DE1400921C

DE1400921C - Wärmeisolierung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1400921C
Authority: DE
Inventors: Warren Julius Montgomery Mass Wang David I Jaw Buffalo Paiva nas John Angelo Wilhamsville N Y Bodendorf, (V St A)
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Publication date: 1972-05-18

Description

E-ie vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmeiso- eigenschaften, wie sie insbesondere für tiefsiedende

lierung mit 1,6 bis ICO in einem evakuierten Raum an- Gase, wie Helium und Wasserstoff, erforderlich sind,

geordneten Schichten je cm Isolierung aus vorgepreß- herzustellen, wobei gleichzeitig die Wäimeüberlragung

tem, schlecht leitendem Papier oder papierähnlichem auch in einer zu den Isolationsschichten parallelen Material, dessen Fasern einen Durchmesser von weni- 5 Richtung gering sein soll.

ger als 20· 10~^:'mm haben und im wesentlichen senk- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gerecht zur Richtung des Wärmeflusses liegen, und mit löst, daß die Wärmestrahlen reflektierenden. Körper Wärmestrahlen reflektierenden Körpern. Sie betrifft einen Durchmesser von weniger als 5C0 · 10~³ mm ferner ein Verfahren zur Herstellung der Schichten haben, in einer Menge von 10 bis 60% gleichmäßig einer derartigen Wärmeisolierung. io in dem Papier oder papierähnlichen Material verteilt Eine Isolierung aus abwechselnd in einem evakuier- und durch ein Bindemittel mit den Fasern dieses Maten Raum angeordneten Schichten Wärmestrahlen terials verbunden sind.

reflektierender Folien und Blätter aus schlecht leiten- Wärmestrahlen reflektierende Körper in einer Menge

dem Fasermaterial ist bekannt. Als schlecht leitendes von weniger als 10°/₀ haben keine besonders abschir-

Material für eine solche Mehrschichtisolierung ist 15 mende Wirkung, während bei mehr als 60% eine

dauerhaft vorgepreßtes Papier aus nicht verbundenen wärmeleitende Verbindung der Körper durch das

Fasern geeignet. Papier und entlang der Papieroberfläche und damit

Die im allgemeinen ausgezeichnete Wirkung solcher eine feste Leitbahn entstehen.

