DE8138608U1 - Durch Pressen verdichtete Wärmedämmplatte oder Wärmedämmblock aus einem hochdispersen Dämmaterial - Google Patents

Description

Grünzweig + Hartmann 22 GH03 4 5 2/bu

und Glasfaser AG
6700 Ludwigshafen

/ Durch Pressen verdichtete Wärmedämmplatte oder Wärmedämmblock aus einem hochdispersen Dämmaterial

geeigneten Zuschlagstoffen wie verstärkenden Mineralfasern und/oder Trübungsmittel.

Wie in diesem Zusammenhang etwa die DE-PS 19 54 992 ausführlich erläutert, besteht das wesentliche Problem, .daß aus solchen feindispersen Stoffen hergestellte Preßkörper zwar ausgezeichnete Wärmedämmeigenschaften besitzen, mechanisch aber kaum belastbar sind. Bei der Handhabung solcher durch Pressen verdichteter Wärmedämmkörper bröselt bereits bei geringen mechanischen Beaufschlagungen das mikroporöse Material an der Oberfläche ab. Die mechanischen Eigenschaften derartiger Formkörper ähneln denjenigen von beispielsweise gebundenem feinem Sand.

Die Neuerung betrifft eine durch Pressen verdichtete \.

Wärmedämmplatte oder einen WärmeaÜmmblock aus einem ΐ

hochdispersen Dämmaterial, nach dem Oberbegriff des |

Schutzanspruches 1. %

Derartige hochdisperse Dämmaterialien sind im Handel |

und bestehen aus einem aus der Flammenhydrolyse gewon- |

nenen mikroporösen Oxidaerogel, insbesondere Kiesel- |

säureaerogel und/oder Aluminiumoxidaerogel, ggf. t t

χ Nach der Lehre der genannten DE-PS 19 54 992 soll ein solcher Wärmedämmkörper dadurch eine verbesserte mechanische Belastbarkeit erhalten, daß er von einer flexiblen k

Umhüllung umgeben ist, die mit Druck am Preßstoff anliegt, Gemäß der weiteren Lehre etwa der DE-PS 20 36 124 soll das Pressen des mikroporösen Stoffes in der Umhüllung so geführt werden, daß eine möglichst innige Verzahnung der feindispersen Stoffe untereinander und mit der Oberfläche bzw. den Poren der relativ rauhen Umhüllung beispielsweise YQ aus Glasgewebe erfolgt. Hierdurch soll eine Verwendung von beispielsweise harzartigen Bindemitteln, welche die Wärmedämmfähigkeit vermindern, vermieden werden.

ü Mit derartigen Umhüllungen lassen sich zwar die mecha- I

-,,- nischen Eigenschaften von Wärmedämmkörpern auf der Basis I

solcher mikroporöser Preßstoffe in gewissem Umfange ver- j

bessern, jedoch reicht diese Verbesserung nur für eine \

relativ geringe Anzahl von Anwendungsfällen aus, und \

scheiden durch die notwendige Umhüllung aus Glasgewebe f

I od. dgl., ganz abgesehen von dem erforderlichen Aufwand |

hierfür, sehr viele weitere Anwendüngsfalle aus, bei j

denen eine solche Umhüllung stört oder überhaupt nicht 1 verwendbar ist.

Beispielsweise aus der DE-OS 29 42 087 ist auch bekannt, derartiges hochdisperses Dämmaterial mittels eines Bindemittels zu "härten". Danach liegt das Bindemittel, welches in einem Vorgsmisch gleichförmig mit einem Dispergiermittel verteilt ist, feindispers vor, so daß die Aerogel- und Trübungsmittelteilchen an ihren Kanten und Ecken im Verbund homogen kreuzvernetzt werden. Hierdurch entsteht ein Wärmedämmkörper höherer Biegefestigkeit, die sich durch die mittels des Bindemittels miteinander verbackenen Aerogel- und Trübungsmittelteilchen ergibt, welche einen festen, starren Verbund bilden.

Mittels eines solchen Härtungseffektes wird keine Verminderung der Sprödigkeit, sondern nur eine Erhöhung der

Festigkeit bis zum Eintritt des Sprödbruches erreicht, und nach wie vor führen relativ geringe mechanische Beaufschlagungen zu einem Abbröseln des mikroporösen Materials von der Oberfläche des Wärmedämmkörpers.

