DE8620918U1

DE8620918U1 - In Rollen- oder Plattenform vorliegender Mineralfaserfilz für die Dämmung von heißen Flächen an wärmetechnischen Geräten, sowie Verfahren zu seiner Herstellung und damit ausgerüstetes wärmetechnisches Gerät

Info

Publication number: DE8620918U1
Application number: DE19868620918
Authority: DE
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann und Glasfaser AG
Current assignee: Gruenzweig und Hartmann und Glasfaser AG
Priority date: 1986-08-04
Filing date: 1986-08-04
Publication date: 1986-12-11

Description

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Grünzweig + Hartmann
und Glasfaser AG

670 0 Ludwigshafen
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</&Iacgr;&eegr; Rollen- oder Plattenform vorliegender Mineralfaserfilz für die Dämmung von heißen Flächen an wärmetechniscb^n Geräten

Die Erfindung betrifft einen in Rollen- oder Plattenform vorliegenden Mineralfaserfilz für die Dämmung von heißen Flächen an wärmetechnischen Geräten, wie Backröhren oder dergleichen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Mineralfaserfilze werden bekanntlich dadurch hergestellt, daß Mineralschmelze in Zerfaserungsaggregaten zerfasert und auf einem Produktionsband abgelegt wird, wobei die auf das Produktionsband herabfallenden Fasern mit Bindemittel, in der Regel Phenolharz, besprüht werden. Auf dem Produktionsband bildet sich eine Faserschicht, die durch Walzen komprimiert wird, wobei in einem Tunnelofen das Bindemittel ausgehärtet wird. Je nach Kompressionsgrad und Bindemittelgehalt ergeben sich lockere, rollbare Filze mit geringer Rohdichte von beispielsweise 15 bis 30 kg/m oder dichtere, härtere Platten mit höheren Rohdichten bis

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20&Oacgr; kg/m und mehr.

So hergestellte Mineralfaserfilze oder -platten werden zur Lösung der verschiedensten dämmtechnischen Probleme eingesetzt und an den jeweiligen Einsatzzwec'c durch entsprechende Wahl der Rohdichte, des Bindemittelgehalts, der Ausrüstung usw. bestmöglich angepaßt. Soweit derartige Mineralfaserfilze für die Dämmung wärmetechnischer Geräte eingesetzt werden sollen, sind ihre genauen Eigenschaften im einzelnem mit dem GerätehersteÜer abgestimmt und erfolgt dessen Belieferung mit speziell füx^! diesen gefer-

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tigten Mineralfaserfilzen, die dann beim Gerätehersteller in die Geräte eingebaut werden.

Wenn nun ein solches Produkt, wie gattungsgemäß vorausgesetzt ist/ für die Dämmung von heißen Flächen an wärmetechnischen Geräten dient, so erfolgt im Betrieb des Geräts erheblicher Wärmeeinfall an der der heißen Fläche zugewandten Seite des Mineralfaserfilzes. Wenn auch der Mineralfaserfilz entsprechend seiner Bestimmung gut dämmt und somit einen starken Temperaturabfall über seine Dicke erzeugt, so können die der heißen Fläche benachbarten

&ogr; Oberflächenbereiche doch Temperatüren von mehreren 100 C ausgesetzt sein. Die genaue Temperaturbelastung im Einzelfall ist durch die Eigenschaften des Geräts bestimmt, für welches der Gerätehersteller das Mineralfaserprochikt bezieht. Üblicherweise verwendete Bindemittel wie Phenol-

o harz sind aber nur gegen Temperaturen von 100 bis 200 C

beständig, zersetzen sich also bei höheren Temperaturen.

Dabei werden an sich unschädliche Gase frei, die aber einen zuweilen als unangenehm empfundenen Geruch erzeugen, so daß bei Inbetriebnahme neuer wärmetechnischer Geräte mit derartigen Dämmungen in der Anfangsphase derartige Gerüche unvermeidlich sind, bis das Bindemittel in den temperaturbelasteten Bereichen zersetzt ist und bei erneuter Temperaturbelastung keine Gase mehr freisetzt.

Um eine solche Geruchsbelästigung zu vermeiden, hat man bereits mit bindemittelfreien Mineralfaserfilzen gearbeitet, denen also im Fallschacht unterhalb des Zerfaserungsaggregates kein Bindemittel beigegeben wird. Stattdessen erfolgt die mechanische Verfestigung des Filzes durch Nadein, Steppen oder dergleichen.

