EP1106743A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Faserdämmstoffbahn - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Faserdämmstoffbahn Download PDF

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EP1106743A2
EP1106743A2 EP00710034A EP00710034A EP1106743A2 EP 1106743 A2 EP1106743 A2 EP 1106743A2 EP 00710034 A EP00710034 A EP 00710034A EP 00710034 A EP00710034 A EP 00710034A EP 1106743 A2 EP1106743 A2 EP 1106743A2
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EP
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fleece
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secondary fleece
hardening furnace
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Gerd-Rüdiger Dr. Klose
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    • E04B1/76Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B2001/7687Crumble resistant fibrous blankets or panels using adhesives or meltable fibres

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a particular one Insulation panels made of mineral fibers with essentially divisible fiber insulation web mineral fibers oriented at right angles to their large surfaces, in which the mineral fibers are withdrawn from a collecting chamber and placed on a Conveyor belt as a primary fleece with essentially parallel to the large surfaces aligned mineral fibers are stored.
  • the invention further relates to a device for performing the method with a conveyor belt for conveying a primary fleece made of mineral fibers from a collection chamber to one Shuttle station.
  • Mineral wool insulation materials consist of glassy solidified fibers, which are used to preserve the elastic, resilient properties, but also to be classified as non-combustible insulation materials, with only less than 8% by mass, with mineral wool insulation materials made of stone wool with approx. 2 to 4% by mass of binders, especially phenol-formaldehyde-urea resins. Inorganic binders such as organic silicic acid compounds that react via sol-gel processes are also used. Flexible, compressible mineral wool insulation materials made from glass wool have bulk densities of less than 30 kg / m 3 . Comparable mineral wool insulation materials made of rock wool, which contain not inconsiderable proportions of non-fibrous components, are manufactured with bulk densities between approx. 23 to 45 kg / m 3 .
  • mineral wool insulation materials which can be subjected to mechanical loads are known, for example for insulating flat roof constructions, which have bulk densities of greater than 130 kg / m 3 . Insulation materials of this type can also be used as plaster base boards in composite thermal insulation systems.
  • the mechanical and thermal protection properties of the mineral wool insulation materials include depending on the orientation of the individual fibers. Are the fibers across the large surfaces of the mineral wool insulation aligned, the insulation is compressible. At the same time the insulation material also has low transverse tensile strength and thermal conductivity across the fiber orientation. Mineral wool insulation materials with great strength values to manufacture, it is necessary to predominantly the individual fibers to be aligned at right angles to the large surfaces. This is usually a fiber mass flow with its fibers lying horizontally and inclined flat through a continuous horizontal compression in one area unfolded between 1 to 2.5 and 1 to 3 with vertical compression at the same time.
  • the primary fleece points along the slideways reduced adhesion between the fibers or fiber layers. This Areas of reduced adhesion are preferred along the original surfaces the primary fleece arranged. These are fiber layers that subtracted from a collecting chamber in thin material and to larger ones Stacks are continuously placed on top of each other. During transport and that Laying the primary fleece layers on top of each other will result in the fibers near the surface Zones of the primary fleece reoriented.
  • the primary fleece layers accumulate on these surfaces Low-fiber flakes and recycled fibers form a composite weaken the fibers in this area from the outset. These weak areas are particularly effective if the insulation materials are repeated or continuously exposed to hydromechanical loads during use are.
  • the unfolding or folding of the fibers using the described method is in the Height limited, because with increasing thickness and increasing forces Forming mutual effects, such as parallel bearings to the large surfaces. Decreases with increasing material thickness also the uniformity of the structure.
  • the method described above is improved by that the fiber mass flow is guided through a system of deflection rollers is, whereby the individual fibers are stored horizontally in the deflection areas become.
  • This additional process step affects the transverse tensile strength of the primary fleece.
  • the suspended primary fleece is called a secondary fleece referred to which to increase its transverse tensile strength is processed that in the area of the two large surfaces of the Secondary fleece of horizontally stored fibers after the binder has hardened be separated into an area in which almost exclusively there are fibers arranged at right angles to the large surfaces.
  • Insulation materials with a low material thickness of, for example, 100 mm must be up to 20% of the original volume can be removed in this way to create a mineral wool insulation product to achieve that mostly perpendicular to the big ones Has surface-oriented single fibers.
  • the endless fiber mass flow is before Hardening furnace cut into individual sections, which sections then around Rotated 90 °, compressed horizontally and compressed vertically by 20%. With this method too, the fibers are below the large surfaces predominantly stored horizontally, so that these areas can be reached optimal transverse tensile strength must be removed.
  • Mineral wool insulation materials manufactured according to this process have a maximum Material thickness of approx. 220 mm. Since in all process variants Unfolding in the direction of production is the bending, tensile and shear strength across the direction of production many times higher than in production and Direction of folding. In order to achieve high transverse tensile strengths with possibly even reduced ones To be able to achieve raw densities, insulation boards are made from such produced mineral wool insulation materials parallel to the production and unfolding direction cut into slices according to the desired insulation thickness. This process is relatively complex since it is not based on the actual one Production line can take place, but mostly using large format Sheets as primary material on separate cutting and deflection systems must be carried out.
  • Lamellar panels produced in this way which are often used as plaster base panels in thermal insulation composite systems or as a load-bearing insulation layer in sandwich constructions with sheet metal or lightweight wood wool panels as top layers, are used to achieve high shear and connection stiffness as well as high transverse tensile strength of particularly intensive folding Subjected to fiber layers.
  • the bulk densities of such lamella plates are in a range between approximately 70 to 105 kg / m 3 .
  • the invention has for its object to provide a generic method or a generic device for performing the method in such a way that fiber insulation webs with an intensive folding of the mineral fibers can be produced in a simple and inexpensive manner, the mechanical properties in the two main axes of the horizontal plane are the same or almost the same.
  • the solution to this problem in a method according to the invention provides that the primary nonwoven is divided into at least two, preferably several, in particular the same partial webs by cuts made at right angles to the large surfaces, that the partial webs are then rotated by 90 ° about their longitudinal axis and that the partial webs are leveled and joined to form a secondary fleece.
  • a conventional Primary fleece produced in this way in several on a conveyor belt side by side lying partial webs is divided, which partial webs subsequently by 90 ° their longitudinal axis are rotated, whereupon the partial webs become a secondary fleece be leveled up. It can be provided here that all the partial webs together to be leveled to a secondary fleece or that individual partial webs leveled and the leveled partial webs to a secondary fleece be put together.
  • the partial webs of Primary fleece one above the other before rotating about its longitudinal axis relative to the conveying plane to be ordered.
  • the partial webs are their rotation around their longitudinal axis and together a pendulum device fed, which pendulates the stack of partial webs to the primary fleece.
  • the oscillation takes place in the horizontal direction in the conveying direction of the secondary fleece receiving conveyor belt.
  • the partial webs and / or the secondary fleece are preferably during and / or compressed after swinging up.
  • the compression takes place in two directions substantially perpendicular to each other.
  • the secondary fleece or the partial webs are made by laterally arranged pressure bands compressed to the desired width.
  • the compression is preferably carried out continuously to produce a uniformly compressed product.
  • the secondary fleece is then fed to a hardening furnace to harden the binder.
  • the cover layer can be from the secondary fleece either before or after the hardening furnace be separated.
  • the mineral fibers are parallel to the large surfaces. If the top layer is separated after the hardening furnace, so this results in a marketable product with an extremely laminar structure, with a corresponding bulk density, for example for impact sound insulation can be used under floating screed.
  • the cover layer is separated before the secondary fleece is fed to a hardening furnace.
  • the cover layer has uncured binder, so that the top layer after separation still with regard to its material properties can be changed.
  • the application-specific required density of the top layer by compression of the top layer should be set if the binder has not hardened.
  • the cover layer only after the passage the secondary fleece is separated by the hardening furnace.
  • the inventive method has the advantage that over several pendulums several layers of fleece are guided to each other, for example a fiber insulation web to produce, which is constructed like a sandwich.
  • a fiber insulation web to produce which is constructed like a sandwich.
  • the primary nonwoven with one or more nonwoven layers, in particular different properties is put together. It can therefore, for example Fleece layers with higher and / or lower bulk density or with a higher or lower degree of compression, the joining of the different layers of fleece in front of the hardening furnace takes place so that the connection between the fleece layers in particular through the not yet hardened binder.
