DE69518002T2

DE69518002T2 - Isolierendes element und verfahren zur herstllung dieses elementes

Info

Publication number: DE69518002T2
Application number: DE69518002T
Authority: DE
Inventors: Luis Noergaard; Jeppe Rasmussen
Original assignee: Rockwool International AS
Current assignee: Rockwool AS
Priority date: 1994-04-13
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 2000-12-21
Anticipated expiration: 2015-04-12
Also published as: PL316732A1; CZ299296A3; WO1995028533A1; CA2187530A1; ATE194676T1; HUT77461A; HU9602706D0; US5776580A; DK42794A; AU2303895A; BG62144B1; BG100903A; DE69518002D1; EP0793759B1; HU219093B; EP0793759A1; PL178004B1; SK126996A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Isolierplattenelement, das eine wärmeisolierende Kernschicht enthält, die diffusionsoffen ist und auf beiden Seiten mit einer dampfdichten äußeren Schicht beschichtet ist.
Isolierelemente des vorstehend beschriebenen Typs, bei welchen die wärmeisolierende Kernschicht aus Mineralwolle besteht, werden beispielsweise zum Isolieren von Kühl- und Gefrierkammern, d. h. Kammern, die eine Temperatur unter dem Taupunkt der Umgebungsluft haben, verwendet. Dies bedeutet, daß dann, wenn Undichtigkeiten in einer externen dampfdichten Außenschicht auftreten, Wasserdampf in die Isolierschicht diffundiert und Kondenswasser an der Innenseite der inneren dampfdichten Schicht gebildet wird und in Abhängigkeit von der Temperatur der inneren dampfdichten Schicht eine Eisschicht gebildet werden kann. Die Bildung von Eis, die nicht ohne weiteres zu beobachten ist, da sie innerhalb des Isolierelements stattfindet, nimmt allmählich zu und kann im Lauf der Zeit zur Zerstörung der Isolierschichten führen. Gleichzeitig tritt eine zunehmende Reduzierung der Isolierfähigkeit des fehlerhaften Isolierelements auf.
Das DE-Patent-Nr. 826 500 beschreibt ein Kammerisolierelement des vorstehend beschriebenen Typs, bei welchem die Kernschicht aus Schichten aus getrennten Körpern besteht und bei welchem dampfdichte Folien zwischen den Schichten vorgesehen sind. Wenn in der externen dampfdichten Schicht eines derartigen Elements eine Undichtigkeit auftritt, kann der daraus entstehende Schaden auf die äußerste Schicht von separaten Körpern begrenzt werden, aber die Isolierfähigkeit des Isolierelements wird über seine gesamte Außenseite verringert. Zusätzlich sind die bekannten Kammerisolierelemente im industriellen Maßstab schwierig herzustellen.
Die FR-A-938294 zeigt ein Sandwich-Isolierelement auf, das eine Kernschicht aus Glasfaserlamellen enthält, die durch dazwischen liegende Schichten aus einem dünnen flexiblen Material, wie z. B. Kraft-Papier, getrennt sind und auf einer oder auf beiden Seiten durch äußere Platten aus Holz oder einem ähnlichen Material bedeckt sind, um ein Element mit niedrigem Gewicht zu erhalten, das in einer zu der äußeren Platte bzw. zu den äußeren Platten senkrechten Richtung druckbeständig ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Isolierplattenelement des vorstehend beschriebenen Typs zu schaffen, bei welchem die aus einer Undichtigkeit in einer der dampfdichten äußeren Schichten resultierende Beschädigung so beschränkt werden kann, daß sie nur einen kleinen Teil des Elements betrifft, welches Element ferner einfach im industriellen Maßstab herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird durch das Isolierelement gemäß der Erfindung gelöst, welches Isolierelement dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kernschicht mittels dampfdichter Trennschichten, die senkrecht zu den dampfdichten äußeren Schichten verlaufen und mit diesen in dampfdichter Weise verbunden sind, in Zellen unterteilt ist.
Aufgrund dieser Unterteilung des Isolierplattenelements in dampfdichte Zellen erlauben gegebenenfalls auftretende Undichtigkeiten das Eindringen von Feuchtigkeit nur in einen sehr begrenzten Abschnitt des Elements und jede Bildung von Kondensat und/oder Eis führt nur zu einer geringfügigen Verringerung der gesamten Isolierfähigkeit des Isolierelements.
Darüber hinaus tragen die Trennschichten dazu bei, die Biegefestigkeit und Steifigkeit des Isolierelements zu erhöhen.
