AT403484B

AT403484B - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING AN INSULATION PANEL FROM FIBROUS MATERIALS WITH LOW RAW DENSITY, AND AN INSULATION PANEL PRODUCED THEREFOR

Info

Publication number: AT403484B
Application number: AT904793A
Authority: AT
Original assignee: Heraklith Ag
Priority date: 1992-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1998-02-25
Also published as: AU4959693A; DE4230356C1; ATA904793A; WO1994005842A1; DE4230356C2

Description

AT 403 484 BAT 403 484 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Dämmplatte aus faserigen Materialien mit niedriger Rohdichte sowie eine danach hergestellte Dämmplatte.The invention relates to a method and a device for producing an insulation board from fibrous materials with a low bulk density, and to an insulation board produced thereafter.

Es ist bekannt, nach dem sogenannten Leichtwolleverfahren Produkte auf der Grundlage von Steinwolle herzustellen. Dabei wird in einem Kupolofen kontinuierlich aus einem Gemisch aus Dolomit, Amphibolit und Diabas unter Zugabe von Koks eine Schmelze produziert, welche einem Spinner zugeführt wird. Der Spinner erzeugt die Steinwollefasern und bringt sie gleichzeitig mit einem Bindemittel in Kontakt. Die entstehende Wolle wird in einem Sammelschacht aufgefangen und auf ein Auflageband weitergeleitet.It is known to manufacture products based on rock wool using the so-called light wool process. A melt is continuously produced in a cupola furnace from a mixture of dolomite, amphibolite and diabase with the addition of coke, which is fed to a spinner. The spinner creates the rock wool fibers and simultaneously brings them into contact with a binder. The resulting wool is collected in a collecting shaft and passed on to a support belt.

Anschließend wird die Steinwolle über ein Pendelband an ein Sammel- und Transportband übergeben, das mit einstellbarer Geschwindigkeit läuft. Auf diese Weise können Rohvliese unterschiedlicher Dicke erzeugt werden.The rock wool is then transferred via a pendulum belt to a collection and transport belt that runs at an adjustable speed. In this way, raw nonwovens of different thickness can be produced.

Bei Bedarf kann hernach mit Hilfe mehrerer rotierender Walzen eine zweidimensionale Komprimierung in Dicken- und Längenrichtung vorgenommen werden (EP 0 365 826 A1). Gegebenenfalls werden Kaschierungen aufgebracht, bevor das Rohvlies in einen Härteofen weitergeleitet wird. In diesem Härteofen härtet das Bindemittel aus. Gleichzeitig wird mittels eines über dem Vlies laufenden Gitterbandes eine endgültige Dicke eingestellt. Das Vlies verläßt den Härteofen mit einer bestimmten Dichte und Dicke und wird danach durch eine Kühlzone geleitet. Schließlich wird die Oberflächenbearbeitung des nun ausgehärteten fertigen Vlieses vorgenommen, wobei beispielsweise Nuten eingefräst werden und das Vlies durch entsprechend geführte Sägen auf seine gewünschten Abmessungen gebracht wird. In zwischengeschalteten oder nachgeschalteten Schritten können weitere Kaschierungen aufgebracht werden, falls dies für das Endprodukt gewünscht ist.If necessary, two-dimensional compression in the thickness and length direction can then be carried out with the aid of several rotating rollers (EP 0 365 826 A1). If necessary, laminations are applied before the raw fleece is passed on to a hardening furnace. The binder hardens in this hardening furnace. At the same time, a final thickness is set by means of a mesh belt running over the fleece. The fleece leaves the hardening furnace with a specific density and thickness and is then passed through a cooling zone. Finally, the surface treatment of the now cured finished fleece is carried out, for example grooves being milled in and the fleece being brought to its desired dimensions by means of appropriately guided saws. Additional lamination can be applied in intermediate or subsequent steps if this is desired for the end product.

Die US-T-941,012 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von Bremsbelägen, bei dem ein Glasfaservlies erst in Dicken- und dann in Breitenrichtung gestaucht wird.US-T-941,012 describes a method for producing brake pads, in which a glass fiber fleece is first compressed in the thickness and then in the width direction.

Es ist das der Erfindung zugrundeliegende Problem, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bereitzustellen, mit dem bzw. mit der Dämmplatten niedriger Rohdichte aus faserigen Materialien hergestellt werden können, die in ihren Produkteigenschaften isotrop sind. Schließlich bezieht sich die Erfindung auf eine entsprechende Dämmplatte.It is the problem on which the invention is based to provide a method and a device with which or with which low-density insulation boards can be produced from fibrous materials which are isotropic in their product properties. Finally, the invention relates to a corresponding insulation board.

