DE69025861T2 - Flexible grundplatte einer bauabdeckung und eine daraus hergestellte bauabdeckung - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine relativ dünne flexible Platte, die als Grundplatte für Bauabdeckungen vorgesehen ist. Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf Bauabdeckungen wie Fußbodenbeläge, Wandverkleidungen oder Dachabdeckungen, die aus der genannten Platte hergestellt werden.
• Zur Schall- und Wärmedämmung wird bekanntlich ein filzartiges Material als Grundstoff für verschiedene Baumaterialien wie Fußbodenbeläge, Wandverkleidungen, Dachpappen usw. eingesetzt. Vor allem bei Fußbodenbelägen und Wandverkleidungen sind Trittdämpfungseigen schaffen sowie Wärmedämmungsvermögen und Eigenschaften zum Schutz von Bauwerken vor möglichen Bränden erforderlich. Die gleichen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich des Brandschutzes, sind für Dachpappen notwendig.
• Die in Frage kommenden Platten und die Baumaterialien, die solche Platten als Grundstoffe besitzen, sind neben weiteren Herstellungsverfahren derselben in der Patentliteratur hinreichend beschrieben, z.B. in der Europäischen Patentanmeldung 176 847 (Hoechst AG), der Deutschen Offenlegungsschrift DE-A-1 919 709 (Samt Gobain), der Deutschen Offenlegungsschrift DE-A-3 226 041 (Didier-Werke AG), der US-Patentschrift 4 657 801 (Hoechst AG), der Britischen Patentschrift 1 532 621 (Nairn Floors Ltd.), der Deutschen Offenlegungsschrift DE-A-3 017 018 (GAF Corporation) und der US-Patentschrift 4 175 514 (GAF Corporation).
• In den genannten Patentschriften und Patentanmeldungen werden Platten und daraus hergestellte Erzeugnisse offengelegt, die keine optimalen Wärmedämmungs- und Brandschutzeigenschaften oder Verarbeitungseigenschaften bei Herstellung besitzen.
• Die Schrift GB-A-1 293 685 beschreibt Verbundstoffe, die eine Platte mit armierenden Endlosfäden als Einlage umfassen.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der vorstehend genannten Erzeugnisse. Zur Realisierung dieses Zieles ist die erfindungsgemäße Platte in erster Linie durch die Offenlegung im kennzeichenden Teil des Anspruchs 1 gekennzeichnet. Die Platte besitzt eine Hauptschicht, deren Hauptstruktur aus endlichen Mineralfasern besteht (vorzugsweise mindestens 50 Masseprozent). Die Fasern sind mechanisch miteinander verbunden. Die Hauptschicht bildet hinsichtlich der Dicke und des Flächengewichts (Masse pro Flächeneinheit) die größte Schicht in der Grundplatte. Die Grundplatte kann darüber hinaus eine zusätzliche Schicht zur Erhöhung ihres Haftvermögens oder ihrer Festigkeit aufweisen. Die Grundplatte wird vorzugsweise in einem Trockenverfahren unter Einsatz eines Luftstroms hergestellt, wobei die Hauptschicht aus willkürlich ausgerichteten Mineralfasern gebildet wird. Des weiteren enhält die mineralfaserhaltige Schicht gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform zusätzlich Mischfasern verschiedener Art, wie z.B. aus Endlosfäden geschnittene Glasfasern, oder synthetische Fasern, wobei die Mischfasern aufgrund des Vernadelns ebenfalls mit den Mineralfasern und untereinander verbunden sind. Weiterhin ist entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform auf der mineralfaserhaltigen Schicht eine dünnere wärmebindungsfähige Fasern enthaltende Oberflächenschicht aufgebracht, die vorzugsweise ebenfalls aufgrund des Vernadelns an der Mineralfaserschicht befestigt ist. Die genannte Schicht umfaßt vorzugsweise mindestens zwei verschiedene Faserstoffe mit unterschiedlichen Schmelzpunkten. Die Erfindung schließt des weiteren verschiedene Abdeckungen ein, die als Trägerschicht die erfindungsgemäße Grundplatte und als Deckschicht für die Grundplatte eine polymere undurchlässige Schicht, z.B. PVC oder CPE, besitzen.
• Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen detaillierter beschrieben, von denen
• Fig. 1 den schematischen Querschnitt der erfindungsgemäßen Platte zeigt,
• Fig. 2 den Querschnitt der Platte gemäß einer weiteren Alternative sowie ein daraus hergestelltes Erzeugnis darstellt, und
• Fig. 3 ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Platte veranschaulicht.
• Die Hauptschicht ist in den Figuren 1 und 2 mit der Bezugsziffer 1 be zeichnet. Die Hauptschicht umfaßt hauptsächlich endliche Mineralfasern wie Mineraiwolle-, Glaswolle- oder Schlackenwollefasern, keramische Fasern oder Kohlefasern, im allgemeinen relativ kurze endliche Fasern. Der Ausdruck "endliche Faser" bedeutet in diesem Zusammenhang das Gegenteil von Endlosfaser. Aufgrund des durch die Erfindung bewirkten guten Haftvermögens kann das Gewicht der Hauptschicht 1 ziemlich groß sein, z.B. 2000 g/m². Das Flächengewicht der Hauptschicht kann jedoch innerhalb eines großen Bereichs schwanken, z.B. zwischen 80 und 2000 g/m². Ein optimaler Brandschutz und optimale Schalldämpfung werden bei Werten zwischen 200 und 600 g/m² erreicht, ohne daß die Hauptschicht zu dick ausgelegt werden muß. Die Dichte der Hauptschicht beträgt vorzugsweise über 200 kg/m³, um ein gutes Isolationsvermögen zu erreichen. Die Länge der Mineralfasern in der Hauptschicht liegt meistens im Bereich zwischen 1 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 4 und 10 mm. Bei Glas- und Kohlefasern können die vorstehend genannten Werte größer sein. Hinsichtlich der Kosten und der Wärmebeständigkeit wird Mineralwolle- und Schlackenwollefasern der Vorzug gegeben.
• Die die Hauptschicht 1 bildende Mineralfaservliesmatte wird vorzugs weise in einem Trockenverfahren ohne chemische Bindemittel hergestellt. Der Ausdruck "Trockenverfahren" impliziert in diesem Zusammenhang, daß die vorbehandelten endlichen Fasern zur Bildung einer Matte mittels eines Luftstroms auf ein Lochsieb geblasen werden, wobei der Luftstrom durch das genannte Sieb strömt. Er wird Bezug auf die frühere Finnische Patentanmeldung Nr.880755 des Anmelders genommen, in der dieses Verfahren detaillierter beschrieben wird. Als Rohmaterial für die Matte wurden vorbehandelte Fasern, d.h. Mineralfasern, benutzt, die so gut wie möglich voneinander entwirrt und nach dem Schmelzspinnen der Mineralfasern von Verunreinigungen befreit wurden.