Die DK-Patentveröffentlichung Nr. 137 579 zeigt verstärkte Isolierelemente auf, die Streifen aus einem weichen Isoliermaterial, z. B. Mineralwolle, enthalten, bei welchen Verstärkungsschichten, die dazu dienen, den Isolierelementen verbesserte Festigkeitseigenschaften zu verleihen, zwischen den Streifen vorgesehen sind. Diese Verstärkungsschichten sind aus einem härtbaren Bindemittel oder Klebstoff in flüssigem Zustand hergestellt, aber die Veröffentlichung gibt keinen Hinweis darauf, daß die Verstärkungsschichten dampfdicht sein sollen. Das bekannte Isolierelement kann mit äußeren starren Schichten oder Platten versehen sein, aber weder weist die Veröffentlichung darauf hin, daß diese Schichten oder Platten dampfdicht sind, noch daß sie mit den Verstärkungsschichten verbunden sind.
Das DD-Patent Nr. 297 114 A5 beschreibt ein Plattenelement für die Adsorption von elektromagnetischen Wellen, insbesondere Radarwellen. Die bekannten Elemente bestehen aus einer Trägerplatte, beispielsweise aus verstärkter Aluminiumfolie, auf welcher parallele Streifen aus Mineralwolle, wie z. B. Glaswolle, aufgeklebt werden, welche Streifen durch ein elektrisch leitfähiges Material getrennt sind, wie z. B. ein graphitgesättigtes Glasfaservlies oder eine Metallfolie. Das bekannte Element kann ferner eine zusätzliche Trägerplatte aus einem elektrisch nicht leitenden Material, wie z. B. Glasfaservlies, enthalten, das heißt einem Material, das nicht dampfdicht ist.
Die EP 0 568 270 A1 beschreibt eine Platte, die aus zwei äußeren Schichten aus einem imprägnierten Fasermaterial besteht und eine innere Zellenstruktur aus einem Fasermaterial hat, wobei die Zellen einen Füllstoff enthalten, der aus einer Mischung aus einem granulären anorganischen Isoliermaterial und einem Material besteht, das bei intensiver Erwärmung Wasser freisetzt. Die Wände zwischen den -Zellen sind nicht dampfdicht.
Das FR-Patent-Nr. 938 294 beschreibt ebenfalls eine Platte für Bauzwecke, die in Zellen unterteilt ist. Diese bekannte Platte enthält eine Kernschicht aus kombinierten Glasfaserlamellen und die Kernschicht ist auf beiden Seiten durch Platten aus Holz oder einem ähnlichen nicht dampfdichten Material bedeckt.
Die Kernschicht des Isolierelements gemäß der Erfindung besteht vorzugsweise aus länglichen Mineralfaserelementen (Mineralfaserlamellen) und insbesondere aus Mineralfaserlamellen, bei welchen die Fasern in Ebenen ausgerichtet sind, die im wesentlichen senkrecht zu den äußeren Schichten sind. Derartige Lamellen verleihen den Isolierelementen eine gute Beständigkeit gegen senkrecht zu der Plattenebene wirkenden Druck.
Es ist bevorzugt, Kernmaterialien aus Steinwolle zu verwenden, aber auch Glaswolle und Schlackewolle sind geeignet.
Praktischerweise hat die Kernschicht eine Dicke von 5 bis 300 mm und vorzugsweise von 100 bis 200 mm, und wenn sie beispielsweise aus Steinwolle besteht, ist die Dichte vorzugsweise zwischen 50 bis 170 kg/m³.
Die Breite der Lamellen und somit der dampfdichten Zellen liegt praktischerweise zwischen 50 und 300 mm, vorzugsweise zwischen 100 und 200 mm.
Die dampfdichten Trennschichten zwischen den Zellen haben vorzugsweise einen Diffusionswiderstand, der 75m²·s·GPa/kg übersteigt, und enthalten vorzugsweise eine Folie, wie z. B. eine Metallfolie oder Kunststoffolie, die optional beispielsweise mit Glasfasern verstärkt ist.
Wenn eine Metallfolie verwendet wird, wie z. B. eine Aluminiumfolie, beträgt die Dicke praktischerweise zwischen 0,01 bis 0,15 mm. Wenn eine Kunststoffolie verwendet wird, wie z. B. eine Polyethylen-, Polypropylen-, Polyvinylchlorid-, Polyacrylat- oder Polyesterfolie, beträgt die Dicke vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,2 mm.
Die dampfdichten Trennschichten können ferner aus imprägniertem Papier, einer Kombination aus Papier und Folie, beispielsweise aluminiumbeschichtetem Papier, oder einer dampfdichten Beschichtung aus Farbe oder Lack bestehen.
Die dampfdichten äußeren Schichten, die vorzugsweise einen Diffusionswiderstand von mehr als 75m²·s·GPa/kg haben, können aus einer Metallschicht, beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder Aluminium, bestehen, optional mit einer Kunststoffschicht oder einer Farbschicht beschichtet. Wenn eine Metallschicht aus rostfreiem Stahl verwendet wird, ist die Dicke der Schicht praktischerweise zwischen 0,4 und 1 mm, und wenn eine Metallschicht aus Aluminium verwendet wird, beträgt die Dicke der Schicht praktischerweise zwischen 0,7 und 1,5 mm. Vorzugsweise werden starre äußere Verstärkungsschichten verwendet, wie z. B. Kunststoffplatten, z. B. Formica®-Platten.
