DE2840645C2

DE2840645C2 - Verfahren zum Herstellen von Isolierteilchen

Info

Publication number: DE2840645C2
Application number: DE2840645A
Authority: DE
Inventors: William Henry Englewood Col. Kielmeyer
Original assignee: Johns Manville Corp
Current assignee: Johns Manville Corp
Priority date: 1977-09-19
Filing date: 1978-09-19
Publication date: 1985-08-14
Also published as: DE2840645A1; NO783142L; NO149075B; BE870606A; GB2009262B; GB2009262A; FR2403430B1; FI61936C; FI61936B; AU520883B2; JPS5463452A; CA1153881A; AU3963178A; FR2403430A1; FI782844A7

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Isolierteilchen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Herstellung von gleichförmigen Isolierteilchen aus Fasermaterial insbesondere Glasfasern, welche zur Isolierung von Gebäuden oder dgl. Gegenständen in Hohlräume hineingeschüttet oder hineingeblasen werden können, ist bekannt (Deutsche Patentschrift 53 124). Hierbei liegen die hergestellten Isolierteilchen allerdings in Form von Kugeln vor, deren Herstellung aufwendig ist. So umfaßt die Maschine zu deren Herstellung neben den Schneideinrichtungen zum Abtrennen von Faserstreifen noch zusätzlich zwei übereinanderliegende, relativ zu einander bewegbare Formflächen, welche die Faserstreifen zwischen sich aufnehmen und diese durch längsverlaufende Rippen quer zu ihrer Länge zerteilen. Überdies ist bei der Bildung von Wärmeisolierungen mit derartigen Kugeln aufgrund der Ku-,,gelform mit dem Entstehen von relativ großen Freiräu- men zwischen den einzelnen Isolierteilche.n zu rechnen; dies beeinflußt die Isoliereigenschaften ungünstig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem Isolierteilchen in einfacher Weise lediglich durch Schneidvorgänge herstellbar sind. Zudem sollen die hergestellten Isolierteilchen eine gleichmäßige Verteilung auf der zuisolierenden Fläche ermöglichen, um gleichmäßige Wärmedämmeigenschaften zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei werden als Fasermaterial vorzugsweise mit Harz gebundene Glasfasern verwendet. Ein Abschnitt einer ausgehärteten Fasermatte mit der für das Endprodukt erwünschten Dichte, Fasergestalt, staubabbindendem Öl- und Bindemittelgehalt wird in Dickenrichtung zusamnungedrückt Der zusammengedrückte Abschnitt wird dann sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung zerschnitten, so daß kleinere Teilchen mit einer gleichmäßigen Länge und Breite entstehen. Nach Abbau des Drucks federn diese Teilchen zurück und erlangen eine Di.'ke, welche der des nicht zusammengedrückten Abschnitts angenähert ist. Die Bewegung dieser zwischenliegenden Faserteilchen verursacht dann, daß sie unmittelbar in Richtung ihrer Dicke delaminieren, so daß als Endprodukt Isolierteilchen entstehen, welche eine gleichmäßige Länge und Breite sowie eine geringfügig variierende Dicke aufweisen.

Für die Form der Isolierteilchen wird also nicht mehr eine Kugelform — wie beim Stand der Technik — vorgegeben, sondern eine Quaderform. Diese ist aufgrund des erfindungsgemäßen Erfahrene von einer besonderen Regelmäßigkeit Der damit erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daf-in Isolierschichten der Brückenbildung, also der Entstehung von Leerstellen einerseits und Zusammenballungen andererseits, vorgebeugt wird mit der Folge, daß nunmehr die Isoliereigenschaften und die Wärmewiderstandswerte über die gesamte Isolierschicht gleichmäßig verteilt sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische, schematische Ansicht ^ur Erläuterung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,

F i g. 2 eine Einzelheit der Herstellungsvorrichtung,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht einer Fasersäule aus gebundenen Fasern vor der Delaminierung, und

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung der Delaminierung der in F i g. 3 dargestellten Fasersäu-Ie in kleine eriindungsgemäße Isolierteilchen.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Isolierteilchen wird eine relativ lockere Fasermatten 11 geringer Dichte aus Glasfasern, welche mit einem geeigneten Bindemittel, wie etwa Melamin oder Phenolformaldehydharz imprägniert ist, von einer Sammelkammer abgeführt und in einer kontinuierlichen Bewegung durch ein Paar von erwärmten und freilaufenden Walzen 14 abgezogen. Die erwärmten Walzen 14 härten und verdichten die lockere Fasermatte 11 teilweise und verleihen ihr ein gewisses Maß an Dimensionsstabilität während dieses Verfahrensstadiums. Die Fasermatte 11 durchläuft dann einen Satz en.värmter, in einem Abstand voneinander angeordneter Platten 15. Die Fasermatte 11 gleitet entlang der glatten Innenflächen der Platten 15, welche die Fasermatte auf die gewünschte "DickeundGestalt formen sowie das Bindemittel auf den