Auf diese Weise läßt sich zwar die Geruchsbelästigung vermeiden, jedoch lassen sich solche Nadelfilze, Steppmatten oder dergleichen unter industriellen Fertigungsbedingungen nur mit geringen Produktionsgeschwindigkeiten

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&iacgr;/&oacgr;&eegr; beispielsweise 10 m/min herstellen, da die mechanische Einwirkung auf den Filz entsprechenden Zeitbedarf besitzt.

Die üblichen Prodüktionsgeschwindigkeiten bei bindemittelhaltigen Mineralfaserfilzen liegen in der Größenordnung von 40 m/min und mehr, so daß eine wesentlich rationellere |

industrielle Fertigung möglich ist» |

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Mineralfaserfilz für die Dämmung wärmetechnischer Geräte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der bei Inbetriebnahme des zuvor unbenutzten wärmetechnischen Gerätes auftretende Geruchsbelästigungen auf einfa- ,, ehe Weise vermeidet bzw. drastisch vermindert, ohne daß | hierfür von der bisher üblichen Art der industriellen |

&Idigr;5 Herstellung mit hoher Produktionsgeschwindigkeit abgewichen werden muß.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Durch die Reduktion der Menge des in unzersetzter Form Ii

vorliegenden Bindemittels dort, wo der Mineralfaserfilz bestimmungsgemäß an der heißen Fläche des wärmetechnischen Gerätes anliegt, ergibt sich eine entsprechend verminderte | Möglichkeit einer weiteren Zersetzung des Bindemittels. Dabei erfolgt auf jeden Fall eine Reduktion auf null an ~

der heißen Seite des Filzes, um dort eine völlig binde-

&idigr; mittelfreie Schicht bzw. äußerst bindemittelarme Zone %

ausreichender Tiefe za schaffen, wobei unter "Bindemittel" in diesem Zusammenhang immer unzersetztes, also noch zersetzbares Bindemittel zu verstehen ist, welches bei Wärmeeinwirkung Gase freisetzt.

Durch die praktisch völlige Abwesenheit zersetzungsfähigen Bindemittels in dem über die Temperaturbeständigkeit des Bindemittels hinaus wärmebelasteten Bereich an der heißen Fläche sind Geruchsbelästigungen vermieden. Da aber hierzu

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keinerlei mechanische Einwirkung auf den Filz bei der Produktion wie etwa Nadeln, Steppen oder dergleichen elfforderlich ist, kann mit unvermindert hoher Produktionsgeschwindigkeit gefertigt werden, so daß eine rationelle industrielle Massenfertigung bei günstigem Preis möglich ist, was gerade bei derartigen Massenprodukten herausragende Bedeutung besitzt.

Durch die Maßnahmen des Anspruchs 2 wird bei üblichen organischen Bindemitteln wie Phenolharz trotz gegebenenfalls hoher Wärmeeinwirkung jegliche Zersetzung im Gerät mit Gewißheit ausgeschlossen, so daß absolute Geruchsfreiheit erzielt wird.

Zur Herstellung eines solchen Mineralfaserfilzes ist denkbar, den Bindemittelzusatz im Fallschacht unterhalb des Zerfaserungsaggregates derart zu beeinflussen, daß sich eine bindemittelfreie Oberflächenschicht ergibt, oder mit Fasern aus einer Mehrzahl hintereinandergeschalteter Zerfaserungsaggregate zu arbeiten, wobei die Faser« des in Produktionsrichtung letzten Zerfaserungsaggregates ohne Bindemittel abgelegt werden. Abgesehen davon, daß hierdurch in den eigentlichen Produktionsprozeß eingegriffen wird, was bei derartigen, herstellungstechnisch diffizilen Produkten immer problematisch ist, läßt sich hierdurch in der Praxis eine völlige Bindemittelfreiheit der zur Anlage an die heiße Fläche vorgesehenen Oberflächenschicht nicht immer zuverlässig erreichen, so daß doch Geruchsbelästigungen, wenn auch etwas vermindert oder kürzer, auftreten können.

