DE2940230A1 - Verfahren zur verbesserung des waermedaemmvermoegens von daemmstoffen, die ueberwiegend oder ausschliesslich aus anorganischen materialien bestehen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verbesserung des Wärmedämmverrnö.gens von Dämmstoffen,
• die überwiegend oder ausschließlich aus anorganischen Materialen bestehen.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dessen Hilfe das Wärmedämmvermögen von Dämmstoff'en, die überwiegend oder ausschlieblich aus anorganischen Materialien bestehen,erheblich verbessert werden kann.
• Es gibt zahlreiche Dämmstoffe, die überwiegend oder ausschließlich aus anorganischen Materialien bestehen. Soweit man eine Klassifizierung derartiger Dämmstoffe anstrebt, besteht die Möglichkeit, dies entweder nach Struktur oder Anwendungsbereichen zu machen.
• Plan kann, je nach Struktur, faserige, poröse sowie geschlossenzellige $Dämmstoffen unterscheiden.
• Die meisten Dämmatoffe gehören zu derjenigen mit faseriger Struktur. Dabei kann man unterscheiden zwischen den Dämmstoffen mit verhältnismadig geringem Erweichungsprodukt, die die bammelbezeichnung Mineralfaserdämmstoffe fihren, sowie Materlallen mit sehr hohem Erweichungspunkt, wo man die Fertigprodukte als Platten aus keramischen Fasern bezeichnet.
• Mineralfaserdämmstoffe können, je nach Zusammensetzung, und/oder verwendete Rohstoffe, als Steinwolle, Hochofenscnlackenwolle oder als Glasfaser bezeichnet werden.
• Das Produktionsverfahren verläuft so, daß die Rohstoffe auf eine Temperatur um 14000C gebracht werden, wobei eine dünnflüssige Schmelze entsteht, die dünnflüssige Schmelze zu Fasern verarbeitet wird und aus den lasern dann die 'ertigprodukte hergestellt werden.
• Die Verfahren, nach denen Mineralfaser produziert werden, sind,.
• ohne Anspruch auf Vollständigkeit: Dusenblasverfahren, Hotary oder TEL-Verfahren, Schleuderziehverfah?en, textile lasern, Dampf oder Luftblasverfahren, Düsenziehverfahren und Flammenziehverfahren.
• Die Mineralfaserfertigprodukte tragen ebenfalls verschiedenen Namen. Je nach Auslief.erungsform können die Produkte als Matten, Platten, Dämmfilze oder Dämmbahnen bezeichnet werden.
• Die Fasern werden bei manchen Verfahren gleich nach ihrer Entstehung mit Luft oder Kühlwasser gekuhlt, gegebenfalls mit organischen Bindern versehen, die durch Eindüsen in die Fllzkammer, wo die sich erkältenden Fasern heruntertallen oder herunterschweben, an die Oberflächen der masern gelangen, das Produkt auf ein Transportband gesammelt, gegebenfalls mit Vakuum zusammengedrückt und so die Yertigprodukte hergestellt.
• Bei manchen Verfahren wird zunächst lose Mineral oder glaswolle gewonnen, die später unter Zugabe von Bindern zu Fertigprodukten verarbeitet wird.
• Yertigprodukte aus keramischen Fasern werden auf ähnlicher Weise hergestellt wie Mineralfa(ernfertigprodukte.
• Poröse Produkte sind vor allen Dingen geblähte Perlite, Vermiculite u.å. sowie Calciumsilikatplatten.
• Nach dem heutigen Stand der Technik werden geblahte Perlite, VeF miculite u.ä. mit organischen Bindern versehen und zu Platten verarbeitet. Derartige Platten sind verhältnismäßig scnwer, um 180 kg/m3. Sie werden überwiegend im Hochbauwesen eingesetzt.
• Die Verarbeitung bzw. Produktion von Calciumsilikatplatten erfolgt so, daß zunächst ein wäßrige Brei hergestellt wird, aus dem in Autoklaven den größeren Teil des Wassers entzogen wird und schließlich das poröse Produkt getrocknet wird. Die Platten weF den bei hohen Temperaturen eingesetzt, wo gleichzeitig eine hohe Druckfestigkeit verlangt wird.
• Geschloßenzellige Dämmstoffe sind vor allen Dingen Schaumglas, Schaumkorund und Schaumasbest.
• Beim Schaumglas wird als Hohstoff Glaspulver eingesetzt, das durch Mahlen von Classcherben, die entweder als Abfall gesammelt werden oder eigens für den Zweck hergestellt werden, gewonnen wird.
• Als Blähmittel können Materialien eingesetzt werden, die entweder durch thermische Dissoziation Gase entwickeln (z.B. Karbonate) und/oder die Gasentwicklung durch Reduktion der Sulfatanteile, die sich in den Rohstoffen befinden, erfolgt, wie dies durcn Koblenstoff, Ruß, organischen Verbindungen erreicht werden kann.
• Cleichwohl ist es durch den neueren Stand der Technik möglich, gas oder dampfabspaltende Stoffe einzusetzten, wie Phosphate und/oder Borate. Das Gemenge wird,gegebenfalls nach Sintern, um 7000C zum Aufschäumen gebracht, wobei man das Aufschäuiaen entweder in Kasten oder auf einen Band vornehmen kann.