Die dampfdichten Verbindungen zwischen den Trennschichten und den äußeren Schichten werden praktischerweise geschaffen, indem ein geschäumtes Bindemittel während der Herstellung des Isolierelements verwendet wird, z. B. ein geschäumtes Polyurethan-Bindemittel, welches Bindemittel in der Lage ist, in das Kernmaterial um die Trennschichten einzudringen und somit dichte Verbindungen zwischen ihren Rändern und den äußeren Schichten zu schaffen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des vorstehend beschriebenen Isolierplattenelements. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens eine Seite einer Platte oder einer Bahn eines iso lierenden Kernmaterials, das diffusionsoffen ist, eine dampfdichte Schicht aufgebracht wird, daß die auf diese Weise hergestellte Platte oder Bahn in Lamellen geschnitten wird, daß die Lamellen um 90º um ihre Längsachsen gedreht werden und aneinander angehaftet werden, um eine Platte oder eine Bahn zu bilden, bei welcher Streifen der dampfdichten Schicht Trennschichten zwischen benachbarten Lamellen bilden, und daß beide Seiten der so hergestellten Platte oder Bahn in der Weise mit einer dampfdichten äußeren Schicht beschichtet werden, daß dampfdichte Verbindungen zwischen den Rändern der Trennschichten und den äußeren Schichten erzielt werden, und daß die Bahn in gewünschte Längenabschnitte geschnitten wird.
Das Auftragen der dampfdichten Schicht, welche Trennschichten in dem fertiggestellten Element bildet, auf das Kernmaterial kann in einer an sich bekannten Weise durchgeführt werden. Wenn ein Kernmaterial in Form von Steinwolle verwendet wird, kann das Auftragen der dampfdichten Schicht somit auf der Herstellungsstraße durchgeführt werden. Beispielsweise kann die dampfdichte Schicht mit der Kernschicht unter Verwendung eines flüssigen Bindemittels verklebt werden, das auf die Kernmaterialoberfläche oder die dampfdichte Schicht mittels einer Schmierschutzwalze aufgetragen werden. Geeignete Bindemittel schließen thermoplastische Materialien, wie z. B. Polyethylen, Heißschmelzkleber oder Kontaktkleber ein.
Wenn die Trennschicht aus einer Metallfolie besteht, kann das verwendete Bindemittel ein Film aus thermoplastischem Material sein, wie z. B. Polyethylen, das auf die Metallfolie aufgetragen wird, welcher Film im Zusammenhang mit dem Anbringen der Metallfolie mittels einer Heizwalze bis zum Schmelzen erwärmt wird.
Das Schneiden der mit einer dampfdichten Schicht beschichteten Platte oder Bahn kann ebenfalls auf der Herstellungsstraße oder außerhalb der Herstellungsstraße in an sich bekannter Weise durchgeführt werden.
Das Schneiden der Platte oder der Tafel kann in Längsrichtung oder senkrecht dazu durchgeführt werden.
Wenn die durch das Schneiden erzeugten Lamellen um 90º gedreht wurden, werden sie erneut miteinander verklebt, um eine Platte oder eine Bahn zu bilden, in welcher dampfdichte Schichten (Trennschichten) zwischen benachbarten Lamellen angeordnet sind. Zu diesem Zweck wird vorzugsweise Heißschmelzkleber verwendet. Die Lamellen werden in ihrer Längsrichtung vor dem Verkleben vorzugsweise gegeneinander versetzt (beispielsweise um 150 bis 250 mm), um eine Verbundstruktur zu schaffen. Wenn Heißschmelzkleber als Bindemittel verwendet wird, ist es ausreichend, zwei Fäden des Bindemittels auf eine der beiden Oberflächen, die zu verkleben sind, aufzutragen, beispielsweise einen Faden am untersten Abschnitt der Kontaktoberfläche und einen Faden am obersten Abschnitt derselben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine dampfdichte Schicht auf die Platte oder die Bahn des Kernmaterials aufgebracht, welches diffusionsoffen ist, welche Schicht in der Weise verläuft, daß die Seitenkanten der Platte oder der Tafel abgedeckt sind. Während des Schneidens der Platte oder der Bahn werden die Abschnitte der dampfdichten Schicht, die diese Kanten bedecken sollen, praktischerweise über die Bahn gefaltet und auf das Schneiden der Lamellen folgend können diese Abschnitte entfaltet und mit den Enden der Lamellen verklebt werden. Ein Klebstoff, z. B. ein Kontaktkleber, kann auf diese Abschnitte aufgetragen werden.
Alternativ kann die Platte oder die Tafel aus Kernmaterial, das diffusionsoffen ist, vor dem Schneiden mit einem dampfdichten Material auf einer Seite sowie auf den Seitenrändern beschichtet werden.
