DE1759511A1

DE1759511A1 - Platten oder Formstuecke aus mineralischen Fasern,insbesondere Glasfasern,und Verfahren und Vorrichtung fuer ihre Herstellung

Info

Publication number: DE1759511A1
Application number: DE19681759511
Authority: DE
Inventors: Alain Bonnet; Claude Jumentier
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1967-05-11
Filing date: 1968-05-09
Publication date: 1972-02-17
Also published as: IE31906B1; DK141114C; DE1759511B2; YU100368A; US3745060A; DK141114B; BE715018A; IE31906L; IL29970A0; IL29970A; GB1234075A; FI62526C; CH474457A; FR94276E; JPS5242830B1; AT304790B; ES353764A1; SE341155B; LU56055A1; FI62526B

Description

Aachen, den 8. Mai 1968

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S¹ -". i, Wilhelm \

Compagnie de Saint-Gobain, Neuilly-sur-Seine (Frankreich)

Priorität aus den französischen Patentanmeldungen Nr. 106 046 vom 11. Mai 1967, 106 273 vom 12. Mai 1967 und 148 483 vom 18. April 1968

Platten oder Formstücke aus mineralischen Fasern, insbesondere Glasfasern, und Verfahren und Vorrichtungen ™ für ihre Herstellung

Die Erfindung betrifft Platten oder Formstücke, die hergestellt, sind aus einer Masse mineralischer Fasern, insbesondere Glasfasern, welche von einem Binder zusammengehalten werden

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und die gleichzeitig eine hohe (thermische und/oder Schall-) Isolierfähigkeit und eine große Formfestigkeit aufweisen* Sie betrifft auch Verfahren zur Herstellung dieser Platten oder Formstücke sowie einzelne Verfahrensschritte bei dieser Herstellung und Vorrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren oder Verfahrensschritte.

Nach einem Merkmal der Erfindung bestehen diese Hatten oder Formstücke aus einem Netzwerk aus Fasern, die durch den Binder miteinander verbunden sind, und aus festen und nicht deforiierbaren Teilchen in Form von einheitlichen Körnern, die einzeln oder im wesentlichen einzeln in den Maschen des Netzwerkes eingeschlossen und gleichmäßig in dieses verteilt sind·

Nach einer Art der Erfindung sind die verwendeten Teilchen gleichzeitig fest, massiv und nicht deforaierbar.

Durch Versuche wurde festgestellt, daß so zusammengesetzte Erzeugnisse, gerade wenn sie eine sehr geringe Neigung lit Deformationen, insbesondere zu einer Zusamiendrückbarkeit, haben, weitgehend die hohe Isolierfähigkeit behalten, die der faserigen Struktur der Masse aus mineralischen Materialien

innewohnt. Dieses Aufrechterhalten der hohen Isolierfähigkeit ist dadurch bedingt, daß die Teilchen, da sie mit den Fasern der sie einschließenden Maschen nur punktförmig oder entlang Linien von geringer Lange in Berührung sind, praktisch keine thermischen Brücken zwischen den Teilchen und den Fasern entstehen lassen.

Die Tatsache, daß diese Erzeugnisse eine große Formfestigkeit haben, ist dadurch bedingt, daß jedes Teilchen die örtliche Deformierung der Masche, in der es eingeschlossen ist, verhindert, und daß wegen der gleichmäßigen Verteilung der Teilchen in der ganzen Masse deren Deformierung insgesamt durch die Gegenwart aller dieser Teilchen verhindert wird.

Durch die genannten Versuche wurde allgemein festgestellt, daß es sich empfiehlt, die mittlere Korngrößenzusammensetzung der verwendeten Teilchen abhängig von der auf das scheinbare Volumen bezogenen faserigen Masse zu wählen. In jedem Fall soll die Abmessung der Teilchen so sein, daß diese im Innern der Maschen des Netzwerkes, das aus der faserigen Masse gebildet ist, eingeschlossen sind. Wenn diese Maschen sehr klein oder eng sind, verwendet man Teilchen kleiner Korngröße; wenn diese Maschen groß sind, verwendet man Teilchen großer Kornzusammensetzung. 209808/0493

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung haben die das Netzwerk bildenden Fasern einen mittleren Durchmesser zwischen 3 und 16 Mikron, hat die auf das scheinbare Volumen dieses Netzwerkes bezogene Masse (Rohdichte) (masse volumique apparente) Werte zwischen 25 und 200 kg/m , vorzugsweise zwischen 35 und 100 kg/m , hat die Korngrößenzusammensetzung der festen, massiven, nicht deformierbaren Teilchen die Größenordnung zwischen 0,10 und 0,6 mn und ist der auf das Volumen bezogene Anteil der Masse der Teilchen in der Größenordnung von 2 bis 20 #, vorzugsweise 3 bis 15 # des Gesamtvolumens des Erzeugnisses.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist die auf das scheinbare Volumen bezogene Masse des faserigen Netzwerkes zwischen 35 und 100 kg/m , und die in den Maschen dieses Netzwerkes eingeschlossenen Teilchen bestehen aus Sandkörnern von einer Korngrößenzusammensetzung in der Größenordnung von 0,10 bis 0,40 mm.