Isoliersysteme ist zwar bekannt, in besonderen Fällen Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung genügen diese jedoch nicht den gestellten Isolations- 20 der Schichten einer derartigen Wärmeisolierung ist anforderungen. Dies ist z. B. der Fall, wenn Wärme dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen aus zwei Richtungen durch die Isolierung strömt. homogene wäßrige Dispersion der Papier- oder pa-Die Wirksamkeit der Isolierung ist weitgehend auf pierähnlichen Fasern, feinverteilter Wärmestrahlen die Unterbindung des Wärmestroms in im vvesent- reflektierender Metallkörper, eines Bindemittels in liehen zur Folienrichtung senkrechter Richtung be- 25 einer Menge von 2 bis 20% des Gewichts der Fasern grenzt. Besteht ein wesentlicher Temperaturunterschied und der Wärmestrahlen reflektierenden Körper und bei einem Isolationssystem in parallel zur Folie ver- eines kationischen Mittels in einer Menge von 0,5 bis laufender Richtung, so können große Wärmemengen 10% des Gewichtes der Fasern und der Wärmestrahentlang der normalerweise aus gut leitendem Metall len reflektierenden Körper hergestellt wird, diese bestehenden reflektierenden Folien geleitet werden. 30 Dispersion in eine Papiermaschine mit geneigtem Sieb Eine andere Schwierigkeit tritt auf, wenn Mehr- gegeben wird, wonach sich die Fasern, die Wärmeschichtisolierungen mit zusammenhängenden Ab- strahlen reflektierenden Körper und das Bindemittel schirmungen, z. B. bei Kugeln oder den Endabschlüs- in gleichmäßiger Verteilung auf dem Sieb absetzen sen zylindrischer Gefäße, mehrfach gekrümmt sein und so ein Blattmaterial entsteht, das anschließend müssen. Unsorgfältiges Falten oder Knicken der 35 zusammengedrückt und getrocknet wird.
Isolierschichten kann Kurzschlüsse zwischen den Die erfindungsgemäße Isolierung ist thermisch ho-Abschirmanlagen zur Folge haben, wodurch die Iso- mögen, da die reflektierenden Körper gleichförmig lierwirkung an solchen Stellen zunichte wird. Die in den dauerhaft vorverdichteten Faserschichten verdünnen reflektierenden Schichten können auch beim teilt sind. Die Isolierung kann in beliebiger Weise Knicken reißen, wodurch Strahlungsfenster entstehen. 4° gekrümmt werden, ohne daß ein thermischer Kurz-Die zur Vermeidung solcher Fälle erforderlichen Maß- Schluß oder ein Zerreißen der Strahlung reflektierenden nahmen sind meist teuer und zeitraubend. Um Scha- Komponenten eintritt, weil die Verteilung der Körper den zu vermeiden, müssen die Folienschichten oft gleichmäßig ist. Die erfindungsgemäße Isolierung einzeln verlegt werden, so daß die Schwierigkeiten mit weist auch bei beweglichen Isolierungen keine Stellen der Zahl der Abschirmungsanlagen zunehmen. 45 \crminderten Wirkungsgrades aus. Die erfindungs-Eine weitere Schwierigkeit bei den bekannten Iso- gemäße Isolierung ist zudem insgesamt wirksamer als lierungen aus reflektierenden und schlecht leitenden alle bisher bekanntgewerderen Isolierungen dieser Faserschichten ist die Unmöglichkeit, die Wärmeleit- Art. Die besseren Isoliereigenschaften ergeben sich fähigkeit über eine bestimmte Grenze hinaus herab- infolge einer besseren Orientierung der Wärmestrahzusetzen. ■ 50 len reflektierenden Körper gegenüber der Richtung der Es ist auch eine Isolierung aus feinverteiltem Pulver Wärmeübertragung. Die Isolierung ist nach beiden niedriger Wärmeleitfähigkeit mit einem Gehalt an Seiten senkrecht zu den Isolierschichten gleich Metallteilchen in einen evakuierten Raum bekannt- wirksam. Bei den vorverdichteten Faserschichten geworden. Eine derartige Isolierung weist jedoch meh- werden die Körper in einer Richtung senkrecht zur rere Unzulänglichkeiten auf. Pulver ist wegen der teil- 55 Richtung der Wärmeübertragung orientiert. Trotzweise hohen Adscrplionsfähigkeit und wegen der leich- dem wird eine Leitfähigkeit längs der Schichten wirkten Beweglichkeit der- Pulverteilchen schwierig zu sam unterbunden.

evakuieren. Pulver besitzt ferner die Neigung zum Als Material für die Wärmestrahlen reflektierenden

Absetzen, was insbesondere bei beweglichen Isolatio- Körper können vorteilhafterweise je nach den Er-

nen nachteilig ist, da an den vom Pulver freigelegten 60 fordernissen Aluminium, Kupfer, Nickel, Molybdän

Stellen die Isolationswirkung nachläßt. oder kupferüberzogener Glimmer dienen.

Es bestellt daher >:eil langem ein Bedarf für eine Besonders wirksame und wirtschaftliche Isolierun-

thermisch gleich mäßige Isolierung höchster Qualität, gen 1 rhält man, wenn die Wärmestrahlen reflektieren-

• die Wärmeströmungcn in allen Richtungen und aller den Körper AluminiumnOcken von einer Größe unter

Arien einen hohen Widerstand entgegensetzt und bei 65 50· 10"³mm, die in dem Papier oder dem papier-

der die obenerwähnten Schwierigkeiten vermieden sind, ähnlichen Material in einer Menge von 10 bis 40%

Aufgabe der Erfindung ist es, eine leicht faltbare enthalten sind, oder Kupferflocken von einer Größe

Wärmeisolierung mit wesentlich verbesserten Isolier- unter 50· 10^:Imm sind, die in dem Papier oder pa-