• Als separate Deckschicht 3, die zur Herstellung einer sandwichartigen Bauabdeckung auf die Grundplatte aufgetragen wird, kann jede auftragbare und aushärtbare Paste eingesetzt werden, die durch Wärme und/oder chemische Bindung mit der Grundplattee verklebt. Alternativ dazu kann die Oberfläche der Grundplatte mit der Deckschicht 3 in Form einer Folie durch Laminierung versehen werden, indem die Oberfläche der Folie vor dem Zusammenfügen mit der Oberfläche der Grundplatte auf die Erweichungstemperatur erwärmt wird. Bei der Deckschicht kann es sich um ein beliebiges synthetisches polymeres Material handeln, das in der Bauabdeckung eine geschlossene undurchlässige Oberfläche bildet. Geeignete Stoffe sind z.B. PVC (Polyvinylchlorid) und CPE (chioriertes Polyäthylen).
• Die Fasern der Hauptschicht 1 können während der Bildung der Fasermatte auch mit anderen Fasern, nachstehend als "Mischfasern" bezeichnet, gemischt werden, z.B. mit geschnittenen Glasfasern in einer Menge von maximal 40 Masseprozent oder mit synthetischen Fasern, z.B. Polyester, in einer Menge von maximal 20 Masseprozent. Der Ausdruck "geschnittene Glasfaser" bedeutet, daß die geschnittenen Glasfasern durch Schneiden eines Endlosglasfadens in kürzere Fasern hergestellt werden, woduch diese Fasern hinsichtlich der Dicke und Festigkeit homogene Eigenschaften aufweisen, wobei sie als armierende Faser in einer Platte geeignet sind, deren Rest hauptsächlich aus Fasern mit nicht so homogenen Eigenschaften besteht, wie z.B. Steinwolle- oder Schlackenwollefasern. Die Obergrenze für das Maß der geschnittenen Glasfasern wird durch deren relativ hohen Preis bestimmt. Der Ausdruck "synthetische Faser" steht für eine Faser aus einem synthetischen polymeren Material. Die Mischfasern, die während der Mattenherstellung innerhalb der Hauptschicht mit den Mineralfasern gemischt werden, können zur Bildung der Festigkeit der Fasermatte benutzt werden, ohne daß deren Brandschutz- und Schalldämpfungseigenschaften gemindert werden. Wenn aus der Hauptschicht 1 durch das Vernadeln auf mechanischem Weg eine verfestigte Schicht wird, dienen die auf die vorstehend beschriebene Weise gemischten Fasern als Hilfsmittel zur Verfestigung der Platte zu diesem Zweck. Vor allem wenn die mittlere Länge der Mischfasern größer als die der Mineralfasern ist, tragen diese Fasern effektiv zur Festigkeit bei. Die Mischfasern können auch als Hilfsmittel zur Verfestigung der Platte verwendet werden, indem die Fasermatte, die die Hauptschicht 1 bildet, einer leichten Wärmebindung unterworfen wird.
• Bei Verwendung von Mischfasern kann die mittlere Länge der synthetischen Fasern z.B. 20 bis 25 mm und die der geschnittenen Glasfasern etwa 50 mm betragen. In diesem Fall kann die Länge der Mineralfasern im Bereich zwischen 3 und 10 mm liegen. Die krümmung oder "Kräuselung" der synthetischen Fasern wirkt sich ebenfalls vorteilhaft bei der Verbindung der Mineralfasern aus.
• In Fig. 1 ist eine Grundplatte gemäß einer Ausführungsform der Erfin dung dargestellt, und zwar eine sogenannte Kombinationsplatte. Bei der Grundplatte handelt es sich um eine nichtgewebte flexible Matte, die aus den vorstehend beschriebenen, relativ kurzen Fasern hergestellt wurde. Die Hauptschicht 1 der Kombinationsplatte besteht hauptsächlich aus endlichen Mineralfasern, und auf ihr befindet sich eine Oberflächenschicht 2, die thermisch gebundene Fasern enthält. Die Oberflächenschicht 2 ist ziemlich dünn, 0,5 bis 1 mm, und besteht entweder ganz oder teilweise aus solchen endlichen, parallel mit der Hauptebene der Grundplatte ausgerichteten Fasern, nachstehend als Bindungsfasern bezeichnet, die bei der Wärmebehandlung geschmolzen werden können und dadurch die Fasern miteinander verbinden. Die Wärmebehandlung erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur von 100 bis 200ºC. Die Oberflächenschicht kann mindestens zwei Stoffe enthalten, die bei unterschiedlichen Temperaturen schmelzen. Durch vollständiges Schmelzen der Fasern eines Stoffes während der Wärmebehandlung behält die Oberflächenschicht ihre Faserstruktur bei, da die anderen Fasern einen höheren Schmelzpunkt haben.
• Eine Deckschicht 3 kann thermisch auf die Grundplatte fixiert werden, entweder indem sie in geschmolzenem Zustand auf die Platte aufgebracht wird oder die Schicht teilweise an der der Platte zugewandten Seite vor ihrem Kontakt mit der Grundplatte geschmolzen wird. Nach dem Kontakt mit der Platte bindet der geschmolzene polymere Stoff beim Erstarren die Deckschicht 3 mit der Platte. Wenn die Kombinationsfaserlage mit einer in einen geeigneten Zustand versetzten Deckschicht 3, z.B. einer geschmolzenen Paste oder einer teilweise geschmolzenen Folie, thermisch beschichtet wird, besteht ein Vorteil der Erfindung darin, daß die Deckschicht und die als Träger dienende Hauptschicht 1 in diesem Fall nicht direkt aufeinander einwirken können. Bei Verwendung einer Deckschicht in einem geschmolzenen fließfähigen Zustand würde der Stoff bei Fehlen eines Trennmaterials ziemlich tief in die Hauptschicht 1 eindringen und dabei ungleichmäßige Änderungen der Eigenschaften der Schicht verursachen, was schwer zu steuern ist, wenn der Optimalzustand ermittelt werden soll. in diesem Fall müßten unerwünschte Qualitätsänderungen akzeptiert oder große Anstrengungen und Kosten allein dafür aufgewendet werden, eine gleichbleibende Qualität zu erreichen. Bei Verwendung einer Paste würde deren Verbrauch im Vergleich zur Anwendung, für die die Paste vorgesehen ist, hoch sein, was auf die offene Faserstruktur der Mineralfaserschicht der Faserlage zurückzuführen ist. Die Trennwirkung der Oberflächenschicht 2 ist wichtiger im Fall einer fließenden Beschichtungspaste, aber sie hat auch eine Bindewirkung, die nachfolgend erläutert wird.
• Die Oberflächenschicht 2 wirkt auch als Bindeschicht zwischen der Deckschicht 3 und der Hauptschicht 1. Da die Oberflächenschicht 2 Fasern besitzt, die thermisch miteinander verbunden werden können, werden diese aufgrund der warmen Beschichtungspaste ebenfalls fest mit der Deckschicht verbunden. Wenn die Oberflächenschicht zwei Faserstoffe mit unterschiedlichen Schmelzpunkten hat, können die Fasern des höherschmelzenden Stoffes zunächst so miteinander verbunden werden, daß der Stoff mit dem niedrigeren Schmelzpunkt während einer Wärmebehandlung der Grundplatte vor der Beschichtung zum Schmelzen gebracht wird, wie oben erwähnt wurde. Anschließend kann die Beschichtung der Kombination mit der Deckschicht bei Schmelztemperatur des höherschmelzenden Stoffes erfolgen.
• Durch Auswahl der Komponenten der Oberflächenschicht 2 ent sprechend dem tatsächlichen Bedarflassen sich die Haftungseigenschaften innerhalb eines großen Bereiches ohne Nebenwirkungen auf die anderen Eigenschaften der Hauptschicht 1 steuern. Die Bindefasern der Oberflächenschicht können z.B. aus Polyäthylen mit einem Schmelzpunkt von ca. 100ºC und Polyester mit einem Schmelzpunkt von ca. 200ºC bestehen. Es können auch andere Stoffkombinationen wie Polyäthylen-Polypropylen oder Polypropylen-Polyester verwendet werden. Bei den vorstehend genannten Substanzen wird auch deren Kopolymere, d.h. Polymere, die deren monomere Einheiten enthalten, oder auch deren Derivate, d.h. Polymere mit dem Kohlenstoffgerüst des Basispolymers und mit Bindungen zwischen den monomeren Einheiten, aber mit unterschiedlichen Seitengruppen, gemeint.
• Die erfindungsgemäße Kombinationsplatte bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten als Bestandteil von verschiedenen Baustoffen. So kann zum Beispiel eine Beschichtungspaste, die zu einem späteren Zeitpunkt aufgetragen wird, nicht in die eigentliche Hauptschicht eindringen, bei der es sich um eine beliebige Plattenstruktur handeln kann, die vorrangig Mineralfasern enthält. Die Eigenschaften der Hauptschicht können somit während der Herstellung der Kombinationsplatte ziemlich genau auf ein angestrebtes Niveau optimiert werden, ohne sich Gedanken über die Änderungen dieser Eigenschaften aufgrund eines anderen Stoffes machen zu müssen, der zu einem späteren Zeitpunkt auf die Platte aufgetragen oder befestigt wird.
• Nach der sich an das Vernadeln anschließenden Wärmebehandlung ist die Oberfläche der Oberflächenschicht 2 für die Deckschicht 3 so glatt, daß sie keine hervorstehenden Fasern aufweist. Ihre Porosität läßt sich jedoch durch Auswahl der Fasergüte und der Wärmebehandlung entsprechend dem Bedarf einstellen, um eine gute Haftfläche für die Paste zu schaffen. Die Haftung wird auch durch chemische Bindung gefördert die durch bedarfsgerechte Behandlung der Oberfläche unter Anwendung der dafür bekannten Methoden erreicht werden kann.
• Die Bezugsziffer 2a bezeichnet in Fig. 1 schematisch die Fasern der Oberflächenschicht, die aufgrund des Vernadelns quer in der Hauptschicht 1 verlaufen und von denen ein Teil auf der gegenüberliegenden Seite der Hauptschicht freiliegt. Diese synthetischen Fasern 2a, die auf der gegenüberliegenden Seite der Hauptschicht 1 eine florartige Struktur bilden, können auch als Hilfsmittel zur Verbindung der Hauptschicht 1 mit der Deckschicht 3 genutzt werden. An dieser Seite bilden die Fasern 2a eine Oberfläche, die durch eine Wärmevorbehandlung in eine dünne Folie umgewandelt werden kann, auf die sich das Kunststoffmaterial der Deckschicht leicht entweder durch Laminierung auf die vorstehend beschriebene Weise oder in Form einer Schmelzpaste thermisch auftragen läßt. So ist es möglich, auch auf der gegenüberliegenden Seite der Hauptschicht eine Art dünne Oberflächenschicht zu bilden, die eine trennende und bindende Wirkung hat. Wenn die Deckschicht auf dieser Seite befestigt wird, bildet die Oberflächenschicht 2 die untere freie Oberfläche der Platte und wirkt eher als eine verstärkende Schicht in diesem Fall.
• Der Anteil der wärmebindungsfähigen Bindefasern in der Oberflächenschicht 2 kann 10 bis 100 Masseprozent der Gesamtfasermenge der Schicht betragen. Als vorteilhaft hat sich der Bereich zwischen 20 und Masseprozent erwiesen. Die Fasern der Oberflächenschicht 2 sind ebenfalls endliche Fasern. Das Gewicht der Oberflächenschicht kann zwischen 10 und 100 g/m², die Faserlänge zwischen 2 und 30 mm und die Faserdicke zwischen 4 und 30 µm schwanken. Bei den restlichen Fasern der Oberflächenschicht 2 kann es sich um Fasern handeln, die nicht wärmebindungsfähig sind, z.B. um andere synthetische Fasern, die nicht thermisch verklebt werden können.
• In Fig. 2 ist ein Erzeugnis dargestellt, das sich besonders als Dachabdeckungsmaterial eignet. Das Erzeugnis wird unter Verwendung der erfindungsgemäßen Grundplatte als Trägerschicht hergestellt. Das Dachabdeckungsmaterial umfaßt eine Deckschicht 3 zum Schutz von Witterungseinflüssen, unter der sich die erfindungsgemäße Grundplatte befindet und auf der die Schicht 3 fixiert ist, und zwar entweder durch Auftragen einer Deckschicht in Form einer Schmelzpaste oder durch Laminierung der Deckschicht 3 mit der Grundplatte in einem erwärmten Kalander. Die Deckschicht 3 kann aus PVC (Polyvinylchlorid)- oder OPE (chloriertes Polyäthylen) -Kunststoff oder aus anderen witterungsbeständigen Kunststoffen bestehen. Chlorierte Kunststoffe haben sich als nützlich erwiesen, da sie neben einer guten Witterungsbeständigkeit und Prozessierbarkeit feuerbeständige Eigenschaften aufgrund ihres Chlorgehaltes besitzen.
• Im folgenden wird die Lage einiger Fasern innerhalb der Grundplatte von Fig. 2 näher erläutert, und diese Anordnungen von Fasern dienen zur Verbesserung der Festigkeit der Platte und können auch für die in Fig. 1 dargestellte Platte eingesetzt werden. Die Grundplatte enthält in Übereinstimmung mit dem Beispiel in Fig. 1 eine Hauptschicht 1, die unter Anwendung eines Trockenverfahrens aus Mineralfasern hergestellt wurde. Die Platte kann auch die vorstehend erwähnten Mischfasern enthalten. Der Anteil der Mischfasern kann in der Nähe einer Oberfläche der Hauptschicht 1 größer als in deren Mitte sein, wodurch die Festigkeit des Erzeugnisses erhöht wird. Die Mischfasern können in diesem Fall Fasern sein, die ursprünglich während der Herstellung der Matte im Trockenverfahren in der Hauptschicht 1 gemischt und beim Vernadeln in die Nähe einer der Oberflächen verschoben wurden. Bei der Herstellung des Erzeugnisses durch Laminierung der Deckschicht 3 kann dieses Massezentrum der Mischfasern hinsichtlich der Deckschicht 3 auf der gegenüberliegenden Seite der Hauptschicht 1 liegen Die auf die freien Mineralfasern und auf die Mischfasern der gegenüberliegenden Seite laminierte Deckschicht 3 sowie die genannten Mischfasern verbessern die Festigkeit der Hauptschicht 1 auf den einander gegenüberliegenden Seiten, und die Struktur umfaßt darüber hinaus solche Mischfasern, die aufgrund des Vernadelns und ihrer größeren Länge quer zur Dicke der Hauptschicht 1 verlaufen und die somit die beiden genannten Seiten miteinander verbinden. Bei diesen Fasern, die in Richtung der Dicke verlaufen, kann es sich auch um Fasern der getrennten Oberflächenschicht 2 handeln, deren Enden durch das Vernadeln auch auf der gegenliberliegenden Seite der Hauptschicht 1 freigelegt wurden, und die Deckschicht 3 kann auch auf dieser Seite, auf der die Enden freiliegen, fixiert werden. Wenn diese Mischfasern wärmebindungsfähige Fasern sind, kann daraus eine Folie vor dem Fixieren der Deckschicht auf die vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebene Weise gebildet werden.
• Es ist zu verstehen, daß wenn die Oberfläche einer thermoplastischen Deckschicht im Laminierungsverfahren teilweise geschmolzen wird, das Eindringen des Deckschichtmaterials in die Grundplatte nicht unbedingt so merkbar ist als der Fall bei Verwendung von einer fließfähigen geschmolzenen Paste sein würde. In diesem Fall ist die Deckschicht 3 in der Richtung der Dicke praktisch von dem Hauptteil der Hauptschicht 1 getrennt, auch wenn eine Trennschicht auf ihrer Oberfläche abwesend ist. Wenn die quer verlaufenden Fasern derartig sind, daß sich keine trennende Folie daraus bilden läßt, wie z.B. geschnittene Glasfasern, würde das Fügen einer Deckschicht 3 auf die Oberfläche mit den freiliegenden Enden der quer verlaufenden Mischfasern durch Wärmelaminierung in der obenerwähnten Weise zu einer verbesserten Festigkeit führen, aber zu keiner niedrigeren Qualität infolge einer überflüssigen Tränkung der Hauptschicht 1 mit dem Deckmaterial.
• Die Herstellungsschritte der in Fig. 2 dargestellten Hauptschicht 1 umfassen das Ablegen der mit den optionalen Mischfasern gemischten Mineralfasern auf ein Lochsieb zur Herstellung einer Matte, z.B. auf die in der Finnischen Patentanmeldung Nr. 880755 beschriebene Weise. Nach diesem Schritt wird die Schicht auf die gewünschte Dichte, im allgemeinen mehr als 200 kg/m³, verdichtet und im Anschluß daran sofort vernadelt. Die Hublänge beim Vernadeln kann entsprechend der Dicke der Schicht eingestellt werden Bei Vorhandensein von Mischfasern kann das Vernadeln so erfolgen, daß sich die Mischfasern näher an die andere Oberfläche schieben und sogar auf der anderen Oberfläche freiliegen. Die geschnittenen Glasfasern werden, wenn sie als Mischfasern vorliegen, beim Vernadeln auf eine kürzere Länge gebrochen. Die synthetischen Fasern bleiben, wenn sie als Mischfasern vorliegen, in diesem Prozeß unversehrt. Die mittels der Mischfasern hergestellte doppelseitige Struktur ist im Hinblick auf die Festigkeit des Endproduktes von Nutzen. Wenn entweder geschnittene Glasfasern oder synthe tische Fasern als Mischfasern verwendet werden, läßt sich die Festigkeit der Hauptschicht 1 also aufgrund der Tatsache erreichen, daß in der Nähe einer der Oberflächen mehr Mischfasern als in der Mitte vorhanden sind, so daß die Deckschicht 3 mittels des vorstehend erwähnten Laminierungsverfahrens fixiert werden kann, d.h. die Oberfläche einer aus thermoplastischem Material bestehenden Deckschicht wird auf die Erweichungstemperatur erwärmt und in diesem Zustand mit der Oberfläche der Hauptschicht verbunden. Die Mischfasern wirken auf die im vorstehenden Abschnitt beschriebene Weise als Verstärkung sfaktor.
• Eine gute Festigkeit der Hauptschicht 1 läßt sich somit ohne jegliche chemische Bindemittel erreichen, die beim normalen Trockenverfahren unter Verwendung von Steinwolle selbst in einer Größenordnung von 50 % der Fasermasse eingesetzt werden, was sich nachteilig auf die Feuerbeständigkeit des Produktes auswirkt.
• In Fig. 2 ist die Schicht, die dünner als die Hauptschicht 1 ist und aus wärmebindungsfähigen Fasern besteht mit einer gestrichelten Linie 2 bezeichnet. Die Schicht befindet sich zwischen der Hauptschicht 1 und der Deckschicht 3, und zwar auf die gleiche Weise wie bei der in Fig. 1 dargestellten Kombinationsplatte. Die Fasern dieser dünnen Schicht 2 können gemäß dem Beispiel von Fig. 1 endliche Polyäthylen-, Poly propylen- oder Polyesterfasern sein oder aus einer bestimmten Mischung der vorstehend erwähnten Fasergüten bestehen, und die Schicht 2 kann mit der Hauptschicht 1 vernadelt sein.
• Die Grundplatte wird mit ihrer freien Oberfläche auf einem Träger 4 fixiert, der bei einer Dachkonstruktion aus einer beliebigen Trägerstruktur, wie zum Beispiel einer Steinwolle- oder Spanplatte oder einer Platte aus Schaumpolystyrol oder Polyurethan, bestehen kann. Die Fixierung erfolgt je nach Unterlage mit einem geeigneten Klebemittel, das in Fig. 2 durch die Schicht 5 bezeichnet ist, oder durch Vernageln. Das Abdeckmaterial kann bei der Erneuerung der Dachabdeckungen auch direkt auf einer alten Dachpappe befestigt werden. Die Grundplatte kann darüber hinaus als separate Schicht auf dem Träger 4 verlegt werden. Danach wird die Deckschicht auf der Mittelschicht verlegt. Beide Schichten können in diesem Fall mechanisch am Träger befestigt werden.
• Es ist darauf hinzuweisen, daß die Mischfasern der Hauptschicht 1 dann von Nutzen sind, wenn eine Klebemitteischicht 5 eingesetzt wird, da sich die quer verlaufenden Mischfasern auf der einen Seite mit dem Klebemittel und auf der gegenüberliegenden Seite mit der Deckschicht 3 verbinden.
• Die Hauptschicht 1 der Grundplatte des Verkleidungsmaterials verhindert als eine dünne Matte mit einer Dicke von nur 1 bis 3 mm und ohne chemische Bindemittel das Übergreifen eines Brandes auf darunterliegende Konstruktionen überraschend gut. Darüber hinaus verhindert sie das Wandern von während des Brandes aus der Deckschicht 3 abgeschiedenen Substanzen in andere darunterliegende Konstruktionen. Die Versuche haben auch ergeben, daß bei normalem Einsatz die Hauptschicht 1, die kleine chemischen Bindemittel enthält, das Eindringen von kleinmolekularen Verbindungen aus der Deckschicht 3 oder der Klebemitteischicht 5 langfristig ebenso gut verhindert wie die synthetischen Fasern, die häufig zu diesem Zweck verwendet werden. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Grundplatte, der nicht im Zusammenhang mit dem Brandschutz steht, liegt darin, daß sie als gut anliegende "Lagerschicht" zwischen der Deckschicht 3 und dem Träger 4 verwendet werden kann, so daß sich die Abdeukung als Ganzes gut auf unebenen Trägern verlegen läßt.
• Fig. 3 zeigt eine Fertigungslinie zur Herstellung der Erfindungsgemäßen Grundplatte. Die die Hauptschicht 1 bildenden endlichen Mineralfasern, die wahlweise mit anderen Fasern gemischt sein können, werden in Richtung des Pfeils A mittels eines perforierten Förderbandes 15 zugeführt. Zuvor wurden die Fasern mittels einer sehr schnell rotierenden Stechwalze, die an sich bekannt ist, im Zustand wo sie gut voneinander getrennt sind mittels eines Luftstromes auf das Band aufgebracht. in diesem Stadium ist die Matte auf dem Band 15 etwas wellig.
• Der Förderer 15 befördert die Fasermatte vorwärts zu einem Punkt 16, an dem die Fasermatte unter einem vertikalen Luftkanal 17 hindurchläuft, der über dem Band angeordnet ist. in dem Luftkanal wird Luft so in Richtung des Pfeiles B nach unten geblasen, daß sie durch die in der Figur mit einer gestrichelten Linie bezeichnete poröse Fasermatte und dem Förderer 15 hindurchgeht und anschließend über einen unter dem Band angeordneten Kanal weitergeleitet wird. Gleichzeitig wird die Fasermatte gegen den Förderer 15 gedrückt, was durch eine ge strichelte Linie dargestellt ist. In Eintrittsrichtung des Förderers befindet sich zwischen der Vorderwand des Luftkanals und dem Förderer 15 ein Spalt, durch den die dicke Fasermatte am Luftkanal vorbeiläuft In der Rückwand des Kanals befindet sich an dem Punkt, an dem die verdichtete Fasermatte den Kanal 15 verläßt, eine Walze 18, die beim Drehen im Eingriff mit der Oberseite der Fasermatte gleichzeitig den an dieser Stelle vorhandenen Spalt abschließt. Die die erfindungsgemäße Oberflächenschicht 2 bildenden Fasern werden oberhalb des Punktes, an dem die Fasermatte in den Kanal 17 eintritt, dem Luftkanal 17 zugeführt. Die Zuführung erfolgt über einen schräg nach unten verlaufenden Kanal 19, der in den Kanal 17 mimdet. Die Fasern werden dem Kanal mittels einer schnell rotierenden Stechwalze zugeführt, die die Fasern entwirrt und sie in den Kanal 19 schleudert, wo sie durch den Luftstrom des Kanals 17 erfaßt und auf die Fasermatte gepreßt werden. Auf diese Weise kann bereits in diesem Stadium auf der Hauptschicht 1 eine dünne Faserschicht 2 mit einer glatten Oberfläche geschaffen werden, da der Luftstrom an den Stellen, an denen die Hauptschicht 1 weniger Fasern enthält, besser durchgelassen wird, so daß sich an diesen Stellen aufgrund des Luftstroms B automatisch mehr Fasern der Oberflächenschicht ansammeln.
• Im Anschluß an den Förderer 15 wird die so hergestellte Kombinations platte zum Vernadeln transportiert, wo ein Teil der Fasern der Oberflächenschicht durch mechanisches Einstechen von Nadeln zur Hauptschicht 1 ausgerichtet wird. Diese Fasern binden die Fasern der Oberflächenschicht 2 mechanisch an die Fasern der Hauptschicht 1. in Abhängigkeit von der Dicke der Fasermatte und der Länge der endlichen Fasern der Oberflächenschicht 2 können die Fasern in diesem Fall auch auf der gegenüberliegenden Seite freigelegt werden, so daß die Rückseite aufgrund dieser überstehenden, die Hauptschicht von der Deckschicht her durchdringenden Fasern der Oberflächenschicht eine florartige Struktur erhält. Die Stechwalzen und die Vernadelung sind bereits aus anderen Fasertechnologien bekannt und werden deshalb nicht näher beschrieben. Nach dem Vernadeln können die Fasern der Oberflächenschicht durch Wärmebehandlung, die in Abhängigkeit von Materialien der Oberflächenschicht z.B. innerhalb eines Bereiches von 100 bis 200ºC erfolgt, miteinander verbunden werden. Für dieses Verfahren können die bereits bekannten Wärmebehandlungsvorrichtungen einge setztwerden.
• Die Oberflächenschicht 2 kann auch so hergestellt werden, daß auf die zuvor auf dem Sieb hergestellte dünne Oberflächenschicht eine die Hauptschicht 1 bildende dickere Mineralfaserschicht aufgetragen wird, wobei das Verfahren im wesentlichen das gleiche wie das vorstehend beschriebene ist. Auch in diesem Fall können die Schichten durch anschließendes Vernadeln miteinander verbunden werden.
• Selbstverständlich lassen sich durch die Zuführgeschwindigkeit der Fasern und die Geschwindigkeit des Luftstroms B auch das Flächengewicht und die Dichte der Fasermatte beeinflussen. Durch den Einsatz schnell rotierender Stechwalzen, die die Fasern wirksam entwirren, wird der so hergestellten Matte in der Regel eine aufgebauschtere Struktur verliehen, in der die Fasern willkürlicher ausgerichtet sind.
• Nach der Wärmebehandlung kann die Matte z.B. zu einer Rolle ge wickelt und später als Rohmaterial für die vorstehend erwähnten Bauelemente eingesetzt werden.
• Die vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte können auch dann angewendet werden, wenn die Oberflächenschicht 2 nicht auf die Hauptschicht 1 aufgebracht wird.
Beispiel:
• Eine die Hauptschicht 1 bildende Platte gemäß Fig. 1 wurde aus Steinwollefasern mit einer Länge von weniger als 5 mm und einer Dicke von 6 µm hergestellt. Die Enddicke der Platte betrug etwa 3 mm. Zur Bildung der Platte wurden die Fasern so angehäuft, daß sie willkürlich ausgerichtet waren. Das Gewicht dieser Schicht betrug etwa 600 g/m².
• Auf die Oberseite dieser Hauptschicht wurde durch Ansaugen mittels eines Luftstroms eine Oberflächenschicht mit einer Dicke von etwa 0,5 mm aufgetragen, die aus Polyester- und Polyäthylenfasern mit einer Länge von ca. 20 mm und einer Dicke von ca. 20 µm bestand. Das Gewicht dieser Oberflächenschicht wurde auf etwa 100 g/m² geschätzt. Die Oberflächenschicht wurde durch Vernadeln auf der Hauptschicht fixiert. Nach der Fixierung wurde die Oberflächenschicht bei einer Temperatur von ca. 100ºC wärmebehandelt, um schließlich die Kombinationsplatte zu erhalten, wobei die Polyäthylenfasern schmolzen und die Polyesterfasern miteinander verklebten.
• Nach der Wärmebehandlung erschien die Bindeschicht auf der Oberfläche der Hauptschicht als etwa 1 mm dicke helle Schicht, wogegen die Hauptschicht, d.h. die Steinwollefasern, eine bräunliche Färbung aufwies. Die Bindeschicht konnte nicht von der Hauptschicht abge zogen werden, die Kombinationsplatte löste sich jedoch vollständig auf. Zur Bildung einer Deckschicht mit einer Enddicke von etwa 1 mm wurde eine Schicht aus PVC-Paste auf die Kombinationsplatte aufgetragen. Die geschmolzene Pasteschicht brachte gleichzeitig die Polyesterfasern zum Schmelzen, wodurch die Deckschicht fest mit der Oberflächenschicht verbunden wurde. Auch von dieser Oberfläche kann die Kombinationsplatte nicht abgezogen werden, die Kombinations platte löst sich jedoch vollständig auf.
• Das erfindungsgemäße Bauelement bewies gute Dimensionsstabilität und Trittdämpfungseigenschaften.
• Darüber hinaus sind im folgenden einige Feuerbeständigkeitsversuche beschrieben, die an zum Schutzumfang der Erfindung gehörenden Abdeckmaterialien vorgenommen wurden.
Versuch 1:
• Aus den Mustern wurden Abdeckkonstruktionen mit einer Größe von 400 x 1000 mm hergestellt (Konstruktionen A, B und C). Die Prüfstücke hatten, beginnend von der Oberseite, den folgenden Aufbau:
Konstruktion A
• - Einlagige "Alkorplan"-Abdeckung von 1,2 mm (PVC-Deck schicht)
• - Mineralfaserplatte, bestehend aus Steinwollefasern mit einem 15 %igen Gehalt an Polyesterfasern; verfestigt durch Vernadeln
• - Oberflächenfohe PX 120/3800 (Bitumendachpappe mit einer Dicke von ca. 2 bis 3 mm)
• Die Oberflächenfohe PX wurde auf einen Träger aus Spanplatte geklebt, und die Mineralfaserplatte und die "Alkorplan"-Abdeckung wurden auf den genannten Träger durch Nageln fixiert.
Konstruktion B
• - Oberflächenfohe PX 120/3800
• - Mineralfaserplatte (Konstruktion A)
• - Aluminiumbeschichtete Polyurethanplatte mit einer Dicke von 55 mm
• Die verschiedenen Schichten wurden auf die Polyurethanplatte durch Nageln fixiert.
Konstruktion C
• - Oberflächenfohe PX 120/3800
• - Mineralfaserplatte, 2 Schichten (Konstruktion A)
• - Polystyrolplatte mit einer Dicke von 100 mm (Güte N)
• Die Oberflächenfolie PX und die Mineralfaserplatten wurden auf die Polystyrolplatte durch Nageln fixiert.
• Die gemessene Dicke der für die Versuche verwendeten Mineralfaserplatte betrug etwa 2 bis 3 mm und das Gewicht etwa 480 g/m².
Versuche:
• Die Feuerbeständigkeit wurde gemäß dem Standard SFS 4194:E, "Bestimmung der Feuerbeständigkeit von Abdeckungen gegenüber einem Brand von außen", bestimmt (Nordtest-Verfahren, NT FIRE 006, VTT- 1251-80). Die Versuchsergebnisse sind in den Anhängen 1 und 2 dargestellt.
Zusammenfassung:
• Aus den Versuchsergebnissen kann die Schlußfolgerung gezogen werden, daß die geprüften Abdeckmaterialien A, B und C den Anforderungen an ein Abdeckmaterial mit mäßiger Brandausbreitung entsprachen. Diese Anforderungen sind in der Veröffentlichung des Nordic Committee on Building Regulations (NKB Product Rules, 7. Januar 1989) genannt.
Versuch 2:
• Folgende Muster wurden bei diesem Versuch geprüft:
Nr. 1
• - Deckschicht Alkorplan 35076 (Dicke 1,2 mm, PVC)
• - Mineralfaserplatte als Zwischenlage (Steinwolle) mit 10- 12 %igem Polyestergehalt; Dicke ca. 2 mm und Quadratmetergewicht ca. 340 g/m²; verfestigt durch Vernadeln.
• - Eine Polystyrolplatte, Dicke 50 mm und Dichte 19 kg/m².
Nr. 2
• - Deckschicht und Zwischenlage wie oben.
• - Polyurethanplatte als Träger; Dicke 50 mm, Dichte 41 kg/m³
Nr. 3
• - Deckschicht wie oben.
• - Mineralfaserplatte als Zwischenlage (Steinwolle) mit einem ca. 15 %igen Gehalt an Polyesterfasern und einer Dicke von ca. 1,5 mm und einem Flächengewicht von ca. 280 g/m²; verfestigt durch Vernadeln.
• - Polystyrolplatte als Träger; Dicke 50 mm, Dichte 19 kg/m³.
• Als Träger für alle drei Muster diente eine Kalziumsilikatplatte.
• Als Prüfverfahren wurde eine Prüfung gemäß dem Standard DS/INSTA 413, der dem Nordtest-Verfahren NT FIRE 006 entspricht, durchgeführt. Die Versuchsergebnisse sind im Anhang 3 aufgeführt. ANHANG 1 Konstruktion A Windgeschwindigkeit Versuchsnr. Entzündung der Abdeckung, s Flammenverlöschen, min:s Keine Glut mehr, min:s Länge des beschädigten Teils der Abdeckung, cm *) Länge des verkohlten Trägerbereichs, cm *) *) von der Mitte des Gitters gemessen Konstruktion B Windgeschwindigkeit Versuchsnr. Entzündung der Abdeckung, s Flammenverlöschen, min:s Keine Glut mehr, min:s Länge des beschädigten Teils der Abdeckung, Längedesverkohlten Trägerbereichs, cm *) *) von der Mitte des Gitters gemessen ANHANG 2 Konstruktion C Windgeschwindigkeit Versuchsnr. Entzündung der Abdeckung, s Flammenverlöschen, min:s Keine Glut mehr, min:s Längedesbeschädigten Teils der Abdeckung, cm*) Länge des verkohlten Trägerbereichs, cm *) *) von der Mitte des Gitters gemessen ANHANG 3 Muster-Nr. Entzündung der Konstruktion, s Flammen verlöschen, min:s Länge des beschädigten Bereiches (gemessen von der Mitte des Brandes), mm - in PVC-Schicht - in Mineralplatte - im Träger * gelöscht

Claims (11)

1. Bauabdeckung, die eine Deckschicht (3) aus polymerem Material umfaßt und eine Grundplatte umfassend eine Hauptschicht (1), die den größten Teil der Dicke und des Flächengewichts der Platte ausmacht und aus einer nichtgewebten Mineralfasermatte besteht, die vorwiegend endliche, willkürlich ausgerichtete Mineralfasern enthält, die unter Anwendung eines Trockenverfahrens zur Matte gebildet sind und mechanisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet daß das Flächengewicht der Hauptschicht (1) 200 bis 600 g/m² beträgt und daß das Polymermaterial der Deckschicht (3) verhindert wird, in die Hauptschicht einzudringen,

1) mittels einer dünneren Oberflächenschicht (2) aus wärmebindungsfähigen Fasern,

2) durch Laminierung durch Erhitzen der Oberfläche einer folienartigen Deckschicht (3) auf die Erweichungstemperatur bevor sie an die Hauptschicht (1) gefügt wird, oder

3) infolge der Tatsache, daß die Grundplatte und die Deck schicht (3) auf ihrer Oberfläche beide mechanisch an dern Träger (4) fixiert sind, so daß sie als getrennte Schichten an dem Träger (4) anliegen.

2. Bauabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (3) auf der Grundplatte (1) durch Wärmelaminierung mittels der Oberfläche eines thermoplastischen Materials der Deckschicht (3) fixiert ist.

3. Bauabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (3) und die Grundplatte mechanisch aneinander fixiert sind.

4. Bauabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptschicht (1) neben den Mineralfasern noch geschnittene Glasfasern in einer Menge von maximal 40 Masseprozent als Mischfasern enthält.

5. Bauabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptschicht (1) neben den Mineralfasern auch synthetische Fasern in einer Menge von maximal 20 Masseprozent als Mischfasern enthält.

6. Bauabdeckung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Länge der Mischfasern der Hauptschicht (1) größer als die der Mineralfasern ist.

7. Bauabdeckung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Mischfasern in der Nähe der einen Oberfläche der Hauptschicht (1) größer als in der Mitte der Schicht ist.

8. Bauabdeckung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (3) thermisch an die Mineralfasern der Hauptschicht (1) und an die quer verlaufenden, auf der Oberfläche der Hauptschicht (1) freiliegenden Mischtasern durch Wärmelaminierung mittels der Oberfläche eines thermoplastischen Materials der Deckschicht (3) gebunden ist.

9. Bauabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der Oberfläche der Hauptschicht (1) wärmebindungsfähige Fasern befinden.

10. Bauabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (2) aus mindestens zwei faserigen thermoplastischen Kunststoffmaterialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten gebildet ist.

11. Bauabdeckung nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material der Deckschicht (3) in Form einer Schmelzpaste auf die genannte Oberflächenschicht (2) der Hauptschicht (1) aufgetragen ist.