In der älteren deutschen Patentanmeldung gemäß DE-OS 31 08 816 ist vorgeschlagen, einen solchen hochdispersen Preßstoff mit einem Mineralfaserzuschlag derart zu versehen, daß zwischen 10 und 30 Gew.-% des Preßstoffes ^aus Mineralfasern mit einer größeren Länge als 10 mm bestehen. Bei Einhaltung weiterer kritischer Parameter ergibt sich hierdurch eine sprunghaft erhöhte Biegbarkeit eines solchen Wärmedämmkörpers in Folien- oder Plattenform. Zur Verbesserung der mechanischen Integrität bei einer solchen Biegung kann dabei auch vorgesehen sein, eine oder beide Seiten eines solchen Wärmedämmkörpers mit einer Folie oder einem Blech zu kaschieren, so daß die Biegbarkeit weiter verbessert wird. Eine solche Kaschierung ist jedoch gemäß dem älteren Vorschlag ausschließen lieh auf den Fall der hohen Zuschlagmenge an langen Mineralfasern beschränkt.

Aufgabe der Neuerung ist es, einen Wärmedämmkörper der gattungsgemäßen Art, der ohne Umhüllung aus Glasgewebe od. dgl. gepreßt ist, derart zu schaffen, daß Beschädigungsgefahren bei der Handhabung deutlich vermindert sind.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Schutzanspruches 1 gelöst.

Damit wird erreicht, daß die Herstellung des Wärmedämmkörpers in einer hierzu bekannten Weise ohne Umhüllung durch Pressen erfolgen kann, wonach dann die Deckschicht aufgebracht wird. Die Deckschicht dient zunächst zum

„_ Schutz der empfindlichen Oberfläche des Wärmedämmkörpers

insbesondere im Sinne einer Erhöhung der Abriebfestigkeit, und ergibt weiterhin einen mehr oder weniger ausgeprägten Verbundeffekt, der darüber hinaus auch die Bruchfestig-

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keit des Wärmedämmkörpers verbessert.

Eine besondere Problematik liegt in der Verankerung der Deckschicht in der Oberfläche des Wärmedämmkörpers, da diese auch nach Erzielung eines Härtungseffektes durch ein Bindemittel die Teilchen mit nur relativ geringer Haftung untereinander enthält. Die vergleichsweise geringe Abriebfestigkeit der Oberfläche führt somit zu entsprechenden Problemen bei der Verankerung der Deckschicht. Es stand nicht zu erwarten, daß überhaupt an der Oberfläche eines solchen Wärmedämmkörpers eine Deckschicht dauerhaft verankert werden kann/ wenn auf eine vollständig geschlossene Umhüllung verzichtet wird, in welche das Material eingepreßt ist.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine Verankerung der Deckschicht durchaus möglich ist, wenn diese in der Konsistenz so eingestellt ist, daß sie in die Oberfläche des Wärmedämmkörpers eindringt. Da die Teilchengröße des feindispersen Dämmaterials äußerst gering ist, genügt schon ein geringfügiges Eindringen des Materials der Deckschicht, um eine Vielzahl von Teilchenschichten zu umgreifen und zu verbacken, und so eine saubere Verankerung herbeizuführen. Während für die Deckschicht grunisätzlich auch organische Beschichtungsmaterialien in Frage kommen, jedoch häufig im Hinblick auf die Temperaturbelastung des Wärmedämmkörpers im Einsatz ungeeignet sind, eignen sich insbesondere auch anorganische Materialien für die Deckschicht. Da der Wärmedämmkörper selbst formsteif ist, ist es auch nicht erforderlich, daß das Material der Deckschicht gute elastische Eigenschaften besitzt, so daß auch von daher ein anorganisches Material insbesondere auf der Basis von Wasserglas verwendet werden kann. Wegen weiterer Einzelheiten eines solchen Mate-

gg rials wird auf die DE-AS 24 60 543 verwiesen und ausdrücklich Bezug genommen.

