DE4420701A1 - Isolierwerkstoff aus anorganischen Bestandteilen, vor allem Isoliermatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Isolierwerkstoff für die Maschinen- und Geräteisolierung sowie die Wärme- und Schalli­ solierung von Bauwerken insbesondere in Form von leichtflexi­ blen Matten, bestehend aus über Druck geformten Mineral- und Bindematerial.

Derartiger Isolierwerkstoff ist auch als Mineralsfaser­ matte oder Glasfasermatte bekannt. Diese Mineralfasermatten werden nach dem Herstellen der entsprechenden Fasern und Be­ sprühen der Faser mit einem Bindemittel so lange zusammenge­ drückt, bis sie die vorgesehene Mattenform einhalten, d. h. bis das Bindemittel ausgetrocknet und ausgehärtet ist. Dann werden diese Matten in entsprechende Stücke geschnitten und als solche meist auf beiden Seiten mit Papierbahnen versehen, um so die Handhabung zu verbessern. Diese meist mit Kunsthar­ zen als Bindemittel versehenen Matten werden dann für die unterschiedlichsten Zwecke verwendet, wobei über die Raum­ dichte, d. h. also über den vorher eingebrachten Druck den unterschiedlichsten Anwendungsgebieten entsprechende Matten zur Verfügung gestellt werden mit jeweils höherem oder nied­ rigerem Dämmwert. Derartige Isolierwerkstoffe bzw. Isolier­ matten werden unter anderem auch zur Isolierung von Öfen, Heizgeräten und andererseits auch Kühlgeräten eingesetzt, um jeweils das entsprechende Objekt gegen die Umwelt abzusichern o.a. gesagt die Umwelt gegen das Objekt zu sichern. Je nach Einsatzbereich muß der Isolierwerkstoff gegenüber Temperatu­ ren von 300-400°C oder gar 700-800°C beständig sein. Derartige Isolierwerkstoffe bestehen wie beschrieben fast ausschließlich aus Fasern, wobei sowohl gegenüber den Ge­ steinsfasern wie auch den Glasfasern heute erhebliche Beden­ ken bestehen. Insbesondere bestimmte Faserdurchmesser können lungengängig sein und dann zu Gesundheitsgefährdungen beitra­ gen. Aus diesem Grunde ist man bemüht, mehr und mehr von die­ sen Glas- und Gesteinsfasermaterialien abzurücken. Bisher sind aber entsprechende Isolierwerkstoffe mit den Handha­ bungsmöglichkeiten wie bei Isoliermatten nicht zur Verfügung gestellt worden, so daß nach wie vor mit den Glasfasern bzw. Gesteinsfasern gearbeitet werden muß. Insbesondere im Gebäu­ debereich, wo Matten mit relativ geringem Raumgewicht einge­ setzt werden, ist die Handhabung dadurch erschwert, daß die vorstehenden Gesteins- und Glasfasern die Haut des jeweiligen Anwenders erheblich beanspruchen. Auch ist es häufig proble­ matisch, mit derartigen Teilen zu arbeiten, weil sich die feinen Gesteinsfasern überall niedersetzen, selbst bei der Herstellung der Glasfasern bzw. Gesteinsfasern, so daß Ge­ sundheitsgefährdungen in verschiedenen Richtungen auftreten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, einen verarbeitungsfreundlichen und zugleich die Um­ welt nicht beeinträchtigenden Isolierwerkstoff zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Mineral- und Bindematerial ausschließlich anorganische Be­ standteile aufweist und aus einem sandartigen, faserfreien Gemisch aus einer steinbildenden und einer Flüssigkeitskom­ ponente sowie ggf. Füllstoffen besteht, das von einer Umhül­ lung umgeben ist, die zusammen mit dem Gemisch über Druck formbar und einen Luftaustausch mit der Außenatmosphäre zu­ lassend ausgebildet ist, wobei die Gesamtfläche über Nähte in Teilkammern unterteilt ist.