Bevorzugt ist daher, den Mineralfaserfilz in der üblichen Weise mit Bindemittelzusatz herzustellen und sodann im Zuge der Produktion die Oberfläche der Mineralfaserbahn einer Wärmeeinwirkung auszusetzen, welche an der Oberfläche der Mineralfaserbahn bevorzugt eine Oberflächentempe-

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ratur von wenigstens 50 0 C erzeugt. Durch eine solche

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Wärmeeinwirkung wird das Bindernd.fetel bis in eine gewünschte Tiefe zersetzt oder ausgebrannt. Besonders zweckmäßig erfolgt ein solches Ausbrennen und Zersetzen des Bindemittels in einem Oberflächenbereich zusätzlich zu ein&r für diesen Oberflächenbereich verminderten Bindemittelzugabe, was im Hinblick auf den geringeren Bindemitteleinsatz entsprechend kostengünstiger ist. Im Hinblick auf das nachfolgende Ausbrennen braucht aber kein besonderer Aufwand getrieben zu werden, um bereits bei der Ablage der Fasern eine fast bindemittelfreie Zone zu erzielen, sondern kann eine Reduktion der Bindemittelzugabe auf die oberflachenseitigen Fasern in dem Umfang erfolgen, in dem keinerlei Störungen des Produktionsbetriebes zu

1,5 erwarten sind.

Die für das vollständige Ausbrennen des oberflachenseitigen Bindemittels erforderliche Wärmeeinwirkung erfolgt zweckmäßig unterhalb einer Temperatur, welche der Sinterungstemperatur der Mineralfasern entspricht. Auf diese Weise kann die Wärmeeinwirkung ohne Beeinflussung der Mineralfasern in der Weise und über einen solchen Zeitraum erfolgen, daß zuverlässig sämtliches gewünschte Bindemittel ausgebrannt wird, ohne daß eine Änderung der Konsistenz der Mineralfasern befürchtet werden muß.

Besonders zweckmäßig erfolgt in einem zweiten Schritt eine lediglich kurzzeitige Wärmeeinwirkung, die eine über der Erweichungstemperatur der Fasern liegende Temperatur erzeugt. Hierdurch werden die oberflachenseitigen Fasern an ihren Berührungsstellen miteinander verschweißt und wird die Oberfläche geglättet und stabilisiert. Auch nach Entfernung des Bindemittels in diesem Bereich ergibt sich damit eine in jedem Fall ausreichende Oberflächenverfestigung des Mineralfaserfilzes, so daß dieser bei der Handhabung gegenüber einer voll durchgehärteten Platte oder dergleichen keine Nachteile wie größere Beschädigungsanfälligkeit usw. zeigt.

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Die vorliegende Erfindung manifestiert sich auch in einsm mit einem solchen Mineralfaserfilz gedämmten wärmetechnischen Gerät, das bei erstmaliger Inbetriebnahme geruchfrei bleibt.

Aus der DE-OS 35 04 873 ist es bereits bekannt, Bindemittel aus einer bindemittelhaltigen Mineralfaserbahn selektiv durch Wärmeeinwirkung zu entfernen. Hierbei handelt es sich jedoch um die Herstellung von Isolierplatten für Kellergeschoßwände, die durch Imprägnierung hydrophob ausgerüstet sind. Zur Schaffung von Drainagekanälen im Mineralfasermaterial für einen Wasserablauf wird das Imprägniermittel durch Wärmeeinwirkung örtlich beseitigt und dabei auch das Bindemittel zersetzt. Es handelt sich hier somit zwar um eine ähnliche Behandlung eines Mineralfaserfilzes, jedoch ist der bestimmungsgemäße Einsatz dieses Mineralfaserfilzes nicht mit dem erfindungsgemäßen Einsatz in wärmetechnischen Geräten vergleichbar und werden gänzlieh andere Wirkungen erzielt und angestrebt, die nur für den andersartigen Einsatzfall, nicht aber im Rahmen der Erfindung Bedeutung besitzen.