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pierähnlichen Material in einer Menge von 30 bis 60 °/o Die besten Ergebnisse werden hier mit 0,2 bis 3,8·

enthalten sind. 10~³ mm erzielt. Der vorstehende Bereich ist der

Das die Reflektionskörper enthaltende Papier kann zweckmäßigste Mittelwert zwischen erhöhter Brüchigz. B. auf Standardpapiermaschinen unter Verwen- keit und den höheren Kosten verhältnismäßig feiner dung eines Bindemittels wie gallertartiger Kieselsäure 5 Glasfasern und der größeren Leitfähigkeit und der in der folgenden Weise hergestellt werden, wobei die Empnndlichleit gegenüber Gasdruck von verhältnis-Kieselsäure vorzugsweise als Kieselsäuresol oder als mäßig starken Glasfasern. Glasfaserdurchmesser im wäßrige Lösung einer Verbindung wie Tetraäthyl- Bereich von 0,2 bis 0,75 · 10"³ mm sind für die Aussilikat verwendet wird. Zunächst werden die Papier- führung der Erfindung besonders geeignet, aber solche fasern und die reflektierenden Körper im gewünschten io zwischen 2,5 und 3,8 · 10~³ mm ergeben mit einem Verhältnis in einem Papierholländer oder einer geeigneten Bindemittel ebenfalls zufriedenstellende Mischvorrichtung gründlich vermischt, so daß sie Resultate.

eine im wesentlichen gleichmäßige wäßrige Dispersion Als schlecht leitendes Fasermaterial können im bilden. Das Bindemittel, z. B. gallertartige Kiesel- Rahmen der Erfindung ebenfalls gewisse organische säure, wird der Dispersion vorzugsweise in einer 15 Substanzen verwendet werden, z. B. das im Handel Menge von 2 bis 20% des Gewichts der Fasern und als Rayon bekannte Viskosematerial, das als »Nylon« der reflektierenden Körper zugesetzt. Bei gallertarti- bekannte Polyamid, das als Dralon bekannte Konger Kieselsäure beträgt das Bindemittel vorzugsweise densationsprodukt aus Dimethylterephthalat und Äthy-10 bis 20% des Papiergewichtes, während ein organi- lenglykol, das als Dynel bekannte Vinylchlorid-Acrylsches Bindemittel in einer Menge von 2 bis 10% 20 nitril-Copolymer und Baumwolle,
enthalten sein sollte. Die feinen, Wärmestrahlen reflektierenden Körper

Die homogene wäßrige Dispersion wird in die können z; B. aus Aluminium, Kupfer, Nickel oder

Papiermaschine gleichzeitig mit der Lösung eines katio- Molybdän sein. Auch hier wird das Material von der

nischen Mittels eingebracht, vorzugsweise in einer Temperatur, der die Isolierung ausgesetzt werden soll,

Menge von 0,5 bis 10% des Gewichtes der Fasern 25 bestimmt. Aluminium ist bei Temperaturen unter

und der reflektierenden Körper, vorzugsweise 1 bis etwa 48O⁰C beständig und ist für diesen Bereich

3%· Kationische Stärken, wie z.B. aminmodifizierte zweckmäßig. Kupfer kann bei Temperaturen unter

Stärke, modifizierte Getreidestärke oder eine 55 bis etwa 480⁰C ebensogut wie Aluminium verwendet

60% Amylose enthaltende Hybridstärke sind geeignet. werden; bei Temperaturen zwischen etwa 480 und

Der pH-Wert der Dispersion wird vorzugsweise 30 etwa 940⁰C ist es zu bevorzugen, da sein Schmelz-

bei 2,7 bis 6, bei Glas-, Quarz-und mineralischen WoIl- punkt bei 1082⁰C liegt. Die Temperaturgrenze von

fasern zweckmäßigerweise im Bereich bei 2,8 bis 4, 940⁰C beruht auf der Notwendigkeit, den Dampfdruck

bei keramischen Fasern bei 4 bis 6 gehalten. Er sollte des Kupfers unter 0,01 · 10~³ mm Quecksilber zu

auch vor Einführung der Materialien in die Maschine halten. Molybdän hat einen außerordentlich hohen

innerhalb dieser Bereiche gehalten werden. Er läßt 35 Schmelzpunkt; er liegt bei 2621⁰C, aber wegen des

sich ohne weiteres durch Zusatz von Säure, z. B. Erfordernisses, seinen Dampfdruck unter 0,01 ·

Schwefelsäure, einstellen. 10~³ mm Quecksilber zu halten, ist sein praktischer

Die Dispersion wird zur Bildung des die reflektie- Verwendungsbereich auf Temperaturen unter etwa renden Körper enthaltenden Papiere auf das Sieb einer 1920⁰C begrenzt. Nickel ist bei Temperaturen unter Papiermaschine gegeben, dann durch Kompressions- 40 940⁰C (Kupfergrenze) bis zu etwa 1150°C gut brauchwalzen oder Vakuum zusammengepreßt und schließ- bar. Die obere Grenze von 1150⁰C liegt beträchtlich lieh nach einem üblichen Verfahren getrocknet. unter seinem Schmelzpunkt von 1454° C und wird