Ein derartiger Isolierwerkstoff ist zunächst einmal vor­ teilhaft verarbeitungsfreundlich, weil das sandartige, völlig faserfreie Gemisch ähnlich wie ein Sandsack gehandhabt werden kann, wobei allerdings durch die Besonderheit des Gemisches und der zum Einsatz kommenden Bindematerialien eine gewisse Formbeständigkeit erreicht und eingestellt werden kann. Dar­ über hinaus ist das ausschließlich anorganische Bestandteile aufweisende Gemisch feuerbeständig, so daß diese entsprechen­ den Isolierwerkstoffe vor allem auch im Ofenbau und in ähn­ lichen Bereichen einzusetzen sind. Gemisch sowie ggf. Füll­ stoffe und Umhüllung bilden dabei ein Ganzes, wobei je nach Dicke dieses "Ganzen" Isolierwerte erreichbar sind. Die Form­ gebung ist dabei je nach Einsatzfall nicht mehr, nur begrenzt oder auch gezielt zu verändern, so daß ggf. auch die endgül­ tige Form des einzelnen Formkörpers so eingestellt werden kann, daß es auf den jeweiligen Anwendungsfall genau zuge­ schnitten ist. Durch den noch möglichen Luftaustausch kann auch Wasserdampf diffundieren, wobei dann ein völlig trocke­ nes Gebilde zur Verfügung steht, das bei Hitzeeinwirkung sich nicht verändert bzw. insbesondere keine Feuchtigkeit mehr abgibt. Darüber hinaus kann es aber auch gezielt zu einer Aushärtung oder Verhärtung des Gemisches kommen, wenn der gezielte Luft- und Wasserdampfaustausch möglich gemacht wird. Durch die über die Gesamtfläche verteilten Nähte oder besser gesagt durch die eingebrachten Nähte entstehenden Teilkammern geben dem Ganzen eine Tragfähigkeit, durch die die Zuordnung zu einem zu schützenden Objekt möglich ist, ohne daß es wei­ terer Stützungsmaßnahmen o. ä. Hilfsmittel bedarf.

Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß Umhüllung und sandartiges faserfreies Gemisch eine Isoliermatte bildend gepreßt sind. Denkbar sind natürlich auch jede andere Art von Formkörpern, doch ist eine solche Isoliermatte besonders günstig zu verarbeiten und zwar insbesondere wiederum dann, wenn die Gesamtfläche über Nähte in Teilkammern unterteilt ist. Eine solche Isoliermatte kann vorteilhaft praktisch um jede Art von Objekt herumgelegt wer­ den, wobei entweder eine Verbindung mit dem Objekt herge­ stellt wird oder aber die Isoliermatte als solche verfügt über eine solche Standfestigkeit, daß sie die einmal vorgege­ bene Form beibehält, insbesondere dann wenn sie einmal unter Temperatur gekommen ist und damit versteift ist.

Weiter vorne ist bereits darauf hingewiesen worden, daß eine gewisse Atmungsaktivität vorgegeben ist, um sowohl das Austreten von Wasserdampf zu ermöglichen, als auch eine Aus­ härtung zu begünstigen, wenn Temperatur und Druck hinzukom­ men. Erfindungsgemäß ist dementsprechend vorgesehen, daß die Umhüllung ein Formen des Gemisches begünstigend und zugleich atmungsaktiv ausgebildet ist.

Die erwähnten Anforderungen an die Umhüllung können be­ sonders gut erfüllt werden, wenn gemäß einer Ausführung der Erfindung die Umhüllung von einem Glasfasergewebe gebildet ist, dessen Maschenbreite mit der Körnung des sandartigen, faserfreien Gemisches abgestimmt ausgeführt ist. Ein derarti­ ges Glasfasergewebe erbringt insbesondere die notwendige Feu­ erbeständigkeit, wobei vorteilhafterweise eben auch ein an­ organisches Ausgangsmaterial zur Verfügung steht, das obwohl aus Fasern bestehend deshalb im vorliegenden Fall ungefähr­ lich ist, weil es zur Gesamtmatte gesehen nur eine dünne Schicht ausmacht und weil besondere Glasfasern zum Einsatz kommen, die ohne Vorbehandlung 300-400°C und bei besonde­ rer Behandlung 700-800°C Temperatur problemlos aushalten. Dieses Glasfasergewebe ist darüber hinaus bestens geeignet, um je nach Maschenweite das sandartige, faserfreie Gemisch zurückzuhalten, und dennoch die geforderte Atmungsaktivität zu wahren, so daß es für den vorgesehenen Einsatzfall sich besonders gut eignet.