An Stelle von Sand kann man beispielsweise Teilchen verwenden aus gemahlenem Glas, gemahlenem Gestein, Kohlenschlacke usw. Die zu erfüllende Bedingung besteht darin, daß diese Teilchen stets fest und nicht deformierbar sind.

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Bei einer anderen Art der erfindungsgemäßen Erzeugnisse weisen die festen und nicht deformierbaren Teilchen, die in den Maschen des Netzwerkes eingeschlossen sind, Hohlräume auf.

Gemäß einem besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung verwendet man hierbei zellige (porige) mineralische Teilchen, wie insbesondere Perlit und Vermiculit.

Die auf diese Weise hergestellten Erzeugnisse haben den Vorteil, daß sie von großer Leichtigkeit sind und dabei insgesamt eine hohe Isolierfähigkeit und eine große Formfestigkeit aufweisen.

Durch Versuche wurde festgestellt, daß bei faserigen Massen von geringer spezifischer Dichte die Anwesenheit dieser Teilchen, insbesondere von Perlit, die Erzielung einer großen Widerstandsfähigkeit gegen Deformationen, insbesondere gegen Zusammendrückung, ermöglicht.

Nach einem vorteilhaften Merkmal dieser Art der Erfindung haben die das Netzwerk bildenden Fasern einen mittleren Durchmesser zwischen 3 und 16 Mikron, ist die auf das scheinbare Volumen bezogene Masse dieses Netzwerkes zwischen 8 und 80 kg/m ,

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vorzugsweise zwischen 8 und 50 kg/m , ist die Korngrößenzusammensetzung der Teilchen über 0,1 min und vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 mm, und ist der auf das Volumen bezogene Anteil der Masse der Teilchen in der Größenordnung von 3 bis 80 # und vorzugsweise zwischen 10 und 50 i> des Gesamtvolumens des Erzeugnisses,

Die auf die Volumeneinheit des fertigen Erzeugnisses bezogene Menge der zu verwendenden Teilchen hängt ab von der auf das Volumen bezogenen Masse des Erzeugnisses und den mechanischen Eigenschaften, die man zu erzielen wünscht. Für eine Gleichmäßigkeit der mechanischen Eigenschaften, z.B. eine Gleichmäßigkeit des Widerstandes gegen Zusammendrücken (Zerdrücken) unter Belastung, empfiehlt es sich, daß der Anteil der teilchen um so größer ist, je geringer die auf die Volumeneinheit bezogene Menge des faserigen Bestandteiles ist. Außerdem wird man für eine gleiche auf die Volumeneinheit bezogene Fasermenge üb so mehr Teilchen verwenden, als man eine größere mechanische Widerstandsfähigkeit zu erzielen wünscht.

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Die Erfindung umfaßt auch ein bzw. mehrere Verfahren bzw. Verfahrensschritte zur Herstellung der vorbeschriebenen Platten oder Formstücke von hoher Isolierfähigkeit und großer Formbeständigkeit.

Das grundsätzliche erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man die festen und nicht deformierbaren Teilchen gleichmäßig in die ganze Masse der Fasern einführt, indem man die Teilchen ausrinnen bzw. auslaufen läßt und sie durch die Wirkung eines Gasstromes in die Masse der Fasern schleudert, und indem man das Volumen dieser Masse verringert, so daß die Teilchen nach dem Härten des Binders vollkommen zwischen den Fasern eingeschlossen sind. Die Minderung des Volumens kann zweckmäßig durchgeführt werden durch einen AnsaugeVorgang quer durch die Masse der Fasern.

Nach einem anderen Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens führt man den Binder ganz oder teilweise zusammen mit den Teilchen ein.

Man erhält so eine bessere Verteilung des Binders in den Fasern. Durch Versuche wurde festgestellt, daß der mit den

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Teilchen eingeführte Binder von der Oberfläche der Teilchen zu den Fasern hin wandert und die Verbindung dieser Fasern an den Kreuzungspunkten bewirkt, ohne daß der Binder in Berührung zwischen den Teilchen und Fasern bleibt. Auf diese Weise wird jegliche thermische Brücke zwischen den Fasern ^ vermieden.

Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, die Menge der in die Masse der Fasern eingeführten Teilchen variieren zu lassen entsprechend den mechanischen Eigenschaften, die man dem Erzeugnis zu erteilen wünscht.

Die Erfindung umfaßt auch Vorrichtungen zur Durchführung der Verfahren bzw. Verfahrensschritte. Grundsätzliche Arten dieser erfindungsgemäßen Vorrichtungen weisen einen Verteiler auf, von wo die Teilchen durch Schwerkraft ausrinnen bzw. auslaufen, und Organe, wie z.B. Düsen, die Gasstrahlen erzeugen, welche auf die Teilchen einwirken, um sie in die Masse der Fasern zu schleudern und sie darin gleichmäßig zu verteilen.

Nach einer Art der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt das Schleudern der Teilchen auf einer Seite der Masse der Fa-

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Nach einer anderen Art der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der Verteiler und die Blasorgane um die Masse der Fasern, während diese aus der Einrichtung für ihre Herstellung austreten, herum angeordnet, und es ist unterhalb der Blasorgane eine schwingende Düse vorgesehen, durch welche die Masse der Fasern zusammen mit den darin befindlichen Teil- " chen hindurchtritt, wobei die Schwingungen der Düse eine gleichmäßige Verteilung der Fasern auf dem Transportband, auf dem die Faserraasse zur Bildung einer Matte od.dgl. abgeworfen wird, bewirken.

