Панель из минеральной ваты

Изобретение относится к изоляционной панели из минеральной ваты и способу ее получения. Цельная изоляционная панель из минеральной ваты имеет высоту по меньшей мере 160 см и ширину по меньшей мере 60 см, имеет верхнюю полосу, расположенную по направлению к верхнему краю панели, нижнюю полосу, расположенную по направлению к нижнему краю панели, и центральную полосу, расположенную между верхней и нижней полосами. Каждая из полос протягивается по существу по ширине панели. Различные плотности минеральной ваты находятся на по меньшей мере верхней и центральной полосах. Панель, в частности, применяют для заполнения полости двери с установленным пределом огнестойкости. Изобретение позволяет облегчить обеспечение и сборку панелей из минеральной ваты с установленным пределом огнестойкости при оптимизации расхода материала. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Настоящее изобретение относится к изоляционной панели из минеральной ваты, в частности, для применения для дверей с установленным пределом огнестойкости.

ЕР 1533462А относится к конструкции для двери с установленным пределом огнестойкости и раскрывает применение множества изоляционных панелей из минеральной ваты в дверной полости, причем каждая панель из минеральной ваты имеет различную плотность и/или количество огнезащитных средств. Это предназначено для оптимизации изоляции для соответствия варьирующимся температурным напряжениям по высоте двери. Недостаток этого решения состоит в необходимости обеспечения и сборки различных отдельных панелей из минеральной ваты.

Задача настоящего изобретения состоит в облегчении обеспечения и сборки панелей из минеральной ваты, в частности, для дверей с установленным пределом огнестойкости. Другая задача состоит в уменьшении риска, связанного с недостатками предшествующих решений изоляционных панелей для дверей с установленным пределом огнестойкости при оптимизации расхода материала.

Одним объектом настоящего изобретения является изоляционная панель из минеральной ваты как определено в пункте 1. Другие варианты выполнения настоящего изобретения определены в других зависимых пунктах, которые раскрывают предпочтительные и/или альтернативные варианты выполнения настоящего изобретения.

Обеспечение цельной изоляционной панели из минеральной ваты, имеющей высоту по меньшей мере 160 см и ширину по меньшей мере 60 см, позволяет применять панель без необходимости дополнительных панелей для заполнения полости двери с установленным пределом огнестойкости. Обработка и сборка цельной панели является более простой и более эффективной, чем работа с множеством различных панелей. Кроме того, обеспечение одной или единой панели, имеющей размеры, которые могут заполнить всю полость двери, позволяет избежать риска слабых точек или тепловых мостов в изоляции, которые возникают на границах разделенных, но соединенных панелей. Панель может быть по существу прямоугольной; она может иметь предварительно сделанные надрезы и/или прорези для облегчения ее включения в полость двери.

Размеры двери могут быть следующими:

- высота ≥160 см, при необходимости ≥180 см или ≥200 см и/или ≤260 см, при необходимости ≤240 см или ≤230 см;

- ширина ≥60 см, при необходимости ≥70 см или ≥80 см и/или ≤150 см, при необходимости ≤120 см или ≤100 см;

- толщина предпочтительно ≥1,5 см, при необходимости ≥3 см или ≥4 см и/или предпочтительно ≤12 см, при необходимости ≤10 см или ≤8 см