• Weitere geschlossenzellige Dämmstoffe sind Schaumkorund.und Schaumasbest. Scnaumkorund wird mit Aluminiumpulver zum ufschaumen gebracht und wird als Höchsttemperaturdämmstoff verwendet. Schaumasbest kann bis Temperaturen bis etwa 500°C eingesetzt werden.
• Die großte Menge von Dämmstoffen aus überwiegend oder ausschließlich anorganischen Materialien wird im Bau, industrie, Haushalt sowie im Fahrzeug und Schifffahrtswesen eingesetzt. Das Volumen der im Höchsttemperaturdämmwessen eingesetzten Materialien ist vergleichsweise gering. Derartige Dämmstoffe sind dementsprechend wenig bekannt. Die wertmäßige Produktion ist trotzdem nicht zu vernachläßigen, da Höchsttemperaturdämmstoffe sehr teuer sind.
• Die Vielzahl der Wärmedämmstoffe sind damit zu erklären, daß die Anforderungen, die an die Dämmstoffe gestellt werden, höchst unterschiedlich sind. Je nach Anwendung werden Anforderungen an Brennharkeit gestellt, vor allen Dingen im Bau und Schii'ffahrtswesen, Anforderungen hinsichtlich der mechanischen Eigensöhatten müssen ebenfalls oft erfüllt werden, wie Druckfestigkeit, Steitheit usw. Besondere Eigenschaften werden gefordert, wenn Flächen in mittleren Temperaturbereichen, d.h. etwa von 100°C bis einige hundert 0C eingesetzt werden müssen, wie dies bei Kesseln oder Dampfleitungen der Fall ist. In derartigen Fällen miissen die Dämmstoffe langfristig höheren Temperaturen standhalten.
• In Brandschutzwesen hingegen, wie im Leichtbauwesen, Klimakanälen, oder Feuerschutztüren, wird gefordert, daß das Dämmmaterial kurzfristig - etwa zwischen 30 und 180 Minuten - bei 'remperaturen um looo °C erheblich wärmedämmend wirkt.
• Bei der Bewertung von Dämmstoffen ist neben den oben angeführten Eigenschaften der Däonwert das Wesentliche. aber Preis von DEmmstoffen, wenn sie in größeren Mengen ausgeliefert werden, wird in Volumeneinheit angegeben. Es ist leicht ersichtlich, daß der Preis oder der Wert eines Dämmstoffes je Volumeneinheit sozusagen automatisch mit Erhöhung der Dämmfähigkeit ansteigt; man benötigt eine geringere Dicke, um die gleiche Dämmwirkung zu erreichen. Damit kann man eine größere Fläche mit dem gleichen Volumen an Dämmstoffen belegen. Cleichwohl spart man Raum; es wird ja ein geringeres Volumen am Haum für die Dämmstoffe benötigt.
• Diese Raumersparnis wird vielfach besonders honoriert. Ca ist selbstverständlich in Einzelfällen unterschiedlich, wieweit die Haumersparnis geschatzt wird. Man kFnn trotzdem davon ausgehen, daß der Wert eines Dämmstoffes Je Volumeneinheit überproportional mit linear sinkender Wärmeleitfähigkeit zunimmt.
• Die vorliegende Erfindung betritt unmittelbar weder einzelne Produkte, unabhängig davon, ob sie faserige, poröse oder geschlossenwellige Struktur haben, noch ihre Zusammensetzung,noch die Verfahren, nach denen die Halbfertig oder Fertigprodukte hergestellt werden, noch die Anwendung der Fertigprodukte. Vielmehr zelt die t:rtindung darauf ab, eine generelle Verbesserung des Wärmedammvermogens zu erzielen, soweit dies in Einzelfällen möglich und wirtschattlich vertretbar ist.
• Um der Aufgabenstellung näher heranzukommen, müssen zunachst die Arten und Umfänge der Wärmeleitung in Dämmstoften näher betrachtet werden.
• Die Wärmeleitung eines Dämmstoffes setzt sich rein aduitativ aus drei Faktoren zusamußen: erstens, Wärmeleitung durch Kinetische Bewegung der Gasmoleküle, normalweise, aber nicht immer Luft, zweitens Festkörperwärmeleitung und drittens Strahlung.
• Dämmstoffe haben, von Ausnahmenfällen abgesehen, zwei wesentliche Funktionen: das Unterbinden der Konvektion einerseits und Verringerung der Strahlung anderseits.
• Angesichts des additatativen Charakters der Wärmeleitung ist es möglich, die Strahlung an sich zu betrachten.
• Man kann den Wert der Strahlung, die durch einen Dämmstoff dringt, dem Wert der Strahlung gleichsetzen, die durch ein Strahlungsschirmsystem dringt, wo die einzelnen Strahlungsschirme aus schwarz gelarbten metallischen Lamellen bestehen.