Indem man es zuläßt, daß die dampfdichte Schicht die Enden der Lamellen bedeckt, sind die Lamellen im Endprodukt in vollständig dampfdichter Weise eingeschlossen.
Vor dem Auftragen einer äußeren Schicht auf die Platte oder die Bahn, die so hergestellt wurde, können ihre Unter- oder Oberseite geglättet werden, um Dickenunterschiede zu eliminieren.
Wie vorstehend angeführt sind die äußeren Schichten mit der auf diese Weise hergestellten Platte oder Bahn mittels eines geschäumten Bindemittels verbunden, z. B. eines geschäumten Polyurethan-Bindemittels, wobei der geschäumte Zustand es erlaubt, daß das Bindemittel in die Abschnitte des Kernmaterials eindringt, die den Rändern der Trennschichten benachbart sind. Die Eindringtiefe kann so im Bereich von 1 bis 1,5 mm liegen.
Die Erfindung wird nachfolgend im Detail unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Isolierelements gemäß der Erfindung,
Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II des Isolierelements gemäß Fig. 1,
Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Abschnitts in Fig. 2, und
Fig. 4a-4d sind schematische Ansichten von verschiedenen Schritten einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das in Fig. 1-3 gezeigte Isolierplattenelement besteht aus einer Kernschicht 1, die aus Mineralfaserlamellen 2 zusammengesetzt ist, die durch dampfdichte Trennschichten 3 getrennt sind, sowie aus dampfdichten äußeren Schichten 4, 5, wobei die Trennschichten 3 von der einen äußeren Schicht 4 zu der anderen äußeren Schicht 5 verlaufen und entlang den Seitenrändern mit den äußeren Schichten 4, 5 in dampfdichter Weise verbunden sind.
Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, wird diese dampfdichte Verbindung erzielt, indem die Seitenränder der Trennschichten in eine Bindemittelschicht eingebettet werden, die auf die Innenseite jeder äußeren Schicht aufgetragen ist.
Fig. 4a zeigt den ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens. In diesem Schritt wird eine Metallfolie oder Kunststoffolie 11 auf eine Mineralfaserbahn 10 aufgetragen, welche Folie 11 mit der Oberseite der Mineralfaserbahn mittels eines Polyethylen-Klebstoffs (nicht dargestellt) verbunden wird, der auf der Unterseite der Folie 11 aufgetragen wurde und der durch Verwendung einer Heizwalze (nicht dargestellt) zum Schmelzen gebracht wird.
Wie Fig. 4b zeigt, wird die in dem ersten Schritt gebildete geschichtete Mineralfaserbahn 10 mittels Sägeblättern 13, die an einer gemeinsamen Welle 14 angebracht sind, die von einem Motor (nicht dargestellt) angetrieben wird, in Lamellen 12 geschnitten.
In einem nachfolgenden Schritt (nicht dargestellt) werden die durch den Schneidvorgang gebildeten Lamellen 12 um 90º um ihre Längsachsen gedreht, so daß sie die in Fig. 4c gezeigte Position einnehmen, in der die durch das Schneiden der Folie 11 gebildeten Folienstreifen 15 nun in senkrechten Ebenen angeordnet sind und auf den Abschnitt einer benachbarten Lamelle zu weisen, der zuvor Teil der Unterseite der Bahn 10 war.
Mittels Düsen 16 mit einem Versorgungseinlaß 17 wird anschließend Bindemittel, beispielsweise Heißschmelzkleber, in Form von zwei parallelen Fäden auf eine oder beide dieser Oberflächen aufgetragen.
In einem nachfolgenden Schritt (nicht dargestellt) werden die benachbarten Lamellen nach einer wechselseitigen Versetzung in Längsrichtung zusammengeführt, wodurch sie mittels des auf die benachbarten Oberflächen aufgetragenen Bindemittels in versetzter Weise (siehe Fig. 4d) zu einer Bahn 18 verklebt werden.
Wie aus Fig. 4d ersichtlich ist, wird eine dampfdichte Beschichtung auf sowohl die Oberseite als auch die Unterseite der Bahn 18 aufgetragen, z. B. in Form von Metallfolien 19, 20, wobei die Metallfolie 19 mit einer Schicht eines Bindemittels (nicht dargestellt) versehen ist, das in die Bahn 18 in eine solche Tiefe eindringt, daß eine dampfdichte Verbindung zwischen den nach oben weisenden Seitenrändern der Folienstreifen 15 und der Metallfolie 19 vor ihrer Berührung mit der Oberseite der Bahn 18 erzielt wird. In entsprechender Weise wird die Metallfolie 20 mit der Unterseite der Bahn 18 in Verbindung gebracht. Dies erzeugt ein Plattenelement, das nach dem Schneiden in geeignete Längenabschnitte ein Erscheinungsbild ähnlich dem in Fig. 1-3 gezeigten Element hat.