Weiter vorne ist bereits darauf hingewiesen worden, daß die Tragfähigkeit bzw. Eigenstabilität eines derartigen Iso­ lierwerkstoffes oder besser gesagt einer Isoliermatte durch entsprechende Unterteilungen der Gesamtfläche erreicht wird. Die dafür notwendigen Nähte sind erfindungsgemäß mit einer Glasfaser oder Glasfasern hergestellt, so daß damit eine Ge­ samtisoliermatte zur Verfügung steht, die vorteilhaft flammen- bzw. feuerbeständig ist und aufgrund der Besonderheiten auch keine Gefährdung für die Umwelt darstellt.

Um die Anpaßbarkeit der einzelnen Isoliermatten bzw. Isolierwerkstoffe zu gewährleisten, weisen die Nähte eine V-Form, H-Form oder X-Form auf, je nach dem wie weit ein Biegen oder Formen vorgesehen und notwendig ist.

Die V-Form und auch die H-Form haben den Vorteil, daß relativ enge Bögen hergestellt werden können, wobei je nach Einschnitt dennoch nach außen hin eine durchgehende Wandung, Fläche o. ä. vorgegeben wird. Der Isolierwerkstoff besteht wie weiter vorne erläutert aus anorganischen Bestandteilen und zwar ausschließlich, wobei das sandartige, faserfreie Ge­ misch von der Umhüllung umgeben ist. Neben der steinbildenden Komponente ist auch eine weitere Bindemittel- oder Flüssig­ keitkomponente vorgegeben, wobei hier insbesondere Wasserglas zum Einsatz kommt. Der Anteil an Bindemittel/Wasserglas ist erfindungsgemäß im Gemisch dem Anwendungsfall jeweils ange­ paßt und beträgt 30-70%, vorzugsweise 40-45%. Das körn­ förmiger Wasserglas wird dabei wie auch das übrige Material durch die feinen Fasermatten zurückgehalten und kann dann reagieren, wenn dies durch den Preßvorgang und die Temperatur erforderlich wird. Dies gibt die Möglichkeit, je nach Anwen­ dungsfall eine gezielte Mischung vorzugeben, die dann als Gemisch so reagiert, wie dies sich gerade als zweckmäßig er­ weist.

Ebenfalls der Anpaßbarkeit an die zu isolierenden Objek­ te dient die Ausführung, nach der die Teilkammern unter­ schiedliche Abmessungen und Formen aufweisen. Da die Nähte, von denen weiter vorne die Rede ist, nach dem Einfüllen des Gemisches hergestellt werden, kann so auch die Formgebung soweit variiert werden, daß eine Anpassung an unter­ schiedlichste Gegebenheiten problemlos möglich ist. Dabei ist es vorzugsweise so, daß die Teilkammern in ihrer Gesamtheit dem zu isolierenden Objekt anpaßbar oder angepaßt ausgebildet sind, wobei bei der Bildung der Teilkammern immer daran ge­ dacht werden muß, daß diese Teilkammern oder besser die Nähte dem Ganzen die notwendige Tragfähigkeit bzw. Haltbarkeit ge­ ben. Es wird somit in der Regel immer so sein, daß auf die Fläche des jeweiligen Objektes gesehen eine Unterteilung der Gesamtfläche in mehrere Teilkammern vorgenommen wird, obwohl theoretisch auch eine durchgehende Kammer verwirklicht werden könnte.

