DE4106727C2 - Verfahren zur Herstellung von umhüllten mikroporösen Wärmedämmformkörpern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von umhüllten mikroporösen WärmedämmformkörpernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von umhüllten mikroporösen verpreßten Wärmedämmformkörpern auf der Basis
von Grundkörpern aus feinporigem Kieselsäureaerogel
mit Mineralfaserverstärkung und/oder Trübungsmittel
sowie gegebenenfalls Härter und einer Umhüllung aus
Kunststoff-Folie.
Durch die Umhüllung der Wärmedämmformkörper sollen
die an sich eine geringe Festigkeit gegen
Beanspruchungen - wie sie hauptsächlich bei einer
Formanpassung an Oberflächen von thermisch beanspruchten
Teilen wie Heizanlagen, Abgasleitungen, Katalysatoren,
Reaktoren sowie des Motorraums von Kraftfahrzeugen
und dergleichen Verwendungen auftreten, wie auch gegen
Schwingungen, Stöße und dergleichen Einwirkungen bei der
Handhabung - aufweisenden
Wärmedämmformkörper geschützt werden.
Wärmedämmformkörper auf der Basis von verpreßtem
mikroporösen Wärmedämmstoff sind beispielsweise aus
den Druckschriften DE-A 30 33 515, DE-A 30 49 871 und
DE-A 36 38 579 bekannt. Aus der DE-A 30 33 515 ist
es bekannt, derartige Grundkörper teilweise oder völlig
z. B. mit metallischen Umhüllungen zu versehen. Bekannt
ist aus den EP-A 0 164 006 und der 0 315 169,
Wärmedämmformkörper bei gleichzeitiger Druckverminderung
innerhalb der Umhüllung in diese einzuschließen. Dabei
dienen als Umhüllung Verbundfolien aus
thermoplastischem Material/Metallfolie/thermoplastischem
Material wie Polyproplylen/Aluminiumfolie/Polyester.
Die bekannten Wärmedämmformkörper mit metallischen
Überzügen und dgl. lassen sich jedoch nicht so stark
ausbilden, daß ein Schutz der Wärmedämmformkörper
gewährleistet ist. Auch schmiegen sie sich nicht
allseitig so eng an diese an, so daß sich Hohlräume
bilden, welche bei Lagerung und Handhabung ebenso wie
Dickenabnahmen durch Materialtrennung bei der Anpassung
an zu dämmende Körper zu einer Rissebildung an den
Oberflächen der Wärmedämmformkörper führen, was zu
deren Zerstörung führen kann.
Das bekannte, diese Nachteile vermeidende
Umhüllungsverfahren unter Evakuierung der Luft dagegen
ist umständlich und zeitaufwendig durchzuführen, so
daß eine Serienfertigung auf Schwierigkeiten stößt.
Auch ist die Herstellung der dazu erforderlichen
Verbundfolien kostspielig, was die
Anwendungsmöglichkeiten begrenzt.
Aus der DE-OS 27 12 625 ist des weiteren ein Verfahren
bekannt, bei welchem ein Gemisch aus pyrogener
Kieselsäure und Trübungsmittel in Säcke aus Glasgewebe
eingebracht wird und diese zugenäht und sodann
zwischen zwei Preßplatten, von denen mindestens eine
auf 70 bis 350°C beheizt ist, verpreßt werden. Durch
die anschließende Abkühlung der Glasgewebeumhüllung
soll durch die dabei entstehende Schrumpfung derselben
das Kernmaterial unter Spannung eingeschlossen werden.
Bei der weiter vorgesehenen Verwendung von Schrumpffolien
soll die Verpressung in einem geringeren
Temperaturbereich erfolgen. Dabei wird, während die
Schrumpffolie schrumpft, das feindisperse Material in
der Dicke zusammengepreßt.
Aus der DE-OS 27 29 609 ist ein identisches Verfahren
bekannt, bei welchem in Abänderung zu dem
vorbeschriebenen das gleiche Material in eine aus
Flachmaterial bestehende Umhüllung, wie einen Schlauch,
kontinuierlich eingefüllt und der gefüllte Schlauch
ohne Durchtrennung quer zur Schlauchlängsrichtung
abgeteilt und unter Wärmeeinwirkung auf die Hülle zu
einem Plattenstrang verpreßt wird. Der Schlauch soll
nach einer Durchführungsart des Verfahrens aus zwei
im Bereich der Füllung zusammenlaufenden Einzelbahnen
des Flachmaterials durch Verbinden an den Seitenrändern
gebildet werden.
