DE2954516C2

DE2954516C2 - Faserdämmstoff

Info

Publication number: DE2954516C2
Application number: DE19792954516
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Laxenburg Hari
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-10-04
Filing date: 1979-10-04
Publication date: 1987-04-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Faserdämmstoff nach Patent 29 34 677 gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die üblichen Sorten von Faserdämmstoffen sind: Glaswolle, Steinwolle, Schlackenwolle sowie Wolle aus keramischen Fasern. Die ersten drei von diesen werden in dem üblichen Sprachgebrauch unter dem Oberbegriff Mineralwolle geführt, während Wolle aus keramischen Fasern als eine eigene Gattung verstanden wird.
Mineralfasern haben aufgrund ihrer relativ niedrig liegenden Erweichungstemperaturen Anwendungsobergrenzen von 800-900°C. Sie können bei noch höheren Temperaturen nicht mehr eingesetzt werden. In dem Fall greift man auf keramische Fasern zurück.
Faserdämmstoffe für Wärmedämmung haben, von Ausnahmefällen abgesehen, zwei wesentliche Funktionen: das Unterbinden von Konvektion einerseits und die Verringerung des Wärmeflusses durch Strahlung andererseits.
Die Verringerung des Wärmeflusses durch Strahlung wird dadurch bewirkt, daß in Anwesenheit eines Faserdämmstoffes zwischen einer heißen und einer kalten Fläche nicht mehr die heiße Fläche und die kalte Fläche untereinander direkt Wärme durch Strahlung austauschen, sondern die unmittelbar benachbarten Massenelemente unterschiedlicher Temperatur, d. h. jeweils eine Faser mit den benachbarten etwas wärmeren bzw. kälteren Fasern. Die ausgetauschte Wärmemenge ist, entsprechend des Boltzmann'schen Gesetzes, proportional der Differenz der vierten Potenzen der warmen und der kalten Temperaturen in Kelvingraden.
Da die Fasern eines Faserdämmstoffes recht dünn sind, sind sie für IR-Strahlen stark durchlässig. Das bedeutet, daß eine Faser nicht nur mit den unmittelbar benachbarten kälteren bzw. wärmeren Fasern in Austauschbeziehung steht, sondern darüber hinaus, quer durch die Nachbarfasern, mit einer Anzahl noch kälterer bzw. wärmerer Fasern, d. h. es gibt diffuse Austauschbereiche.
Die übliche Methode, bei vorgegebenen Fasermaterialien Einfluß auf den Strahlungsdurchgangswiderstand des Faserdämmstoffes zu nehmen, besteht darin, dessen Raumgewicht zu variieren.
In einem Dämmstoff besteht bei faktischer Dämmwirkung immer ein Temperaturgefälle. Bei Raumgewichtsverschiebung verschiebt man gleichzeitig die Abstände zwischen benachbarten Fasern; bei höheren Raumgewichten (höheren Packungsdichten) sind die Abstände geringer. Da das Temperaturgefälle im Dämmstoff immer vorgegeben ist, hängt der durchschnittliche Temperaturunterschied zwischen benachbarten Fasern bzw. Strahlungsaustauschbereichen von dem Raumgewicht unmittelbar ab. Entsprechend wird der von dem Boltzmann'schen Gesetz festgelegte Wärmefluß beeinflußt.
Ein hoher Strahlungsdurchgangswiderstand läßt sich so durch ein aufwendig hohes Raumgewicht erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hochtemperaturbeständigen Faserdämmstoff anzugeben, dessen Strahlungsdurchgang auf eine von der Packungsdichte unabhängige Weise hochwirksam gedämpft ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Faserdämmstoff gemäß Hauptpatent an dessen Faseroberflächen stark infrarotabsorbierende/reflektierende Teilchen mit einer Körnung von ca. 1 µm und bestehend aus Metall, einer Metallegierung oder Carbiden, Boriden, Nitriden oder Siliziden in einer bestimmten Weise gleichmäßig verteilt sind, die Fasern als keramische Fasern gewählt werden.
Vorzugsweise finden Pulver aus Siliziumcarbid, Titancarbid und Titannitrid oder einem Gemisch daraus Anwendung. Zur Erklärung der Dämmwirkung des erfindungsgemäßen Faserdämmstoffes wird von folgendem Mechanismus ausgegangen.
Der erfindungsgemäße Faserdämmstoff macht Gebrauch von Gesetzen der Wechselwirkung zwischen elektromagnetischen Wellen einerseits und Metallen oder metallähnlichen Materialien andererseits. Dabei geht es darum, daß dann, wenn ein Metallpartikel gleich groß oder kleiner, aber nicht wesentlich kleiner als die Wellenlänge der elektromagnetischen Welle ist, die Wechselwirkung (Absorption/Reflektion) im Umfeld des Partikels sehr erheblich ist.
Aufgrund der starken Wechselwirkung unterbinden Teilchen von etwa 1 µm den Strahlungsaustausch zwischen entfernt voneinanderliegenden Fasern, nicht nur in dem Bereich des eigenen Durchmessers von ca. 1 µm, sondern darüber hinaus bis 2-3 µm, die Wellenlänge im Anwendungsbereich von keramischen Fasern. Ein Teil der Strahlung bei 1 000°C und darüber - Einsatzgebiet von keramischen Fasern für Wärmedämmung - wird zwar unterhalb von 1 µm emmitiert, für diesen Teil der Strahlungsemission bleibt der beschriebene physikalische Effekt ungenutzt oder weniger wirksam.
Das Anbringen der stark infrarotabsorbierenden/reflektierenden Pulverteilchen erfolgt zweckmäßigerweise direkt in der Faserproduktionsanlage.
Man kann das Pulver in der Form einer Staubwolke in eine Filzkammer einblasen/eindüsen. Die infrarotabsorbierenden/ reflektierenden Pulverteilchen bleiben dann an der Oberfläche der abfallenden/abschwebenden Fasern in feinster Verteilung haften.
Man kann das Pulver aber auch in das Kühlwasser einbringen. Die angestrebte Wirkung wird dadurch ebenfalls erreicht.
Es lassen sich so leichte Faserdämmstoffe ohne hohe Packungsdichten und trotzdem hoher Dämmwirkung schaffen, die hoch temperaturbeständig sind. Selbstverständlich kann man dabei in konventioneller Weise den Strahlungswiderstand über die Packungsdichte zusätzlich beeinflussen.

Claims

1. Faserdämmstoff bis 300 kg/m³, bei dem über die Oberfläche der Fasern gleichmäßig ein Infrarotstrahlung absorbierendes/reflektierendes Pulver in einer Gesamtmenge ab 30 g/m³ Fertigprodukt verteilt ist, wobei nach Patent 29 34 677 das Pulver aus einem Metall, einer Metallegierung oder Carbiden, Boriden, Nitriden oder Siliziden mit einer Körnung von ca. 1 µm besteht und eine solche gleichmäßige Verteilung hat, daß der überwiegende Teil der Strahlung beim Durchgang durch das Material mehrmals pro cm von den Teilchen absorbiert und reemittiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern keramische Fasern sind.

2. Faserdämmstoff nach Anspruch 1, bei dem gegebenenfalls die Fasern von keramischen Fasern verschiedene Mineralfasern sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver aus Siliziumcarbid, Titancarbid, Titannitrid oder einem Gemisch daraus besteht.