  • the primary fleece before or during the swinging up.
  • the surfaces of the Partial webs are impregnated with binders before the partial webs are brought together become.
  • a further development of the method according to the invention provides that between adjacent sub-webs reinforcing fabrics and / or nonwovens made of, for example Glass, carbon, metal, temperature-resistant plastic and / or Natural fibers are arranged.
  • Such fabrics can be used as reinforcement Fiber insulation sheets serve and increase the resilience of this fiber insulation sheet manufactured insulation boards.
  • the secondary fleece is preferably at right angles before and / or in the hardening furnace compresses its large surfaces. In this way, a fiber insulation web produced with defined dimensions, without the risk of bulging the fiber mass in the hardening furnace.
  • Hot air is preferably both perpendicular to the large ones in the hardening furnace Surfaces, as well as passed through the long sides of the secondary fleece a higher efficiency of the hardening furnace and thus an improved hardening to achieve the binder.
  • the secondary fleece is also up to After the binder has cured, it is clamped on all sides.
  • the secondary fleece becomes parallel to it large surfaces cut into individual sections.
  • This approach has the advantage that a downstream dryer for the fiber insulation web in compact design can be designed.
  • the individual sections are stacked next to and / or one above the other and fed to the dryer.
  • Of course can also pass through the fiber insulation web at this time cuts into individual panels perpendicular to their large surfaces cuboidal configuration can be divided.
  • the above-mentioned object of the invention is used in a generic device for performing the above Process solved in that the conveyor belt has a cutting device with which the primary fleece in side by side on the conveyor belt lying partial webs is divisible and that the cutting device has a rotating device is connected with which the individual partial webs relative to their longitudinal axis can be rotated by 90 ° before entering the shuttle station to form a secondary fleece break in.
  • the cutting device has one corresponding to the number n of the required partial webs Number of n-1 saws, especially as band or circular saws are trained.
  • a shuttle station are preferably arranged in pairs or Roller tracks are provided for all partial tracks.
  • the shuttle station as a pair of pressure tapes or roller conveyors for each form a partial web, so that the device according to the invention a the number of partial webs corresponding to the number of partial webs Has printing tapes or roller conveyors.
  • the shuttle station has a hardening furnace with at least two Print tapes is connected on the large surfaces of the secondary fleece rest and through which a heated gas, in particular hot air becomes.
  • the pressure bands on the long sides are adjustable relative to each other arranged in the hardening furnace so that they are attached to secondary webs of different widths can be adjusted or, if set appropriately, an intended one Transfer compression to the secondary fleece.
  • the pressure tapes on the long sides of the secondary fleece are permeable to air formed and in particular have openings through which heated Gas, especially hot air, is conducible to additional thermal energy insert the secondary fleece to harden the binder.
  • the impregnated with a binder in a collection chamber collected primary fleece depending on the width and the thickness in divided two or more partial webs.
  • the partial webs are then overlapped and individually deflected by 90 ° around their longitudinal axis and thus guided on one side onto a collective conveyor belt.
  • the one above the other arranged partial webs are then fed to a pendulum, which consists of two parallel conveyor belts, around a common oscillate vertical axis, so that the partial webs meandering together be placed on the collective conveyor belt.
  • the compression can also be achieved by stroke-like movement of these construction elements be carried out.
  • the direction of movement of the printing tapes or Pressure rolls are preferably carried out at right angles to the conveying direction of the secondary fleece. But there is also the possibility of compression under one execute any angle in the direction of the conveying direction.
  • the opposite conveyor belts or transport rollers are adjustable relative to each other, a compression of the partial webs combined with an intensive unfolding or folding of the fibers.
  • the compression and folding of the partial webs can be individual for the individual partial webs be made so that when merging the individual partial webs a sandwich element with sections of different characteristics can be manufactured. For example, it is used in the manufacture of wide fiber insulation webs sensible to densify the inner partial webs and to fold as the outer so as not to be undesirable due to excessive side forces different densification of the entire fiber mass or the fiber insulation web across the width.
  • the conveyor belts or transport rollers can increase the large surfaces with trapezoidal surfaces, for example in the shape of sheep's feet, be trained.
  • the large surfaces of the partial webs can also be used be impregnated with binders to the partial webs after merging adhere better to each other, taking the additional binder is finally cured in the downstream hardening furnace and becomes a contributes to further improved adhesion of the partial webs to one another.
  • reinforcing elements have a particular effect on the transverse tensile strength of the insulation boards and are capable of the inevitable time-dependent, through hygrothermal and / or hydromechanical Strength-related losses in the strength of such insulation materials not only increase compensate, but also lead to more security in the use of such Insulation materials.
  • the collective conveyor belt can be used to optimally control the compression and folding from several individual conveyor belts or from roller sets or combinations of both construction elements exist, with decreasing Operate speed and thus a compression of the secondary fleece effect in the direction of transport. Furthermore, in the direction of transport, i.e. across the width of the production line several narrow strips or Roll sets can be arranged distributed across the width of the production line different speeds are driven. This ensures that the compression and folding also in the central areas of the secondary fleece can be influenced.
  • a lower conveyor belt supplemented by a mirror-image arranged upper pressure band, which on the fiber mass to be folded or compacted acts.
  • This print tape has primarily the task of favoring the folding, being too large Compression in the horizontal direction should be excluded as far as possible.
  • the folding effect in the direction of transport can be the lower and upper sub-bands with projections protruding from their surface be formed, which engage in the fiber mass, in particular the secondary fleece and move the fibers relative to each other.
  • the secondary fleece can have a material thickness between 200 and 2000 mm with a bulk density of approx. 40 to 300 kg / m 3 .
  • the secondary nonwoven has fibers in the area below its large surfaces at a certain depth which are not essentially perpendicular to the large surfaces. Since a fiber insulation web is to be produced which has mineral fibers oriented almost exclusively at right angles to the large surfaces, these areas are subsequently separated from the secondary fleece by horizontally guided cutting tools.
  • the separated fibers can be fed to an internal recycling process in a known manner and melted again. However, there is also the possibility that the separated fiber layers are fed back to the primary nonwoven directly or to the fiber mass flow in the collecting chamber after appropriate loosening.
  • the secondary fleece is held together mainly by the lateral pressure tapes is the possible reorientation of the mineral fibers due to its own weight low in the support area of the fiber web.
  • An upper print band is created here only so much pressure that a bulging of the secondary fleece by the Pressure of the side profile strips is prevented.
  • Such a hardening furnace usually consists of two stable ones arranged one above the other Pressure tapes through which hot air is drawn.
  • the secondary fleece remains approx. 2 to 15 minutes, preferably less than 10 minutes in the curing oven so that relatively hot air with temperatures of approx. 250 to 320 ° C can be used in order to achieve sufficient hardening of the binder.
  • relatively hot air with temperatures of approx. 250 to 320 ° C can be used in order to achieve sufficient hardening of the binder.
  • the oils, oil emulsions added to make the fibers hydrophobic or the like is not yet substantially volatile.
  • the secondary nonwovens presented with the method according to the invention have a width between 500 and 2400 mm width and material thicknesses up to 2000 mm.
  • the guidance of the hot air through the secondary fleece naturally occurs the shortest route, i.e. with the shown variations between thicknesses and Widths both from top to bottom or vice versa and in sections Reversal.
  • side pressure tapes which are also partially air-permeable, hot air can also be added continuously sucked or pressed through the fiber mass from top to bottom and additionally can be entered or subtracted from the side pressure tapes.
  • binders such as phenolic, Formaldehyde, urea resin mixtures or the like together with the existing moisture in the order of 3 to 10% by mass within of about 2 to 8 minutes is needed, taking the secondary fleece to a temperature from about 120 to 170 ° C is heated.
  • binders like silica dispersed as nanoparticles, which harden through sol-gel processes, Appropriate changes in the heating up and holding times must be provided.
  • the structure of the secondary fleece is fixed so that the endless secondary fleece can be transported freely can.
  • the secondary fleece is now integrated into one to avoid energy losses heated and adequately thermally insulated drying tunnel in which the Evaporate water present in inclusions or the resin enriched there can.
  • a drying time of approx. 40 to 80 minutes At a temperature of approx. 150 ° C a drying time of approx. 40 to 80 minutes. By pre-drying the air in the drying tunnel the drying process is effectively supported at less than 30% relative humidity or abbreviated if necessary.