Dort wo eine stärkere Beeinflussung beim Transport oder auch bei der Montage zu befürchten ist, ist es für die Iso­ liermatte zweckmäßig, sie mit einer doppelwandigen Deckfläche auszubilden, wobei es theoretisch denkbar ist, die eine Deck­ fläche zu unterteilen und mit Nähten zu versehen, während die andere Deckfläche vielleicht eine sehr schmale aber große Kammer bildet, in die ebenfalls ein entsprechendes Gemisch eingefüllt ist. Denkbar ist es natürlich auch, die zweite Wand der doppelwandigen Deckfläche mit den Nähten mitzuver­ binden und so dem ganzen ein besonders stabiles Äußeres bzw. eine entsprechende Außenhaut zu geben, ohne daß in den Be­ reich zwischen der Doppelwand ein entsprechendes Isoliermate­ rial bzw. ein entsprechender Isolierwerkstoff eingeschüttet und eingefüllt wird.

Eine weitere zweckmäßige Ausbildung sieht vor, daß die Isoliermatte aus zwei oder mehreren flächig miteinander ver­ bundenen Matten besteht, vorzugsweise mit einer gemeinsamen Mittenwand, wobei die einander gegenüberliegenden Teilkammern unterschiedliche Größen und die Nähte zu entgegengesetzten Richtungen offen sind. Eine solche Isoliermatte erfährt durch die doppelte Nahtbildung bzw. die doppelte Ausbildung von Teilkammern eine besondere Steifigkeit und Festigkeit und kann somit insbesondere auch im Ofenbau bei großflächigen Isolierungen vorteilhaft zum Einsatz kommen. Die zu unter­ schiedlichen Richtungen offenen Nähte ermöglichen ein Verfor­ men in beide Richtungen, ohne daß hier eine Behinderung ein­ treten könnte und wobei trotzdem die gegenüberliegende Wand dann jeweils so dicht abgeschlossen ist, daß eine durchgehen­ de Isolierung auch in den Nahtzonen gewährleistet ist.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine Isoliermatte bzw. ein Isolierwerkstoff geschaffen ist, der für die verschiedensten Anwendungsfälle einsetzbar ist, der insgesamt somit über eine große Variabilität ver­ fügt, der verarbeitungsfreundlich ist und der insbesondere nicht zu einer Umweltbeeinträchtigung führt. Der Isolierwerk­ stoff besteht insgesamt aus anorganischem Material, bei­ spielsweise dem unter dem Markennamen "WILLIT" bekannten Werkstoff, der als solcher körnig bzw. sandartig vorgegeben ist und zusammen mit "Glasfaserfolien", d. h. also dünnwandi­ gen Glasfasermatten zum Einsatz kommen kann. Dieses sandarti­ ge Gemisch, wird im Herstellungsprozeß auf eine untere Matte aufgeschüttet und verteilt, dann mit dem Gemisch und der obe­ ren Bahn bzw. Matte zusammen verdichtet und gepreßt, wobei es bereits eine gewisse Eigenstabilität erfährt. Als solches werden dann die Nähte eingebracht, die eine ausreichende Ver­ arbeitungsmöglichkeit geben, ohne daß die Gefahr besteht, daß verdünnte Isolierzonen entstehen. Diese so hergestellten Iso­ liermatten können dann am Ort eingesetzt werden, wobei sie ihre Endfestigkeit durch die Wärmebeeinflussung und den ggf. noch vorhandenen Druck erfahren. Über den Druck beim Herstel­ len der einzelnen Isoliermatten wird die notwendige Festig­ keit vorgegeben, wobei die einzelne Isoliermatte erst am An­ wendungsort und bei Auftreten der Temperatur die endgültige Form und Steifigkeit erhält. Damit ist insbesondere vorher noch eine ausreichende Flexibilität und damit Handhabungs­ freundlichkeit gegeben.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen­ standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in denen bevorzugte Ausführungsbei­ spiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 ein durch eine Isoliermatte umhülltes Objekt in runder Form,