Diese Aufgabe wird von einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bzw. von einer Vorrichtung gemäß Patentanspruch 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der rückbezogenen Ansprüche. Die Spezifikation einer Dämmplatte, die erfindungsgemäß hergestellt ist, ist in Anspruch 8 angegeben.This object is achieved by a method according to claim 1 or by an apparatus according to claim 2. Advantageous embodiments of the device are the subject of the dependent claims. The specification of an insulation board which is produced according to the invention is specified in claim 8.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die faserigen Materialien zu vereinzelten Fasern aufbereitet, die vereinzelten Fasern mit einem Bindemittel benetzt, die benetzten Fasern als im wesentlichen kontinuierliches Primärvlies abgelegt, das Primärvlies dreidimensional komprimiert und anschließend ausgehärtet. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß Anisotropien im Endprodukt nahezu vollständig beseitigt sind, wenn eine gegnüber dem Stand der Technik zusätzliche Komprimierung in Breitenrichtung vorgesehen ist. Anstelle der bekannten zweidimensionalen Komprimierung des Primärvlieses erfolgt also erfindungsgemäß eine dreidimensionale Komprimierung, nämlich zusätzlich in Breitenrichtung.According to the method of the invention, the fibrous materials are processed into individual fibers, the individual fibers are wetted with a binder, the wetted fibers are deposited as an essentially continuous primary nonwoven, the primary nonwoven is compressed three-dimensionally and then cured. Surprisingly, it has been found that anisotropies in the end product are almost completely eliminated if additional compression in the width direction is provided compared to the prior art. Instead of the known two-dimensional compression of the primary fleece, three-dimensional compression takes place according to the invention, namely additionally in the width direction.

Als Bindemittel können Wasserglas, Harzkombinationen und Silikate verwendet werden.Water glass, resin combinations and silicates can be used as binders.

Wie beim bekannten Verfahren kann das ausgehärtete Vlies rand- und oberflächenbearbeitet werden, falls dies erforderlich ist.As with the known method, the cured fleece can be machined on the edge and surface if necessary.

Die erfindungsgemäße komplette Vorrichtung umfaßt eine Einrichtung zum Aufbereiten der faserigen Materialien zu vereinzelten Fasern, eine Einrichtung zum Benetzen der einzelnen Fasern mit einem Bindemittel, ein Transportband zum Befördern der als im wesentlichen kontinuierliches Primärvlies gelegten Fasern, und mehrere Sätze rotierender Walzen zum Komprimieren des Primärvlieses. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen jedes Satzes das Primärvlies im Bereich seiner Umfangslinie, die die gewünschten Abmessungen des Primärvlieses in Dickenrichtung und in Breitenrichtung in diesem Bereich definiert, im wesentlichen allseitig umschließen und in Transportrichtung des Primärvlieses aufeinanderfolgende Sätze von Walzen so ausgelegt sind, daß die wirksame Walzenfläche in Transportrichtung des Primärvlieses abnimmt. Die gesamte Walzenanordnung kann so eingestellt werden, daß das Primärvlies wahlweise nur in Breitenrichtung, nur in Dickenrichtung oder sowohl in Breiten- als auch in Dickenrichtung komprimiert wird. Zweckmäßigerweise wird man jeden Satz Walzen jedoch so einstellen, daß gleichzeitig eine Komprimierung in Breiten- und Dickenrichtung auf das Primärvlies ausgeübt wird, während es sich durch die Walzenanordnung bewegt.The complete device according to the invention comprises a device for processing the fibrous materials into individual fibers, a device for wetting the individual fibers with a binder, a conveyor belt for conveying the fibers laid as a substantially continuous primary nonwoven, and several sets of rotating rollers for compressing the primary nonwoven. It is characterized in that the rollers of each set essentially surround the primary fleece in the region of its circumferential line, which defines the desired dimensions of the primary fleece in the thickness direction and in the width direction in this region, and successive sets of rollers are designed in the transport direction of the primary fleece, that the effective roll surface decreases in the transport direction of the primary fleece. The entire roller arrangement can be set so that the primary nonwoven is optionally compressed only in the width direction, only in the thickness direction or both in the width and in the thickness direction. Conveniently, however, each set of rollers will be adjusted so that compression in the width and thickness directions is simultaneously exerted on the primary web as it moves through the roller assembly.