  • the fiber mass After leaving the drying tunnel, the fiber mass is exposed to room air cooled down.
  • the energy content of the exhaust air can heat the dryer air be used.
  • the endless secondary fleece is now cut open horizontally or divided into individual sections, which then form insulation boards.
  • the secondary fleece can be cured of the binder can be divided into sections in the hardening furnace. These block-like Sections are stacked next to and / or on top of each other. The through this procedure Any energy losses that have occurred must be replaced by a corresponding Increasing the temperature, but especially due to a longer residence time in the dryer can be compensated.
  • the secondary fleece conventionally cooled down by room air after the binder has hardened and horizontally in insulation boards with the desired dimensions and split vertically.
  • These insulation boards are then individually or passed in stacks over an air-permeable belt and using hot air heated to about 120 to 170 ° C, preferably 150 to 160 ° C and then piled up to larger units to avoid energy losses and after-dried according to the process technology described.
  • Figure 1 shows a plan view of a portion of a device for producing a Fiber insulation web that can be split into individual insulation panels made of mineral fibers 1.
  • a primary fleece 2 is fed to a cutting device 3, which Cutting device 3 has three band saws 4, which the primary fleece 2 in four lying side by side on a conveyor, not shown Divides partial webs 5.
  • the partial webs 5 are then guided one above the other and then in an area 6 rotated by 90 ° about its longitudinal axis.
  • the meandering partial webs 5 of the primary fleece 2 are then laterally arranged pressure tapes 10 supplied with their the pendulum device 7 opposite ends are aligned towards each other. Between the sub-webs 5 of the primary fleece 2 are compressed in the printing bands 10. The partial webs 5 of the primary fleece 2 form a secondary fleece at this time 11.
  • the secondary fleece 11 is essentially characterized in that its individual fibers predominantly at right angles to the large surfaces of the secondary fleece 11 are aligned.
  • the mineral fibers in the primary fleece 2 an orientation essentially parallel to the large ones Have surfaces of the primary fleece 2. Only in the immediate area of the large surfaces are the individual mineral fibers of the secondary fleece 11 by the compression and the unfolding of the primary fleece 2 or secondary fleece 11 substantially parallel to the large surfaces of the secondary fleece 11 aligned.
  • the secondary fleece 11 is connected to the printing tapes 10 further printing tapes 12 supplied according to Figure 3, which on the large surfaces of the secondary fleece 11 act.
  • a further cutting device 14 is arranged, which consists of two saws 15, which saws 15 horizontally and parallel to the large surfaces of the secondary fleece 11 are aligned so that 15 top layers 16 by means of these saws in the area of both large surfaces of the secondary nonwoven 11 can.
  • the cover layers 16 comprise the area of the secondary fleece 11, the one Grain course arranged parallel to the large surfaces of the secondary fleece 11 Has mineral fibers.
  • the hardening furnace 13 thus becomes a secondary fleece 11 with almost exclusively at right angles to the large surfaces of the Secondary fleece 11 fed fiber arrangement.
  • the hardening furnace 13 in turn consists of two acting on the large surfaces Conveyor belts 17 which are air-permeable so that hot air in Diffuse in the direction of the arrows 18 shown in FIG. 3 through the secondary fleece 11 can.
  • the secondary fleece 11 does not become one after leaving the hardening furnace 13 Dryer shown in detail, then after drying to be cut into individual insulation boards.
  • FIG. 2 An alternative embodiment of the section according to FIG. 1 is shown in FIG. 2.
  • the partial webs are individual pendulum devices 19 supplied, each consisting of two roller tracks 20, which a distance from each other that decreases in the conveying direction according to arrow 21 to have.
  • the individually suspended partial webs 5 are then together fed two further roller conveyors 100, between which the individually suspended Partial webs 5 are interconnected and compressed.
  • the Roller tracks 100 also have a decreasing in the conveying direction according to arrow 21 Distance from each other and perform the same task as that Printing tapes 10 of the embodiment according to FIG. 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer insbesondere in einzelne Dämmstoffplatten aus Mineralfasern aufteilbare Faser-dämmstoffbahn mit im wesentlichen zu ihren großen Oberflächen rechtwinklig ausgerichteten Mineralfasern, bei dem die Mineralfasern aus einer Sammelkammer abgezogen und auf einem Förderband als Primärvlies mit im wesentlichen parallel zu den großen Oberflächen ausgerichteten Mineralfasern abgelegt werden. Um ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der Faserdämmstoffbahnen mit einer intensiven Verfaltung der Mineralfasern in einfacher und kostengünstiger Weise herstellbar sind, wobei die mechanischen Eigenschaften in den beiden Hauptachsen der Horizontalebene gleich oder nahezu gleich sind, wird vorgeschlagen, daß das Primärvlies durch rechtwinklig zu den großen Oberflächen geführte Schnitte in zumindest zwei, vorzugsweise mehrere, insbesondere gleiche Abmessungen aufweisende Teilbahnen aufgeteilt wird, daß die Teilbahnen anschließend um 90° um ihre Längsachse gedreht werden und daß die Teilbahnen aufgependelt und zu einem Sekundärvlies zusammengefügt werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer insbesondere in einzelne Dämmstoffplatten aus Mineralfasern aufteilbare Faserdämmstoffbahn mit im wesentlichen zu ihren großen Oberflächen rechtwinklig ausgerichteten Mineralfasern, bei dem die Mineralfasern aus einer Sammelkammer abgezogen und auf einem Förderband als Primärvlies mit im wesentlichen parallel zu den großen Oberflächen ausgerichteten Mineralfasern abgelegt werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Förderband zur Förderung eines Primärvlieses aus Mineralfasern von einer Sammelkammer zu einer Pendelstation.
Mineralwolle-Dämmstoffe bestehen aus glasig erstarrten Fasern, die zur Erhaltung der elastisch-federnden Eigenschaften, aber auch um als nicht brennbare Dämmstoffe eingestuft werden zu können, nur mit weniger als 8 Masse-%, bei Mineralwolle-Dämmstoffen aus Steinwolle mit ca. 2 bis 4 Masse-% Bindemitteln, insbesondere Phenol-Formaldehyd-Harnstoff-Harzen gebunden sind. Anorganische Bindemittel, wie organische Kieselsäure-Verbindungen, die über Sol-Gel-Prozesse reagieren, werden ebenfalls verwendet. Flexible, kompressible Mineralwolle-Dämmstoffe aus Glaswolle weisen Rohdichten von weniger als 30 kg/m3 auf. Vergleichbare Mineralwolle-Dämmstoffe aus Steinwolle, die nicht unbeträchtliche Anteile nichtfaseriger Bestandteile enthalten, werden mit Rohdichten zwischen ca. 23 bis 45 kg/m3 hergestellt. Darüber hinaus sind mechanisch belastbare Mineralwolle-Dämmstoffe, beispielsweise zur Dämmung von Flachdachkonstruktionen bekannt, die Rohdichten von größer 130 kg/m3 aufweisen. Derartige Dämmstoffe können auch bei Wärmedämmverbundsystemen als Putzträgerplatten eingesetzt werden.
Die mechanischen, wie auch wärmeschutztechnischen Eigenschaften der Mineralwolle-Dämmstoffe sind u.a. abhängig von der Orientierung der einzelnen Fasern. Sind die Fasern quer zu den großen Oberflächen des Mineralwolle-Dämmstoffs ausgerichtet, so ist der Dämmstoff kompressibel. Gleichzeitig weist der Dämmstoff aber auch eine niedrige Querzugfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit quer zur Faserorientierung auf. Um Mineralwolle-Dämmstoffe mit großen Festigkeitswerten herzustellen, ist es erforderlich, die einzelnen Fasern überwiegend rechtwinklig zu den großen Oberflächen auszurichten. Hierbei wird in der Regel ein Fasermassenstrom mit seinen darin horizontal und flachgeneigt liegenden Fasern durch eine kontinuierlich wirkende horizontale Stauchung in einem Bereich zwischen 1 zu 2,5 und 1 zu 3 bei gleichzeitig vertikaler Kompression aufgefaltet.