Da feindisperses Pulver, wie das Gemisch aus pyrogener
Kieselsäure und Trübungsmittel, nicht fließfähig ist,
läßt es sich nach einer Erkenntnis der Erfindung beim
Pressen in Umhüllungen nicht bis in die Randzonen
gleichmäßig verpressen, so daß bei den nach diesen
Verfahren hergestellten Wärmedämmformkörpern eine
gleichmäßige Verdichtung nicht gewährleistet ist
und besonders die Ränder ausbröseln können und von
rissigen Rändern ausgehend auch der gesamte
Wärmedämmkörper leicht auseinanderbrechen kann.
Auch kann sich infolge einer ungleichen Verdichtung
und damit verbundener Dickungen die Umhüllung nicht
überall anschmiegen, so daß eine Rißbildung
begünstigende Hohlräume entstehen. Die Herstellung
von umhüllten profilierte Formen aufweisenden
Wärmedämmformkörpern dürfte daher auch im Wege der
bekannten Verfahren nicht möglich sein. Auch lassen
sich eine ungleiche Verdichtung aufweisende
Wärmedämmformkörper kaum durch Verbiegen an zu
isolierende Vorrichtungen wie Rohre anpassen und zu
diesem Zweck z. B. mit Einlagen versehen.
In der Regel wird in Durchführung der bekannten
Verfahren - wie auch vorgesehen - wohl auch eine
zeitraubende und komplizierte Verfahrensstufe zur
Evakuierung der in dem einfließenden Pulver enthaltenen
Luft und ggf. Feuchtigkeit erforderlich sein, so daß
die Verwendung homogener Schrumpffolien aufwendig
wäre. Daher sind schließlich auch poröse Materialien
wie Glasfasergewebe als Umhüllung vorgesehen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin,
ein einfacher durchführbares Herstellungsverfahren
sowohl für plattenförmige als auch profilierte Formen
aufweisende, umhüllte Wärmedämmkörper der eingangs
genannten Art mit einer gleichmäßigen Dichte zu
ermöglichen, die somit haltbarer und ohne weiteres
auch an zu isolierende, unregelmäßige Oberflächen
aufweisende Vorrichtungen anpaßbar sind.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
In vorteilhafter Weise können in Durchführung der
Verfahren bei Einsatz vorgepreßter Wärmedämmformkörper
allein schon durch eine Sichtprüfung etwa für eine
Umhüllung ungeeignete Grundkörper ausgeschieden werden,
was Ausschuß spart.
Als Umhüllungen kommen Schrumpffolien aus thermisch
oder strahlenchemisch vernetzbaren Kunststoffen,
vorzugsweise aus Polyäthylen und dgl., in Frage. Diese
werden erfindungsgemäß in Form von Folien, Beuteln
oder Schläuchen verwendet.
Überraschend eng schmiegen sich die aufgeschrumpften
Umhüllungen an die Oberflächen der Grundkörper an,
und es treten keine zur Rissebildung neigende
Hohlräume auf. Vorteilhafterweise brauchen die
erfindungsgemäßen Umhüllungen die Grundkörper auch
nicht vollständig zu umschließen. Man kann z. B. eine
Bodenfläche zur Entlüftung freihalten. Bei der Montage
der erfindungsgemäßen Wärmedämmformkörper an den zu
dämmenden Gegenständen lassen sich diese infolge ihrer
durch ihre gleichmäßige Dichte gegebene
Schmiegsamkeit ohne auseinander zu brechen an
Vorrichtungen mit unregelmäßigen geometrischen Formen
anpassen, und auch bei der Zerstörung der an dem zu
dämmenden Körper anliegenden Umhüllungsfläche hält
die äußere Umhüllung stand.
Die zur Verwendung kommenden Grundkörper können
regelmäßige, wie z. B. plattenartige, oder
unregelmäßige, wie z. B. an die zu dämmenden Körper
angepaßte profilierte Formen aufweisen. Die zur
Umhüllung gelangenden Grundkörper auf Basis von
mikroporösem, verpreßtem Wärmedämmstoff können auch
sie teilweise oder vollkommen umhüllende Kaschierungen
wie Vliese oder Gewebe aus Aluminiumsilikat, Glasfasern,
Steinwolle oder dergleichen oder Schichten aus
Metallfolien, Wasserglas oder dergleichen aufweisen.
Vorteilhafterweise können insbesondere bei
plattenförmigen Grundkörpern etwa mittig Metallfolien
miteingepreßt sein, die vorzugsweise eine Riffelung
oder Lochung aufweisen, wodurch Belastungen beim Biegen
vermindert werden.
Bei stark unregelmäßigen Formen der Grundkörper sieht
das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise
an- bzw. aufgesetzte Klemmen oder sonstige Haltemittel
vor, welche die Folien in der überzogenen Lage
halten. Natürlich kann auch eine teilweise Evakuierung
der Luft erfolgen, wenn hierbei nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehene Klemmen nicht
angesetzt werden können.