Diese erfindungsgemäße Art erlaubt auf besonders wirksame Weise die gleichmäßige Verteilung der Teilchen in der Masse

der Fasern. *

Hiervon ausgehend sind auch die erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Verfahrensschritte weitergebildet worden. Gemäß einem solchen Merkmal der Erfindung führt man den Gasströmen, die die Teilchen in die Masse der Fasern einführen, eine gleichmäßig und konstant rinnende Schicht von Teilchen zu.

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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung führt man die Teilchen auf eine Verteilerfläche, die die Masse der Fasern umgibt, und läßt die Teilchen gleichmäßig und konstant von dieser Verteilerfläche als Schicht rinnen* weichletztere der Wirkung der Gasströme unterworfen wird.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung bewegen sich die Teilchen frei auf der Verteilerfläche und bilden ein natürliches Rinnen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung bezieht sich auf den Fall, wo die Fasern eine Masse in Form eines Stranges bilden, dem eine Drehbewegung erteilt wird. Das Mertaeal der Erfindung besteht darin, daß man die Teilchen in diese Masse schleudert, indem man ihnen eine Bewegung erteilt, die eine Komponente hat, die umgekehrt gerichtet ist wie die Rotationsbewegung der Masse der Fasern«

Die Erfindung umfaßt auch Weiterbildungen der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zur Durchführung ν der beschriebenen Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Verfahrensschritte dienen· Diese weitergebildeten

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erfindungsgemäßen Vorrichtungen umfassen ein Verteilerorgan in Form eines Kranzes, der die Masse der Fasern bei ihrem Austritt aus der Einrichtung für ihre Herstellung umgibt, und Organe, die die Teilchen in Form dünner Strahlen auf den Kranz führen, wobei der Kranz eine Neigung aufweist, die mindestens gleich dem Schüttwinkel der Teilchen ist, so daß die Teilchen Schichten bilden, die auf dem Kranz rinnen und wegen der Lage der Punkte für die Zuführung der Teilchen auf dem Rand des Kranzes miteinander in Berührung kommen und so eine kontinuierliche homogene Schicht konstanter Dicke bilden, die anschließend durch die Blasorgane auf die Masse der Fasern geschleudert wird.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung bestehen die Organe, die die Teilchen auf den Kranz führen, aus Leitungen, die verbunden sind mit einer Vorrichtung zur Zuführung der Teilchen durch Öffnungen, über denen die Dicke der Schicht der Teilchen für alle Öffnungen im wesentlichen die gleiche ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Vorrichtung zur Zuführung aus parallelen Rohren, in denen (Transport-) Schrauben bzw. -schnecken vorgesehen sind, die die Teilchen

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zirkulieren lassen und sie als Schicht von praktisch konstanter Dicke, die oberhalb der die Leitungen speisenden Öffnungen geregelt wird, führen. Diese Leitungen bestehen zweckmäßig aus Rinnen. Zur Regelung der Menge der Teilchen, die in die Leitungen oder Rinnen eintritt, kann man um die Zuführungsrohre Organe, wie perforierte Masken, anordnen, die je nach Wunsch die Öffnungen zum Durchtritt der Teilchen zu verändern gestatten.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht die Zuführungsvorrichtung aus einem strangförmigen Rohr oder Schlauch, das oder der oberhalb der geneigten Wand des Kranzes angeordnet ist und Öffnungen aufweist, durch die die Teilchen auf diese Wand rinnen, sowie ein Organ in Form einer Schraubenwendel, das in dem Rohr oder Schlauch für den Transport der Teilchen vorgesehen ist.

In der Zeichnung sind Beispiele dargestellt, die der weiteren Erläuterung der Erfindung dienen. Die nachfolgende Beschreibung "bezieht sich auf diese Beispiele. Sie beinhaltet aber zugleich eine weitergehende allgemeine Darstellung der Erfindung. Die Figuren der Zeichnung zeigen dabei folgendes.

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Die Fig. 1 zeigt einen Teil einer Masse von Fasern 1, die in bekannter Weise an den Kreuzungsstellen durch einen Binder miteinander verbunden sind.

Vier dieser Kreuzungspunkte sind mit A, B, C, D bezeichnet. Wenn man diese Masse einer mechanischen Beanspruchung, beispielsweise einer Zusammendrückung (Fig. 2) unterwirft, erkennt man, daß die Dicke des Netzwerkes sich mindert und daß

das Viereck A, B, C, D sich verkleinert und das Viereck A^r, C

D' ergibt.

Die Fig. 3 zeigt dieselbe Faserstruktur wie diejenige der Fig. 1 und 2, in welche man aber feste (massive oder zellige), nicht deformierbare Teilchen 2 eingeführt hat, die zwischen den Maschen eingeschlossen sind. Die bisherigen Kreuzungspunkte sind mit A", B", C", D" bezeichnet und nehmen im wesentlichen die gleichen Stellungen zueinander ein. Wenn man die Masse derselben Zusammendrückungskraft unterwirft wie vorher (Fig. 4), sieht man, daß die Anwesenheit jedes Teilchens die Deformierung der Masche, in der es eingeschlossen ist, verhindert, und daß die Punkte A¹¹¹, B^ttr, C^lft, D^llf in derselben i^wtion bleiben wie die Punkte A", B", C", D",

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und daß das Ganze eine Dickenminderung erfährt, die viel geringer ist als im Falle der Fig. 2.