Bei einem Zusatz von in der Wärme aushärtendem Bindemittel

ergeben sich lokal unterschiedliche, vom jeweiligen Raumgewicht und der jeweiligen lokalen Zusammensetzung abhängige Schrumpfungen und sonstige Formänderungen des Wärmedämmkörpers. Dadurch liegt der Wärmedämmkörper bei der Entnahme aus dem Härtungsofen mit unregelmäßiger Oberfläche vor, die nicht plan ist.

Hier hilft die Neuerung dadurch ab, daß die Deckschicht infolge ihrer Schichtdicke zur Erzielung einer zusammenhängenden Abdeckung auch Unebenheiten ausgleicht. Bei Bedarf kann eine Egalisierung der Oberfläche der noch zumindest plastischen Deckschicht durch Rakeln od. dgl. erfolgen, um eine glatte Oberfläche zu erzielen. Alternativ zu einem Material für die Deckscnicht auf der Basis von Wasserglas kann auch eine Deckschicht aus einem keramischen Bindemittel verwendet werden, das bei Temperaturen zwischen etwa 500 ⁰C und 1000 ⁰C durch keramische Bindung verfestigt. Bezüglich der Einzelheiten einer solchen Beschichtung wird auf die ältere deutsche Patentanmeldung gemäß DE-OS 31 02 935 verwiesen und ausdrücklich vollinhaltlich Bezug genommen. Die ggf. vorgesehene Faserverstärkung eines solchen keramischen Bindemittels zur Verwendung als Deckschicht ergibt zugleich eine sehr erhebliche mechanische Verbesserung der Festigkeit des Wärmedänunkörpers gegen Bruch.

Bei Bedarf kann die Deckschicht zusätzlich als Träger für eine außen aufgebrachte Kaschierungsbahn dienen. Eine entsprechende Temperaturfestigkeit ergibt sich im Falle

3Q der Verwendung einer Metallfolie wie einer Aluminiumfolie oder einer Edelstahlfolie als Kaschierungsbahn, was zugleich auch eine dampfdiffusionsdichte Abdeckung des Wärmedänunkörpers mit sich bringt; dies ermöglicht einen Einsatz eines solchen Wärmedämmkörpers auch dort, wo eine Dampfsperre erforderlich ist.

Die Haftwirkung der Kaschierungsbahn am Material der Deckschicht kann bei Bedarf mechanisch etwa durch Strukturie-

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rung einer folienförmigen Kaschierungsbahn mittels Prägewalzen od. dgl. unterstützt werden.

Soweit mit einer solchen Kaschierungsbahn lediglich der entsprechende Oberflächenschutz bei der Handhabung im Anschluß an die Herstellung, beim Transport und bei der Lagerung erzielt werden soll, eoenso wie bei der Montage, jedoch nach Inbetriebnahme des Gerätes od. dgl. eine Kaschierungsbahn nicht mehr erforderlich ist, kann diese

■j^q aus einem sich bei Wärmeeinwirkung verflüchtigenden Werkstoff wie Papier bestehen. Bei Inbetriebnahme des mit einem solchen Wärmedämmkörper ausgestatteten Gerätes und Entwicklung entsprechender Wärme verflüchtigt sich dann die Kaschierungsbahn, so daß der Wärmedämmkörper im Ein-

jg satz wieder ohne Kaschierungsbahn vorliegt. Abgesehen davon, daß dies für einige Einsatzfälle zu bevorzugen ist,, kann hier eine Kaschierungsbahn aus einem billigen, einfachen Material -"-erwendet werden. Insbesondere ist hier auch die Verwendung eines billigeren organischen Werk-

2Q stoffes zur Bildung der Deckschicht möglich, der so gewählt werden kann, daß er sich bei der Wärmeeinwirkung ebenfalls verflüchtigt. Alternativ kann jedoch unter der sich verflüchtigenden Kaschierungsbahn aus Papier od. dgl. auch ein hitzebeständiges Material für die Deckschicht

oc gewählt werden, etwa ej η keramisches Bindemittel, so daß dieses nach der Zersetzung der Kaschierungsbahn unverletzt bleibt und die gewünschte Abriebfestigkeit im Betrieb ergibt. Sowohl das Material für die Kaschierungsbahn als auch für die Deckschicht wird natürlich zweckmäßig so

__ gewählt, daß eint auftretende Verflüchtigung möglichst

rückstandsfrei erfolgt.