"' jMattenflächen hinreichend aushärten, so daß die Dicke

- und die Gestalt aufrechterhalten bleibt. Nach Verlassen der Platten 15 durchläuft die Matte ein Paar endlose Zugförderbänder 16 oder eine Zugvorrichtung, welche die Matte durch die erwärmten Platten 15 zieht Schließlich wird die Matte 11 auf einen Ofenförderer 22 übergeführt, welcher die Matte durch einen Aushärtofen 21

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transportiert Nach Verlassen des Ofens 21 ist das Harzbindemittel ausgehärtet und abgebunden. In diesem Verfahrensstadium weist die ausgehärtete Fasermatte eine Dichte im Bereich von 63 bis 159 N/m³ auf, wobei die bevorzugten Dichtegrenzen 63 bis 95 N/m³ betragen. Das Bindemittel, weiches vorzugsweise Phenolformaldehyd mit 20% oder weniger Urea ist sollte in 3,0 bis 5,0 Gew.-°/o des Mattenmaterials vorliegen. Zusätzliche 0,5 bis 1 Gew.-% sollten ein geeignetes Staübabbindeöl enthalten. Die Faserdurchmesser belaufen sich auf 3,5 bis 6,0 Mikrometer, vorzugsweise 4;0 bis 4,5 Mikrometer.

Die auf einem Ablaufförderer 29 aus dem Aushärtofen 21 laufende, geformte und ausgehärtete Fasermatte 11 wird durch ein vertikal geführtes Hackmesser 25 in Abschnitte 27 einer vorbestimmten Länge unterteilt. Der Ablaufförderer 29 arbeitet in einer ausreichend höheren Laufgeschwindigkeit als der Ofenförderer 22, so daß zwischen den transportierten Abschnitten 27 ein Abstand eingehalten wird.

Am Ende des Ablauförderers 29 sind in einem Abstand zueinander angeordnete Verdichtungsförderer 37 und 39 angeordnet Diese Förderer weisen endlose Förderbänder 41 und 43 auf, weiche über Triebwalzen 33 und 34 und Leerlaufwalzen 35 und 36 gezogen sind. Die Förderbänder 41 und 43 laufen in derselben Geschwindigkeit, wobei sich der untere Lauf des oberen Förderbands und der obere des unteren Förderbands in derselben Richtung gegen einen Rollenschneider 47 bewegen. Die Geschwindigkeit der Förderbänder 41 und 43 ist größer als die Laufgeschwindigkeit des Ablaufförderes 29. Die Verdichtungsförderer 37 und 39 sind je mit Stützplatten 44 und 45 ausgerüstet, weiche die gegenüberliegenden Läufe der Förderbänder 41 and 43 abstützen. Aus F i g. 1 geht hervor, daß der untere Lauf des Förderbands 41 und der oberen Lauf des Förderbands 43 in Förderrichtung der Förderbänder 41 und 43 zusammenlaufen, so daß die Dicke eines jeden Abschnitts 27 reduziert wird. Ein Neigungswinkel von ungefähr 5° für jedes Förderband hat sich als sehr zufriedenstellend herausgestellt, obgleich andererseits dieser Winkel variieren kann. Hinter den zusammenlaufenden Enden der Verdichtungsförderer 37 und 39 ist ein Rollenschneider 47 angeordnet, welcher eine Anzahl von in einem Abstand zueinander befindliche Schneidblätter 49 aufweist, welche auf einer sich in Querrichtung zur Bewegungsrichtung der Verdichtungsförderer 37 und 39 erstrekkenden Drehachse 51 angeordnet sind. Diese Blätter werden über Abstandsglieder 50 auf gleiche Abstände zueinander gehalten. Zw^:schen den Schneidblättern 49 sind durch die Abstandsglieder 50 zylinderförmige Flächen 50a mit gleichem Durchmesser gebildet. Unterhalb des RoDenschneiders 47 befindet sich eine Stützwalze 48, welche in Gegenrichtung zu den Schneidblättern 49 angetrieben ist Die Zylinderflächen 50a befinden sich in einem Abstand zur Außenfläche der Stützwalze 48 und zwar derart daß jeder Abschnitt 27 in seinem zusammengedrückten Zustand gehalten wird.