Die Fig. 5 zeigt eine erste Ausführungsfonn einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Die Fasern 2, beispielsweise Glasfasern, werden hergestellt mit einer Einrichtung 3, die beispielsweise einen mit großer Geschwindigkeit rotierenden Körper aufweist, der einen mit Löchern versehenen Umfangsmantel hat, durch die durch Wirkung der Zentrifugalkraft dünne Materialstrahlen bzw. -ströme ausgeschleudert werden, die zu Fasern ausgezogen werden.

Die Spritzpistolen 4 schleudern Binder auf die Masse der Fasern, und eine Düse 5 erzeugt einen Luftstrahl bzw. -strom, der auf diese Masse einwirkt, um sie zu der Zone zu führen, wo die Teilchen 12 eingeführt werden.

Die Teilchen sind enthalten in einen Behälter 6, dessen Boden Klappen 7 mit einer Einrichtung 8 zur Mengenregelung aufweist. Die Teilchen verlassen diesen Behälter und laufen

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durch eine drehende Trommel 9, die eine gleichmäßige Austrittsmenge der Teilchen sichert. Die Teilchen rinnen bzw. laufen durch Schwerkraft in 10 entlang. Eine oder mehrere Düsen 11 schleudern einen Luftstrahl unter Druck auf die Teilchen, um sie gegen die Masse der Fasern zu richten. Durch Einwirkung auf die Stärke und Richtung des Luftstrah- | les bewirkt man die räumlich gleichmäßige Verteilung der Teilchen in der Masse der Fasern.

Pistolen 13 schleudern einen Binder auf die Teilchen, ehe diese in die Masse der Fasern eingeführt werden.

Die Masse der Fasern, in die die Teilchen eingebracht sind, fällt dann auf ein endloses Förderband 14, unter welchem ein i Absaugekasten 14a angeordnet ist, um eine Matte, ein Vlies, einen Filz oder einen sonstigen Formkörper o.dgl. 15 von gewünschter Dicke zu bilden. Der Durchgang der Matte durch einen Ofen bewirkt die Polymerisation des Binders und den Zusammenhalt der Matte.

Bei der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform werden die Teilchen 12 abgegeben aus einem ringförmigen Be-

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hälter 16, der koaxial zur Masse der Fasern 2 ist, die aus einer Einrichtung 17 austreten. Die Austrittsmenge der Teilchen wird reguliert durch Regelorgane 18. Die Teilchen, die aus der ringförmigen Öffnung 19 des Verteilers rinnen, werden der Wirkung einer ringförmigen Blasvorrichtung 20 unterworfen, die ihre räumlich gleichmäßige Verteilung in der ganzen Masse der Fasern bewirkt.

Unterhalb der ringförmigen Blaseinrichtung 20 ist eine ringförmige Düse 21 angeordnet, durch die die Masse der Fasern hindurchtritt. Die Düse 21 ist zu einer schwingenden Bewegung angetrieben. Diese Düse ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Fasern auf dem Förderband, das der Bildung der Matte dient.

Der Binder wird in die Masse der Fasern eingeführt mittels Spritzpistolen 22.

Bei der in Fig. θ dargestellten Auaführungsform werden die Fasern erzeugt durch Ausziehen von Fadens trjiömen, die aus festen Spinndüsenöffnungen 23 fließen. Diese in Fasern umgewandelten Fadenströme werden in das Innere der Haube

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(Formkammer) 24 geleitet und mittels Zerstäuber 25 mit Binder imprägniert. Danach werden sie auf dem Transportorgan 26 gesammelt, unter welchem ein Absaugekasten 27 angeordnet ist.

Die festen, nicht deformierbaren Teilchen, die aus einer Einrichtung kommen, wie sie beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist, werden im Innern der Haube 24 verteilt, wo sie im freien Fall fallen, um mittels eines Gasstromes, der aus einer oder mehreren Düsen 28 austritt, weiter verteilt zu werden.

Die nachstehend beschriebenen Figuren beziehen sich insbesondere auf die oben erwähnten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Es zeigen

Fig. 1A in perspektivischer Darstellung eine Ansicht von einer ersten Ausführungsart;

Fig. 2A in größerem Maßstab eine teilweise geschnittene Seitenansicht von einem Teil dieser Vorrichtung;

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-18- 17595Π

Fig. 3A etwa im Maßstabe der Fig. 2A eine Draufsicht auf die Anordnung der Leitungen zur Zuführung der Teilchen;

Fig. 4A in noch größerem Maßstab eine Teilansicht, die das Rinnen der Teilchen auf der Verteileroberfläche zeigt;

Fig. 5A bis 7A in gegenüber der Fig. 4A noch größerem Maßstab Teilansichten (teilweise im Schnitt) von einer Zuführungsleitung (Fig. 5A) und von einer perforierten Maske (Fig. 6A und 7A);

Fig. 8A in mittlerem Maßstabe, der zwischen den Maßstäben der Fig. 1A und 2A liegt, in perspektivischer Darstellung eine Ansicht von einer anderen Ausführungsart;

Fig. 9A in etwas größerem Maßstabe als dem der Fig. 2A eine

vertikal geschnittene Teilansicht von der Ausführungsform gemäß Fig. 8A.