Ähnlich ist es aus der DE-OS 31 47 316 bekannt, auf einem bindemittelhaltigen Mineralfaserfilz eine bindemittelfreie Oberflächenschicht zn erzeugen, die dann jedoch mit einer Kaschierung versehen wird und einer Brandschachtprüfung nach DIN 4102, Teil 1 unterzogen werden muß. Hierbei geht es um das Problem, daß beim Aufbringen der Kaschierung mit einem organischen Bindemittel der Bindemittelgehalt der der Kaschierung benachbarten Miner?!] faserschicht zu einer lokal zu starken Belastung mit organischen Materialien führt, um im Brandschachtversuch eine Einstufung in Klasse Al (nicht brennbar) zu ermöglichen. Statt einer Verminderung der lokalen organischen Belastung durch Verwendung eines anorganischen Klebers für die Kaschierung wird vorgeschlagen, das Bindemittel aus dem benachbarten Öberfla-

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chenbereich der Mineralfaserbahn zu entfernen. Derartige Überlegungen im Zusammenhang mit dem Brandverhalten von im Hochbau zu verwendenden Baustoffen sind jedoch dem Einsatzfeld von Mineralfaserfilzen zur Wärmedämmung in wärmetechnischen Geräten gänzlich fremd, da es sich hier nicht um Baumaterialien handelt, deren Verhalten im Brandfall von sicherheitstechnischer Bedeutung ist. Somit kann erfindungsgemäß zwar auf insoweit bekannte Techniken zur lokalen Beseitigung des Bindemittelgehalts zurückgegriffen werden, jedoch in einem gänzlich anders gearteten Einsatzfall und zu ganz anderen Zwecken.

Aus der US-PS 43 81 330 schließlich ist es bekannt, die Oberfläche eines Mineralfaserfilzes einer Wärmebehandlung

bis über die Erweichungstemperatur der Mineralfasern hin- j

aus auszusetzen, um ohne Verwendung einer Kaschierung dort eine mechanisch stabilisierte Oberfläche zu erzielen- Ein solches Vorgehen kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls genutzt werden, jedoch wird nach der Lehre der US-PS 43 81 330 der Mineralfaserfilz bindemittelfrei hergestellt, sodann genadelt, was eine entsprechende Verminderung der Produktionsgeschwindigkeit mit sich bringt, und anschließend der Wärmeeinwirkung ausgesetzt, wonach erst eine Imprägnierung des fertigen Filzes mit Bindemittel erfolgt. Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung entsprechend Anspruch 5 eine Erwärmung der Mineralfasern über ihren Erweichungspunkt hinaus erfolgt, so liegt der Mineralfaserfilz bindemittelhaltig und ohne mechanische \

Bearbeitung wie Nadeluncj, jedoch bereits mit oberflächen- j

seitig ausgebranntem Bindemittel vor, und wird in einem '

letzten Schritt einer solchen zusätzlichen Wärmeeinwirkung zur Verfestigung der Oberfläche unterzogen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der¹ Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnung.

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Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Backröhre mit teilweise ausgeschnitten dargestellter Umfangswand und 5

Fig. 2 den ausgeschnittenen Wandbereich aus Fig. 1 im Schnitt und in vergrößerter Darstellung.

In der Zeichnung ist mit 1 ein wärmetechnisches Gerät wie eine Backröhre oder dergleichen bezeichnet, von dem lediglich eine Wand 2 dargestellt ist, welche eine äußere heiße Fläche 3 besitzt. Diese ist beispielsweise gegenüber einer mit 4 bezeichneten Gehäuseaußenwand des wärmetechnischen Gerätes 1 auf engem Raum derart zu dämmen, daß die Außenseite cter Gehäuseaußenwand 4 keine für die Benutzung des wärmetechnischen Jerätes 1 zu hohe Temperatur besitzt.

Zu diesem Zweck ist zwischen die Wand 2 und die Gehäuseaußenwand 4 ein Mineralfaserfilz 5 eingesetzt, über dessen veranschaulichten Querschnitt ein entsprechend steller Temperaturabfall zu seiner an der Gehäuseaußenwand 4 anliegenden Oberfläche 8 hin erfolgt, wie dies bekannt und üblich ist.

Der Mineralfaserfilz 5 ist in der üblichen Weise mit Phenolharz als organischem Bindemittel hergestellt, welches bei üblichen Mineralfaserfilzen im wesentlichen homogen verteilt angeordnet ist. Wenn nun die Temperatur der heissen Fläche 3, deren Höchstwert durch den bestimmungsgemässen Gebrauch des wärmetechnischen Gerätes 1 festliegt,

einen Wert von über etwa 200 C erreicht, so ist der Wärmeeinfall in den mit 6 bezeichneten, der heißen Fläche 3 benachbarten Oberflächenbereich des Mineralfaserfilzes 5 so stark, daß dort vorliegendes Bindemittel zersetzen würde. Hierbei werden an sich unschädliche, jedoch als geruchsbelästigend empfundene Gase freigesetzt.