Die Umfangsgeschwindigkeit der Schiieidblätter 49 ist der Umfangsgeschwindigkeit der Stützwalze 48 angepaßt und die Schneidkanten der Schneidblätter 49 wirken mit der Walzfläche der Stützwalze 48 zusammen. Aus Fig. 1 geht weiter hervor, daß in einem Abstand zueinander befindliche Zuführwalzen 53 und 54 angrenzend am Rollenschneider 47 angeordnet sind und im Gegenlauf bei angepaßten Umfangsgeschwindigkeiten betrieben werden. Die Förderbänder 41 und 43, Schneidblätter 49, Stützwalze 48 sowie die Zuführwalzen 53 und 54 laufen mit zueinander abgestimmten Umfangsgeschwindigkeiten. Wenn die Abschnitte 27 den Rollenschnaider 47 durchlaufen, werden sie in Streife;. 30 zerschnitten. Ein feststehendes Schneidbett 55 befindet sich im Anschluß an einen Spalt der Zuführwalzen 53 und 54, wobei oberhalb des Schneidbetts 55 eine Führungsplatte 56 angeordnet ist deren auf die obere Fläche des Schneidbetts 55 zuweisende Fläche glatt ausgebildet ist Das Schneidbett 55 und die Führungsplatte 56 haben die Funktion, die Streifen 30 im zusammengepreßten Zustand zu halten. Im Anschluß an das feststehende Schneidbett 55 ist eine rotierende Schneidvorrichtung 57 herkömmlicher Bauart angeordnet welche ein auf einer Achse 61 angeordnetes Stützteil 60 aufweist und an voneinander entfernten Stellen über dem Umfang Schneidblätter 59 aufweist Diese Schneidblätter 59 besitzen Schneidkanten, welche mit einer Kante des Schneidbetts 55 zusammenwirken. Die rotierenden Schneiden und das feststehende Bett erstrecken sich in einer Richtung parallel zur Achse 6¹.

Durch den Ablauf förderer 29 wire, t in ausgehärteter Abschnitt 27 in das divergierende Ende der Verdichtungsförderer 37 und 39 übergeben. Der Vertikalabstand zwischen den Förderbändern 41 und 43 ^:*?t an diesem Ende der Förderer größer als die Dicke des AbschnL:s 27, um den Eintritt des Abschnitts 27 in den Spalt der Verdichtungsförderer 37 und 39 zu erleichtern. Der Abschnitt 27 wird dann gegen die konvergierenden Enden der der Verdichtungsförderer 37 und 39 geführt und wird allmählich zwischen den gegenüberliegenden Läufen der Förderbänder 41 und 43 zusammengedrückt Die Stütztplatten 44 und 45 verleihen den Förderbändern während des Betriebs die erforderliche Abstützung. Der Abschnitt 27 wird stark verdichtet beispielsweise wird ein Abschnitt mi; einer Dicke von 20 cm auf eine Dicke von etwa 1,25 cm zusammengedrückt Der Abschnitt 27 wird in seiner zusammengedrückten Form in den Spalt der in Gegenrichtung laufenden Schneidblätter 49 und der Stützwalze 48 geführt und vollständig in eine Vielzahl von Streifen 30 zerschnitten, wobei jeder Streifen eine Breite, welche durch den Abstand der Schneidblätter 49 gebildet ist, eine Länge entsprechend der Länge des Abschnitts 27 und eine Dicke wenigstens gleich der Dicke des Abschnitts 27 im zusammengedrückten Zustand besitzt Während des Schneidbetriebs wirken die zylinderförmigen Flächen 50a, welche durch die Abstandsglieder 50 gebildet sind, mit der Stützwalze 48 derart zusammen, daß der Abschnitt 27 in zusammengedrücktem Zustand gehalten wird. Bei einer Weiterbewegung nach rechts (Fig. 1) wirken die Zuführwalzen 53 und 54 auf die zusammengedrückten Streifen 30 und fördern die Streifen 30 mit konstanter Geschwindigkeit über das feststehende Schneidbett 55. Eine unteia Fläche der Führungsplatte 56 wirkt gleitend mit den Oberflächen der zusammengedrückten .Streifen zusammen und hält diese in ihrem zusammengedrückten Zustand. Die vorderen Abschnitte der geförderten Streifen gelangen in Kontakt mit den sich abwärts bewegenden SchneidMnten der rotierenden Schneidblätter 59, welche bei jedem Durchlauf einen Vertikalschnitt durch die Streifen ausführen und zwar in einer Ebene im wesentlichen senkrecht zur !Richtung der Streifen.