Von außen auf den Fasermassenstrom wirkende Scherkräfte bewirken eine intensive Relativbewegung zwischen den einzelnen Fasern bzw. Faserschichten. Hierdurch kommt es zur Ausbildung von Gleitbahnen mit parallel zueinander orientierten Fasern innerhalb des aufgefalteten Fasernmassenstroms, der nachfolgend als Primärvlies bezeichnet wird. Entlang der Gleitbahnen weist das Primärvlies eine verringerte Haftung zwischen den Fasern bzw. Faserschichten auf. Diese Bereiche verringerter Haftung werden bevorzugt entlang der ursprünglichen Oberflächen des Primärvlieses angeordnet. Es handelt sich hierbei um Faserlagen, die in geringer Materialstärke aus eine Sammelkammer abgezogen und zu größeren Stapeln kontinuierlich übereinander gelegt werden. Beim Transport und dem Übereinanderlegen der Primärvlieslagen werden die Fasern in den oberflächennahen Zonen des Primärvlieses umorientiert. Darüber hinaus sinkt die Klebfähigkeit der in diesen Bereichen angeordneten Bindemitteltropfen, da es hier durch den direkten Kontakt mit der Umgebungsluft zu einem schnellen Antrocknen bzw. Aushärten des Bindemittels kommt. Ferner geht Bindemittelsubstanz an die Fördereinrichtung verloren. Zudem reichern sich auf diesen Oberflächen der Primärvlieslagen bindemittelarme Faserflocken und recycelte Fasern an, die einen Verbund der Fasern in diesem Bereich von vornherein schwächen. Diese Schwächezonen wirken sich insbesondere dann aus, wenn die Dämmstoffe wiederholt oder andauernd hydromechanischen Belastungen während des Gebrauchs ausgesetzt sind.
Die Auf- bzw. Verfaltung der Fasern mit Hilfe der geschilderten Methode ist in der Höhe begrenzt, da sich mit zunehmender Dicke und steigenden Kräften durch Überformung gegenseitige Effekte, wie beispielsweise Parallellagerungen zu den großen Oberflächen einstellen können. Mit zunehmender Materialstärke sinkt auch die Gleichmäßigkeit der Struktur.
Eine Verbesserung des voranstehend beschriebenen Verfahrens ist dadurch gegeben, daß der Fasermassenstrom durch ein System von Umlenkrollen geführt wird, wodurch die einzelnen Fasern in den Umlenkbereichen horizontal gelagert werden. Dieser zusätzliche Verfahrensschritt hat Auswirkungen auf die Querzugfestigkeit des Primärvlieses. Anstelle von Umlenkrollen kann eine Auffaltung auch mit Hilfe einer um eine horizontale Achse auf- und niederbewegten, d.h. pendelnden Transporteinrichtung erfolgen. Das aufgependelte Primärvlies wird als Sekundärvlies bezeichnet, welches zu einer Erhöhung seiner Querzugfestigkeit dahingehend bearbeitet wird, daß die im Bereich der beiden großen Oberflächen des Sekundärvlieses horizontal gelagerten Fasern nach dem Aushärten des Bindemittels bis in einen Bereich abgetrennt werden, in dem annähernd ausschließlich rechtwinklig zu den großen Oberflächen angeordnete Fasern vorliegen. Bei Dämmstoffen mit geringer Materialstärke von beispielsweise 100 mm müssen bis zu 20% des ursprünglichen Volumens auf diese Art entfernt werden, um ein Mineralwolle-Dämmstoffprodukt zu erzielen, das überwiegend rechtwinklig zu den großen Oberflächen ausgerichteten Einzelfasern hat.
In einer weiteren Verfahrensvariante wird der endlose Fasermassenstrom vor dem Härteofen in einzelne Abschnitte abgelängt, welche Abschnitte anschließend um 90° gedreht, horizontal zusammengepreßt und vertikal um 20% komprimiert werden. Auch bei diesem Verfahren werden die Fasern unterhalb der großen Oberflächen überwiegend horizontal gelagert, so daß auch diese Bereiche zur Erreichung optimaler Querzugfestigkeit entfernt werden müssen.
Nach diesem Verfahren hergestellte Mineralwolle-Dämmstoffe weisen eine maximale Materialstärke von ca. 220 mm auf. Da bei allen Verfahrensvarianten die Auffaltung in Produktionsrichtung erfolgt, sind die Biege-, Zug- und Scherfestigkeit quer zur Produktionsrichtung um ein mehrfaches höher, als in Produktions- und Verfaltungsrichtung. Um hohe Querzugfestigkeiten bei gegebenenfalls sogar reduzierten Rohdichten erzielen zu können, werden Dämmstoffplatten aus derart produzierten Mineralwolledämmstoffen parallel zu der Produktions- und Auffaltungsrichtung entsprechend der gewünschten Dämmstoffdicke in Scheiben geschnitten. Dieser Prozeß ist relativ aufwendig, da er nicht auf der eigentlichen Produktionslinie erfolgen kann, sondern zumeist unter Verwendung großformatiger Platten als Vormaterial auf separaten Schneid- und Umlenkungsanlagen durchgeführt werden muß.
Derart hergestellte Lamellen-Platten, die häufig als Putzträgerplatten in Wärmedämmverbundsystemen oder als tragende Dämmschicht in Sandwich-Konstruktionen mit Blechen oder Holzwolle-Leichtbauplatten als Deckschichten eingesetzt werden, werden zur Erreichung einer hohen Schub- bzw. Verbindungssteifigkeit sowie einer hohen Querzugfestigkeit einer besonders intensiven Verfaltung der Faserlagen unterzogen. Die Rohdichten derartiger Lamellenplatten liegen in einem Bereich zwischen ca. 70 bis 105 kg/m3.
Zur besseren Haftung von Putzen oder Klebern auf den grundsätzlich hydrophob eingestellten Mineralwolle-Dämmstoffen werden diese zumeist auf einer oder beiden großen Oberflächen mit geeigneten haftvermittelnden Schichten versehen. Der Auftrag dieser Mittel erfolgt durch Sprühen, Gießen, Auffalten, Einreiben oder dergleichen. Sowohl für die Herstellung von großformatigen Sandwich-Elementen als auch die Beschichtung ist es von großem Vorteil, wenn die Lamellenplatten wesentlich größere Formate aufweisen oder als endloses Faserband herstellbar sind.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren bzw. eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dahingehend zu schaffen, daß Faserdämmstoffbahnen mit einer intensiven Verfaltung der Mineralfasern in einfacher und kostengünstiger Weise herstellbar sind, wobei die mechanischen Eigenschaften in den beiden Hauptachsen der Horizontalebene gleich oder nahezu gleich sind.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung sieht bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vor, daß das Primärvlies durch rechtwinklig zu den großen Oberflächen geführte Schnitte in zumindest zwei, vorzugsweise mehrere, insbesondere gleiche Abmessungen aufweisende Teilbahnen aufgeteilt wird, daß die Teilbahnen anschließend um 90° um ihre Längsachse gedreht werden und daß die Teilbahnen aufgependelt und zu einem Sekundärvlies zusammengefügt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist somit vorgesehen, daß ein in üblicher Weise hergestelltes Primärvlies in mehrere auf einem Förderband nebeneinander liegende Teilbahnen aufgeteilt wird, welche Teilbahnen anschließend um 90° um ihre Längsachse gedreht werden, woraufhin die Teilbahnen zu einem Sekundärvlies aufgependelt werden. Hierbei kann vorgesehen sein, daß alle Teilbahnen gemeinsam zu einem Sekundärvlies aufgependelt werden oder daß einzelne Teilbahnen aufgependelt und die aufgependelten Teilbahnen zu einem Sekundärvlies zusammengefügt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Teilbahnen des Primärvlieses vor dem Drehen um ihre Längsachse relativ zur Förderebene übereinander angeordnet werden. Bei diesem Verfahren werden die Teilbahnen nach ihrem Drehen um ihre Längsachse aufgestapelt und gemeinsam einer Pendeleinrichtung zugeführt, die den Stapel der Teilbahnen zu dem Primärvlies aufpendelt. Das Aufpendeln erfolgt in horizontaler Richtung in Förderrichtung eines das Sekundärvlies aufnehmenden Förderbandes.
Vorzugsweise werden die Teilbahnen und/oder das Sekundärvlies während und/oder nach dem Aufpendeln komprimiert. Insbesondere erfolgt die Kompression in zwei im wesentlichen rechtwinklig zueinander ausgerichteten Richtungen. Durch seitlich angeordnete Druckbänder werden das Sekundärvlies bzw. die Teilbahnen auf die gewünschte Breite komprimiert. Die Verdichtung erfolgt vorzugsweise kontinuierlich, um ein gleichmäßig komprimiertes Produkt zu erzeugen.