Температурные напряжения, которым дверь подвергается в ходе горения или испытания на огнестойкость, не являются постоянными по высоте двери. Конфигурация нижней, центральной и верхней полос в изоляционной панели позволяет располагать верхнюю и/или нижнюю полосы с желательной более высокой плотностью изоляции из минеральной ваты для достижения желательной огнестойкости и/или тепловой характеристики без применения такой же высокой плотности в центральной полосе. Это уменьшает общую массу и, таким образом, стоимость панели из минеральной ваты по сравнению с одной панелью, имеющей гомогенную плотность верхней и/или нижней полос. В одном предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения плотность на верхней и нижней полосах является по существу одинаковой, и/или панель из минеральной ваты является по существу симметричной около ее центральной горизонтальной оси; это позволяет применять панель в дверной полости более легким путем и, таким образом, облегчает сборку. Наиболее важной частью двери для ее огнестойкости или тепловой характеристики в общем является полоса по ширине двери при или в направлении ее верхнего края и/или полоса по ширине двери при или по направлению ее нижнего края. Панель согласно настоящему изобретению, таким образом, обеспечивает высокую плотность изоляции из минеральной ваты в этих областях при применении более низкой плотности минеральной ваты на центральной полосе по ширине двери, где такая высокая плотность не является необходимой.

В другом предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения плотность на нижней полосе меньше, чем плотность на центральной полосе, и плотность на центральной полосе меньше, чем плотность на верхней полосе; это обеспечивает полезную оптимизацию количества применяемой изоляции из минеральной ваты в панели при обеспечении желательной плотности изоляция из минеральной ваты на верхней полосе, например, для достижения желательного класса огнестойкости.

Каждая из верхней и нижней полос может иметь высоту ≥5 см, предпочтительно ≥10 см, более предпочтительно ≥15 см и/или ≤60 см, предпочтительно ≤40 см, более предпочтительно ≤30 см. Один край каждой из верхней и/или нижней полос может быть расположен соответственно при верхнем и нижнем крае панели. Плотность минеральной ваты по каждой или любой из верхней, центральной и нижней полос, не должна быть гомогенной. Подразумевается, что переход плотности между верхней и/или нижней полосами и центральной полосой предпочтительно является градуальным в отличие от стадии изменения плотности.

Плотность на каждой из верхней и нижней полос может составлять ≥100 кг/м³, предпочтительно ≥120 кг/м³, более предпочтительно ≥140 кг/м³ и/или ≤220 кг/м³, предпочтительно ≤250 кг/м³, более предпочтительно ≤300 кг/м³. Плотность на центральной полосе может составлять ≥60 кг/м³, предпочтительно ≥80 кг/м³, более предпочтительно ≥100 кг/м³ и/или ≤180 кг/м³, предпочтительно ≤210 кг/м³, более предпочтительно ≤250 кг/м³. Так как плотность по каждой полосе не должна быть гомогенной, плотность полосы может быть определена путем отбора трех образцов, каждый из которых имеет размеры около 10 см × 10 см, при положениях вдоль одной линии, по существу параллельно верхнему или нижнему краю панели по ширине панели, и определения средней плотности этих трех образцов.

Плотность на верхней полосе и/или центральной полосе и/или нижней полосе может быть по существу постоянной по всей ширине панели на полосе. Например, плотность на такой полосе (полосах) по всей ширине панели может находиться в интервале ±10 кг/м³ или ±5 кг/м³ относительно средней плотности на рассматриваемой полосе, причем такая средняя плотность и вариация плотности на полосе определяются посредством отбора показательного числа образцов, каждый из которых имеет размеры около 10 см × 10 см, в положениях вдоль одной линии внутри полосы, по существу параллельной верхнему или нижнему краю панели по ширине панели.

Плотность изоляции из минеральной ваты на каждой верхней и нижней полосах может быть больше, чем плотность изоляции из минеральной ваты на центральной полосе на по меньшей мере 8%, более предпочтительно на по меньшей мере 12% и даже более предпочтительно на по меньшей мере 15%.

Одно положение в двери с установленным пределом огнестойкости, которое может рассматриваться как критическое с точки зрения его характеристики пожарной опасности, является положением по направлению к углу двери, удаленным на 10 см от каждого из соседних краев при этом угле. Следовательно, предпочтительно, что каждое такое положение изоляционной панели из минеральной ваты располагается внутри одной из верхней или нижней полос.