Fig. 2 ein eckiges Objekt, mit nach außen ge­ schlossener Wandung,

Fig. 3 eine Isoliermatte mit V-förmigen Nähten,

Fig. 4 eine Isoliermatte mit H-förmigen Nähten,

Fig. 5 eine Isoliermatte mit X-förmigen Nähten,

Fig. 6 eine doppelwandige Isoliermatte, im Schnitt wie auch bei den Darstellungen nach Fig. 3 bis Fig. 5,

Fig. 7 eine Isoliermatte mit unterschiedlich großen Teilkammern in Draufsicht und

Fig. 8 eine Isoliermatte mit unterschiedlich ausgebildeten Teilkammern in Draufsicht.

Fig. 1 zeigt den neuartigen Isolierwerkstoff 1 im Ein­ satz und zwar ein kreisrundes Objekt 15 umgebend. Dabei ist das Gemisch 2, bestehend ausschließlich aus anorganischen Bestandteilen von der Glasfaserumhüllung 3 umgeben wiederge­ geben, wobei diese Umhüllung 3 in ihrer Gesamtfläche 5 über Nähte 6, 7, 8 in einzelne Teilkammern 9, 10 unterteilt ist. Die einzelnen Teilkammern 9, 10 haben unterschiedliche oder auch gleiche Abmessungen, je nachdem wo die Isoliermatte 11 zum Einsatz kommt.

Die Isoliermatte 11, die gemäß Fig. 1 und auch Fig. 2 um das jeweilige Objekt 15 herumgelegt ist, ist entsprechend handhabungs- und verarbeitungsfreundlich, weil die Teilkammern 9, 10 durch das Einbringen von Nähten in einer V-Form 12, H-Form 13 oder X-Form 14 ein entsprechendes Verlegen leicht ermöglicht.

Gemäß Fig. 1 ist die Isoliermatte oder sind die Isolier­ matten 11 so am Objekt 15 verlegt, daß die Nähte 6, 7, 8 in V-Form 12 offen bleiben, während nach Fig. 2 eine Montage vorgesehen ist, bei der die an den Ecken 16 angeordneten Näh­ te sich so schließen, daß eine insgesamt geschlossene Wandung entsteht. Der Einfachheit halber ist hier in Fig. 2 die Dar­ stellung der Nähte 7, 8 in offener Darstellung wiedergegeben, einfach um die Lage zu verdeutlichen. In Wirklichkeit ist durch die entsprechende Anordnung ein weitgehendes Schließen dieser V-Form 12 bzw. entsprechende Nähte 7, 8 zu erreichen.

Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen unterschiedliche Isolier­ matten 11 bzw. Isoliermatten 11 mit unterschiedlich ausgebil­ deten Nähten 6, 7. Die Nähte 6, 7 haben eine V-Form 12 (Fig. 3), H-Form 13 (Fig. 4) oder X-Form 14 (Fig. 5). Die einzelnen Teilkammern 9, 10 können dabei gleiche Abmessungen oder auch unterschiedliche Abmessungen aufweisen, je nach dem für wel­ chen Einsatzfall die einzelnen Isoliermatten vorgesehen sind.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 und Fig. 4 ist eine obere einfache Deckfläche 17 und eine untere Deckfläche 18 in Aus­ führung einer Doppelwand 19 verwirklicht. Wie angedeutet ist durch die Ausbildung als Doppelwand 19 beim Verlegen eine höhere Stabilität gewährleistet, wobei der Hohlraum zwischen der Doppelwand 19 ggf. ebenfalls noch mit einem Gemisch 2 verfüllt werden kann.

Fig. 6 zeigt insofern eine besondere Ausbildung, als hier eine Isoliermatte 11 wiedergegeben ist, die quasi aus zwei Matten 20, 22 besteht, die allerdings eine gemeinsame Mittenwand 21 aufweisen. Angedeutet ist, daß die dabei durch die Nähte 6, 7, 7′ entstehenden Teilkammer 9, 9′ unterschied­ liche Abmessungen aufweisen.