In einem jedem Schlag der Schneidbiätter 59 der rotierenden Schneidvorrichtung 57 folgenden Augenblick springt das zusammengedrückte Fasermaterial im wesentlichen auf seine ursprüngliche Dicke zurück, wodurch eine Vielzahl von Fasersäulen 62 aus Fasermaterial gebildet wird, von denen eine in F i g. 3 dargestellt ist,

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deren Breite dem Abstand der Schneidblätter 49 des Rollenschneiders 47 entspricht und deren Länge durch die Zuführgeschwindigkeit des Materials und die Drehgeschwindigkeit der rotierenden Schneidvorrichtung 58 $ I bestimmt ist und deren Höhe der ursprünglichen Dicke

des Abschnitts 27 angenähert ist. Wegen der relativ geringen Strukturfestigkeit in Richtung parallel zu den oberen und unteren Flächen 63 und 64 der Faseräulse 62, der Erregung, welche das Material während des Durchlaufe durch die Schneidvorrichtung und die nach- to folgende Übergabe erfährt, beginnen die säulenförmigen Körper in Ebenen im wesentlichen parallel zu den oberen und unteren Flächen 63 und 64 einer jeden Faseräule 62 unmittelbar nach Verlassen der rotierenden Schneidvorrichtung zu delaminieren. Dadurch entstehen zahlreiche kleine Isolierteilchen 65, welche das Endprodukt darstellen. Diese Stücke werden dann pneumatisch über Leitungen einem Staubabscheider (Zyklon) zugeführt, wo der überschüssige Staub entfernt wird. Danach werden die Teile zu einer Verpackungsstation geführt.

In Fig.4 ist d^:e Delaminierung einer Fasersäule in einzelne Isolierteilchen 65 dargestellt, welche eine sechsflächige Form aufweisen, wobei die Buchstaben A, B und Cjeweilig die Breite, Länge und Dicke eines Teils bezeichnen. Die Rechteckform, dargestellt in der Ebene der Länge und Breite, weiche durch geeignete Rollenschneid- und Schneidvorrichtungseinstellungen vorbestimmt ist, ist für alle Teile eines gegebenen Produktionslaufes gemäß dem oben beschriebenen Herstellerfahren charakteristisch. Zusätzlich sind diese Rechteckabmessungen für alle erzeugten Teile gleichmäßig. Es ist wünschenswert, daß die Stücke in einer Länge und Breite im Bereich von 0,6 cm bis 2,6 cm vorliegen. Vom Standpunkt der Wärmeisolierung her ist es außerordentlich bevorzugt, daß die Länge der Teile in einem Bereich von ö,ö cm bis i,6 cm und die Breite im Bereich von 0,9 cm bis 1,9 cm liegen. Die Dickenabmessung des Teils ist die am wenigstens steuerbare Abmessung und variiert im wesentlichen zwischen 0,08 und 0,6 cm, abhängig vom Betrag der Stöße, welche das Teil empfängt, wenn es durch die Schneidvorrichtung, die Leitungen, den Staubabscheider und die Verpackungsstation läuft.

Diese neuartigen Isolierteilchen werden durch ein geeignetes Blasgerät im wesentlichen über sich horizontal erstreckende Flächen, wie etwa Dachböden, aufgebracht, bis eine vorbestimmte Höhe erreicht ist, weiche dem gewünschten Maß an Wärmeisolierung entspricht. Mit diesem regelmäßig und gleichförmig ausgebildeten Produkt ist eine größere Abdeckung erreichbar als mit herkömmlichen Lockerisoliermaterialien für ein gegebenes Materialgewicht bei einem gegebenen Wärmewiderstand erreichbar ist Darüber hinaus liegen diese erfindungsgemäßen Isolierteilchen in einer gleichmäßig verteilten Matte auf, deren Wärmeisoliervermögen über die gesamte isolierte Fläche gleichmäßig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Isolierteilchen mit geringer Dichte und im wesentlichen gleichmäßiger Form aus Fasermatten zur Bildung von Wärmeisolierungen für Gebäude, wobei die Fasermatten aus mit Harz gebundenen Fasern auf Förderbändern bewegt und in eine Anzahl von Teilchen mit jeweils gleichen Längen und gleichen Breiten parallel bzw. quer zur Förderrichtung geschnitten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermatten vor jedem Schneidvorgang derart zusammengedrückt werden, daß ihre Dicke wesentlich reduziert ist. daß die Fasermatten in zusammengedrücktem Zustand zunächst in Förderrichtung in Streifen geschnitten werden, danach die Streifen quer zur Förderrichtung zur Bildung der Teilchen geschnitten werden, wobei der Schnitt senkrecht zu den zusammengedrückica Oberflächen der Teilchen zur Bildung von Fasürssulen erfolgt, derart, daß die Fasersäulen unmittelbar nach diesem Schneidvorgang in Ebenen im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Teilchen unter Bildung der Isolierteilchen delaminieren.

2. Isolierteilchen, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1 bis 7 Gew.-o/o, vorzugsweise 3 bis 5 Gew.-% wärmehärtbares Harz aufweisen.

3. Isolierteilchen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, -"aß sie ungefähr 0,5 bis 1 Gew.-% staubabbindendes öl aufweisen.

4. Isolierteilchen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fastrn einen Durchmesser von 35 μπι bis 6,0 μπι aufweisen.

5. Isolierteilchen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dichte von etwa 63 bis 159 N/m³ aufweisen.