Statt eines anorganischen Bindemittels, wie gallert- wiederum durch das Erfordernis bestimmt, den Dampfartige Kieselsäure, können auch organische Binde- druck des Metalls unter 0,01 -10~³ mm Hg zu halten, mittel, wie Polyvinylidenchlorid, Polyvinylacetat, Poly- 45 Selbstverständlich können andere Erwägungen als die vinylchlorid, Polyvinylalkohol, Celluloseverbindungen, bezüglich des thermischen Erweichungspunktes die Carangummi, Guargummi, Acrylharze, wie Methyl- Wahl des Wärmestrahlen reflektierenden Körpers bemethacrylat, Formaldehydharze und Epoxyharze (in stimmen.

emulgierter Form) allein oder in Verbindung mit Zum Beispiel können Sicherheitsfaktoren die Veranorganischen Bindemitteln verwendet werden. Auch 50 Wendung eines leicht oxydierbaren Materials, wie Alugewisse Silikone, wie Phenylmethylverbindungen, sind minium, in einer Isolierung für flüssigen Sauerstoff geeignet. Bei Verwendung von organischen Binder ausschließen.

mitteln werden die Fasern in einem sauren Medium Beste Ergebnisse werden erzielt, wenn die Wärme-

wie beschrieben dispergiert, aber die Dispersion kann strahlen reflektierenden Körper verhältnismäßig klein

vor Zusatz des Bindemittels neutralisiert oder sogar 55 sind, d. h. ihre maximale Teilchengröße unter 50 ·

basisch gemacht werden. Ein geeignetes Mittel zur 10~³ mm liegt. Aluminium- und Kupferanstrich-Pig-

Erhöhung des pH-Wertes ist Ammoniumhydroxyd, mentflocken von weniger als 0,5 · 10~³ mm Dicke

wobei der Restammoniak während des Trocknens ab- eignen sich für Systeme für verhältnismäßig niedrige

gegeben wird. . Temperaturen besonders. Zum Zerkleinern der Flocken

Die Fasern können je nach den Temperaturen, 60 auf die gewünschte Größe verwendetes Schmiermittel denen die Mehrschichtverbundisolierung ausgesetzt wird vorzugsweise vor der Vermischung mit den werden soll, aus Glas, Keramik, Quarz oder Kalium- Fasern und dem Bindemittel entfernt. Zum Beispiel titanat bestehen. Für Temperaturen unter etwa 480⁰C hat eine im Handel erhältliche Sorte von Aluminiumsind z. B. Glasfasern zweckmäßig, die jedoch . bei flocken die Form eines polierten Pulvers mit niedrihöheren Temperaturen leicht weich werden. In solchen 65 gern Restfettgehalt, das zu 98% Teilchengrößen unter Fällen sind dann die anderen Materialien geeigneter. 44· 10~³mm hat. Eine elektronenmikroskopische Bei Verwendung von Glasfasern haben diese Vorzugs- Prüfung dieses Pulvers ergibt, daß die Mehrzahl der weise einen Durchmesser von weniger als 5 · 10~³ mm. Teilchen eine Größe zwischen 2 und 14 · 10~³ mm hat.

Die folgenden Beispiele erläutern die besondere Herstellung des neuen, bei den weiter unten beschriebenen thermischen und elektrischen Leitfähigkeitsversuchen verwendeten Isoliermaterials.

Beispiel 1

35,5 kg Glasfasern von 0,5 bis 0,67 · 10"³ mm Durchmesser und einer überwiegenden Länge von etwa 0,6 bis 0,8 mm wurden zusammen mit 5,7 kg Glasfasern von 1,5 bis 2,5 · 10~³ mm Durchmesser und der gleichen Länge wie die ersten Fasern in einen Papierholländer bzw. eine Mischvorrichtung gegeben. Es wurden 950 ml technisch reine Salzsäure und 4500 1 Wasser zugesetzt, was einen pH-Wert von etwa 3,0 ergab. Dieses Gemisch wurde zunächst in dem Holländer 10 Minuten lang, aufgeschlagen, wobei die Walze von der Lagerplatte abgehoben war, und dann zur Trennung der Fasern 10 Minuten lang leicht gebürstet. Darauf wurden 22,6 kg, 30% Feststoffe enthaltender gallertartiger wäßriger Kieselerde und 2,2 kg Glaswolle zugesetzt und mit den Fasern 21 Minuten lang gemischt. Zuletzt wurden 22,6 kg Aluminiumflocken von einer Teilchengröße unter 50 · 10~³ mm zugesetzt und das Gemisch 10 Minuten lang in dem Holländer entfasert.

