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Die Erfindung betrifft eine Dampfbremsfolie auf Polyethylenbasis, Polypropylenbasis Polyamidbasis oder Kombinationen davon mit verbesserter Dampfbremswirkung. Genauer betrifft die Erfindung Dampfbremsfolien mit Talkum als Additiv. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung solcher Dampfbremsfolien mit Talkum als Additiv, die sich durch eine verbesserte Dampfbremswirkung auszeichnen, bereitgestellt.
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Dampfbremsfolien werden in nahezu allen Gebäuden bei Dachbau und Innenausbau eingesetzt. Dampfbremsfolien verhindern, dass sich bei wärmeisolierten Häusern Tauwasser bildet und somit Schäden durch Feuchtigkeit entstehen können. Im Stand der Technik sind Folien mit unterschiedlicher Wasserdampfdurchlässigkeit bekannt, diese Folien definieren sich über ihre Wasserdampfdurchlässigkeit beziehungsweise Wasserdampfdiffusionswiderstand. Der Wasserdampfdiffusionswiderstand wird üblicherweise als SD-Wert bezeichnet. Der SD-Wert ist der Wert einer äquivalenten Luftschichtdicke, die die gleichen Eigenschaften bezüglich der Wasserdampfdiffusion aufweisen würde, wie die entsprechende Folie. Bei Schichten mit SD-Werten < 0,5 m wird von diffusionsoffenen Schichten gesprochen. Diffusionshemmende Schichten sind Schichten, bei denen der SD-Wert zwischen 0,5 und 1.500 m liegt. Folien mit einem SD-Wert von 1500 m werden als Sperrfolie bezeichnet. Weist die Dampfbremsfolie einen SD-Wert von > 100 m auf, geht sie nach DIN 4108 als tauwassersicher. Entsprechend sind solche Dampfbremsfolien zum Dachausbau bei wärmeisolierten Häusern einsetzbar. Dampfsperren oder Dampfbremsen sollen somit luftdicht sein und andererseits verhindern, dass Feuchtigkeit aus der Raumluft durch Diffusion in Bauteile und/oder Dämmung ohne weiteres eindringen kann, dieses ist insbesondere im Winter durch die gegenüber der Raumluft kalten Außenluft begünstigt, da hier ein größeres Temperaturgefälle von innen nach außen vorliegt. Eine Diffusion der warmen, mit Feuchtigkeit angereicherten Raumluft, beispielsweise in die Wärmedämmung eines Daches, würde durch die zunehmende Abkühlung nach außen zu einer Kondensation der Feuchtigkeit in der Wärmedämmung führen, was einerseits die Dämmwirkung beeinträchtigen und andererseits auch die Dachkonstruktion schädigen kann. Derzeit werden Dampfbremsfolien auf Polyethylenbasis, Polypropylenbasis oder auf Polyamidbasis hergestellt. Polyethylenfolien weisen hierbei eine Reihe von günstigen Eigenschaften auf. Einerseits ist der Wert des Wasserdampfdiffusionswiderstandes der Polyethylenfolien für unterschiedliche Luftfeuchtigkeiten und Umgebungstemperaturen relativ konstant, während dieser bei Dampfbremsfolien auf Polyamidbasis stärker schwanken kann. Polyethylenfolien sind weiterhin preisgünstigere Produkte, die über einen weiten Temperaturbereich gute Verarbeitungseigenschaften aufweisen. Es wurden bereits vielfältige Vorschläge zur Verbesserung des Wasserdampfdiffusionswiderstandes gemacht. So wurde ein Zusatz blasenbildender oder quellender Zusätze vorgeschlagen. Weiterhin wurde zur Erhöhung der Hydrophilie ein Zusatz von hydrophilen Füllstoffen oder hydrophilen Polymeren als Additive zu den Dampfbremsfolien auf Polyethylenbasis wurde vorgeschlagen. So wird zum Beispiel Kreide zur Erhöhung der Barrierewirkung eingesetzt. Ein Problem hierbei ist allerdings, dass Kreide brandfördernd ist.