Claims

1. Isolierplattenelement, umfassend eine wärmeisolierende Kernschicht (1, 10), die diffusionsoffen ist und auf beiden Seiten mit einer dampfdichten äußeren Schicht (4, 5; 19, 20) beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschicht (1, 10) mittels dampfdichter Trennschichten (3, 15), die senkrecht zu den dampfdichten äußeren Schichten (4, 5; 19, 20) verlaufen und die mit diesen in dampfdichter Weise verbunden sind, in Zellen unterteilt ist.

2. Isolierelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschicht aus Mineralfaserlamellen (2, 12) besteht.

3. Isolierelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in den Mineralfaserlamellen (2, 12) in Ebenen ausgerichtet sind, die im wesentlichen senkrecht zu den äußeren Schichten (4, 5; 19, 20) sind.

4. Isolierelement nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial (1, 10) aus Steinwolle besteht, die eine Dichte von 50 bis 170 kg/m³ hat.

5. Isolierelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dampfdichten Trennschichten (3, 15) aus Metallfolie oder Kunststofffolienstreifen bestehen.

6. Isolierelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Schichten aus Metallschichten bestehen.

7. Isolierelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dampfdichten Trennschichten (3, 15) mit den äußeren Schichten mittels eines geschäumten Bindemittels verbunden sind.

8. Verfahren zur Herstellung eines Isolierplattenelements nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dampfdichte Schicht (11) auf mindestens eine Seite einer Platte oder einer Bahn (10) eines isolierenden Kernmaterials, das diffusionsoffen ist, aufgebracht wird, daß die auf diese Weise hergestellte Platte oder Bahn in Lamellen (12) geschnitten wird, daß die Lamellen (12) um 90º um ihre Längsachse gedreht werden und aneinander angehaftet werden, um eine Platte zu bilden, wobei Streifen (15) der dampfdichten Schicht eine Trennschicht zwischen benachbarten Lamellen (12) bilden, und daß beide Seiten der so hergestellten Platte oder Bahn in der Weise mit einer dampfdichten äußeren Schicht beschichtet werden, daß dampfdichte Verbindungsstellen zwischen den Rändern der Trennschichten und den äußeren Schichten (19, 20) erzielt werden, und daß die Bahn in gewünschte Längenabschnitte geschnitten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der äußeren Schichten unter Verwendung eines geschäumten Bindemittels durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein geschäumtes Polyurethanbindemittel verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte oder die Bahn aus miteinander verbundenen Lamellen (12) mit dazwischenliegenden Trennschichten (15) vor dem Aufbringen der äußeren Schichten (19, 20) an einander gegenüberliegenden Seiten geglättet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte oder die Bahn aus isolierendem Kernmaterial, das diffusionsoffen ist, mit einer dampfdichten Schicht mit solchen Abmessungen beschichtet wird, daß sie die Seitenränder der Platte oder der Bahn (10) bedecken kann.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte der dampfdichten Schicht, die die Seitenränder der Platte oder der Bahn bedecken sollen, über die Platte oder die Bahn (10) gefaltet werden, wenn sie in Lamellen (12) geschnitten wird, und nachfolgend an den Enden der hergestellten Lamellen angehaftet werden.