Es ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß das Sekundärvlies anschließend einem Härteofen zugeführt wird, um das Bindemittel auszuhärten.
Es ist weiterhin vorgesehen, daß an den großen Oberflächen des Sekundärvlieses jeweils eine dünne Deckschicht abgetrennt wird. Hierdurch wird eine Faserdämmstoffbahn erzielt, die in weitaus überwiegendem Maße einen Faserverlauf aufweist, der rechtwinklig zu den großen Oberflächen ausgerichtet ist. Durch das Abtrennen der Deckschicht vor dem Härteofen wird der Vorteil erzielt, daß weniger eingebundene Fasern bei ausgehärtetem Bindemittel aus den Oberflächen herausgerissen werden, so daß sich insgesamt eine gleichmäßigere und ebene Oberfläche der Faserdämmstoffbahn ausbildet.
Die Deckschicht kann sowohl vor oder nach dem Härteofen vom Sekundärvlies abgetrennt werden. In der Deckschicht liegen die Mineralfasern parallel zu den großen Oberflächen vor. Wird die Deckschicht nach dem Härteofen abgetrennt, so ergibt sich hieraus ein marktfähiges Produkt mit ausgesprochen laminarer Struktur, das bei entsprechender Rohdichte beispielsweise für die Trittschalldämmung unter schwimmendem Estrich verwendet werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ergänzend vorgesehen, daß ein in üblicher Weise hergestelltes Primärvlies zu einem Sekundärvlies aufgependelt wird, aus welchem dann einerseits Mineralfaserplatten mit einer Lamellenstruktur und andererseits ein Mineralfaserprodukt mit laminarer Faserstruktur für die Trittschalldämmung hergestellt wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Deckschicht abgetrennt wird, bevor das Sekundärvlies einem Härteofen zugeführt wird. Bei dieser Ausführungsform weist die Deckschicht nicht ausgehärtetes Bindemittel auf, so dass die Deckschicht nach dem Abtrennen noch hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften verändert werden kann. Insbesondere kann die anwendungsspezifisch erforderliche Rohdichte der Deckschicht durch Kompression der Deckschicht bei nicht ausgehärtetem Bindemittel eingestellt werden.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Deckschicht erst nach dem Durchlauf des Sekundärvlieses durch den Härteofen abgetrennt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß über mehrere Pendel mehrere Vliesschichten zueinander geführt werden, um beispielsweise eine Faserdämmstoffbahn herzustellen, die sandwichartig aufgebaut ist. Hierzu ist vorgesehen, daß das Primärvlies mit einer oder mehreren Vliesschichten, insbesondere unterschiedlicher Eigenschaften zusammengefügt wird. Es können daher beispielsweise Vliesschichten mit höherer und/oder geringerer Rohdichte bzw. mit höherem oder geringerem Kompressionsgrad miteinander verbunden werden, wobei das Zusammenfügen der unterschiedlichen Vliesschichten vor dem Härteofen erfolgt, so daß die Verbindung zwischen den Vliesschichten insbesondere durch das noch nicht ausgehärtete Bindemittel möglich ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß das Primärvlies vor oder während des Aufpendelns gestaucht wird. Um die Haftung der einzelnen Teilbahnen aneinander zu vergrößern ist vorgesehen, daß die Oberflächen der Teilbahnen mit Bindemitteln imprägniert werden, bevor die Teilbahnen zusammengeführt werden.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß zwischen benachbarten Teilbahnen verstärkende Gewebe und/oder Vliese aus beispielsweise Glas-, Kohlenstoff-, Metall-, temperaturbeständigen Kunststoff- und/oder Naturfasern angeordnet werden. Derartige Gewebe können als Armierung der Faserdämmstoffbahnen dienen und erhöhen die Belastbarkeit der aus dieser Faserdämmstoffbahn hergestellten Dämmstoffplatten.
Das Sekundärvlies wird vorzugsweise vor und/oder im Härteofen rechtwinklig zu seinen großen Oberflächen komprimiert. Auf diese Weise wird eine Faserdämmstoffbahn mit definierten Abmessungen erzeugt, ohne daß die Gefahr eines Aufwölbens der Fasermasse im Härteofen besteht.
Vorzugsweise wird im Härteofen Heißluft sowohl rechtwinklig zu den großen Oberflächen, als auch durch die Längsseiten des Sekundärvlieses geleitet, um einen höheren Wirkungsgrad des Härteofens und damit eine verbesserte Aushärtung des Bindemittels zu erzielen. Das Sekundärvlies wird darüber hinaus bis nach der Aushärtung des Bindemittels allseitig eingespannt geführt.
Nach dem Aushärten des Bindemittels wird das Sekundärvlies parallel zu seinen großen Oberflächen in einzelne Abschnitte geschnitten. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß ein nachgeschalteter Trockner für die Faserdämmstoffbahn in kompakter Bauweise ausgelegt werden kann. Die einzelnen Abschnitte werden neben- und/oder übereinander gestapelt und dem Trockner zugeführt. Selbstverständlich kann auch bereits zu diesem Zeitpunkt die Faserdämmstoffbahn durch rechtwinklig zu ihren großen Oberflächen verlaufende Schnitte in einzelne Platten quaderförmiger Ausgestaltung unterteilt werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Längsseiten des Sekundärvlieses nach Aushärten des Bindemittels zur Bildung ebener Flächen zu beschneiden.
Die voranstehend genannte, der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des voranstehend beschriebenen Verfahrens dadurch gelöst, daß das Förderband eine Schneidvorrichtung aufweist, mit der das Primärvlies in nebeneinander auf dem Förderband liegende Teilbahnen teilbar ist und daß der Schneidvorrichtung eine Dreheinrichtung nachgeschaltet ist, mit der die einzelnen Teilbahnen relativ zu ihrer Längsachse um 90° drehbar sind, bevor sie in die Pendelstation zur Bildung eines Sekundärvlieses einlaufen.
Die Schneidvorrichtung weist eine der Anzahl n der erforderlichen Teilbahnen entsprechende Anzahl n-1 Sägen auf, die insbesondere als Band- oder Kreissägen ausgebildet sind.
Als Pendelstation werden vorzugsweise paarig angeordnete Druckbänder oder Rollenbahnen für alle Teilbahnen vorgesehen. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Pendelstation als paarig angeordnete Druckbänder oder Rollenbahnen für jeweils eine Teilbahn auszubilden, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine der Anzahl der Teilbahnen entsprechende Anzahl von paarig angeordneten Druckbändern oder Rollenbahnen aufweist.
Es ist ferner vorgesehen, daß der Pendelstation ein Härteofen mit zumindest zwei Druckbändern nachgeschaltet ist, die auf den großen Oberflächen des Sekundärvlieses aufliegen und durch die ein erwärmtes Gas, insbesondere Heißluft geleitet wird.
In einer Weiterbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, daß im Härteofen zwei weitere Druckbänder vorgesehen sind, die an den Längsseiten des Sekundärvlieses anliegen, so daß das Sekundärvlies bei dieser Ausgestaltung einseitig eingespannt ist und gegebenenfalls in Richtung aller Flächen komprimiert werden kann.
Die an den Längsseiten anliegenden Druckbänder sind relativ zueinander verstellbar im Härteofen angeordnet, so daß sie an unterschiedlich breite Sekundärvliese angepaßt werden können bzw. bei entsprechender Einstellung eine vorgesehene Kompression auf das Sekundärvlies übertragen.
Die an den Längsseiten des Sekundärvlieses anliegenden Druckbänder sind luftdurchlässig ausgebildet und weisen insbesondere Öffnungen auf, durch die erwärmtes Gas, insbesondere Heißluft leitbar ist, um zusätzliche Wärmeenergie in das Sekundärvlies zur Aushärtung des Bindemittels einzubringen.