Für eine bahnförmige kontinuierliche oder quasi-kontinuierliche Fertigung des Wärmedämmkörpers in einer Perti- __ gungsstraße wird das Material für die Deckschicht in

einem geeigneten Vorgang wie einem Spritzvorgang auf die Oberfläche des Wärmedämmkörpers aufgebracht und sodann ggf. mit einer Kaschierungsbahn abgedeckt, die von einex

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Vorratsrolle abgewickelt und angelegt wird. Auf diese Weise ist auch eine vollständig oder abschnittsweise kontinuierliche Fertigung eines neuerungsgemäßen kaschierten Wärmedämmkörpers möglich. Im Falle einer Pressung des Preßstoffes für den Wärmedämmkörper in einer sackförmigen Umhüllung aus beispielsweise Glasgewebe ist eira solche kontinuierliche Herstellung nicht oder nur sehr schwierig möglich.

jQ Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 einen Ausbruch aus einem erfindungsgemäßen

Wärmedämmkörper in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 die Einzelheit aus Kreis A in Fig. 1 in stark vergrößerter Darstellung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 3 die Einzelheit aus Kreis A gemäß Fig. 1 in stark

vergrößerter Darstellung gemäß einer zweiten „,_ Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Wärmedämmkörper bezeichnet, der an einer seiner Oberflächen mit einer aus Fig. 2 näher ersichtlichen Abdeckschicht 2a versehen ist, die bei-_ΟΓί spielsweise aus einem keramischen Bindemittel ggf. mit

Mineralfaserverstärkung bestehen kann. Die mit 4a bezeichnete Oberfläche des mit 4 bezeichneten Preßstoffes des Wärmedämmkörpers 1 ist im Beispielsfalle unregelmäßig ausgebildet, wie dies der Fall ist, wenn der Preßstoff

mit einem in der Wärme aushärtenden Bindemittel versehen ob

ist, welches lokal unterschiedliche Schrumpfungen und sonstige Verformungen bei der aushärtenden Wärmebehandlung verursacht. Die Deckschicht 2a, deren Oberfläche

durch Rakeln od. dgl. zusätzlich egalisiert sein kann, weist eine Schichthöhe d¹ auf, welche die Unebenheiten der Oberfläche 4a überdeckt.

Anstelle eines keramischen Bindemittels für die Deckschicht 2a kann auch ein anderes Bindemittel zur Anwendung gelangen. Dabei kann die Deckschicht 2a in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise die Außenoberfläche des Wärmedämmkörpers 1 bilden, oder in der aus Fig. 3 ersichtli-

-^q chen Weise wiederum mit einer Kaschierungsbahn 2 versehen sein, die vor dem Abbinden des Bindemittels aurgebracht ist und wiederum von diesem in entsprechender Weise gehalten ist. Das Bindemittel liegt dann gewissermaßen in Form einer mit 3 bezeichneten Kleberschicht vor. Es kann bei-

^g spielsweise ein anorganischer Kleber wie ein Wassergiaskleber in flüssiger oder dünnflüssiger Verarbeitangskonsistenz, in jedem Falle mit einer solchen Verarbeitungs-Jionsistenz gewählt werden, die beim Auftrag ein Eindringen des Klebery in die Oberfläche des Preßstoffes 4 er-

2Q möglicht. Die Dicke d der eingedrungenen Kleberschicht liegt im Beispielsfalle bei 0,3 mm und gewährleistet eine sichere Verankerung des Klebers in dem oberflächennahen Materialbereich des Preßstoffes 4. Durch die Kleberschicht 3 wird die Kaschierungsbahn 2 sicher gehalten.

Alternativ kann zur Bildung der Kleberschicht 3 auch ein organischer, insbesondere bei Wärmeeinwirkung leicht verflüchtigender Kleber verwendet werden, und als Material für die Kaschierungsbahn 2 ein ebenfalls bei Wärmeeinwirkung verflüchtigendes Material wie Papier, Kunststoff od. dgl., so daß im praktischen Einsatz des Wärmedämmkörpers 1 in der Nachbarschaft einer entsprechend starken Wärmequelle eine Verflüchtigung insbesondere der Kaschierungsbahn 2 und ggf. auch zumindest der oberflächennahen Bereiche des Klebers in der Kleberschicht 3 erfolott. Dann liegt im Einsatz der Wärmedämmkörper 1 in der Form vor, wie er noch ohne Kaschierung den Preßvorgang verlassen hat. Die Dicke der Kaschierungsbahn 2 sowie der Kleber-