• Derartige Equivalenzrechnungen sind in der Wissenschaft und technik seit langem üblich. Das bekannteste beispiel durfte sein, daß man die Leistungen von Motoren in Pierdestärken angibt. Daß derartiges bei Dammstoffen bis Jetzt nicht geschah, lag daran, daß keine Notwendigkeit dazu bestand. Diese Betrachtungsweise hat jedoch das Zustandekommen der Erfindung ermöglicnt und ist möglicherwei3§Uit deren Verständnis notwendig.
• Ein solches Equivalenz bedeutet, daß man grundsätzlich sämtliche Dämmstoffe, organische wie anorganische, als ein Strahlungsschirmsystem betrachten kann. Dadurch nämlich, daß mehrere solche Scnirme zwischen zwei feststehenden Temperaturen untergebracht werden, verringern sich die Temperaturunterschiede zwischen den einzelnen Schirmen. Durch den verringerten Temperaturunterschied verringert sich der Energiefluß durch die Strahlung ebenfalls. Der Energiefluß wird ausschließlich durch den Temperaturunterschied zwischen zwei Schirmen beeinflußt. (Satz der Erhaltung der Energie.) Man bekommt demnach völlig verschiedene Energieflüße,wenn zwischen zwei feststehenden Semperaturen mal fiinf, mal fünfhundert Steahlungsschirme untergebracht sind. In physikalischen Begriffen erfolgt eine Verringerung der Frequenzunterschiede zwischen IR-Emissionen der einzelnen Schirmen.
• Die zur Equivalenzrechnung herangezogenen Metallschirme sind Absorbenten. In der Physik werden jedoch zwei unterschiedliche Begriffe unter Absorption verstanden. Zum einen, die Phasen.renzflächenabsorption, d.h. der Unterschied, ob eine Phasengrenzt'läche absorbiert oder reflektiert. Zum zweiten, die Absorption in der Phase selbst. In den Weiteren wird, wenn nicht anders vermerkt, der Begriff Absorption als Absorption in der Phase verwendet.
• Aufgrund der angeführten Begriffserläuterung wird Jedes Massenelement eines Dämmstoftes grundsätzlich als einen Teil eines Strahlungsschirmes angese*Llen; Es handelt sich dabei um eine reine Funktionsbeschreibung, ohne anzustreben, das Massenelement einem bestimmten, nummerierten Strahlungsschirm zuzuordnen, was natürlich unmöglich ist. Es geht dabei ausschließlich um dle WirKung.
• Jedes Massenelement absorbiert Strahlen, die von Masseneleenten verschiedener Temperaturen emmitiert werden. Insofern ist es nicht notwendig, die Schicnt eines Dämmstoffes als einen Strahlungsschirm anzusehen, die die Strahlung zu loos absorbiert/rel'lektiert.
• Ohne Zahlenangaben, man kan etwa davon ausgehen, daß eine schicht bereits als Strahlungsschirm wirkt, die etwa die Hälfte der eintallende Strahlung absorbiert und reflektiert.
• Organische Materialien haben eine weitaus hohere Absorptionsvermögen als anerganische Materialien. Die Strahlungsschirmwirkung, d.h. das Herausfiltrieren der Strahlung bei niegrigen Temperaturen, wo organische Dämmstoffe eingesetzt werden, wird von diesen Materialien so weitgehend erreicht, daß eine weitere Verbesserun nicht oder höchstens außerst unwirtschaftlich erreicht werden kann.
• Die Eauivalenzwirkung anorganischer Dämmstoffe gemessen an schwarzerl, metallischen Strahlungsschirme wird an zwei Beispielen erläutert, und zwar an Mineralfaserdämmstoffen sowie an Glasschaum.
• Bei den Mineralfaserdämmstofen kennt der Stand der Technik vier verschiedenen Möglichkeiten, auf den Strahlungsdurchgangswiderstand Einfluß zu nehmen.
• Die erste Möglichkeit ist die Raumdichte oder das Haumgewicht zu variieren. Mineralfaserdämmstoffe haben Raumgewichte etwa zwischen 3 bei niedrigen Temperaturen (Raumtemperatur) verwendet, wo die Strahlung verhältnismäßig gering ist und die Antorderungen an Strahlungsdurchgangswiderstand nicht so hoch sind. Nachdem, wie ausgeführt, jedes Massenelement als Teil eines Strahiungsschirmes wirkt, entspricht die Erhöhung des Raumgewichtes in der Wirkung der Einschiebung zusätzlicher Strahlungsschirme. Mineraltaserdämmstoffe mit hohen Haumgewichten werden dann verwendet, wenn hohle Temperaturen abgeschirmt werden müssen.
• Die zweite Möglichkeit, den Strahlungsdurchgang zu beeinflußen, besteht darin, daß das Heflexionsverhal ten an der Phasengrenze verändert wird.Dazu stehen auch zwei Wege zur Verfügung, erstens die Produktion von Pasern sehr kleiner Durchmesser, wodurch die Zahl der Phasengrenzen und damit insgesamt das Hef'lexion erhöht wird und zweitens durch das Produktionsverfahren selbst, da Je nach Verfahren Fasern mit unterschiedlichen Reflexionsvermogen hergestellt werden können.