Schließlich ist vorgesehen, daß die Öffnung in den an den Längsseiten des Sekundärvlieses anliegenden Druckbändern auf den oberen Bereich, insbesondere die obere Hälfte der Druckbänder beschränkt sind, so daß Strömungskurzschlüsse in dem Sekundärvlies vermieden werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird somit das mit einem Bindemittel imprägnierte, in einer Sammelkammer aufgesammelte Primärvlies in Abhängigkeit von der Breite und der Dicke in zwei oder mehrere Teilbahnen aufgeteilt. Die Teilbahnen werden anschließend übereinandergeleitet und einzeln um 90° um ihre Längsachse umgelenkt und damit auf einer Seite stehend auf ein Sammeltransportband geleitet. Die übereinander angeordneten Teilbahnen werden sodann einem Pendel zugeführt, das aus zwei parallel angeordneten Transportbändern besteht, die um eine gemeinsame vertikale Achse pendeln, so daß die Teilbahnen gemeinsam mäandrierend auf dem Sammeltransportband abgestellt werden.
Durch seitlich angeordnete Druckbänder werden die Teilbahnen des Primärvlieses, die in aufgependelter Form das Sekundärvlies bilden, auf eine gewünschte Breite komprimiert. Anstelle einer kontinuierlichen Verdichtung durch Verringerung des gegenseitigen Abstandes der seitlich angeordneten Druckbänder oder Druckrollen kann die Verdichtung auch durch hubartige Bewegung dieser Konstruktionselemente ausgeführt werden. Die Bewegungsrichtung der Druckbänder bzw. der Druckrollen erfolgt vorzugsweise im rechten Winkel zur Förderrichtung des Sekundärvlieses. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Kompression unter einem beliebigen Winkel in Richtung der Förderrichtung auszuführen.
Alternativ kann vorgesehen sein, daß das aus der Sammelkammer abgezogene Primärvlies in mehrere Teilbahnen aufgeteilt wird, die anschließend einzelnen pendelnden Fördereinrichtungen, bestehend aus Förderbändern oder Rollensätzen zugeführt werden. Bei dieser Vorgehensweise werden die Teilbahnen einzeln aufgependelt, bevor sie anschließend zusammengeführt und seitlich angeordneten Druckbändern zugeführt werden.
Durch eine innerhalb der pendelnden Fördereinrichtung abnehmende Geschwindigkeit und durch eine Verringerung des Abstandes der Transportbänder bzw. Transportrollen, wobei die gegenüberliegenden Transportbänder bzw. Transportrollen relativ zueinander einstelltbar sind, wird eine Verdichtung der Teilbahnen verbunden mit einer intensiven Auf- bzw. Verfaltung der Fasern möglich. Die Verdichtung und Verfaltung der Teilbahnen kann für die einzelnen Teilbahnen individuell vorgenommen werden, so daß beim Zusammenführen der einzelnen Teilbahnen ein Sandwichelement mit Abschnitten unterschiedlicher Charakteristik hergestellt werden kann. Beispielsweise ist es bei der Herstellung breiter Faserdämmstoffbahnen sinnvoll, die inneren Teilbahnen stärker zu verdichten und zu verfalten als die äußeren, um nicht durch zu hohe Seitenkräfte eine unerwünschte unterschiedliche Verdichtung der gesamten Fasermasse bzw. der Faserdämmstoffbahn über die Breite vorzunehmen.
Um die gegenseitige Haftung der Oberflächen der gemäß der voranstehend beschriebenen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Teilbahnen zu verbessern und die Zugfestigkeit der Faserdämmstoffbahn parallel zu den großen Oberflächen zu erhöhen, können die Transportbänder bzw. Transportrollen mit trapezförmig gestalteten Oberflächen, beispielsweise in Schaffußform, ausgebildet sein. Ergänzend können die großen Oberflächen der Teilbahnen zusätzlich mit Bindemitteln imprägniert werden, um die Teilbahnen nach dem Zusammenführen besser aneinander haften zu lassen, wobei das zusätzliche Bindemittel schließlich im nachgeschalteten Härteofen ausgehärtet wird und zu einer weiter verbesserten Haftung der Teilbahnen aneinander beiträgt.
Ergänzend können verstärkende Gewebe oder Vliese aus Glas-, Kohlenstoff-, Metall-, temperaturbeständigen Kunststoffen oder Naturfasern an den Seitenflächen der Teilbahnen bzw. des Primärvlieses oder Sekundärvlieses aber auch zwischen den Teilbahnen vorgesehen werden. Die Vliese werden hierbei mit gegenüber den Teilbahnen geringerer Breite zugeführt, da das Primärvlies in einem weiteren Zwischenschritt vor oder nach dem Härteofen an seinen Längsseiten beschnitten wird. Durch die intensive Verfaltung der Teilbahnen bzw. des Sekundärvlieses bilden die eingelegten Gewebe oder Vliese über die gesamte Fläche der aus der Faserdämmstoffbahn gebildeten Dämmstoffplatten wirksame Verstärkungselemente. Diese Verstärkungselemente wirken sich insbesondere im Hinblick auf die Querzugfestigkeit der Dämmplatten aus und vermögen die unvermeidlichen zeitabhängigen, durch hygrothermische und/oder hydromechanische Belastungen bedingten Festigkeitsverluste derartiger Dämmstoffe nicht nur zu kompensieren, sondern führen auch zu mehr Sicherheit in der Anwendung derartiger Dämmstoffe.
Um die Verdichtung und Verfaltung optimal steuern zu können, kann das Sammeltransportband aus mehreren einzelnen Transportbändern oder aus Rollensätzen bzw. Kombinationen beider Konstruktionselemente bestehen, die mit abnehmender Geschwindigkeit betrieben werden und somit eine Stauchung des Sekundärvlieses in der Transportrichtung bewirken. Weiterhin können in Transportrichtung, d.h. über die Breite der Produktionsanlage mehrere schmale Bänder oder Rollensätze verteilt angeordnet sein, die über die Breite der Produktionslinie mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden. Hierdurch wird erreicht, daß die Verdichtung und die Verfaltung auch in den zentralen Bereichen des Sekundärvlieses beeinflußbar ist. Beispielsweise wird ein unteres Transportband durch ein spiegelbildlich angeordnetes oberes Druckband ergänzt, welches auf die zu verfaltende bzw. verdichtende Fasermasse einwirkt. Dieses Druckband hat in erster Linie die Aufgabe, die Verfaltung zu begünstigen, wobei eine zu große Verdichtung in horizontaler Richtung möglichst ausgeschlossen sein soll. Zur Unterstützung der verfaltenden Wirkung in der Transportrichtung können die unteren und oberen Teilbänder mit aus ihrer Oberfläche hervorstehenden Vorsprüngen ausgebildet sein, die in die Fasermasse, insbesondere das Sekundärvlies eingreifen und die Fasern relativ zueinander bewegen.
Das Sekundärvlies kann eine Materialstärke zwischen 200 und 2000 mm bei einer Rohdichte von ca. 40 bis 300 kg/m3 aufweisen. In diesem Zustand erweist das Sekundärvlies im Bereich unterhalb seiner großen Oberflächen in bestimmter Tiefe Fasern auf, die nicht im wesentlichen rechtwinklig zu den großen Oberflächen ausgebildet sind. Da eine Faserdämmstoffbahn hergestellt werden soll, die annähernd ausschließlich rechtwinklig zu den großen Oberflächen ausgerichtete Mineralfasern aufweist, werden diese Bereiche nachfolgend durch horizontal geführte Schnittwerkzeuge vom Sekundärvlies abgetrennt. Die abgetrennten Fasern können in bekannter Weise einem internen Recyclingprozeß zugeführt und wieder aufgeschmolzen werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß die abgetrennten Faserlagen nach entsprechender Auflockerung wieder dem Primärvlies direkt oder dem Fasermassenstrom in der Sammelkammer zugeführt werden.
Da das Sekundärvlies vor allem durch die seitlichen Druckbänder zusammengehalten wird, ist die durch das Eigengewicht mögliche Umorientierung der Mineralfasern im Auflagenbereich der Faserbahn gering. Ein oberes Druckband erzeugt hierbei nur soviel Pressung, daß ein Aufwölben des Sekundärvlieses durch den Druck der seitlichen Profilbänder verhindert wird. Gleichzeitig dient dieses luftdurchlässige, auf der Oberfläche des Sekundärvlieses aufliegende Band der kontrollierten Durchführung der zum Austrocknen der vorhandenen Feuchte und zum Aushärten des Bindemittels benötigten Heißluft. Dieses Trocknen erfolgt in einem Härteofen.