In den Zeichnungen ist 17 die Einrichtung zur Erzeugung bzw. Herstellung der Fasern und 2 die Masse der Fasern. Die Einrichtung 17 besteht aus einen mit großer Geschwindigkeit rotieren-

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den Körper, der einen Umfangsinantel hat, welcher mit Löchern versehen ist, durch die durch die Wirkung der Zentrifugalkraft dünne Materialströme ausgeschleudert werden, die dann zu Fasern ausgezogen werden.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1A bis 7A werden die in die Masse der Fasern einzuführenden Materialteilchen, z.B. Sand, in zwei Trichter 30 geführt, von wo sie in die Rohrleitungen 31 rinnen. In jeder dieser Leitungen ist eine Transportschraube (-schnecke) 32 vorgesehen, deren Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Leitung. Die zwei Schrauben 32 werden synchron angetrieben von einem Getriebemotor 43.

Die Rohrleitungen 31 weisen Öffnungen 33 (Fig. 5A) auf, die entlang einer unteren Mantellinie angeordnet sind und durch die die durch die Schraube 32 transportierten Teilchen rinnen. Gegenüber jeder Öffnung 33 ist eine Rinne 34 angeordnet. Die Teilchen rinnen entlang jeder Rinne und werden in Form von Strahlen auf den Verteilerkranz 35 geleitet. Dieser Kranz ist koaxial zum rotierenden Körper 17 angeordnet. Der Kranz hat eine nach innen zu geneigte Wand 36, deren Gefälle mindestens gleich dem Schüttwinkel der Teilchen ist.

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Die Rinnen 34 sind derart angeordnet, daß die Zonen des Auftreffens 37 der Teilchen auf der geneigten Wand 36 des Kranzes 35 derart sind, daß die Teilchen, die auf dieser Wand frei rinnen, Schichten 38 bilden, die sich ausbreiten und sich entlang dem unteren Rand 39 der Wand 36 vereinigen und so eine homogene und kontinuierliche Schicht bilden. Auf diese Schicht laßt man den Gasstrahl wirken, der aus einer ringförmigen Öffnung 40 austritt, die an der Basis des Verteilers 35 vorgesehen ist, welcher eine ringförmige Kammer 41 aufweist. Das Gas wird in diese Kammer eingeführt durch Leitungen 42, die derart geneigt angeordnet sind, daß die Teilchen in die Masse der Fasern in einer Richtung eingeschleudert wird, die umgekehrt ist wie die Rotation dieser Fasermasse.

Die Fasermassemit den in ihr gleichmäßig verteilten Teilchen durchläuft dann eine Düse 44, der eine Schwingbewegung um die Achse 45 erteilt wird. Diese Düse erlaubt eine gleichmäßige Verteilung der Fasern über ein der Aufnahme dienendes Transportband, auf welchem eine Matte gebildet wird. Die Fasern sind vorher mit Binder imprägniert mittels Zerstäubungspistolen.

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Die Fig. 3A zeigt die Anordnung der Rinnen 34, deren Neigung derart ist, daß ihr Gefälle das natürliche Rinnen der Teilchen (wenigstens 30° im Falle von Sand) ermöglicht. Ihre Richtung ist derart, daß die Zonen des Auftreffens 37 zur Bildung einer kontinuierlichen und homogenen Schicht, wie sie oben beschrieben ist, führen. Diese Rinnen sind auf Suppor- λ ten 46 montiert und lotrecht zum Verteilerkranz angeordnet, um den Platzbedarf der Vorrichtung auf ein Minimum zu begrenzen.

Die Anordnung der Transportschraube 32 und ihre Rotationsgeschwindigkeit sind derart, daß man eine Teilchenschicht herstellt von im wesentlichen konstanter Dicke über allen Austrittsöffnungen 33 der Rohrleitungen 31. Um jedoch für jede aus jeder dieser Öffnungen gespeiste Rinne 34 passende * Mengen zu erhalten, sind Masken 47 vorgesehen, die mit Löchern 48 verschiedenen Durchmessers versehen sind. Diese Masken sind über den Rinnen montiert und können gedreht werden, um den Austrittsöffnungen 33 das Loch zuzuführen, das passend ist zur Menge, die man zu erhalten wünscht. Ein Rastansohlag 49 ist an jeder Maske vorgesehen und arbeitet zusammen mit Rastkerben 50 der Leitung 31. Hierdurch ist die genaue Einstellung der Maske für jedes gewählte Loch möglich.

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Um die Entfernung von überschüssigen Teilchen zu ermöglichen und das Verstopfen der Leitungen zu vermeiden, sind am Ende 52 der Leitungen Öffnungen 51 vorgesehen, die die Entfernung dieser Teilchen gestatten.

* Die Menge der von dem Verteiler gelieferten Teilchen ist abhängig vom Durchmesser der Löcher der Masken 47 und von der Rotationsgeschwindigkeit der Schrauben (Schnecken). Letztere wird so eingestellt, daß alle Löcher ihre Lieferung erfüllen, ausgenommen die Löcher 51, die für die Bewältigung eines Übermaßes da sind. Die letzteren geben nur Teilchen ab im Falle der Verstopfung der Löcher oder der falschen Handhabung und vermeiden den Bruch der Schrauben.