Минеральной ватой предпочтительно является каменная вата; альтернативно ей может быть стекловата. Когда минеральная вата содержит связующее, оно может присутствовать в количестве ≥0,5 мас.% предпочтительно ≥0,8 мас.%, и/или ≤4 мас.%, предпочтительно ≤3 мас.%, где мас.% выражаются относительно минеральной ваты, включающей связующее, и измеряются, например, по потере при горении. Таким связующем предпочтительно является термически отверждаемое органическое связующее, например фенолформальдегидное связующее, мочевиноформальдегидное связующее или связующее на основе углеводородов, наносимое на минеральные волокна между их образованием и их сборкой вместе в виде первичного мата. В некоторых вариантах выполнения настоящего изобретения панель не содержит связующее или по существу не содержит связующее. Минеральная вата может составлять по меньшей мере 85 мас.%, по меньшей мере 90 мас.%, по меньшей мере 94 мас.%, по меньшей мере 96 мас.% или по меньшей мере 98 мас.% от изоляционной панели из минеральной ваты.

Панель в частности предназначена для применения в дверях, в частности в дверях с установленным пределом огнестойкости и даже более конкретно в дверях, имеющих класс огнестойкости Ei 30, Ei 40, Ei 60, Ei 90 или Ei 120. Двери могут содержать периферийную обшивку, предпочтительно содержащую слой металла, в частности сталь, который определяет внутреннюю полость двери, в которой располагается панель из минеральной ваты.

Варианты выполнения настоящего изобретения далее описываются посредством только примеров со ссылкой на сопутствующие чертежи, где:

На Фиг. 1 показан схематический вид изоляционной панели из минеральной ваты.

На Фиг. 2 схематически показан боковой вид панели, приведенной на Фиг. 1.

На Фиг. 3 схематически показан способ получения, посредством которого такая панель может быть изготовлена.

Фиг. 4 и Фиг. 5, Фиг. 6 и Фиг. 7, Фиг. 8 и Фиг. 9 являются парами, показывающими виды, подобно приведенным на Фиг. 1 и Фиг. 2, причем каждая пара видов иллюстрирует альтернативную изоляционную панель из минеральной ваты.

Цельная изоляционная панель из каменной ваты 10, показанная на Фиг. 1 и 2, имеет высоту h около 200 см, ширину w около 80 см и толщину t около 6 см. Она является по существу прямоугольной, имеющей верхний край 11, нижний край 12, и первый 13 и второй 14 боковые края

Верхняя полоса 21, центральная полоса 23 и нижняя полоса 22 каждая протягивается по ширине панели 10. В варианте выполнения настоящего изобретения, показанном на Фиг. 1 и Фиг. 2, верхняя 21 и нижняя полосы 22 каждая имеет более высокую плотность минеральной ваты, чем центральная полоса 23. Плотность изоляции из минеральной ваты по направлению высоты h является негомогенной благодаря постепенному варьированию, и переходные зоны 24, 25 также имеют постепенно изменяющуюся плотность и отделяют каждую из верхней и нижней полос 21, 22 от центральной полосы 23. Примерная плотность каждой полосы может быть принята как средняя плотность вдоль воображаемых верхней 31, нижней 32 и центральной 33 примерных линий, расположенных соответственно внутри каждой полосы и проходящих по ширине w панели, параллельно верхнему и нижнему краям 11, 12, причем центральная примерная линия предпочтительно располагается по середине между верхнем краем 11 и нижним краем 12 панели, причем верхняя примерная линия 31 предпочтительно располагается на расстоянии около 15 см от верхнего края 11, и нижняя примерная линия 32 предпочтительно располагается на расстоянии около 15 см от нижнего края 12.

Каждое из четырех положений около угла 41, 42, 43, 44, каждое из которых расположено близко к углу панели 10 на расстоянии 10 см от каждого края изоляционной панели из минеральной ваты при этом угле, располагается внутри одной из верхней или нижней полос 21, 22.

На Фиг. 3 проиллюстрирована часть устройства, которое может применяться для получения панели из минеральной ваты 10. Волокна из минеральной ваты, на которые предпочтительно наносится термически отверждаемое связующие, переносятся в форме первичного мата 61, имеющего по существу гомогенную массу на единицу площади по его ширине w₁, с ленты сбора материала 62 на конвейер первичного мата 63, движущийся в первом направлении 64. Колеблющийся маятниковый механизм 66 применяется для переноса первичного мата 61 на конвейер вторичного мата 68, движущийся в направлении 69, по существу перпендикулярно конвейеру первичного мата 63, так что вторичный мат 70 обратного складывания первичного мата 61. Скорость маятника в направлении по меньшей мере одной из осей его движения является отличной, например ниже, чем скорость маятника при его центральном положении; таким образом, когда конвейер вторичного мата 68 движется с по существу постоянной скоростью, отличное, например, большее количество (масса на единицу площади) первичного мата 61 осаждается на одной или обеих сторонах краев 71, 72 при концах ширины w₂ вторичного мата 70, чем осаждается при центральном положении 73 по ширине w₂ вторичного мата 70.

На следующей стадии (не показана) вторичный мат сжимается, его связующее (если присутствует) отверждается в вулканизационной печи, и его края 71, 72 предпочтительно обрезаются.

Предпочтительно, ширина w₂ вторичного мата 70 располагается по существу также как желательная высота h изоляционной панели из минеральной ваты 10, так что после обрезания любого края мата, мат обрезается по его ширине w₂ с образованием изоляционной панели из минеральной ваты 10, ширина w₂ мата, таким образом, становится высотой h панели. Таким образом, в результате обрезания мата с формированием панелей 10 образуется немного отходов или вообще не образуется.

В следующих таблицах приводится ряд различных вариантов выполнения настоящего изобретения:

1. Способ получения цельной изоляционной панели из минеральной ваты, содержащий стадии:

a) получение первичного мата из минеральных волокон, имеющего массу на см², которая является по существу гомогенной по его ширине;

b) перенос первичного мата вдоль конвейера первичного мата в первом направлении при по существу постоянной скорости;

c) получение вторичного мата из минеральных волокон из первичного мата, причем вторичный мат получают посредством применения маятникового механизма для непрерывного складывания первичного мата на конвейер вторичного мата, движущийся в направлении, по существу перпендикулярном конвейеру первичного мата при по существу постоянной скорости, при установлении скорости маятника в направлении одной или каждой из осей его движения более низкой, чем скорость маятника при его центральном положении, так чтобы осаждалось большая масса на см² минеральных волокон при одном или каждом из краев вторичного мата, по сравнению с массой на см² минеральных волокон в центральном положении вторичного мата;

d) сжатие, при необходимости отверждение и при необходимости обрезание краев вторичного мата с образованием третичного мата, имеющего первую боковую полосу, расположенную по направлению к первому боковому краю мата, вторую боковую полосу, расположенную по направлению к другому краю мата, и центральную полосу, расположенную между двумя краями мата, причем плотность минеральной ваты на центральной полосе меньше, чем плотность на одной или каждой из боковых полос; и

е) обрезание третичного мата по его ширине с образованием изоляционной панели из минеральной ваты, имеющей высоту, соответствующую по существу ширине третичного мата.

2. Цельная изоляционная панель из минеральной ваты, полученная способом по п. 1, имеющая высоту по меньшей мере 160 см и ширину по меньшей мере 60 см, содержащая верхнюю полосу, расположенную по направлению к верхнему краю панели, нижнюю полосу, расположенную по направлению к нижнему краю панели, и центральную полосу, расположенную между верхней и нижней полосами, причем каждая из полос протягивается по существу по ширине панели, где плотность минеральной ваты на центральной полосе отлична от плотности на верхней полосе и/или нижней полосе.

3. Цельная изоляционная панель из минеральной ваты по п. 2, в которой плотность изоляции из минеральной ваты на центральной полосе меньше, чем плотность как на верхней, так и на нижней полосе.

4. Цельная изоляционная панель из минеральной ваты по п. 2, в которой разности плотности изоляции из минеральной ваты на полосах, имеющих различную плотность, составляет по меньшей мере 8%, предпочтительно по меньшей мере 10%.

5. Цельная изоляционная панель из минеральной ваты по п. 2, в которой разность плотности изоляции из минеральной ваты на полосах, имеющих различную плотность, составляет по меньшей мере 10 кг/м³, предпочтительно по меньшей мере 20 кг/м³, более предпочтительно по меньшей мере 25 кг/м³.

6. Цельная изоляционная панель из минеральной ваты по п. 2, в которой плотность изоляции из минеральной ваты на каждой из верхней и нижней полос находится в интервале от 100 до 300 кг/м³.

^{7. Цельная изоляционная панель из минеральной ваты по п. 2, в которой плотность изоляции из минеральной ваты на центральной полосе находится в интервале от 60 до 250 кг/м3.}

8. Цельная изоляционная панель из минеральной ваты по п. 2, в которой изоляционная панель из минеральной ваты имеет четыре угла, два угла на концах нижнего края и два угла на концах верхнего края, причем каждый из этих углов имеет связанное положение около угла, которое является близлежащим этому углу и удалено от каждого края изоляционной панели из минеральной ваты при этом угле на расстояние 10 см, и в которой каждое из четырех положений около угла изоляционной панели из минеральной ваты находится внутри одной из верхней или нижней полос.

9. Цельная изоляционная панель из минеральной ваты по п. 2, в которой:

верхняя полоса включает полосу, расположенную по направлению к верхнему краю панели, которая протягивается по существу по ширине панели, которая имеет высоту 10 см и централизована на линии, которая по существу параллельна верхнему краю панели, причем указанная линия удалена от верхнего края панели на 10 см;

нижняя полосе включает полосу, расположенную по направлению к нижнему краю панели, которая протягивается по существу по ширине панели, которая имеет высоту 10 см и централизована на линии, которая по существу параллельна нижнему краю панели, причем указанная линия удалена от нижнего края панели на 10 см; и

центральная полоса включает полосу, расположенную по направлению к центру панели, которая протягивается по существу по ширине панели, которая имеет высоту 10 см и централизована на линии, которая по существу параллельна нижней и верхней полосам и равноудалена от них.

10. Цельная изоляционная панель из минеральной ваты по п. 2, в которой: верхняя полоса имеет плотность в интервале от 160 до 200 кг/м³; и центральная полоса имеет плотность, которая меньше, чем плотность верхней полосы, и которая находится в интервале от 120 до 170 кг/м³.

11. Цельная изоляционная панель из минеральной ваты по любому из пп. 2-10, в которой: нижняя полоса имеет плотность, которая меньше, чем плотность верхней полосы, и которая выбирается из (i) плотности, которая находится в интервале от 120 до 170 кг/м³ и которая отличается от плотности центральной полосы на менее чем 5%, и (ii) плотности, которая меньше, чем плотность центральной полосы, и которая находится в интервале от 100 до 140 кг/м³.

12. Цельная изоляционная панель из минеральной ваты по любому из пп. 2-10, в которой: верхняя полоса имеет плотность в интервале от 160 до 200 кг/м³; центральная полоса имеет плотность, которая меньше, чем плотность как верхней, так и нижней полос, и которая находится в интервале от 120 до 170 кг/м³; и нижняя полоса имеет плотность в интервале от 160 до 200 кг/м³.

13. Дверь, содержащая изоляционную панель из минеральной ваты по любому из пп. 2-12.

14. Применение изоляционной панели из минеральной ваты по любому из пп. 2-12 в двери, имеющей класс огнестойкости по меньшей мере Ei30.