Ein solcher Härteofen besteht in der Regel aus zwei stabilen übereinander angeordneten Druckbändern, durch die Heißluft gesaugt wird. Bei Höhen von Sekundärvliesen von weniger als 200 mm wird auf die Abdichtung der Seitenflächen des Sekundärvlieses kein besonderer Wert gelegt. Das Sekundärvlies verbleibt ca. 2 bis 15 Minuten, vorzugsweise weniger als 10 Minuten in dem Härteofen, so daß relativ heiße Luft mit Temperaturen von ca. 250 bis 320°C eingesetzt werden muß, um eine ausreichende Aushärtung des Bindemittels zu erzielen. Hierbei ist darauf zu achten, daß eine Zerstörung der organischen Substanz des Bindemittels vermieden wird, da hierdurch Verfärbungen auftreten, die zur Unverkäuflichkeit des hergestellten Produktes führen können. Bei derartigen Temperaturen sind darüber hinaus die zur Hydrophobierung der Fasern zugefügten Öle, Öl-Emulsionen oder dergleichen noch nicht im wesentlichen Umfang flüchtig.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgestellten Sekundärvliese haben eine Breite zwischen 500 und 2400 mm Breite sowie Materialstärken bis zu 2000 mm. Die Führung der Heißluft durch das Sekundärvlies geschieht naturgemäß auf dem kürzesten Weg, d.h. bei den aufgezeigten Variationen zwischen Dicken und Breiten sowohl von oben nach unten bzw. umgekehrt und in abschnittsweiser Umkehrung. Durch die Verwendung von seitlichen Druckbändern, die ebenfalls teilweise luftdurchlässig ausgebildet sind, kann ergänzend Heißluft kontinuierlich von oben nach unten durch die Fasermasse gesaugt oder gedrückt und zusätzlich über die seitlichen Druckbänder eingegeben oder abgezogen werden. Durch die vorhandenen Öffnungen kann soviel Energie übertragen werden, wie sie zum Austrocknen und Aushärten der organischen Bindemittel, wie beispielsweise Phenol-, Formaldehyd-, Harnstoff-Harz-Gemischen oder dergleichen mit samt der vorhandenen Feuchte in einer Größenordnung von 3 bis 10 Masse-% innerhalb von ca. 2 bis 8 Minuten benötigt wird, wobei das Sekundärvlies auf eine Temperatur von ca. 120 bis 170°C aufgeheizt wird. Bei Verwendung von Bindemitteln, wie als Nanopartikel dispergierte Kieselsäure, die über Sol-Gel-Prozesse aushärten, sind entsprechende Veränderungen der Aufheiz- und Haltezeit vorzusehen.
Nach dem Aushärten des Bindemittels im Härteofen ist die Struktur des Sekundärvlieses fixiert, so daß das endlose Sekundärvlies frei transportiert werden kann. Das Sekundärvlies wird nun zur Vermeidung von Energieverlusten in einen beheizten und ausreichend wärmegedämmten Trockenkanal geleitet, in dem das in Einschlüssen bzw. dem dort angereicherten Harz vorhandene Wasser verdampfen kann. Bei einer Temperatur von ca. 150°C ist eine Trockenzeit von ca. 40 bis 80 Minuten vorgesehen. Durch eine Vortrocknung der Luft in dem Trockenkanal auf kleiner 30% relative Feuchte wird der Trockenvorgang wirkungsvoll unterstützt bzw. gegebenenfalls abgekürzt.
Nach dem Verlassen des Trockenkanals wird die Fasermasse durch Raumluft abgekühlt. Der Energiegehalt der Abluft kann zur Erwärmung der Trocknerluft verwendet werden. Das endlose Sekundärvlies wird nun horizontal aufgeschnitten bzw. in einzelne Abschnitte aufgeteilt, die dann Dämmstoffplatten bilden. Um eine kompaktere Bauweise, insbesondere eine Verringerung der Länge des nachgeschalteten Trockners zu erreichen, kann das Sekundärvlies nach dem Aushärten des Bindemittels im Härteofen in Abschnitte unterteilt werden. Diese blockartigen Abschnitte werden neben- und/oder übereinander gestapelt. Die durch diese Vorgehensweise eingetretenen Energieverluste müssen durch eine entsprechende Erhöhung der Temperatur, insbesondere aber durch eine längere Verweilzeit in dem Trockner kompensiert werden. In einer weiteren Variante wird das Sekundärvlies nach dem Aushärten des Bindemittels konventionell durch Raumluft heruntergekühlt und in Dämmstoffplatten mit den gewünschten Abmessungen horizontal und vertikal aufgeteilt. Diese Dämmstoffplatten werden anschließend einzeln oder in Stapeln über ein luftdurchlässiges Band geleitet und mittels Heißluft auf ca. 120 bis 170°C, vorzugsweise 150 bis 160°C aufgeheizt und anschließend zur Vermeidung von Energieverlusten zu größeren Einheiten aufgestapelt und entsprechend der beschriebenen Verfahrenstechnik nachgetrocknet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1
eine erste Ausführung eines Abschnitts einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung einer Faserdämmstoffbahn in Draufsicht;
Figur 2
eine zweite Ausführungsform eines Abschnitts einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung einer Faserdämmstoffbahn und
Figur 3
ein weiterer Abschnitt der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 oder 2 in Seitenansicht.
Figur 1 zeigt in Draufsicht einen Abschnitt einer Vorrichtung zur Herstellung einer in einzelne Dämmstoffplatten aus Mineralfasern aufteilbaren Faserdämmstoffbahn 1. Hierzu wird ein Primärvlies 2 einer Schneidvorrichtung 3 zugeführt, welche Schneidvorrichtung 3 drei Bandsägen 4 aufweist, welche das Primärvlies 2 in vier nebeneinander auf einer nicht näher dargestellten Fördereinrichtung liegende Teilbahnen 5 aufteilt.
Die Teilbahnen 5 werden anschließend übereinander geführt und anschließend in einem Bereich 6 jeweils um 90° um ihre Längsachse gedreht.
Diese einzeln um 90° gedrehten und weiterhin übereinander angeordneten Teilbahnen 5 werden anschließend einer Pendeleinrichtung 7 zugeführt, die aus zwei parallel zueinander ausgerichteten und im Abstand zueinander angeordneten Druckbändern 8 besteht, welche Druckbänder 8 um eine gemeinsame vertikale Achse pendeln und die Teilbahnen 5 des Primärvlieses 2 mäandrierend auf einer Fördereinrichtung 9 ablegen.
Die mäandrierend abgelegten Teilbahnen 5 des Primärvlieses 2 werden anschließend seitlich angeordneten Druckbändern 10 zugeführt, die mit ihren der Pendeleinrichtung 7 abgewandten Enden aufeinander zulaufend ausgerichtet sind. Zwischen den Druckbändern 10 werden die Teilbahnen 5 des Primärvlieses 2 komprimiert. Die Teilbahnen 5 des Primärvlieses 2 bilden zu diesem Zeitpunkt ein Sekundärvlies 11.
Das Sekundärvlies 11 ist im wesentlichen dadurch charakterisiert, daß seine Einzelfasern überwiegend rechtwinklig zu den großen Oberflächen des Sekundärvlieses 11 ausgerichtet sind. Hierzu ist ergänzend auszuführen, daß die Mineralfasern im Primärvlies 2 eine Ausrichtung im wesentlichen parallel zu den großen Oberflächen des Primärvlieses 2 haben. Lediglich im unmittelbaren Bereich der großen Oberflächen sind die einzelnen Mineralfasern des Sekundärvlieses 11 durch die Kompression und die Auffaltung des Primärvlieses 2 bzw. Sekundärvlieses 11 im wesentlichen parallel zu den großen Oberflächen des Sekundärvlieses 11 ausgerichtet.
Das Sekundärvlies 11 wird im Anschluß an die Druckbänder 10 weiteren Druckbändern 12 gemäß Figur 3 zugeführt, die auf die großen Oberflächen des Sekundärvlieses 11 wirken. Zwischen den Druckbändern 12 und einem Härteofen 13 ist eine weitere Schneideinrichtung 14 angeordnet, die aus zwei Sägen 15 besteht, welche Sägen 15 horizontal und parallel zu den großen Oberflächen des Sekundärvlieses 11 ausgerichtet sind, so daß mittels dieser Sägen 15 Deckschichten 16 im Bereich beider großen Oberflächen des Sekundärvlieses 11 abgetrennt werden können.