In der in den Fig. 8A und 9A dargestellten Variante werden die in einen Trichter 53 geführten Teilchen in einer strangförmigen Leitung 54 mittels einer Schraubenwendel 55 ohne Seele befördert, die durch einen Getriebemotor 56 eine Rotationsbewegung erhält. Diese Leitung ist koaxial zum rotierenden Körper 17 angeordnet und befindet sich oberhalb der geneigten Wand 36 des Verteilerkranzes 35 in der Weise, wie es oben beschrieben ist. Die Leitung 54 weist Löcher 57 auf,·

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durch die die Teilchen auf die Wand % rinnen und dabei gleichzeitig auf dem Rand 39 des Verteilerkranzes eine kontinuierliche Schicht von konstanter Dicke bilden.

Nachstehend werden Beispiele von Erzeugnissen aus Glasfasern gemäß der Erfindung beschrieben, und es werden Vergleich sangaben gemacht zwischen diesen Erzeugnissen und den gleichen Erzeugnissen, die jedoch keine festen, massiven und nicht deformierbaren Teilchen enthalten. Die nachstehend gemachten Angaben beziehen sich auf die Isolierfähigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen Deformierung.

Beispiel 1

a) Glaskomposition:

SiO₂	: 66,3	96
Al₂O₃	3,0	96
F₂O₃	: 0,4	96
QaO	: 7,6	96
MgO	: 3,4	*
Na₂O	14,0	*
κ₂ο	1,1	io
B₂O₃ :	1,5	*
BaO :	2,0	io
Fo :	0,8	*

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b) mittlerer Durchmesser der Fasern: 6 Ai

c) Art des Binders: Phenol-Formol-Harz

d) Art der Teilchen: Sand

e) mittlerer Durchmesser der Körner: 0,2 mm

Erzeugnis Zusammensetzung des Wärmeleitfähig- Last, um die Erzeugnisses keitskoeffizient Dicke des Erzeug-

(Wärmeleitzahl) nisses um 25 #

zu mindern

ohne	Sand	X OL O w X JU ·	1	kg/m³ kg/m^?	28,	7	kcal/m	h	⁰C	470	kg/m²
		Fasern:	38	kg/»t
mit	Sand	Harz:	2	kg/m^	30,	2	kcal/m	h	⁰C	880	kg/m²
		Sand:	60	kg/m³

Man erkennt, daß man bei der im wesentlichen beibehaltenen

selben Isolierfähigkeit die Belastung, die nötig ist,¹ in die-

vfäfit/ selbe Dickenminderung zu erhalt en ,γ auf das Doppelte erhöht.

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Beispiel 2

a) Glaskomposition

b) mittlerer Durchmesser der Fasern

c) Art des Binders

d) Art der Körner

e) mittlerer Durchmesser der Körner

identisch mit Beispiel 1

ti tt

Il It

Il Il

It Il

Erzeugnis Zusammensetzung des Wärmeleitfähig-Erzeugnisses keitskoeffizient

(Wärmeleitzahl) Last, um die Dicke des Erzeugnisses um $> zu mindern

ohne Sand £"™^s 54,5 Wi, ₂8,0 kcal/* h ⁰C 1510 kg/m^!

_Harz.

mit Sand

Fasern: 54,5 kg/m. Harz: 5,5 kg/m* Sand: 90 kg/m°

31,0 kcal/m h ⁰C kg/m'

Beispiel 3

a) Glaskomposition:

SiO,

Al₂O₃ 209808/0493

61,3
5,5

^F2°3	*
CaO	5t
MgO	5t
Na₂O :	5t
K₂O :	5t
B₂O₃ :	5t
BaO :	5t
: 0,6
ϊ 7,3
: 3,1
. 13,9
1,9
2,9
3,2

b) mittlerer Durchmesser der Fasern: 12,/tl

c) Art des Binders: Phenol-Formol-Harz

d) Art der Körner: Sand

mittlerer Durchmesser der Körner: 0,2 mm

Erzeugnis

Zusammensetzung des Erzeugnisses

Last, um die Dicke des Erzeugnisses um 25 5t zu lindern

ohne Sand £!!™^s » £Sfc

Harz: 11

9000 kg/m'

mit Sand

Fasern: 99 kg/m* Harz: 11 kg/ml Sand: 90 kg/m⁹

16000 kg/m'

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Nachstehend werden zwei Beispiele wiedergegeben von erfindungsgemäßen Erzeugnissen mit Glasfasern und mit Perlit und mit Vermiculit. Auch bei diesen Beispielen wird der Vergleich durchgeführt mit gleichen Erzeugnissen, die solche Teilchen nicht enthalten. Auch die nachstehenden Angaben beziehen sich vergleichsweise auf die Isolierfähigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen Deforniierung.