Vorteilhaft ist, wenn die Drehachse der Walzen auf der Ober- und Unterseite des Primärvlieses kreisförmig gekrümmt ist, damit den Fasern des Primärvlieses durch den Vortrieb der Walzen eine gewisse Vorzugsrichtung gegeben wird. 2It is advantageous if the axis of rotation of the rollers on the top and bottom of the primary fleece is circularly curved, so that the fibers of the primary fleece are given a certain preferred direction by the advance of the rollers. 2nd

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Es hat sich herausgestellt, daß besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der Isotropie des Endproduktes erzielt werden, wenn die Drehachse eine Teillinie eines konzentrischen Kreises ist.It has been found that particularly good results with regard to the isotropy of the end product are achieved if the axis of rotation is a partial line of a concentric circle.

Die Längskomprimierung der Fasern des Primärvlieses kann dadurch erreicht werden, daß jeder Satz Walzen mit einer Drehgeschwindigkeit rotiert, die in Transportrichtung des Primärvlieses abnimmt.The longitudinal compression of the fibers of the primary fleece can be achieved in that each set of rollers rotates at a rotational speed which decreases in the direction of transport of the primary fleece.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt jeder Satz Walzen dieselbe Anzahl von Walzen in äquivalenter Anordnung. Dabei können beispielsweise in jedem Satz jeweils fünf Walzen an der Oberseite und fünf Walzen an der Unterseite des Primärvlieses vorgesehen sein sowie jeweils eine Walze in jedem Seitenbereich.According to a preferred embodiment of the invention, each set of rollers comprises the same number of rollers in an equivalent arrangement. In this case, for example, five rollers can be provided on the top and five rollers on the underside of the primary fleece in each set, and one roller in each side area.

Besonders bevorzugt bei dieser Art der Anordnung der Walzen ist, daß einander entsprechende Walzen jeweiliger Sätze von Walzen längs strahlenförmig zusammen laufender Wege angeordnet sind.It is particularly preferred in this type of arrangement of the rollers that corresponding rollers of respective sets of rollers are arranged along paths running in the form of rays.

Zwischen zwei benachbarten Walzensätzen, d.h.Between two adjacent sets of rolls, i.e.

Komprimierungsstufen, kann eine Zwischenstufe, ausgebildet ebenfalls durch Walzen oder aber auch durch Bänder, angeordnet sein. Die Walzen einer derartigen Zwischenstufe laufen dabei mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie die Walzen des nachfolgenden Walzensatzes. Die jeweilige Zwischenstufe bzw. der Walzen oder Bänder weisen eine Freilaufkupplung auf, so daß die Walzen bzw. Bänder durch das Primärvlies mitgenommen werden. Zum näheren Aufbau dieser Zwischenstufen und deren Wirkungsweise wird Bezug genommen auf die vorveröffentlichte EP 0365826 der Anmelderin.Compression stages, an intermediate stage, also formed by rolling or else by belts, can be arranged. The rollers of such an intermediate stage run at the same peripheral speed as the rollers of the subsequent roller set. The respective intermediate stage or the rollers or belts have a one-way clutch, so that the rollers or belts are carried along by the primary fleece. For a more detailed structure of these intermediate stages and their mode of operation, reference is made to the previously published EP 0365826 by the applicant.

Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Dämmplatte weist eine Rohdichte im Bereich von etwa 30 bis 200 kg/m3 auf.Sie zeigt durch die mit dem Verfahren bzw. durch die Vorrichtung erzielte anisotrope Faserorientierung allseits nahezu gleichförmige Produkteigenschaften auf.An insulation board manufactured according to the method or the device according to the invention has a bulk density in the range of approximately 30 to 200 kg / m3. It shows almost uniform product properties on all sides due to the anisotropic fiber orientation achieved with the method and the device.

Im folgenden soll die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Dabei zeigt:The invention will be explained in more detail below by way of example with reference to the accompanying drawing. It shows:

Fig. 1 eine perspektivische, stark schematisierte Darstellung einer Komprimierstation, die den Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet, mit der die dreidimensionale Komprimierung realisiert wird;1 is a perspective, highly schematic representation of a compression station which forms the part of the device according to the invention with which the three-dimensional compression is realized;

Fig. 2 die Komprimierstation der Fig. 1 in Draufsicht; undFig. 2 shows the compression station of Fig. 1 in plan view; and

Fig. 3 die Komprimierstation der Fig. 1 in Seitenansicht.Fig. 3 shows the compression station of Fig. 1 in side view.

Eine Vorrichtung, mit der eine Dämmplatte hergestellt werden kann, ist in der älteren deutschen Patentanmeldung P 42 12 828.5, "Verfahren zum Herstellen einer Dämmplatte sowie danach hergestellte Dämmplatte" beschrieben. Diese kann auch für das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, wenn die Komprimierstation gegen die aus der zu beschreibenden Vorrichtung ausgetauscht wird. Auf die vorgenannte Patentanmeldung wird daher, soweit sie die übrigen Komponenten der Vorrichtung zum Herstellen einer Dämmplatte betrifft, Bezug genommen. ln Fig. 1 ist in perspektivische Ansicht eine Komprimierstation dargestellt, wie sie bei einer Vorrichtung nach der Erfindung zum Einsatz kommt. Sie besteht aus vier Sätzen 100, 200, 300, 400 rotierender Walzen. Jeder Walzensatz umfaßt, wie beispielhaft am Satz 100 erläutert, fünf obere Walzen 102, eine erste Seitenwalze 104, die auf der in Produktions* oder Transportrichtung eines Primärvlieses 500, durch einen Pfeil angedeutet, auf der linken Seite der oberen Walzen 102 angeordnet ist, eine zweite Seitenwalze 106, die auf der rechten Seite der oberen Walzen 102 angeordnet ist, und fünf untere Walzen 108, die im wesentlichen ausgerichtet zu den oberen Walzen 102, jedoch beabstandet von diesen liegen. Die oberen Walzen 102 sowie die unteren Walzen 108 sind gleich dimensioniert, während die Seitenwalzen 104,106 in dem hier dargestellten Beispiel eine größere Walzenbreite aufweisen. Die Achsen der oberen Walzen 102 und der unteren Walzen 108 liegen jeweils in einer gemeinsamen Ebene, wobei die Achsmitten jeweils auf einem Kreisbogen 110 bzw. 112 angeordnet sind. Die Achsen der Seitenwalzen 104, 106 sind senkrecht zu den Kreisbogenlinien angeordnet, so daß insgesamt die auf das Primärvlies 500 an dieser Stelle wirkenden Bereiche der Walzen 102, 104, 106, 108 für das Primärvlies 500 eine Umfangslinie bzw. -kontur definieren, durch die Dicke und Breite des Primärvlieses 500 bestimmt sind.A device with which an insulation board can be produced is described in the older German patent application P 42 12 828.5, " Method for producing an insulation board and insulation board produced thereafter " described. This can also be used for the method according to the present invention if the compression station is replaced by that from the device to be described. Reference is therefore made to the aforementioned patent application insofar as it relates to the other components of the device for producing an insulation board. 1 shows a perspective view of a compression station as used in a device according to the invention. It consists of four sets of 100, 200, 300, 400 rotating rollers. Each set of rolls comprises, as explained by way of example on set 100, five upper rolls 102, a first side roll 104, which is arranged on the left side of the upper rolls 102 on the left in the direction of production or transport of a primary fleece 500, indicated by an arrow second side roller 106 located on the right side of upper rollers 102 and five lower rollers 108 substantially aligned with, but spaced from, upper rollers 102. The upper rollers 102 and the lower rollers 108 have the same dimensions, while the side rollers 104, 106 in the example shown here have a larger roller width. The axes of the upper rollers 102 and the lower rollers 108 each lie in a common plane, the center of the axes being arranged on an arc 110 and 112, respectively. The axes of the side rollers 104, 106 are arranged perpendicular to the circular arc lines, so that overall the areas of the rollers 102, 104, 106, 108 acting on the primary fleece 500 at this point define a circumferential line or contour for the primary fleece 500, through which The thickness and width of the primary fleece 500 are determined.

Die Anordnung der Walzen in den Sätzen 200, 300, 400 ist völlig äquivalent. Die Krümmung der erwähnten Kreisbogenlinien ist so gewählt, daß diese als Teile konzentrischer Kreise anzusehen sind, und die Breite der Walze in Transportrichtung abnimmt. Die an entsprechenden Positionen angeordneten Walzen jedes Satzes 100, 200, 300, 400 sind längs strahlenförmig zusammenlaufender Wege angeordnet, so daß sich für das Primärvlies 500 kontinuierlich eine Verringerung der Breite und eine Verringerung der Dicke ergibt.The arrangement of the rollers in the sets 200, 300, 400 is completely equivalent. The curvature of the circular arc lines mentioned is chosen so that they are to be regarded as parts of concentric circles and the width of the roller decreases in the transport direction. The rolls of each set 100, 200, 300, 400 arranged at corresponding positions are arranged along radially converging paths, so that the width and the thickness of the primary fleece 500 are continuously reduced.