• Der dritte Weg, den Strahlungsdurchgang zu beeinflußen, wird durch Zusatz organischer Bindern bestritten. Organische Materialien haben ein höheres Absorptionsvermögen als anorganischen und demnach verringern höhere Bindemittelzusätze den Strahlungsdurchgang.
• Jedoch wird der Bindemittelzusatz dadurch eingeschränkt, daß der hohe Anteil organischer Materialien die Brennbarkeitsklasse ungünstig beeinflußt.
• Die vierte Möglichkeit, mit der Strahlung umzugehen, ist die Variation der Zusammensetzung der Rohstoffe, bzw. der daraus gemachten Fertigprodukte. Je nach Zusammensetzung gibt es Abweichungen des Absorptionsverhaltens, möglicherweise auch von Heftlexionsverhalten.
• Das Wärmedämmvermögen von Mineralfaserdämmstoffe wird durch DIN 18 165 klassifiziert. Demnach wird ein Material in die Dämmstoffklasee o35 eingestuft, wenn der Meßwert bei 10°C plus ein 10% Sicherheitszuschlag ### eine Wärmeleitfähigkeit von 0.035 W/(mK) nicht übersteigt. Die Dämmstoffklassen 040, o45 usw. werden ahnlich definiert.
• Die Wärmeleitfähigkeit von ruhender Luft liegt bei 10°C bei 0.24 W/(mK). Nachdem der Wärmefluß zwischen zwei schwarzen Schirmen bekannt ist (Q= 5.76((T1/100)4- (T2/100)4) (Q = Wärmefluß in W/m²K, T1,T2 die Temperaturen in Kelvin), läßt sich berechnen, daß die Dämmstofiklasse 035 ein Strahlungsschirmequivalenz von etwa looo Scnirme/meter (je ein mm) aufweist, die Dämmstoffklasse o4o etwa 500 Schirme/meter (je zwei mm), die Dämmstoft'klasse 045 etwa 330 ochirme/meter (je drei mm). Schon aus dieser Ausstellung läßt sich erkennen, daß die Dämmstoffklasse 035 nur sehr schwer zu erreichen ist. In der Praxis kann man die Klasse nur dann erreichen, wenn das Raumgewicht mindestens 50, eher aber 60 oder mehr kg/m³ beträgt. Die sonst übliche Raumgewichte von 20-25 kg/m³ ergeben je nach Faserqualität Dämmstoffklassen von o40 oder 045 oder schlechter. Man kann Jedoch erhennen aufgrund der angestellten Ableitungen, daß die Equivalenten, die die Anzahl der Absorptionen wiedergeben, von der Klasse 040 nur mäßig abnehmen. Die Festkörperleitung kann man bei den Materialien aufgrund der geringen Dichte und der langen Wege, die die Wärme zurückzulegen hat, ohne weiteres vernacnläßigen.
• Man kann die gleiche Equivalenzrechnung bei Schaumgläser anstellen.
• Handelsübliche Schaumgläser haben eine Dichte von 125 kg/m³.
• die haben eine Wärmeleitung von 0.047 W/mK. Die geschlossene Zellen enthalten ein Gasgemisch, das aus zu 80% aus CO2, zu 12 % aus H2S und der Rest aus SO2 sowie aus CO besteht. Demnach laßt sich der kinetische Wärmeleitungsanteil zu etwa #.017 W/mK veranschlagen.
• Der Festkörperanteil der Wärmeleitung ist hier nicht zu vernachläßigen. Die Wärmeleitfähigkeit von Glas beträgt etwa o.dl W/tnK.
• Nachdem der Weg in geschlossenzelligen Materialien genau halbKreistörmig ist, d:h. h. ein entsprechende Stab wird um einen Anteil von 2/( verjüngt, und der Weglänge ist um einen Anteil #/2 langer.
• Die Wärmeleitung beträgt demnach, bedingt durch den Unweg, um einen Faktor von # (2/#)² weniger, d.h. α 0.4, als wurde durch die gleiche Masse ein gerade Weg führen. Die Festkörperwärmeleitung bei handelsüblichen Schaumgläser beträgt demnach um 0.015 W/mK. Der Restanteil ist Strahlung, mit einem Equivalenzwert von etwa 2.5 mm rechnerische Strahlungschirmdichte. Das ist etwas von weniger,als dies aufgrund Literaturangaben bekannten Extinkionskoeffizienten von 10² - 10³cm-1 im Spektralbereich ### zwischen 5 und 15 my erwarten ließe (Glastechn. Ber. 41 243-252 (1968)).
• Beim Haumtemperatur liegt das Strahlungsmaximum beim lo my, boi dem angegebenen Spektralbereich fließt der uberwlegende Seil der strahlung bei Zimmertemperatur. Möglicherweise gibt es erhebliche Reflexionen und /oder Absorptionen von Fremdkörper.
• Unabhängig davon, es ließ sich erkennen,daß die Absorptionen/Reflektionen sowohl diflus, wie z. B. bei Mineralfasern oder auch in räumlicher Begrenzung, wie z.B. die Zellenwänden von Schaumstoffen stattfinden kann.