Beispiel 4

a) Glaskomposition:

SiO₂	*
Al₂O₃	*
F₂O₃	*
CaO	*
MgO	*
Na₂O :	*
K₂O :
B₂O₃ :	*
F₀ :
: 69,0
: 2,3
: 0,4
: 9,0
2,9
13,5
0,2
1,7
0,5

b) mittlerer Durchaesser der Fasern: 6 /a

c) Art des Binders: Phenol-Foraol-Harz

d) Art der Körner: Perlit

e) Durchmesser der Körner: 0,1 bis 2 ma

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Erzeugnis Zusammensetzung des Wärmeleitfähig- Last, um die Dicke

Erzeugnisses keitskoeffizient des Erzeugnisses

(Wärmeleitzahl) um 25 $ zu mindern

Fasern: 36 kg/m P

ohne Perlit _Harz. ₄ ,/3 28,7 kcal/m h ⁰C 800 kg/πΓ

ι

Fasern: 36 kg/m, P

mit Perlit Harz: 4 kg/m? 30,0 kcal/m h C < 2200 kg/m Perlit: 18 kg/πΤ

Man erkennt, daß man bei der im wesentlichen beibehaltenen selben Isolierfähigkeit die Belastung, die nötig ist, um dieselbe Dickenminderung zu erzielen, fast auf das Dreifache erhöht.

Beispiel 5

a) Glaskomposition identisch mit Beispiel 4

b) mittlerer Durchmesser der Fasern » « « «

c) Art des Binders " " ^M "

d) Art der Körner: Vermiculit

e) Durchmesser der Körner: 3 bis 6 mm

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Erzeugnis

Zusammensetzung des
Erzeugnisses

Wärmeleitfähig- Last, um die keitskoeffizient Dicke des Er-(Wärmeleitzahl) Zeugnisses um

25 % zu mindern

ohne Vermiculit

Fasern:
Harz:

28,7 kcal/m h ⁰C 800 kg/m²

mit Vermiculit

Fasern: 36
Harz: 4 kg/m* Vermiculit: 10 kg/m

kcal/m h ⁰C 1400 kg/m'

Erfindungsgemäß können die festen und nicht deformierbaren Teilchen, die in den Maschen des faserigen Netzwerkes eingeschlossen sind, auch aus gemahlenem Schaumglas bestehen.

Alle Merkmale, die in der vorstehenden Beschreibung erwähnt und/oder in der Zeichnung dargestellt sind, sollen, sofern der bekannte Stand der Technik dies zuläßt, für sich allein oder in beliebigen Kombinationen oder Teilkombinationen als erfindungswesentlich angesehen werden, auch wenn sie in den Ansprüchen nicht enthalten sind.

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Claims

Aachen, den 8. Mai 1968 Mein Zeichen: PaGm 11 728 Patentansprüche

1) Platten oder Formstücke, die hergestellt sind aus einer Masse mineralischer Fasern, insbesondere Glasfasern, welche von einem Binder zusammengehalten werden und die gleichzeitig eine hohe Isolierfähigkeit und eine große Formfestigkeit aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten oder Formstücke aus einem Netzwerk aus Fasern bestehen, die (durch den Binder) miteinander verbunden sind, und aus festen und nicht deformierbaren Teilchen in Form von einheitlichen Körnern, die einzeln oder im wesentlichen einzeln in den Maschen des Metzwerkes eingeschlossen und gleichmäßig in diesem verteilt sind«

2) Platten oder Formstücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen und nicht deformierbaren Teilchen außerdem massiv sind.

3) Platten oder Formstücke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchiesser der Fasern zwischen 3 und 16 Mikron liegt, daß di· afcf das scheinbare Volumen

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des faserigen Netzwerks bezogene Masse Werte zwischen

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25 und 200 kg/m , vorzugsweise zwischen 35 und 100 kg/m hat, daß die Korngrößenzusammensetzung der festen, massiven, nicht defonnierbaren Teilchen die Größenordnung zwischen 0,10 und 0,60 mm hat und daß der auf das Volumen bezogene Anteil der Masse der Teilchen in der Größenordnung von 2 bis 20 #, vorzugsweise 3 bis 15 $> des Gesamtvolumens des Erzeugnisses liegt.

4) Platten oder Formstücke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das scheinbare Volumen bezogene Masse des faserigen Netzwerkes zwischen 35 und 100 kg/m liegt und daß die Teilchen aus Sand bestehen von einer Korngrößenzusammensetzung in der Größenordnung von 0,10 bis 0,40 mm.

5) Platten oder Formstücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen und nicht deformierbaren Teilchen, die in den Maschen des Netzwerkes eingeschlossen sind, Hohlräume aufweisen.

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6) Platten oder Formstücke nach Anspruch 5_f dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen zellige (porige) mineralische Teilchen sind, wie insbesondere Perlit und Vermiculit.

7) Platten oder Formstücke nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser der Fasern zwischen 3 und 16 Mikron liegt, daß die auf das scheinbare Volumen bezogene Masse des faserigen Netzwerkes zwischen

8 und 80 kg/m , vorzugsweise zwischen 8 und 50 kg/m liegt, daß die Korngrößenzusammensetzung der Teilchen über 0,1 mm und vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 mm liegt und daß der auf das Volumen bezogene Anteil der Masse der Teilchen in der Größenordnung von 3 bis 80 #, vorzugsweise * zwischen 10 und 50 $ des Gesamtvolumens des Erzeugnisses liegt.