Zur Herstellung der erfindungsgemäß umhüllten
Wärmedämmformkörper werden die eingangs beschriebenen
Grundkörper, die z. B. in Form von Platten vorliegen,
einzeln in Kunststoffbeutel eingegeben oder in
Kunststoffschläuche unter Belassung eines zum folgenden
Vereinzeln notwendigen Abstands aufgereiht und sodann
die Schläuche an den Plattenenden verschweißt und dabei
ggf. abgetrennt, was beides eine überraschend einfache
rationelle Fertigung ermöglicht. Desweiteren ist auch
an ein Einschweißen der am laufenden Güterstrom auf
eine Unterfolie aufgelegten und mit einer Oberfolie
abgedeckten Grundkörper gedacht. Alle diese Verfahren
ermöglichen eine rationelle Fertigung am laufenden
Güterstrom.
In den Zeichnungen sind drei Verfahrensbeispiele
schematisch dargestellt. Mit 1 sind zu umhüllende
Wärmedämmformkörper, mit 2 Umhüllungen und zwar
2a Beutel, 2b Schläuche, 2c Folien, mit 3 ein
gitterförmiges Förderband einer Fördervorrichtung,
mit 4 ein dieser vorgeschalteter Arbeitstisch mit
Schweißvorrichtung und mit 5 ein Schrumpftunnel
bezeichnet, in dem eine thermische Vernetzung z. B.
mittels Heißgas oder eine Strahlenvernetzung z. B.
mittels ionisierender Strahlen der Umhüllung und
damit deren Deformierung erfolgt.
8 mm dicke, vorher verpreßte, mikroporöse
Grundkörperplatte der Zusammensetzung
63 Gew.-% pyrogen erzeugtes Aluminiumoxyd
32 Gew.-% Ilmenit
5 Gew.-% Aluminiumsilikatfaser
32 Gew.-% Ilmenit
5 Gew.-% Aluminiumsilikatfaser
werden in ihren Abmessungen angepaßte, sie leicht
aufnehmende Beutel aus einer 7 µm starken
Polyäthylenfolie eingeführt und diese sodann an ihren
offenen Breitseiten verschweißt. Die auf das Förderband
aufgelegten umhüllten Wärmedämmkörper werden laufend
durch den Schrumpftunnel hindurchgefördert. Die Gitter
des Förderbandes lassen eine allseitige Einwirkung
des Heißgases in dem Schrumpftunnel zu (Fig. 1).
30 mm dicke, vorher verpreßte mikroporöse
Grundkörperplatte der Zusammensetzung
63,7 Gew.-% feinteiliges Metalloxid
30,1 Gew.-% Trübungsmittel
6,0 Gew.-% Fasermaterial
0,2 Gew.-% Härter
30,1 Gew.-% Trübungsmittel
6,0 Gew.-% Fasermaterial
0,2 Gew.-% Härter
werden auf dem Schweißtisch hintereinander in einen
9 µm dicken Polyäthylenschlauch eingeschoben und
zwischen den einzelnen Platten ein Abstand belassen,
an dem das Schweißwerkzeug eingesetzt wird. Sodann
werden die umhüllten Grundkörper auf das Förderband
aufgeschoben und im Schrumpftunnel dem Typ des
Polyäthylens entsprechend, der von der Art und Menge
des zugesetzten Stabilisators abhängt, bei 5 . . . 20 Mrad
die Vernetzungsreaktion herbeigeführt. Danach gelangt
der Schlauch z. B. auf einen nicht dargestellten
Scherentisch und die einzelnen umhüllten
Wärmedämmformkörper werden voneinander getrennt. In
Abweichung hiervon ist beim Ausführungsbeispiel eine
Trennung der umhüllten Wärmedämmformkörper beim
Schweißvorgang ausgeführt (Fig. 2).
3 mm dicke, vorher verpreßte, mikroporöse
Grundkörperplatte der Zusammensetzung
62,5 Gew.-% pyrogen erzeugte Kieselsäure
31,8 Gew.-% Zirkonsilikat
5,0 Gew.-% Aluminiumsilikatfaser
0,7 Gew.-% Borcarbid
31,8 Gew.-% Zirkonsilikat
5,0 Gew.-% Aluminiumsilikatfaser
0,7 Gew.-% Borcarbid
werden nebeneinander auf eine von einer Vorratsrolle
über den Schweißtisch gezogene Unterfolie unter
Einhaltung eines Schweißabstandes aufgelegt und
diese oben mit einer von einer Vorratsrolle
abgezogenen Oberfolie abgedeckt. Sodann erfolgt das
Zusammenschweißen der Folien an den in Förderrichtung
liegenden Seiten. Gleichzeitig mit der Querschweißung
zwischen den Wärmedämmformkörpern erfolgt das Abtrennen
der dieser umhüllenden Folienbanderolen.