• Unabhängig von der Art des Materials, der räumlichen Eingrenzung von Absorptionen/Reflektionen, der Anwendung des material oleibt sedtzuatellen, daß der Stand der lechnik keine hochwirksame Wege kennt, den Strahlungsdurchgang i§Utuerwiegend oder ausschließlich anorganischen Materialien bestehenden Dämmstof'fe einzugrenzen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein hochwirksame Verfahren zu finden, das den Strahlungdurchgang erheblich begrenzt.
• Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß in Dämmstoffen, die überwiegend oder ausschließlich aus anorganischen haterialien bestehen stark infrarotabsorbierende Teilchen mit einer Körnung von gleich oder weniger als 5 my eingebracfIt werden, die in Fertigprodukten gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt vorhanden sind, wodurch der überwiegende Teil der Stranlun uei Durchgang durch das Material ein, zwei, oder mehrmals pro cm von den Teilchen absorbiert und die von den Teilchen aufgenommene Energie in einem Spektralbereich, der der Eigentemperatur des jeweiligen Teilchen entspricht, wieder emmitiert wird.
• Die notwendige Menge von stark infrarotabsorbierenden Teilchen hängt davon ab, welche Anwendung angestrebt wird und welche Wirkung erzielt werden soll. Die Untegrenze liegt jedoch bei etwa 30 g/m³ Fertigprodukt. Dies gilt für Dämmstoffe für Raumtemperatur.
• Stark infrarotabsorbierende Teilchen sind erfindungsgemäß Metalle, Legierungen und Metalloide, wie Carbide, Boride, Silizide und Nitride.
• Erfindungsgemäß wird eine Körnung um 1 my beverzugt.
• Erfindungsgemäß werden Siliziumcarbid und/oder Titancarbid und/ oder Titannitrid und/oder auf hydrometallurgischem Weg hergestelltes Nickibulver bevorzugt.
• Das erfindungsmäßige Verfahren benutzt einige seit langem bekannte Crkentnisse über die Wechselwirkung zwischen elektromagnetischen Wellen einerseits und Metalle oder metallähnliche Materialien anderseits. Dabei geht es darum, daß wenn ein Metallteil gleich groß oder kleiner, aber nicht wesentlich kleiner als die Wellen länge der elektromagnetischen Wellen ist, die Wecheelwirkung.im Umf'eld des Metalls sehr erheblich ist.
• Diese Erscheinung wird in großem Umfang in etwa Dezimeterbereich verwendet. So funktionieren z.B. viele Hadar oder radioastronomische Anlagen. Bei diesen Anlagen bestehen die Reflektionparabolen häufig aus einem Gitterwerk. oacherheblich ist dabei, daß die Abstände zwischen einzelnen Reflektanten nicht großer sein durfen, als die Wellenlänge. Entsprechend empirischen Wahrnehmungen ert'olgt nicht nur eine Reflektion sondern auch eine Abschirmung.
• Die Abschirmung ließe sich auch erweichen, wenn Metallkugeln oder Würfeln angeordnet würden,sVatt ein Gitterwerk. Bei der gegendie wärtigen Erfindung geht es um Abschirmung von IR-Wellen, / je nach Temperatur zwischen 5 und 15 my, bei hohen Temperaturen bei 1 my oder weniger liegen. Folgendessen müssen die Absorbenten auch in dieser Größenordnung sein.
• Die Schlüssel rolle fällt dabei der bekannten Tatsache zu, daß die Zahl der Teilchen kubisch ansteigt mit linear f'allender Teil chengröße. Wenn jedes Teilchen in einem Umfeld absorbiert, dann steigt die Wirksamkeit auch kubisch an mit linear fallenden Teilchengröße, obwohl der elegungsgrad der Ebene nur linear ansteigt (Abb. 1). Dabei können die Teilchen in dreidimmensional ungeordneten Zustand vorliegen.
• Richtigkeit Der erste experimentelle Beweis für die dieser Überlegangen, die zu der Erfindung geführt haben, wurde durch IR-spektroskopische Untersuchungen mittels KBr-Technik erbracht. Dabei konnte wohl die kubische Relation nicht eindeutig erwiesen werden, der Anstieg schien etwa weniger steiler zu sein. Das kann jedoch auch darauf zurückgefiIhrt zu werden, daß die Meßtechnik ungenau war und auch darauf, daß die körnung nicht einheitlich ist. Außerdem dann die Wechselwirkung zwischen Teilchen und elektromagnetischen Wellen aufgrund der geringeren Masse nicht so ausgeprägt sein. Der sehr steile Anstieg der Abschirwwirxung mit abnehmender Teilchengröße ist jedenfall die SchlüsselerKentnis.
• Von den bevorzugten Absorbenten ist eine, daß auf hydrometalurgiechen Wege gewonnenen 1 my Ni-Pulver,erst seit nicht allzu lange bekannt. Die bevorzugtenbilligaletalloidea sind extrem hart.