Ein kationisches Mittel wurde durch Mischen von 6,8 kg kationischer Stärke mit 150 1 kaltem Wasser und Erhitzen des Gemisches auf 90⁰C, 15 Minuten langes Rühren und Verdünnen mit Wasser auf ein Gesamtvolumen von 225 1 hergestellt.

Die Dispersion der Fasern wurde weiter auf einen Feststoffgehalt von 0,25 °/₀ verdünnt und in eine Papiermaschine mit einem geneigten Foudriniersieb gegeben. Gleichzeitig wurden die kationische Lösung und Salzsäure zugegeben, um den pH-Wert bei etwa 3,4 zu halten.

Die Glasfasern, Aluminiumflocken und die gallertartige Kieselerde setzten sich mit einem Anteil des kationischen Mittels auf dem Sieb ab und bildeten ein Papier, das abgenommen und in üblicher Weise getrocknet wurde.

Das auf diese Weise hergestellte trockene Papier enthielt 30 Gewichtsprozent Aluminium, war 0,081 mm dick und hatte eine Zugfestigkeit von 856 g in Maschinenlaufrichtung und 325 g in Querrichtung. Die Dicht; betrug 0,315 g/cm³, die Porosität 0,161 m³/Min. in einem Kreis von 10 mm Durchmesser bei Verwendung eines Frazier-Pernometers. in nassem Zustand betrug die Zugfestigkeit 250 g in Maschinenlaufrichtung und 90 g in Querrichtung.

Beispiel 2

Nach dem Verfahren des Beispiels 1 wurde ein 45% Kupferflocken enthaltendes Papier aus Keramikfasern hergestellt. Das trockene Papier war 0,315 mm dick. Seine Zugfestigkeit betrug 1775 g in Maschinenlaufrichtung und 1069 g in Querrichtung, die Dichte 0,359 g/cm³ und die Porosität 0,546 m³/Min. auf einem Frazier-Pernometer. Im nassen Zustand betrug die Zugfestigkeit 494 g in Maschinenlaufrichtung und 319g in Querrichtung.

Die Figuren zeigen beispielsweise einige erfindungsgemäße Isolierungen, und zwar

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Verbundisolierung nach der Erfindung im flach liegenden Zustand, wobei zur besseren Vcranschaulichung der unteren Schichten Teile weggelassen sind,

F i g. 2 eine entsprechende perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine Mehrschichtverbundisolierung ähnlich der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform, jedoch unter zusätzlicher Veranschaulichung von Stützstreifen.

Die in F i g. 1 dargestellte Verbundisolierung enthält schlecht leitende blattförmige Fasermatenalschichten 2, die aus dauerhaft vorgepreßtem Papier beo stehen, das feinzerteilte, Wärmestrahlen reflektierende Körper 3 mit metallischen Oberflächen enthält, die gleichmäßig zwischen den Fasern 4 verteilt sind. Ein anorganisches oder organisches Bindemittel bindet die reflektierenden Körper 3 an die Fasern 4.

Viele Schichten aus dünnem Material isolieren viel wirksamer als wenige Schichten aus dickerem Material. Dies wird auf eine durch das Vorpressen erzielte Oberflächenwirkung zurückgeführt, die eine wirksamere Strahlungssperre ergibt.

An 0,05 bis 0,07 mm dicken, 20 und 40% Aluminiumflocken mit einer Größe unter 50 · 10 ³mm, 14% gallertartiger Kieselerde und Glasfasern mit einem Durchmesser von 0,5 bis 0,75 · 10~³ mm wurde eine Reihe von Versuchen vorgenommen.