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schicht 3 bzw. die dafür eingesetzten Materialmengen

können so gering gehalten werden, daß eine Verflüchtigung nur mit sehr geringen Rückständen und auch geringer Um- | gebungsbelastung erfolgt.
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Zur Verbesserung der Haftung der Kaschierungsbahn 2 an der Oberfläche des Wärmedämmkörpers 1 kann die Kaschierungsbahn 2 von der Außenseite her beispielsweise mittels Prägewalzen od. dgl. strukturiert werden, wobei bei geringer Dicke der darunterliegenden Kleberschicht 3 bzw. Deckschicht 2 Beeinträchtigungen des Preßverbundes im Bereich solcher verformender Einwirkungen auf die Oberfläche 4a des Preßstoffes 4 dadurch kompensiert werden können, daß die so vereinzelten Teilchen durch die Kleberschicht 3 wieder miteinander verbacken werden. Eine solche Strukturierung ist in Fig. 1 im Kreis B angedeutet.

Zur Erzielung einer gewünschten Haftung der Deckschicht 2a bzw. der Kleberschicht 3 an der Oberfläche 4a des Preßstoffes 4 wird das Bindemittel entweder in einer ein Eindringen in die Oberfläche 4a ermöglichenden Konsistenz aufgetragen oder mit einem weiteren Bindemittel bzw. Kleber einer entsprechenden Konsistenz unterlegt, und so die Verankerung im Preßstoff 4 her-

beigeführt. |

Claims (9)

Grünzweig + Hartmann J1 []: ' '.^. J^ ' :^:22:gH03 45 2/li und Glasfaser AG Ludwigshafen Schutzansprüche

1. Durch Pressen verdichtete, Zormsteife Wärmedämmplatte oder Wärmedämmkörper aus einem hochdispersen Wärmedämmmaterial in Form eines aus der Flammenhydrolyse gewonnenen mikroporösen Oxidaerogels, insbesondere Kieselsäureaerogels und/oder Aluminiumoxidaerogels, dem Mineralfasern und ggf. Trübungsmittel zugesetzt sind und der ggf. insbesondere durch ein in de;: Wärme aushärtendes Bindemittel gehärtet ist, gekennzeichnet durch eine wenigstens einseitig aufgebrachte Deckschicht (2a; 3) aus einem Bindemittel mit einer Unebenheiten der Oberfläche (4a) des Wäj-medämmkörpers (1) ausgleichenden Schichtdecke (d¹).

2. Wärmedämmplatte oder Wärmedämmblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht 2a; 3) ein anorganischer Kleber ist.

3. Wärmedämmplatte oder Wärmedämmblock nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Wasserglaskleber als Deckschicht (2a; 3).

4- Wärmedämmplatte oder Wärmedämmblock nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Deckschicht (2a; 3) aus einem Material auf der Basis eines keramischen Bindemittels.

5. Wärmedämmplatte oder Wärmedämmblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (2a,- 3) aus einem sich bei Wärmeeinwirkung verflüchtigenden Kleber wie einem organischen Kleber besteht.

6. Wärmedämmplatte oder Wärmedämmblock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kaschierungsbahn (2) mittels des die Deckschicht (2a; 3) bildenden Bindemittels an der Oberfläche (4a) des Wärmedämmkörpers (1) befestigt ist.

7. Wärmedämmplatte oder Wärmedämmblock nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaschierungsbahn (2) eine Metallfo]ie wie eine Aluminiumfolie oder eine Edelstahlfolie ist.

8. Wärmedämmplatts oder Wärmedämmblock nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Kaschierungsbahn (2) aus einem sich bei Wärmeeinwirkung verflüchtigenden Werkstoff wie Papier besteht.

9. Wärmedämmplatte oder Wärmedämmblock nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringdicke (d) des die Deckschicht (2a; 3) bilden- ^^en Bindemittels in die Oberfläche (4a) des Preßstoffes (4) geringer als 1 mm, vorzugsweise geringer als O,5 mm ist.