hergestellte Blaswolle hatte im eingeblasenen Zustand eine Dichte (d) "von 0,0107 g/cai

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(0,67 lb/ft³) und eine Wärmeleitfähigkeit (K) von 0,2393 KJ · m/m² · h ♦ K (0,461 Btu · in/h · ft² · ⁰F) bei dieser Dichte, während die Glaswollflocken oder -prismen im eingeblasenen Zustand eine Dichte von 0,00761 g/cm (0,475 lb/ft ) und eine Wärmeleitfähigkeit von 0,2746 KJ · m/m² · h · K (0,529 Btu · in/h · ft² · ⁰F) aufweisen.

Die Isolationsmenge, die man zur Erzielung eines bestimmten thermischen Widerstandes benötigt, ist der thermischen Leitfähigkeit und der Dichte direkt proportional. Wenn man die oben angegebenen Ziffern verwendet, dann ergibt sich, daß man für denselben Isolationswert nur 81 Gew.% der Flocken oder Prismen oder Stückchen benötigt, die man vom gleichen Material benötigt hätte, wenn es mit der Hammermühle hergestellt worden wäre £(0,2746 · 0,00761 )/(0,2393 · 0,0107) = 0,81"]. Das bedeutet eine Ersparnis von 19 Gew.% Glaswollmaterial für denselben Isor lationswert. - ; ;: ' _"" . _r ; - - "'_ ."" ._ ^; ..- - ^r - : ""

Die Ausgangswolle, also beispielsweise die Wolle der Matte, aus welcher die mit der Hammermühle hergestellte Blaswolle und die gestückelte Blaswolle der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, hatte eine Dichte von 0,0093 g/cm (0,615 lb/ft³), einen Bindemittelgehalt von 4,5 % und einen Faserdurchmesser von 0,007 mm (0,00028 inch).

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Claims

DR.-ING. :PL-Ua.M.fC. D1='..-PHYS.DH. OIPL.-PHYS. DtCU-PHYS. Dfi.

HÖGER-STELLR = CHl - GRi?.SSBACH - HAECKER BOEHME

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 43 663 u Anmelder: Owens Coming Fiberglas

u - 168 Corporation

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USA

Patentansprüche :

M/. Einblas isoliermaterial aus Glasfasern, dadurch gekennzeichnet , daß die Glasfasern in Form von Klötzchen oder Prismen (20a bis 2Oj) unterschiedlicher Höhe vorliegen, wobei die Fasern in den Klötzchen oder Prismen übereinander abgelegt sind.
2. Isoliermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klötzchen oder Prismen Teile von entsprechenden Säulen (20, 22, 24) sind, die bei der Bearbeitung statistisch in höhere oder weniger hohe Klötzchen oder Prismen (20a bis 20j) zerfallen.
3. Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Materials im eingeblasenen Zustand zwischen 0,0048 g/cm³ (0,3 lb/ft³) und 0,0096 g/cm³ (0,6 lb/ft³) liegt.
4. Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Materials im eingeblasenen Zustand zwischen 0,0072 g/cm³ (0,45 lb/ft³) und 0,0088 g/cm³ (0,55 lb/ft³) liegt.
5. Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch

" gekennzeichnet, daß die Dichte des Materials im eingeblasenea Zustand zwischen 0,0075 -g/csa³ (Q_f47 lb/ft³) und 0_rO033 g/es³ (0,52 lb/ft³) liegt,
6. Isoliermaterial nach einem das Einspruchs Ioilae 2_P &&Mssh

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gekennzeichnet, daß die Dichte des Materials etwa 0,008 g/cm (0,5 lb/ft³) beträgt.
7. Isoliermaterial nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt aus Wärmeleitfähigkeit K und Dichte d des eingeblasenen Isoliermaterials kleiner ist als 0,00224, wenn K gemessen wird in KJ · m/m · h · K und d in g/cm .
8. Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt aus Wärmeleitfähigkeit K und Dichte d des eingeblasenen Isoliermaterials 0,00208 beträgt, wenn K gemessen wird in KJ . m/m · h · K und d in g/cm³.
9. Isoliermaterial nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen oder Klötzchen einen rauten- oder diamantförmigen Querschnitt haben.
10. Isoliermaterial nach einem der Ansprüche T bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen oder Klötzchen einen quadratischen Querschnitt haben.
11. Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen oder Klötzchen einen dreieckförmigen Querschnitt haben.
12. Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Säulen (20, 22, 24) eine Höhe zwischen 8,9 cm (3,5 inch) und 12,7 cm (5 inch) haben und eine Kantenlänge (Querschnittsfläche) von 1,27 cm"(0,5 inch).
13« Verfahren "zur Herstellung einer Einblasisolierung, d a -

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durch gekennzeichnet, daß man eine
Glasfasermatte in Längsrichtung schlitzt und in Querrichtung schneidet, so daß man säulenförmige Abschnitte erhält, daß man diese Abschnitte in Behälter einbringt, wobei die Abschnitte statistisch in Klötzchen oder Prismen unterschiedlicher Höhe zerfallen, und daß man die Abschnitte zwischen Schneidvorgang und Verpackungsvorgang abgesehen vom Transport nicht weiterbearbeitet.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der Glasfasermatte Glasfaden aus einer
Glasschmelze erzeugt, diese mit einem Bindemittel besprüht und die besprühten Fasern auf einer Vorschubfläche in Form einer Fasermatte sammelt, und daß man die Fasermatte durch einen Ofen transportiert, um das Bindemittel auszuhärten.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Schneiden Säulen mit einer quadratischen Querschnittsfläche erzeugt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Schneiden Säulen mit einer rauten- oder diamantförmigen Querschnittsfläche erzeugt.

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