8) Verfahren zur Herstellung von Platten oder Formstücken nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7t dadurch gekennzeichnet, daß man die festen und nicht deformierbaren Teilchen gleichmäßig in die ganze Masse der Fasern einführt, indem man die Teilchen ausrinnen bzw, auslaufen läßt und sie durch die Wirkung eines Gasstromes in die Masse der

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Fasern schleudert, und indem man das Volumen dieser Masse verringert, so daß die Teilchen nach dem Härten des Binders vollkommen zwischen den Fasern eingeschlossen sind.

9) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Minderung des Volumens durch einen Absaugevorgang quer durch die Masse der Fasern durchführt.

10) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man " einen Binder auf den Teilchen zerstäubt (pulverise), ehe man sie in die Masse der Fasern einführt.

11) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Masse der Fasern eingeführten Teilchen aus Körnern aus Sand, gemahlenem Glas oder gemahlenem Gestein bestehen.

12) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Menge der in die Masse der Fasern eingeführten Teilchen variieren läßt entsprechend den mechanischen Eigenschaften, die man dem Erzeugnis zu erteilen wünscht.

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13) Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gasströmen, die die festen Teilchen in die Masse der Fasern einführen, eine gleichmäßig und konstant rinnende Schicht von Teilchen zuführt.

14) Verfahren nach Anspruch 13_f dadurch gekennzeichnet, daß man die Teilchen auf eine Verteilerfläche auflaufen läßt, die die Nasse der Fasern umgibt, und daß man die Teilchen gleichmäßig und konstant von dieser Verteilerfläche als Schicht rinnen läßt, weichletztere der Wirkung der Gasströme unterworfen ist.

15) Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die Teilchen sich frei auf der Verteilerfläche bewegen läßt.

16) Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem Fall, in dem die Fasern eine Masse in Form eines Stranges bilden, dem eine Drehbewegung erteilt wird, die Teilchen in diese Masse

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schleudert, wobei man ihnen eine Bewegung erteilt, die eine Komponente hat, die umgekehrt gerichtet ist wie die Rotationsbewegung der Masse der Fasern.

17) Vorrichtung zur Herstellung von Platten oder Formstücken nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder zur Durchführung des Verfahrens bzw. der Verfahren bzw. der Verfahrensschritte nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Verteiler aufweist, von wo die Teilchen durch Schwerkraft ausrinnen bzw. auslaufen, und Organe, wie z.B. feste oder bewegliche Düsen, die Gasstrahlen erzeugen, welche auf die Teilchen einwirken, um sie in die Masse der Fasern zu schleudern und sie darin gleichmäßig zu verteilen.

18) Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleudern der Teilchen auf einer Seite der Masse der Fasern erfolgt, wobei die Gasströme die gleichmäßige Verteilung der Teilchen in der Masse bewirken.

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19) Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler und die Blasorgane um die Masse der Fasern, die aus der Einrichtung für ihre Herstellung austreten, herum angeordnet sind.

20) Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet', daß unterhalb der Blasorgane eine schwingende Düse vorgesehen ist, durch welche die Masse der Fasern zusammen mit den darin befindlichen Teilchen hindurchtritt.

21) Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 17, 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Verteilerorgan in Form eines Kranzes aufweisen, der die Masse der Fasern bei ihrem Austritt aus der Einrichtung für ihre Herstellung umgibt, und Organe, die die Teilchen in Form dünner Strahlen auf den Kranz führen, wobei der Kranz eine Neigung aufweist, die mindestens gleich dem Schüttwinkel der Teilchen ist, so daß die Teilchen Schichten bilden, die auf dem Kranz rinnen und wegen der Lage der Punkte für die Zuführung der Teilchen auf dem Hand des Kranzes miteinander in Berührung kommen und so eine kon-

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tinuierliche homogene Schicht konstanter Dicke bilden, die anschließend durch die Blasorgane auf die Masse der Pasern geschleudert wird.

22) Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß

die Organe, die die Teilchen auf den Kranz führen, aus J Leitungen bestehen, die verbunden sind mit einer Vorrichtung bzw. Einrichtung zur Zuführung der Teilchen durch Öffnungen, über denen die Dicke der Schicht der Teilchen für alle Öffnungen im wesentlichen die gleiche ist.

23) Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung bzw. Einrichtung zur Zuführung aus parallelen Rohren besteht, in denen Transportschrauben j bzw. -schnecken vorgesehen sind, die die Teilchen zirkulieren lassen zur konstanten Speisung von Öffnungen, die in den Rohren vorgesehen sind und die die Teilchen an die Leitungen liefern, die oberhalb des Verteilerkranzes münden.

24) Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen als Rinnen ausgebildet sind.

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V/b9b11

25) Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 21 bis

24, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre zur Zuführung der Teilchen an ihrem Ende Öffnungen aufweisen für den Austritt eines Übermaßes an Teilchen.

26) Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 21 bis

25, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Bohren Abdeckkappen (Masken) mit Löchern verschiedenen Burchnessers vorgesehen sind zur Einzelregelung der Querschnitte der Durchtrittsöffnungen für die Teilchen.

27) Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung für die Teilchen aus einem strangförmigen Rohr oder Schlauch besteht, das bzw. der oberhalb der geneigten Wand des Verteilerkranzes angeordnet ist, und das bzw. der Öffnungen aufweist, durch die die Teilchen auf diese Wand ausrinnen bzw. auslaufen, und daß in dem Rohr oder Schlauch ein Organ in Fora einer Schraubenwendel vorgesehen ist, die dem Transport der Teilchen dient.

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