Die Deckschichten 16 umfassen den Bereich des Sekundärvlieses 11, der eine Faserverlauf mit parallel zu den großen Oberflächen des Sekundärvlieses 11 angeordneten Mineralfasern aufweist. Somit wird dem Härteofen 13 ein Sekundärvlies 11 mit annähernd ausschließlich rechtwinklig zu den großen Oberflächen des Sekundärvlieses 11 verlaufender Faseranordnung zugeführt.
Der Härteofen 13 besteht wiederum aus zwei auf die großen Oberflächen einwirkenden Förderbänder 17, die luftdurchlässig ausgebildet sind, so daß Heißluft in Richtung der in Figur 3 dargestellten Pfeile 18 durch das Sekundärvlies 11 diffundieren kann.
Das Sekundärvlies 11 wird nach dem Verlassen des Härteofens 13 einem nicht näher dargestellten Trockner zugeführt, um anschließend nach dem Austrocknen in einzelne Dämmstoffplatten aufgeschnitten zu werden.
Eine alternative Ausgestaltung des Abschnitts gemäß Figur 1 ist in Figur 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform werden die Teilbahnen einzelnen Pendeleinrichtungen 19 zugeführt, die jeweils aus zwei Rollenbahnen 20 bestehen, welche einen sich in Förderrichtung gemäß Pfeil 21 verringernden Abstand zueinander haben. Die einzeln aufgependelten Teilbahnen 5 werden anschließend gemeinsam zwei weiteren Rollenbahnen 100 zugeführt, zwischen denen die einzeln aufgependelten Teilbahnen 5 miteinander verbunden und komprimiert werden. Die Rollenbahnen 100 weisen ebenfalls einen in Förderrichtung gemäß Pfeil 21 abnehmenden Abstand voneinander auf und erfüllen die gleiche Aufgabe, wie die Druckbänder 10 der Ausführungsform gemäß Figur 1.

Claims (32)

  1. Verfahren zur Herstellung einer insbesondere in einzelne Dämmstoffplatten aus Mineralfasern aufteilbare Faserdämmstoffbahn (1) mit im wesentlichen rechtwinklig zu ihren großen Oberflächen ausgerichteten Mineralfasern, bei dem die Mineralfasern aus einer Sammelkammer abgezogen und auf einem Förderband als Primärvlies (2) mit im wesentlichen parallel zu den großen Oberflächen ausgerichteten Mineralfasern abgelegt werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Primärvlies (2) durch rechtwinklig zu den großen Oberflächen geführte Schnitte in zumindest zwei, vorzugsweise mehrere, insbesondere gleiche Abmessungen aufweisende Teilbahnen (5) aufgeteilt wird,
    daß die Teilbahnen (5) anschließend um 90° um ihre Längsachse gedreht werden und
    daß die Teilbahnen (5) aufgependelt und zu einem Sekundärvlies (11) zusammengefügt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Teilbahnen (5) des Primärvlieses (2) vor dem Drehen um ihre Längsachse relativ zu ihrer Förderebene übereinander angeordnet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Teilbahnen (5) und/oder das Sekundärvlies (11) während und/oder nach dem Aufpendeln komprimiert werden bzw. wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kompression in zwei im wesentlichen rechtwinklig zueinander ausgerichteten Richtungen erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Sekundärvlies (11) einem Härteofen (13) zugeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß von den großen Oberflächen des Sekundärvlieses (11) jeweils eine dünne Deckschicht (16) abgetrennt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß aus der von zumindest einer großen Oberfläche des Sekundärvlieses (11) abgetrennten dünnen Deckschicht (16) ein Mineralfaserprodukt mit laminarer Struktur für die Trittschalldämmung unter insbesondere schwimmendem Estrich gebildet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Deckschicht (16) abgetrennt wird, bevor das Sekundärvlies (11) einem Härteofen (13) zugeführt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Deckschicht (16) getrennt vom Sekundärvlies (11) einem Härteofen (13) zugeführt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Deckschicht (16) vor dem Härteofen (13) auf eine anwendungsspezifisch erforderliche Rohdichte komprimiert wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Deckschicht (16) abgetrennt wird, nachdem das Sekundärvlies (11) einem Härteofen (13) zugeführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Primärvlies (2) mit einer oder mehreren Vliesschichten, insbesondere unterschiedlicher Eigenschaften zusammengefügt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Primärvlies (2) vor oder während des Aufpendelns gestaucht wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Oberflächen der Teilbahnen (5) bzw. der Deckschicht (16) mit Bindemitteln imprägniert werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen benachbarten Teilbahnen (5) verstärkende Gewebe und/oder Vliese aus beispielsweise Glas-, Kohlenstoff-, Metall-, temperaturbeständigen Kunststoff- und/oder Naturfasern angeordnet werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Sekundärvlies (11) und/oder die Deckschicht (16) vor und/oder im Härteofen (13) rechtwinklig zu seinen bzw. ihren großen Oberflächen komprimiert wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in die großen Oberflächen des Sekundärvlieses (11) eine Struktur eingeprägt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Härteofen (13) Heißluft sowohl rechtwinklig zu den großen Oberflächen als auch durch die Längsseiten des Sekundärvlieses (11) bzw. der Deckschicht (16) geleitet wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Sekundärvlies (11) bzw. die Deckschicht (16) bis nach der Aushärtung des Bindemittels allseitig eingespannt geführt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Sekundärvlies (11) bzw. die Deckschicht (16) nach Aushärten des Bindemittels parallel zu seinen großen Oberflächen in einzelne Abschnitte geschnitten wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Sekundärvlies (11) bzw. die Deckschicht (16) nach Aushärten des Bindemittels durch rechtwinklig zu seinen großen Oberflächen verlaufende Schnitte in einzelne Platten quaderförmiger Ausgestaltung unterteilt wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Sekundärvlies (11) bzw. die Deckschicht (16) nach Aushärten des Bindemittels an seinen Längsseiten zur Bildung ebener Flächen beschnitten wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Sekundärvlies (11) bzw. die Deckschicht (16) nach dem Härteofen (13) einem Trockenkanal zugeführt wird.
  24. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18, mit einem Förderband (9) zur Förderung eines Primärvlieses (2) aus Mineralfasern von einer Sammelkammer zu einer Pendeleinrichtung (7),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Förderband eine Schneidvorrichtung (3) aufweist, mit der das Primärvlies (2) in nebeneinander auf dem Förderband liegende Teilbahnen (5) teilbar ist und daß der Schneidvorrichtung (3) eine Dreheinrichtung nachgeschaltet ist, mit der die einzelnen Teilbahnen (5) relativ zu ihrer Längsachse um 90° drehbar sind, bevor sie in die Pendeleinrichtung (7) zur Bildung eines Sekundärvlieses (11) einlaufen.
  25. Vorrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schneidvorrichtung eine der Anzahl n der erforderlichen Teilbahnen (5) entsprechende Anzahl n-1 Sägen aufweist, die insbesondere als Bandsägen (4) oder Kreissägen ausgebildet sind.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Pendeleinrichtung (7) als paarig angeordnete Druckbänder (10) oder Rollenbahnen (100) für alle Teilbahnen (5) ausgebildet ist.
  27. Vorrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Pendeleinrichtung (7) als paarig angeordnete Druckbänder oder Rollenbahnen (20) jeweils für eine Teilbahn ausgebildet ist.
  28. Vorrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Pendeleinrichtung (7) eine Härteofen (13) mit zumindest zwei Druckbändern (17) nachgeschaltet ist, die auf den großen Oberflächen des Sekundärvlieses (11) aufliegen und durch die ein erwärmtes Gas, insbesondere Heißluft geleitet wird.
  29. Vorrichtung nach Anspruch 23,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Härteofen (13) zwei weitere Druckbänder vorgesehen sind, die an den Längsseiten des Sekundärvlieses (11) anliegen.
  30. Vorrichtung nach Anspruch 23 und/oder Anspruch 24,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Druckbänder relativ zueinander verstellbar im Härteofen (13) angeordnet sind.
  31. Vorrichtung nach Anspruch 24,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Druckbänder (17) luftdurchlässig sind, insbesondere Öffnungen aufweisen, durch die ein erwärmtes Gas, insbesondere Heißluft leitbar ist.
  32. Vorrichtung nach Anspruch 26,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Öffnungen auf den oberen Bereich, insbesondere die oberen Hälften der Druckbänder beschränkt sind.
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