In den Zeichnungen sind des weiteren einige
Ausführungsbeispiele von mit Schrumpffolien umhüllten
Wärmedämmstoffkörpern ersichtlich.
Gemäß Fig. 4 ist der Grundkörper 10, wie zu sehen,
von oben bis unter die seitlichen Ränder mit einer
Schrumpffolie 11 überzogen; in Fig. 5 ist eine
gleiche Ausführung dargestellt, bei welcher unterhalb
des Grundkörpers 10 eine eine Lochung aufweisende
Metallfolie 12 eingelegt ist und von der Schrumpffolie
gehalten ist.
Bei der Ausführungsform in Fig. 6 ist der Grundkörper
10 allseitig von einer Metallfolie 13 eingehüllt
und auf diese eine Folie aufgeschrumpft.
In Fig. 7 ist mit dem Grundkörper 10 mit einer mittig
angeordneten geriffelten Metallfolie verpreßt worden.
Claims (14)
1. Verfahren zur Herstellung von umhüllten mikroporösen
verpreßten Wärmedämmformkörpern auf der Basis von Grundkörpern aus
feinporigem Kieselsäureaerogel mit
Mineralfaserverstärkung und/oder Trübungsmittel
sowie gegebenenfalls Härter und einer Umhüllung
aus Kunststoff-Folie, dadurch
gekennzeichnet, daß auf den vorher ohne Zuhilfenahme einer Umhüllung
verpreßten Grundkörper (1, 10) eine teilweise oder
vollkommene Umhüllung (2, 11) aus einer
schrumpffähigen Kunststoff-Folie aufgeschrumpft
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung (2, 11) aus Polyäthylen besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung (2, 11) eine Dicke von 4 bis 15 µm
aufweist.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorgehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Grundkörper (1, 10) teilweise oder vollständig mit
einem Glasfasergewebe als Zwischenschicht kaschiert
ist.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Grundkörper (1, 10) ganz oder teilweise von einer
Metallfolie (13) als Zwischenschicht umhüllt ist.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Grundkörper mit einer etwa mittigen Metallfolie
(14), die eine Riffelung oder Lochung aufweisen
kann, verpreßt ist.
7. Verfahren zur Herstellung von umhüllten
Wärmedämmkörpern nach Anspruch 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der vorher verpreßte Grundkörper
(10) in Beutel (2a) aus schrumpffähigem Kunststoff
verpackt und nach Schließen bzw. Verkleben der
offenen Seite in einen Schrumpftunnel gefördert
und unter Einwirkung einer Strahlung auf den
Grundkörper aufgeschrumpft wird.
8. Verfahren, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der vorher verpreßte Grundkörper (10) in einen
Schlauch (12b) aus schrumpffähigem Kunststoff in
einem für eine Verschweißung erforderlichen Abstand
voneinander eingeführt wird und sodann der Schlauch
zwischen den Grundkörpern verschweißt wird und dabei
gleichzeitig die umhüllten Wärmedämmformkörper
voneinander getrennt werden, wonach in einem
Schrumpftunnel (5) die Folie auf den Grundkörper
unter Einwirkung einer Strahlung aufgeschrumpft
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der vorher verpreßte Grundkörper
(10) auf eine von einer Vorratsrolle abgezogene
Unterfolie (2c) aufgelegt und sodann von einer
weiteren Vorratsrolle eine Oberfolie (2c) über den
Grundkörpern (10) aufgelegt wird, die Folien mittels
Längs- und Querschweißelementen an allen Breit-
und Längsseiten miteinander verschweißt und dabei
die einzelnen umhüllten Wärmedämmformkörper
abgetrennt werden und in einem Schrumpftunnel
(5) die Umhüllung auf die Grundkörper aufgeschrumpft
wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Bestrahlung der umhüllten Grundkörper
mit einer ionisierenden Strahlung erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 1-9, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Aufschrumpfen in dem
Schrumpftunnel (5) Heißgase einwirken.
12. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei
unregelmäßigen Formen des oder der Grundkörper
Klemmen zum Festhalten der Umhüllung eingesetzt
werden.
13. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei
unregelmäßigen Formen der Grundkörper Andrückrollen
eingesetzt werden.
14. Wärmedämmkörper, dadurch gekennzeichnet, daß sie
nach Anspruch 1 oder 1 und mindestens einem der
nachfolgenden Ansprüche hergestellt sind.
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