Fig. 7 und auch Fig. 8 zeigen eine Draufsicht auf eine Isoliermatte 11, wobei hier zur Verdeutlichung relativ breite Nähte 6, 7, 8 wiedergegeben sind. Hier ist eine H-Form ver­ wirklicht, wobei die Breite dieser einzelnen Nähte 6, 7, 8 natürlich variiert werden kann. Denkbar ist es auch, zwei Nähte relativ dicht nebeneinander anzubringen, um auf diese Art und Weise eine besondere Form der Naht (Doppelnaht) zu erreichen. Bei dieser Art von Ausbildung ist es denkbar, daß um diese Doppelnaht herum ein Abbiegen leichter möglich ist. Dabei ist aber nicht auszuschließen, daß Schwachzonen in der Isolierung entstehen, insbesondere dann, wenn nicht um 90° herumgebogen werden kann. Damit wird auch deutlich, daß die Form der Naht 6, 7, 8 als V-, H- oder X-Form 12-14 je nach Abwicklungsgrad Vorteile bringen kann. Die V-Naht bietet dar­ über hinaus auch noch die Möglichkeit durch die Wahl der Schräge der beiden Schenkel den Abwicklungsgrad zu variieren.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfin­ dungswesentlich angesehen.

Claims (11)

1. Isolierwerkstoff für die Maschinen- und Gerä­ teisolierung sowie die Wärme- und Schallisolierung von Bau­ werken insbesondere in Form von leichtflexiblen Matten, be­ stehend aus über Druck geformten Mineral- und Bindematerial, dadurch gekennzeichnet, daß das Mineral- und Bindematerial ausschließlich anorgani­ sche Bestandteile aufweist und aus einem sandartigen, faser­ freien Gemisch (2) aus einer steinbildenden und einer Flüs­ sigkeitskomponente sowie ggf. Füllstoffen besteht, das von einer Umhüllung (3) umgeben ist, die zusammen mit dem Gemisch über Druck formbar und einen Luftaustausch mit der Außenat­ mosphäre zulassend ausgebildet ist, wobei die Gesamtfläche (5) über Nähte (6, 7, 8) in Teilkammern (9, 10) unterteilt ist.

2. Isolierwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Umhüllung (3) und sandartiges faserfreies Gemisch (2) eine Isoliermatte (11) bildend gepreßt sind.

3. Isolierwerkstoff nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (3) ein Formen des Gemisches (2) begünsti­ gend und zugleich atmungsaktiv ausgebildet ist.

4. Isolierwerkstoff nach Anspruch 1 bis Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (3) von einem Glasfasergewebe gebildet ist, dessen Maschenbreite mit der Körnung des sandartigen, faser­ freien Gemisches (2) abgestimmt ausgeführt ist.

5. Isolierwerkstoff nach Anspruch 1 bis Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähte (6, 7, 8) mit einer Glasfaser oder Glasfasern hergestellt sind.

6. Isolierwerkstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähte (6, 7, 8) eine V-Form (12), H-Form (13) oder X-Form (14) aufweisen.

7. Isolierwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Bindemittel/Wasserglas im Gemisch (2) dem Anwendungsfall angepaßt ist und 30-70%, vorzugsweise 40-45% beträgt.

8. Isolierwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkammern (9, 10) unterschiedliche Abmessungen und Formen aufweisen.

9. Isolierwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkammern (9, 10) in ihrer Gesamtheit dem zu iso­ lierenden Objekt (15) anpaßbar oder angepaßt ausgebildet sind.

10. Isolierwerkstoff nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Deckflächen (18) der Isoliermatte (11) doppel­ wandig ausgebildet ist.

11. Isolierwerkstoff nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliermatte (11) aus zwei oder mehreren flächig mit­ einander verbundenen Matten (20, 22) besteht, vorzugsweise mit einer gemeinsamen Mittenwand (21), wobei die einander gegenüberliegenden Teilkammern (9, 10) unterschiedliche Größen und die Nähte (6, 7, 8) zu entgegengesetzten Richtun­ gen offen sind.