Die Wärmeleitfähigkeitswerte von 20 bis 30% Aluminiumflocken enthaltenden Glasfaserpapieren wurden in zwei Versuchen innerhalb eines Temperaturbereiches von Außenatmosphärentemperatur bis zu — 196°C und bei einem Vakuum unter 1 · 10~³ mm Hg mit dem Wärmeleitfähigkeitswert von gewöhnlichem Glasfaserpapier den gleichen Abmessungen verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Material	Papier gewicht g/m²	Schich ten je cm Dicke	Dichte der Isolierung kg/m³	Leitfähig keit κ·10-³ kcal
Glasfaser papier ....	17,2	42	71	h · m · ⁰C
Glasfaser mit 20% Alu minium ...	20,5	57	114,5	0,49
Glasfaser mit 30% Alu minium ...	26,8	74	193	0,16
0,131

Die mechanischen Vorteile der neuen Isolierung sind recht eindrucksvoll; es besteht keine Neigung zum Absetzen, und die angebrachte Isolierung läßt sich ebenso leicht wie aus abwechselnden Schichten bestehenden Isolierungen evakuieren. Eine Oxydation der reflektierenden Körper hat sich bisher bei blattförmigen Faserschichten nicht als Problem erwiesen, solange das Material einer oxydierenden Atmosphäre nicht bei hoher Temperatur ausgesetzt wurde.

Außer den vorerwähnten Versuchen mit Aluminiumflocken enthaltendem Glasfaserpapier wurde auch Kupferflocken enthaltendes Glasfaserpapier und Kupferflocken enthaltendes Keramikfaserpapier hergestellt und geprüft (s. Beispiel 2). Der größte Durchmesser der Kupferflocken lag unter 50 · ΙΟ"³ mm, die Glasfasern hatten einen Durchmesser zwischen 0,5 und 0,75 · ΙΟ-³ mm und die Keramikfasern einen solchen von 2,5 · 10-³mm.

Die Ergebnisse dieser Versuche sind nachstehend in Tabelle II wiedergegeben. Die Angaben für Aluminiumflocken sind zum Vergleich wiederholt.

	Tabelle	II	Gesamt dichte kg/m³	Ka · 10-»
Papiermaterial*)	Gewicht einer Schicht g/cm²	Schich ten pro cm
20 Gewichtspro zent Alu			114,5	0,16
minium in Glasfasern ...	20,5	57
30 Gewichtspro zent Alu			194	0,131
minium in Glasfasern ...	26,8	74	57,5	0,23
30 Gewichtspro zent Kupfer in Glasfasern ....	28	21	196	0,215
30 Gewichtspro zent Kupfer in Glasfasern ....	28	53,3

*) Das Bindemittel war bei dem Glasfaserpapier 14, bei dem Keramikfaserpapier 18,5 Gewichtsprozent gallertartige Kieselerde.

Alle in Tabelle II aufgeführten Versuche wurden zwischen der Raumtemperatur und —196° C bei einem Vakuum von unter 1 · 10~³ mm Hg ausgeführt. Die Keramikfaserisolierung ist speziell für die Anwendung bei hohen, über dem Schmelzpunkt des Glases liegenden Temperaturen bestimmt. Bei diesem Versuch lagen die Temperaturgrenzen zwischen 50 und 680°C.

In F i g. 2 ist eine Verbundisolierung 10 dargestellt, die schlecht leitende Schichten 12 aus blattförmigem Fasermaterial, nämlich dauerhaft vorgepreßtem Papier, aufweist, das fein unterteilte Wärmestrahlen reflektierende Körper 13 mit metallischer Oberfläche enthält, die gleichmäßig in allen Richtungen in den Papierschichten verteilt sind. Dünne, biegsame, Wärmestrahlen reflektierende Abschirmungen 15 sind in Abständen zwischen aneinandergrenzenden Papierschichten angeordnet und werden von diesen gestützt, d. h., jede Abschirmfolie liegt mit jeder Seite gegen eine Papierschicht an, und die Fasern der Papierschichten verlaufen im wesentlichen parallel zu den Abschirmfolien.