Um die Längskomprimierung des Primärvlieses 500 zu erreichen, ist die Umfangsgeschwindigkeit der Walzensätze 100, 200, 300, 400 in Transportrichtung abnehmend gewählt, d.h., die Walzen des Satzes 100 haben die höchste Drehgeschwindigkeit, die des Satzes 200 eine dagegen verringerte, die des Satzes 300 eine gegenüber der des Satzes 200 nochmals verringerte, während die Geschwindigkeit der Walzen des 3In order to achieve the longitudinal compression of the primary fleece 500, the circumferential speed of the roller sets 100, 200, 300, 400 in the transport direction is selected to decrease, that is to say the rollers of the set 100 have the highest rotational speed, that of the set 200, on the other hand, reduces that of the set 300 one further reduced compared to that of the set 200, while the speed of the rollers of the third

Claims

AT 403 484 B set 400 is the smallest. The fibers wetted with binder are fed to the compression station on a conveyor belt, not shown in the figure, where they are now compressed as primary fleece 500 to a desired bulk density. Since the primary fleece is initially only available as a loose composite of wetted fibers, a large range of raw densities can be set. Densities as low as 30 to 200 kg / m3 can be achieved. FIG. 2 shows a top view of the compression station of FIG. 1. It can clearly be seen that the center of the axes of corresponding rollers of the different sets 100, 200, 300, 400 lie on straight lines which converge in a radial manner. The plane defined by the axis centers of all the upper rollers 102, 202, 302, 402 w is inclined in accordance with the desired compression of the thickness of the primary fleece 500. The same applies to the lower rollers, which are not visible in FIG. 2. FIG. 3 shows a side view of the compression station from FIG. 1, from which it can be seen that the width of the side rollers 104, 204, 304, 404 is selected such that it is greater than the clear distance between the upper rollers 102, 202, 302 , 402 and the lower rollers 108, 208, 308, 408 and thus the set T5 thickness of the primary web 500 in the respective areas of the compression station. Other configurations of the compression station are also conceivable. For example, a different number of rollers can be selected for each set of rollers with the aim of essentially completely covering the primary fleece passing through in the respective area. The widths of the rolls can also be different in each set of rolls. It is also possible to increase or decrease the number of roller sets 20 if the product specifications require or allow it. 1. Process for producing an insulation board from fibrous materials with low bulk density, in which 25 - the fibrous materials are processed into individual fibers, - the individual fibers are wetted with a binder, - the wetted fibers are deposited as an essentially continuous primary fleece, - The primary fleece is compressed three-dimensionally and - The primary fleece is then cured. 30th

2. Device for producing an insulation board from fibrous materials with low bulk density, with - a device for processing the fibrous materials into individual fibers, - a device for wetting the individual fibers with a binder, 35 - a conveyor belt for conveying the as substantially continuous Primed nonwoven fibers, - and several sets of rotating rollers for compressing the primary nonwoven, characterized in that 40 - the rollers of each set (100, 200, 300, 400) the primary nonwoven (500) in the region of a circumferential line or contour that the Desired dimensions of the primary nonwoven in the thickness direction and in the width direction defined in this area, essentially enclose on all sides and - the successive sets (100, 200, 300, 400) of rollers in the transport direction of the primary nonwoven (500) are designed so that the effective roller surface in The direction of transport of the primary fleece decreases.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the axis of rotation of the rollers of each set (100, 200, 300, 400) on the top and bottom of the primary fleece (500) is circularly curved.

4. The device according to claim 3, characterized in that the axis of rotation part line of a concentric 50 see circle.

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that each set of rollers (100, 200, 300, 400) rotates at a rotational speed which decreases in the transport direction of the primary fleece (500). 55

6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that each set of rollers (100, 200, 300, 400) comprises the same number of rollers in an equivalent arrangement. 4 AT 403 484 B

7. The device according to claim 6, characterized in that corresponding rollers (eg 102, 202, 302, 402; 104, 204, 304, 404) of the respective roller sets (100, 200, 300, 400) along radially converging paths or Straight lines are arranged.

8. Insulation board, produced by the method according to claim 1, characterized in that it has a bulk density in the range of about 30 to 200 kg / m3. Including 3 sheets of drawings 5