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f 1 Um dies zu vermeiden, ist der Mineralfaserfilz 5 im Zuge f seiner Produktion beim Mineralfaserhersteller im Beif spielsfalle einer Wärmeeinwirkung an seiner mit 7 be-

* 5 zeichneten Oberfläche des Oberflächenbereiches 6 ausge-■ setzt worden, welche dort zu einer entsprechenden Zerset-&iacgr; zung des dort vorliegenden Bindemittels führt. Alternativ oder unterstützend kann auch im Rahmen des Ablegens der Fasern eine Oberflächenschicht verminderten Bindemittelgehaltes erzeugt werden. Dies hat in jedem Fall zur x>olge, daß der Oberflächenbereich 6 bis zu der strichpunktiert veranschaulichten Linie 9 praktisch frei von organischem Bindemittel ist, wenn der Mineralfaberfilz 5 in das wärmetechnische Gerät 1 eingebaut wird. Unter Berücksichtigung der bekannten maximalen Wärmeeinwirkung von der haissen Fläche 3 her und des Temperaturabfalls im Mineralfaserfilz 5 ist die mit t bezeichnete Tiefe des Oberflächenbereiches 6 bis zu der veranschaulichten strichpunktierten Linie 9 so gewählt, daß an der Linie 9 lediglich &ogr;
noch eine Temperatur von 150 C oder weniger vorliegt, so

daß die in der Zeichnung unterhalb der Linie 9 liegenden Bereiche des Mineralfaserfilzes 5 keiner Temperatureinwirkung ausgesetzt sind, welche das dortige Bindemittel unter Geruchsbelästigung zersetzen würde. 25

Auf diese Weise ist die Geruchsbelästigung bei der ersten Inbetriebnahme des wärmetechnischen Gerätes auf einfache und sichere Weise vermieden.

Selbstverständlich führt die Entfernung des Bindemittels im Oberflächenbereich 6 zu einer entsprechenden Verminderung der dortigen Bindekräfte. Wo dies bei der Handhabung oder bei der Montage etwa durch Beschädigungsanfälligkeit j des Oberflächenbereiches 6 stört, kann im Anschluß an die 35 Entfernung des Bindemittels eine weitere Wärmebehandlung der Oberfläche des Oberflächenbereichs 6 mib einer Tempe- » ratur vorgenommen werden, die oberhalb der Erweichungstemperatur der Mineralfasern liegt. Hierdurch werden die

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oberflaGhenseitigen Mineralfasern angeschmolzen, verbinden. i

sich miteinander und bilden eine relativ feste, abriebfe- J

ste und stabile Oberfläche ohne Verwendung eines organi- |

sehen Bindemittels. f

Da die Technik der oberflächenseitigen Entfernung von Bindemittel aus Mineralfaserfilzen/ wenn auch zu ganz anaerefi Zwecken üriS rür gSilZ 3.ViUBZB EinsäuZiiallS/ an sie-h bekannt ist, ebenso wie die oberflächenseitige Verfestigung durch Erweichung der Mineralfasern etwa durch Flammstrählen, kann auf eine nähere Erläuterung und Darstellung dieser Techniken verzichtet werden.

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1. In Rollen- oder Plattenform vorliegender Mineralfaserfilz (5) für die Dämmung von heißen Flächen (3) an wärmetechnischen Geräten (1), wie Backröhren oder dergleichen, welcher ein organisches Bindemittel aufweist, dessen Temperaturbeständigkeit durch die Temperatur der heißen Fläche (3) überschritten wird, dadurch gekenn~eichnet, daß das in unzersetzter Form vorliegende Bindemittel des Mineralfaserfilzes (5) von der in Bezug auf die heiße Fläche (3) abgewandten Oberfläche (8) bis zu der für das Anliegen an die heiße Fläche (3) vorgesehenen Oberfläche (7) bis a-uf den Wert null reduziert ist.

2. Mineralfaserfilz (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in unzersetzter Form vorliegende Bindemittel an der für das Anliegen an die heiße Fläche (3) vorgesehenen, vorzugsweise unkaschierten Oberfläche (7) des Mineralfaserfilzes (5) mindestens bis in eine solche Tiefe (t) auf null reduziert ist, in der beim bestimmungsgemäßen Gebrauch eine Tempe-

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ratur von ca. 150 C oder weniger vorliegt.

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