ίο F i g. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der Stützstreifen 16 zwischen benachbarte Papierschichten 12 gelegt sind. Diese Streifen sind vorzugsweise aus schlecht leitendem Fasermaterial und von geringer thermischer Empfindlichkeit gegenüber Druck. Jeder Streifen kann aus einem einzigen Band aus Stützmaterial bestehen, oder es können mehrere Bänder zur Erzielung der gewünschten Gesamtdicke zusammengenommen werden. Die Streifen haben vorzugsweise die gleiche Zusammensetzung und Form wie die reflektierende Körper enthaltenden Papierschichten 12. Andere geeignete Stützmaterialien sind z. B. Papier ohne reflektierende Körper und nicht gepreßte, sondern elastisch zusammengedrückte Gewebe. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind einander benachbarte Stützmateriallagen 16 quer zur Verbundisolierung mindestens teilweise miteinader und mit den unter zuvor aufgebrachten Schichten befindlichem Stützmaterial ausgerichtet, denn nur so wird die wirksame lockere Schicht und Reduzierung der Gesamtdichte der Isolierung erzielt. Im Querschnitt betrachtet, sollen die Stützteile eine verhältnismäßig dichte Säulenstruktur durch die Dicke der Isolierung bilden. Diese Säulen sollen die Schichten tragen und den Druck zwischen ihnen auf die tragende Wand ableiten. Die Bereiche zwischen den Säulen haben eine sehr niedrige Dichte, die unter der selbsttragenden Dichte liegen kann.

Andere Kombinationen von Papier und Strahlungswärme reflektierenden Körpern wurden hergestellt und in erster Linie auf ihre Brauchbarkeit bei hohen Temperaturen untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengefaßt.

Tabelle III

Isolierung*)

Papierlagen pro cm	Dichte
	kg/m³
23,3	255
20,04	392
20,04	392
24,5	296
24,5	296

Temperaturbereich

Thermische

Leitfähigkeit

k·ΙΟ-³

kcal
m-g-°C

Nur 45 ⁰/₀ Kupfer enthaltendes Keramikfaserpapier,
112 g/m³

45 °/₀ Kupfer enthaltendes Keramikfaserpapier mit
112 g/m², abwechselnd mit 0,012 mm dicker
Kupferfolie

45% Nickel enthaltendes Keramikfaserpapier,
96,3 g/m², abwechselnd mit 0,003 mm dicker Folie aus einer Eisen-Nickel-Legierung

49 bis 680

27 bis 680

32 bis 885

66 bis 820

66 bis 1155

*) Als.Bindemittel wurden 18,5 Gewichtsprozent gallertartiger Kieselerde verwendet.

8,99
1,215
1,445
5,1

14,4
209 621/19

Claims

ίο Patentansprüche:

1. Wärmeisolierung mit 1,6 bis 100 in einem evakuierten Raum angeordneten Schichten je cm Isolierung aus vorgepreßtem, schlecht leitenden Papier oder papierähnlichem Material, dessen Fasern einen Durchmesser von weniger als 20 · 10~³ mm haben und im wesentlichen senkrecht zur Richtung des Wärmeflusses liegen, und mit Wärmestrahlen reflektierenden Metallkörpern kleiner Größe, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkörper einen Durchmesser von weniger als 500 · 10~³ mm haben, in einer Menge von 10 bis 60% gleichmäßig in dem Papier oder papierähnlichen Material verteilt und durch ein Bindemittel mit den Fasern dieses Materials verbunden sind.

2. Wärmeisolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmestrahlen reflektierenden Metallkörper Aluminiumflocken von einer Größe unter 50 · 10~³ mm sind und in dem Papier oder papisrähnlichen Material in einer Mengen von 10 bis 40°/₀ enthalten sind.

3. Wärmeisolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmestrahlen reflektierenden Metallkörper Kupferflocken von einer Größe unter 50 · 10~³ mm sind und in dem Papier oder papierähnlichen Material in einer Menge von 30 bis 60% enthalten sind.

4. Verfahren zur Herstellung der Schichten einer Wärmeisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen homogene wäßrige Dispersion der Papier- oder papierähnli:hen Fasern, feinverteilter Wärmestrahlen reflektierender Metallkörper, eines Bindemittels in einer Menge von 2 bis 20% des Gewichtes der Fasern und der Wärmestrahlen reflektierenden Körper und eines kationischen Mittels in einer Menge von 0,5 bis 10% des Gewichtes der Fasern und der Wärmestrahl en reflektierenden Körper hergestellt wird, diese Dispersion in eine Papiermaschine mit geneigtem Sieb gegeben wird, wonach sich die Fasern, die Wärmestrahlen reflektierenden Körper und das Bindemittel in gleichmäßiger Verteilung auf dem Sieb absetzen und so ein Blattmaterial entsteht, das anschließend zusammengedrückt und getrocknet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Dispersion bei 2,7 bis 6 gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als kationisches Mittel eine kationische Stärke, z. B. eine aminmodifizierte Stärke, eine modifizierte Getreidestärke oder eine 55 bis 60% Amylose enthaltende Hybridstärke verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen