DE2209275A1 - Bauelement - Google Patents

Description

FARBWERKE HOECHST AG. vormals Meister lucius & Brüning

Aktenzeichen: · Gd 1535

Hoe 72/P 902 Dr. Schm/Ed

Gendorf, den 21.2.1972

"Bauelement"

Die Erfindung betrifft ein Bauelement, insbesondere zur Verwendung als Wärmedämmstoff, auf der Basis von streifenförmigem Kunststoff-Folienmaterial.

Zur Wärmedämmung im Bausektor oder auch auf anderen technischen Gebieten werden üblicherweise Stoffe verwendet, die eine geringe Dichte aufweisen. Es sind meistens mineralische Stoffe oder auch natürliche organische Materialien, wie z.B. poröse Tonziegel, Glas-, Stein- oder Schlackenfasern, pflanzliche Faserstoffe, Holzwolle und ähnliches. In neurer Zeit ist hinzugekommen die große Gruppe der porösen Kunststoffe, wie geschäumtes Polystyrols Polyvinylchlorid, Polyäthylen und geschäumte Polyurethane. Häufig werden diese Materialien in der Form von Yerbunöstoffen eingesetzt.

Bekannt sind auch Bauelemente, meist Yerbundplatten, bestehend aus mineralischen Dämmschichten und Deckschichten aus nicht geschäumten Kunststoffen. Weiterhin sind Platten bekannt, die nach Art von Wellpappe durch Vereinigung mehrerer Schichten gewellter Kunststoff-Folienbahnen eine-n wärmedämmenden Effekt erzielen.

Allen diesen Stoffen ist ein geringes Raumgewicht gemeinsam, das im Bereich von 10 bis 300 kg/m' liegt. Der Wärmedämmwert ist dabei annähernd umgekehrt proportional der Dichte. Dies ergibt

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sich aus der bekannten Tatsache, *däß die Wärmedämmung vorwiegend durch das eingeschlossene oder eingelagerte Gas bewirkt wird. Dieses in den Poren und Hohlräumen befindliche Gas ist in den meisten Fällen Luft, es kann sich aber auch im Falle der verschäumten Kunststoffe um das verbliebene Reaktionsgas aus dem. Verschäumungsprozeß handeln, z.B. also Stickstoff. Die Wärmeleitzahlen von Luft und Stickstoff (0,019 kcal/m.h.grad) betragen nur Bruchteile derjenigen der meisten mineralischen oder natürlichen Stoffe (beispielsweise Holz 0,1 bis 0,2 kcal/m.h.grad, Ziegelstein 0,7 kcal/m.h.grad). Die geringen Wärmeleitzahlen und damit die wärmedämmenden Eigenschaften geschäumter Kunststoffe ergeben sich sowohl aus der Menge und der Wärmeleitfähigkeit des eingeschlossenen Gases, als auch aus der geringen Wärmerleitfähigkeit des Polymeren selbst. So beträgt beispielsweise die Wärmeleitfähigkeit des Polyvinylchlorids 0,15 kcal/m.h.grad; sie liegt also etwa im gleichen Bereich, wie die des Holzes. Alle diese Stoffe haben Nachteile, die sie für den einen oder anderen Einsatzzweck wenig geeignet erscheinen lassen. So ist insbesondere die Feuchtigkeitsaufnahme natürlicher organischer Stoffe, wie beispielsweise einer Holzwolle-Leichtbauplatte oder einer Hartfaserplatte,, sehr beträchtlich. Dadurch wird aber die Wärmedämmung erheblich vermindert, denn die Wärmeleitfähigkeit nimmt mit steigendem Feuchtigkeitsgehalt zu. Auf der anderen Seite sind geschäumte Kunststoffe, insbesondere die feinporigen und innig mit Luft durchmischten Arten, sehr leicht brennbar, soweit es sich nicht um selbstverlöschende Kunststoffe handelt. Sie müssen daher meistens mit flammhemmenden Mitteln ausgerüstet sein.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Bauelement, bestehend aus einem Haufwerk von regellos angeordneten Streifen aus weichmacherarmen bis weichmacherfreien verklebbaren thermoplastischen Kunststoff-Folien, wobei die das Haufwerk bildenden Streifen im Bereich ihrer Berührungspunkte fest miteinander verbunden sind. Das Bauelement, das vorzugsweise die Form einer Platte hat, kann ein- oder beidseitig eine durch Wärme- und Druckeinwirkung stärker

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verdichtete Deckschicht besitzen, wodurch es eine ausreichende Eipensteifigkeit erhält. Es kann ober auch ohne diese Deckschicht In buuoncloru vortellhuflor Woluo ein- odor buidrjnltig mit olncr Deckschicht eines härteren Materials kaschiert sein.

Die Foli.enstreifen, aus denen dieses regellos angeordnete, in sich· gekräuselte Haufwerk gebildet ist, können aus normalen, unverstrecktem Folienmaterial bestehen, das durch Kalandrieren, Extrudieren oder auch Vergießen gewonnen worden ist. Wegen der vereinfachten Herstellungsweise ist jedoch der Einsatz von Polienmaterial, das mono- oder biaxial verstreckt worden war, besonders vorteilhaft. Prinzipiell können alle Kunststofftypen eingesetzt werden, soweit sie ausreichend leicht verklebbar sind. Beispielsweise sind dies Folien aus Polystyrol, Polyurethanen, Polyacrylaten, Polyamid, Polycarbonat, oder auch Celluloseestern. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz von Folienstreifen aus Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid. Ebenso eingesetzt werden können aber euch Folien aus Mischpolymerisaten solcher Kunststofftypen. Weben der Verklebbarkeit müssen solche Pollen eine bestimmte Sigensteifigkeit haben, damit sie die gekräuselte Form behalten, sodaß weichmacherfreie Folien für diesen Zweck am geeignetsten sind. Kleinere Gehalte an Weichmacher stören den Einsatz jedoch nicht. Die Dicke dieser Folienstreifen soll im Bereich von 1 u bis 200 /U, vorzugsweise im Bereich von 10u bis 100 u liegen.

Die Herstellung solcher Bauelemente ist außerordentlich e/infach. Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, daß in allen Folienbetrieben große Mengen von Polienstreifen als Abfälle anfallen, insbesondere beim Besäumen der Folienränder und beim Konfektionieren breiter Polienbahnen auf gewünschte kleinere Breiten. Derartige Rand- und Verschnittstreifen werden üblicherweise neben der eigentlichen Aufwickelwalze auf getrennten kleineren Walzen in großen Längen auf Rollen gewickelt. Für die Herstellung sehr

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großflächiger oder großvolumiger Bauelemente können diese Folienatreifen in der gesamten anfallenden Länge eingesetzt werden. Pur eine einfachere Handhabung bei dem nachfolgenden Krauselungs- und Verklebungsprozeß ist es jedoch zweckmäßig, sie vorher in Längen von 0,5 bis 10 m, vorzugsweise 1 bis 3 m, zu zerschneiden. Die Breite ist ebenfalls abhängig von der Größe des herzustellenden * Bauelements. Am günstigsten lassen sich Streifen von einer Breite von 2 bis 50 cm, vorzugsweise 5 bis 20 cm, verarbeiten. Wird für die Herstellung ein Folienmaterial verwendet, das nicht vorher gereckt worden ist, dann läßt man die Streifen zweckmäßigerweise durch den Spalt eines Walzenpaares laufen, wobei der einzuführende Streifen um seine Längsrichtung fortlaufend verdrillt wird. Durch diese Behandlung wird der Streifen regellos deformiert und mehr oder weniger stark gekräuselt. Dieser Vorgang kann dadurch unterstützt werden, daß die Walzen auf erhöhte Temperaturen gebracht werden, die jedoch unter dem Schmelzpunkt des jeweils eingesetzten Kunststoffmaterials liegen sollen. Folienstreifen, die von mono- oder biaxial gereckten Folien abstammen» können grundsätzlich in der gleichen Weise behandelt werden. Koch einfacher ist es jedoch, den Rückschrumpf solcher Folien für die Herstellung auszunutzen, indem man das Streifenmaterial erhöhten Temperaturen im elastischen Bereich aussetzt, beispielsweise durch Einwirkung von Infrarot-Strahlern. Prinzipiell kann die Kräuselung auch durch jede andere bekannte Methode aus dem Folien- und Fasergebiet erreicht werden, so z.B. Hindurchführen durch Zahnradwalzen, Ziehen über eine scharfe Kante und ähnliches. In jedem Fall entsteht ein völlig regelloses Haufwerk von sehr großem Volumen und niedrigem Raumgewicht. Das so erhaltene Haufwerk wird anschließend mit einem Kleber besprüht. Der Kleber kann dabei allein ein Lösungsmittel sein oder als Basis ein Lösungsmittel haben, beispielsweise ein Polyvinylchlorid-Kleber. Bewährt haben sich auch Dispersionskleber, insbesondere auf Polyacrylat-Basis. Die Auswahl des Klebers richtet sich nach dem vorliegenden Folienmaterial. Die mit Kleber angesprühten Folienstreifen werden dann nochmals durchmischt und in einer Formpresse unter leichtem Druck in die gewünschte Form gebracht.

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Die Formgebung muß nicht unbedingt, kubisch sein, sondern es kann sich um jede beliebige Form handeln-, die dem jeweiligen Zv/eck angepaßt ist. Für den Einsatz im Bausektor kommt überwiegend die Form einer Platte in Frage. Neben dieser diskontinuierlichen Fertigung kann das Pressen auch kontinuierlich zwischen zwei endlosen Bändern erfolgen. Der Preßdruck ist dabei gering. Er · soll gerade ausreichen, um die Verbindung der mit Kleber besprühten Folienstreifen und die Formgebung zu-erreichen. Ein so hergestellter Formkörper besitzt bereits eine ausreichende Eigensteifigkeit und kann für bestimmte Zwecke ohne weitere Zusatzbehandlung eingesetzt werden. Als zweckmäßig hat es sich jedoch erwiesen, die Versteifung an einer oder mehreren Seiten, bei Platten, insbesondere ein- oder beidseitig, weiter zu erhöhen. Dies kann einerseits geschehen durch die Einwirkung eines erhöhten Drucks unter gleichzeitigem Erwärmen bis in den elastischen Temperaturbereich, wobei die so behandelte Fläche zu einer steifen und tragfähigen Deckschicht verdichtet wird. Dieser Verdichtungsprozeß kann gegebenenfalls mit dem Pormgebungsprozeß kombiniert werden. Andererseits kann aber auch die durch Formgebung erhaltene oder auch die, "wie vorstehend "beschrieben, verdiclrfeste Fläche mit einem anderen harten flächigen Material kassiert werden. Für eine solche Kaschierung kommen beispielsweise in. Frage Holz- oder Sperrholzplatten, Karton, lederpappe, Dachpappe, Papier, Metallfolien oder -platten oder auch Kunststoff-Folien oder -Platten. In diesem Fall muß für die Kaschierung ein Lesungsoder Klebemittel angewendet werden, das den Verbund bewirkt. Insbesondere im Fall der an der Oberfläche verdichteten Platte kann auch eine Beschichtung mit einem schnell verhärtenden Gießharz oder einem ähnlichen Material vorgenommen werden, wobei durch die etwas zerklüftete Oberfläche ein besonders guter Verbund erreicht wird.

Das Raumgewicht des eo hergestellten Formkörpers ist abhängig vom Druck, der auf das Haufwerk beim Pressen oder Verdichten ausgeübt , wird. Dieses Raumgewicht kenn in weiten Grenzen variiert werden, es

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beträgt im allgemeinen 20 bis 200 kg/m , vorzugsweise 30 bis 80 kg/m³. ·■'·■'*

Ein so hergestelltes Wärmedämmelement besitzt eine Reihe von besonderen Vorzügen. Die eingesetzten Rand- oder Verschnittstreifen aus der Folienherstellung und Konfektionierung waren bisher. Abfälle, die kaum einer sinnvollen Verwendung zugeführt werden konnten. Ein Wiedereinsetzen in den Folienherstellungsprozeß ist meist nicht möglich, da dadurch die Eigenschaften einer herzustellenden Folie in ungünstiger Weise verschlechtert werden. Außerdem müssen, da meist Folienabfälle verschiedener Zusammensetzung anfallen, diese für eine Rückführung sortiert und getrennt aufbewahrt werden. Daher mußte der größte Teil solcher Folienabfälle bisher auf Deponien gebracht werden, was wegen der aktuellen Fragen des Umweltschutzes besondere Probleme mit sich bringt. Solche Abfälle können nunmehr einer wirtschaftlich sinnvollen Verwendung zugeführt werden. Dies gilt natürlich auch für fehlerhafte Folienbahnen, die nach entsprechendem Zerschneiden ebenfalls für die Herstellung der erfindungsgemäßen Bauelemente eingesetzt werden können. Die Herstellung ist denkbar einfach und daher wirtschaftlich vorteilhaft. Ein weiterer Vorteil liegt im Material selbst, das weder als solches Feuchtigkeit aufnimmt, noch Feuchtigkeit in etwa vorhandenen Poren speichert. Der Wärmedämmwert eines solchen Bauelements is.t daher weitgehend unabhängig von der Luftfeuchtigkeit. Die Brennbarkeit ist gegenüber den in feiner Verteilung befindlichen geschäumten Kunststoffen deutlich.vermindert. Brände werden auf keinen Fall unterstützt oder weitergetragen, wie dies bei vielen anderen Dämmstoffen der Fall ist. Dies gilt insbesondere für Polyvinylchlorid, das die Eigenschaft hat, selbstverlöschend zu sein. Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft des erfindungsgemäßen Bauelements ist dessen mehr oder weniger zerklüftete Oberfläche, die sich gut zur Befestigung mittel· Mörtel, beispielsweise auf Mauerwerk oder Beton, einerseits, und andererseits auch als Putzträger eignet. Ebenso läßt eich das Bauelement leicht durch Nägel, Schrauben, oder ähnliches befestigen.

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§ I

OB₁GlNM. INSPECTED 309835/0 327

An. einer 65 mm dicken Platte mit einer Deckschicht aus verdichteten Folienstreifen und einer Dich'te von 75 kg/nr wurden nach DIN 52 612 folgende Wärmeleitzahlen gefunden:

Bei 29,3⁰C J.= 0,048 Kcal/mhgrad

bei 19,9⁰C ' λ= 0,044 Kcal/mhgrad bei 10,4⁰C X= 0,043 Kcal/mhgrad.

Die erfindungsgemäßen Bauelemente besitzen also hinsichtlich der Wärmedämmung gleich gute oder zum Teil sogar bessere Eigenschaften als die nach dem Stand der Technik bekannten Wärmedämmplatten, sie sind ihnen jedoch hinsichtlich der oben geschilderten Vorteile beim Einsatz überlegen, bzw, können in einem weit weniger aufwendigen Herstellungsverfahren produziert werden. Als weitere wertvolle Eigenschaft kommt hinzu, daß die erfindungsgemäßen Bauelemente in gewissem Ausmaß auch schalldämmende Eigenschaften aufweisen.Soweit transparente Folienstreifen für die Herstellung verwendet werden, besitzen die Bauelemente außerdem die vorteilhafte Eigenschaft einer diffusen Lichtdurchlässigkeit.

In den Abbildungen 1 bis 3 sind Formen der erfindungsgemäßen Bauelemente dargestellt, ohne daß die Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt wäre. Abbildung 1 zeigt eine Form, die aus einem Kern mit,regellos verteilten Folienstreifen (1) und zwei gegenüber liegenden stärker verdichteten Schichten (2) besteht. In Abbildung 2 ist eine Seite mit einem harten Werkstoff kaschiert (3), die andere Seite besteht wiederum aus einer stärker verdichteten Folienstreifenschicht (2). Abbildung 3 zeigt eine beiderseits mit einem anderen Werkstoff kaschierte Platte.

Die erfindungsgemäßen Bauelemente können insbesondere für die Wärmedämmung von Dächern, Decken, Wänden, Fußböden etc. eingesetzt werden. Die Bauelemente können jedoch nicht nur im Eausektor sehr vorteilhaft eingesetzt werden, sondern sie sind auch auf vielen anderen technischen Gebieten an Flächen verwendbar, wo eine Wärmeabgabe verhindert und eine Isolierung erreicht werden soll. Vorraussetzung ist dabei selbstverständlich, daß die Temperatur dieser Flächen unter dem elastischen Bereich des jeweils eingesetzten Kunststoffs liegt.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims (7)

Patent- bzw. Schutzansprüche: ·>ν

1.) ί Bauelement, bestehend aus einem Haufwerk von regellos angeordneten Streifen aus weichmacherarmen bis weichmacherfreien verklebbaren thermoplastischen Kunststoff-Folien, wobei die das Haufwerk bildenden Streifen im Bereich ihrer Berührungspunkte fest miteinander verbunden sind, und das Haufwerk gegebenenfalls ein- oder beidseitig eine unter gleichzeitiger Wärme- und Druckeinwirkung stärker verdichtete Deckschicht aufweist.

2.) Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein- oder beidseitig mit einer Deckschicht aus hartem oder selbsterhärtendem Material kaschiert ist.

3.) Bauelement, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienstreifen aus gekräuselten, unverstreckten Folienmaterialien bestehen.

4.) Bauelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienstreifen aus verstreckten/ in der Wärme zurückschrumpfenden Folienmaterialien bestehen. '

5.) Bauelement nach Anspruch 1 bis 4« dadurch gekennzeichnet, daß die verklebbaren Kunststoff-Folienstreifen aus Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polycarbonat, Polyamid, Polystyrol, Polyacrylat, Polymethacrylat, Polyurethane, Celluloseestern, oder Mischpolymerisaten solcher Kunststoffe bestehen, wobei gegebenenfalls auch Gemenge verschiedenartiger Folienstoffe vorliegen können.

6.) Bauelement n&ch Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Folienstreifen 1 u bis 200ja.* beträgt.

7.) Bauelement nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Raupgewicht von 20 bis 200 kg/m⁵ aufweist.

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