• Das Mahlen von sehr harten Stoffen ist aufwendig. Diese Aufwand ist Jedoch aufgrund der damit erzieltenWirksamkeit und Wirkung mehr als gerechtfertigt. Zudem ist diese Aufwand als relativ anzusehen. Es ist nicht unbedingt notwendig, das Mahlen dort durchzuführen, wo das technische Wissen vorhanden ist und wo ublicherweise die Elektrizität teuer ist. Beim Bedarf kairn man billigere Standorte nehmen.
• Üie größte wirtschaftliche Bedeutung der Erfindung dürfte bei der Mineralfaserproduktion liegen. Ivlan kann die gleiche Qualität billiger machen und/oder bessere qualitäten produzieren. Es wird auf die vorhandenen technischen Möglichkeiten hingewiesen; man erhält durch die Erfindung eine zusätzliches Steuerungsinstrument.
• Man kann z.B. bei schweren L)ämmstof'fen eine drastische, praktiscn beliebige Verringerung des tiaumgewichtes erreicnen, wenn die Herausnahme der Mineralfasermenge durch Zusatz hochwirksamer Absorbenten kompensiert wird und dadurch das Dämmvermögen nicht beeinträchtigt wird. kan kann aber auch schlechtere Faserqualitäten kompensieren oder überkompensieren. Das gilt auch für leichterm Sorten.
• oie operative Durchführung der Anwendung der Erfindung kann auf mehreren Weise geschehen. Die einfachste Möglichkeit ist, das Pulver in das Kühlwasser einzubringen, mit dem die abfallenden/abschwebenden lasern in der Filzkawmer gekühlt werden. Die infrarotabsorbierenden Teilchen bleiben dann in feinster Verteilung an denrFaseroberflächen haften. Jedoch ist diese Methode nicht bei allen Anlagen direKt anwendbar, weil die Düsen, durcn die das Kühlwasser (und/oder Bindemittelzusatz) eingespritzt wird, häufig sehr kleine Durchmesser haben und die Di sen durch das Pulver verstopft werden.
• Man kann aber das Pulver pneumatisch (mit Luft oder mit einem anderen Gas)in die bilzkammer einblasen/eindüsen. Die angestrebte WirKung wird dadurch ebenfalls erreicht.
• Man kann aus Zweckmäßigkeitsgründen die infrarotabsorbierenden Teilchen in jeder anderen Phase des Fertigungsverfahren in das iertigprodukt einbringen. Man kann z.B. Fasern ublicherQualität nehmen in dies in einer späteren Phase des Fertigungsverfahrens mit dem erfindungsmäßigen Zusatz versehen.
• Eine andere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung ist die Verbesserung der Eigenschaften von Fertigprodukten, die aus keramischen Fasern produziert werden. Diese Anwendung im Höchstemperaturdämmwesen ist jedoch bestimmten Einschränkungen unterworfen. Zunachst gilt es, daß für diese Anwendung nur Metalloide in trage Kommen, da Metallpulver die Temperatur nicht erträgt. Weiter ist restzustellen, daß der in der Erfindung benutzte Effekt, daß nämlich stark absorbierende Teilchen mit ihrem Umfeld in Wechselwirkung treten, wenn die Wellenlange größert:als das Teilchen ist, nur beschränkt verwendet werden kann. Bei looo0C z.B. liegt das Maximum der Strahlung bei 3 my. Ein erhebliche Teil der Strahlung wird jedoch unterhalb 1 my, zum Teil in sichtbarem Bereich, emmitiert.
• Für diesen Teil der Strahlung gilt nicnt,der erfindungsmäßig genutzte physikalische Effekt, er bleibt ungenutzt. Jedoch ist eine erhebliche Wirtschaftlichkeit vorhanden und zwar deswegen, weil Hochsttempera turdämms toffe sehr teuer sind. Die Qualltatsverbesserung bei diesen Materialien überwiegt bei weitem die Aufwand, die für die Verbesserung erforderlich ist. iir die operative Durchführung der Anwendung gilt das Gleiche, was für Mineralfaserdämmstoffe ausgeführt wurde.
• Eine andere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung ist Verbesserung von Wärmedämmvermögen von Schaumgläsern. Der Vorteil liegt hier ausschließlich darin, daß die Qualität besser wird. Die ProduK-tionskosten können nicht gesenkt werden. Die operative Durchfuhrungerfolgt dadurch,dad man zum Glasmehl die int.rarotabsorbierenden Teilchen zufügt. Wesentlich ist, daß man für eine mö,rlichst gleichmäßige Verteilung sorgt. Je nach Glasmehlqualität, ist es möglich, die infrarotabsorbierenden Teilchen direkt dem Glasmehl zuzumischen, aber in manchen Fällen ist es nicht voll ausreichend, weil sich die Teilchen Agglomeraten an den aktiven Stellen des Glasmehl bilden. In diesen Fällen ist es zweckmäßig eine vorschmelze mit feinstgemahlenem Glasmehl zu machen, gegebenfalls nur mi.t einem verhältnismäßig kleinem luil des Ansatzes. In diesem Fall erhält man ein Fertigprodukt, bei dem die intrarotabsorbierenden Teilchen nicht vollständig gleichmaßig in den Zellenwanden verteilt sind. Es ist hiezu noch bemerken, daß die Sulfatanteile im Glasmehl die infrarotaDsoroierenden Teilchen beim Schaumprozess um 7000C geringfügig angreifen. Es erfolgt Jedoch eine Verarulung an Sulfatanteilen in unmittelbarer Umgebung des Teilchens und die Diffusionsvorgänge sind langsam genug, um die Teilchen nicht völlig zu vernichten. Die Menge der im Fertigprodukt vorliegenden aggressiven Stoffen, z.B. Schwefelwasserstoff,ist gering genug, um auch bei Langzeiteinwlrkung keine.
• Qualitätsverschlechterung befürchten zu müssen. Durch die erflndungsmäßige Anwendung des Verfahrens bei Schaumgläser erhält man ein Produkt, das auch bei mittleren Temperaturen bis etwa 400-foo OC ausgezeichnete Dämmwirkung aufweiset, die die anderen Schaumgläser nicht haben. Bei Raumtemperatur erhalt man eine Verbesserung des Dämmvermögen je nach Vergleichsmaterial Knapp unter oder um 2o%.
• Ein weitere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung liegt bei Platten aus Calciumsllikat. Es gilt hier das Gleiche, was bei der Platten aus keramischen Fasern ausgefuhrt wurde, dad nämlich bei Hochtemperaturanwendung nur ein Teil des Effekts nutzbar gemacht werden kann. Dieser Teil reicht jedocn bereits aus, um die Wirtschitlichkeit der Anwendung aus heutiger Sicht zu sichern. Bei Hochtemperaturanwendungen benötigt man, entsprechend der Ausgeführten, eine weitaus größere Menge an Absorbenten, mindestens um 200 g/m³ Fertigprodukt,um eine merhliche Verbesserung des Dämmvermögens zu erzielen. Die Optimierung hängt von betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten ab; eine Erhöhung des zusatzes auf 5-lo kg oder mehr per m3 Fertigprodukt kann möglicherweise, je nach betrieblichen Umständen, eine Aufwand mit sich bringen, die diec### damit verbundenen Qualitätsverbesserungen nicht mehr, oder nicht voll gerechtfertigten.
• Eine weitere Anwendung der Erfindung ist die Werbesserung des Dämmvermögens vom Schaumasbest. Die operative Durchführung des Einmischens der Absorbenten kann, ebenso wie bei Calciumsilikatplatten, in einem passenden Variahrensschritt erfolgen.
• Aus heutiger Sicht scheint die Anwendung der Erfindung für Schaumkorund sowie fiir Dämmplatten aus geblähten Vermiculite, Perlite usw.
• nicht geeignet zu sein.
• Beim Schaumkorund bestehen die Zellenwände aus gesinterten Aluminiumoxyd mit Dicken um 200 my. So dicke anorganische materialien funktionieren bereits als echte Strahlungsschitme; ein Umfunkti>-nieren der Zellenwände zu Strahlungsschirme, wie dies beim Schaumglas mit Zellenwanddicken um 10-20 my durch die Erfindung möglich ist, ist beim Schaumkoeund nicht möglich und nicht nötig.
• Dämmplatten aus geblähten Vermiculite, Perlit usw. enthalten eine großere enge organische Zusätze. Organische Zusatze wirken, wie ausgeführt, erheblich strahlungsheminend. Die Dämmplatten lassen demnach 90 wenig Strahlung durch, da eine Qualitätsverbesserung nicht möglich erscheint.
• Anwendungsbeispiele und Einschränkungen, die aus der Beschreibung hervorgehen, beziehen sich darauf, was aus der heutigen Sicht technisch möglich und wirtschaftlich vertretbar ist. Die Einschränkungen gelten nicht, sollte sich der St'and der Technik und die wirtschaftlichen Segebenheiten ändern.
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Claims (8)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Verfahren zur Verbesserung des Wärmedämmvermögens von Dammstoffen, die überwiegend oder ausschließlich aus anorganischen Materialien bestehen, wobei die Dämmstoffe faserige oder poröse oder geschloßenzellige Struktur haben können und die Dämmstoffe Raumgewichte bis 300 kg/m³ aufweisen konnen, dadurch gekennzeichnet, daß im Fertigprodukt stark infrarotabsorbierende teilchen mit einer Körnung von gleich oder weniger als 5 my in einer Gesamtmenge ab etwa 30 g/m³ Fertigprodukt gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt vorhanden ist, wodurch der überwiegende Teil der Strahlung beim Durchgang durch das Material ein, zwei oder mehr mais pro cm von den Teilchen absorbiert und/oder reflektiert und die von den Teilchen aufgenommene Energie in einem i'requenzbereich, der der jeweiligen Temperatur des Teilchens entspricht, wieder emmitiert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der fol wenden, dadurch gekennzeichnet, daß die stark infrarotabsorbierenden Teilchen eine Körnung um 1 my haben.
3. 3.Verfahren nach Anspruch 1 und oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet. daß die starK infrarotabsorbierenden Teilchen Metalle undXoder legierungen and/oder tfletalloide, wie Carbide, Nitride, Silizide oder Boride sind.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das stark intrarotabsorbierenden Teilchen auf hydrometallurgischem hergestelltes Nipulver, Siliziumcarbid, Titancarbid, Titannitrid oder ein Gemisch aus diesen ist.
5. 9. Verfahren nach Anspriichen 1 bis 4, sowie 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämmstoff ein Mineralfaserfertigprodukt ist, wobei als Ausgangsmaterial oxydische Stoffe, überwiegend Silikate wie Mineralien und/oder Hochofenschlacke oder ähnliches genommen wird, d.h. die Zusammensetzung beliebig ist, aus den Rohstoffen in einer entsprechenden Vorrichtung durch erhitzen eine dünnflüßige Schmelze gewonnen wird, a##x die Schmelz e nach einem beliebigen Verfahren, wie Düsenblasverfahren, Dampf oder Luftblasverfahren, Schleuderziehverfahren, Textilfaserverfahren, Düsenziehverfahren o.ä. zu Fasern verarbeitet wird## uiid die Faser die Bezeichnungen Steinwolle, Glaswolle oder Schlackenvon wolle führen, aus den Fasern gegebenfalls unter Zugabe organischen Bindern Fertigprodukte hergestellt# werden,wie Dämmatten, Dämmplatten, Dämmfilze oder Dämmbahnen, die gegebenfalls ein oder zweiseitig kaschiert und/oder gesteppt sind und die tertigprodukte im Hoch und Tiefbauwesen,im der Industrie, im Haushalt, im Fahrzeug oder Schifffahrtswesen als Dämmstofte eingesetzt werden oder im Leichtbauwesen,bei Klimaanlagen oder bei Feuerschutztüren als Brandschutzplatten oder Matten Verwendung tinden.
6. 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5 und/gegebenfalls auch nach einem oder beiden der Ansprüchen 7-8, dadurch gekennzeichnet, daß die stark infrarotabsorbierenden Teilchen dem Kühlwasser und/oder Bindemittelösung als suspension zugesetzt werden und durch Einspritzen oder Eindüsen des Suspension in die Filzkammer die Teilchen an den Oberflächen der naser haf'ten bleiben, als diese herunterfallen oder herunterschweben und die auf diese Weise mit dem Zusatz versehenenen Faser auf ein Forderband üblicher Art gesammelt und zur Weiterverarbeitung zum Fentigprodukt in eine Anlage beliebiger Art gebracnt werden
7. 7. Verf'ahren nach Ansprlichen 1 bis 5 und gegebenfalls auch nach einem oder beiden der Anspriichen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die stark infrarotabsorbierenden Teilchen durch ein Gas, z. B. auch Luft, in die lilzkammer eingedüst werden und die Teilchen, während die herunterfallen/herunterschweben, an den Faseroberilachen haften bleiben.
8. 8. Verfahren nach Arspriichen 1 bis 5 und gegebenfalls auch nach einem oder beiden der Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die stark infrarotansorbiernden Teilchen in eier spateren Phase der Verarbeltung der Wolle oder Laser zum k'ertigprodukt zugesetzt werden, falls die Rohwolle oder der Rohfaser uberhaupt nicnt oder nur teilweise in einer früheren phase der Fertigung mit den Teilchen versehen wurde.

   y. Verfahren nach Anspruchen 1 bis 4, dadurch~gekennzeichrle t, daß der Dämmstoff ein Glasschaum ist, wobei als Ausgangsmaterial lberwiegend oer ausschließlich Glasmehl verwendet wird, das aus Glasscherben durch Mahlen hergestellt werden kann, das Glasmehl mit Materialien vermischt wird, die bei hohen Temperaturen bis b.Lähmittel wirken, wie Karbonate, die durch thermische Dissoziation Gase abspalten und/oder die Gasentwicklung durch Reduktion der Sulfatanteile erfolgt, wie dies Kohlenstoff, Ruß, organische Verbindungen oder Metalle geschieht und/oder gas oder darnpfabapaltende Stoffe mitwirken, wie Phosphate, Borate o.ä.,das Gemenge, versehen mit anderen nötigen Ztisatzstofie sowie mit stark infrarotabsorbierenden Teilchen, die im Fertigprodukt in einer Gesamtmenge zwischen 50 und 4000 g/m³ gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt vorhanden sind, gegebenfalls nach Sintern, bei einer Temperatur um oder über 7000C zum Aufschaumen gebracht wird, wobei man das Aufschäumen in gegebenfalls geschlossen Kasten oder auf ein Band vornehmen kann und das Fertigprodukt ein Raumgewicht zwischen 50 und 300 kg/m³ aufweist.

   lo. Verfahren nach Anspriichen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämmstoff ein Schaumasbest oder eine Platte oder ein anderes FertigproduKt aus keramischen Fasern oder eine Platte aus Calciumsilikat ist und die stark infrarotaborbierenden Teilchen in einer beliebigen, geeigneten Verfahrenstufe in das Material eingebracht werden und die stark infrarotabsorbierenden Teilchen in einer Gesamtmenge von mindestens 150 g/m³ Fertigprodukt vorhanden sind.