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Dampfbremsfolien müssen derart verarbeitet werden, dass die gesamte Fläche dauerhaft luftdicht abgeschlossen ist, das heißt die Luftdichtheit der Konstruktion ist entscheidend, um die Wirkung als Dampfbremsfolie sicherzustellen. Diese Anforderdung wird angesichts stetig steigender Anforderungen an die Energieeffizienz von Häusern immer wichtiger. In diesem Zusammenhang erhält auch die wärmeverlustvermeidende Eigenschaft von Dampfbremsfolien eine immer größere Bedeutung. Dabei muss eine dauerhafte luftdichte Konstruktion gewährleistet werden. Gerade bei der Ausführung von Anschlussdetails ist deshalb die Dauerhaftigkeit der Klebeverbindungen zu berücksichtigen. Das heißt sowohl die Folie selbst, als auch die verwendeten Kleber, wie Klebebänder und Kartuschenkleber, müssen eine ausreichende Luftdichtheit sicherstellen. Ein üblicher Test zur Feststellung der Luftdichtheit ist der Blower-Door-Test. Heutige Dampfbremsfolien müssen also nicht nur den Anforderungen des Wasserdampfdiffusionswiderstandes erfüllen, sondern auch als Wärmebremse dienen und eine dauerhafte Luftdichtheit gewährleisten.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine entsprechende Dampfbremsfolie bereitzustellen, die verbesserte Dampfsperrwirkungen aufzeigt und zusätzlich als Wärmebremse funktioniert. Die erfindungsgemäße Dampfbremsfolie zeigt dabei verbesserte Verarbeitungseigenschaften, insbesondere verbesserte Verklebeeigenschaften.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Folie gemäß den Merkmalen nach Patentanspruch 1 gelöst. Verfahren zur Herstellung dieser erfindungsgemäßen Dampfbremsfolien werden gemäß den Verfahren nach Anspruch 9 bereitgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen hierzu.
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Vorliegend wurde überraschend festgestellt, dass Dampfbremsfolien auf Polyethylenbasis, Polypropylenbasis, Polyamidbasis oder Kombinationen davon eine verbesserte Dampfbremswirkung aufzeigen, wenn ihnen als Additiv Talkum hinzugegeben wird. Das heißt, bei Zusatz von Talkum zeigte die Dampfbremsfolie einen erhöhten SD-Wert gegenüber Folien ohne Zusatz von Talkum. Dadurch ist es möglich die Dampfbremsfolien in einer geringeren Dicke auszufertigen und somit den Materialeinsatz zu senken. Es zeigte sich des Weiteren überraschend, dass durch Zusatz von Talkum nicht nur eine erhöhte Barrierewirkung erreicht wird und es somit möglich ist, die Stärke der herkömmlichen Dampfbremsfolien zu verringern ohne dabei die Mindestdampfbremswirkung von zum Beispiel 100 m zu unterschreiten. Es zeigte sich auch, dass in der Praxis verbesserte Klebeeigenschaften erreicht werden, die eine dauerhafte Luftdichtheit gewährleisten. Es zeigte sich, dass die Haftung der Klebebänder auf den Dampfbremsfolien bei Zusatz von Talkum als Additiv verbessert ist. Die Dampfbremsfolien stellen also einen hervorragenden Haftgrund für die Klebebänder dar, um eine Luftdichtheit zu gewährleisten.
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Bevorzugt handelt es sich bei der Dampfbremsfolie um eine auf Polyethylenbasis. Insbesondere eine Folie auf Polyethylenbasis niedriger Dichte (LDPE) mit Barriereeigenschaften von SD > 100 m bei einem geringen Flächengewicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei die erfindungsgemäße Dampfbremsfolie eine, die eine Dicke von 50 μm bis 400 μm aufweist. Bevorzugt hat die erfindungsgemäße Folie eine Dicke von 50 μm bis 160 μm, wie 80 μm bis 120 μm, z. B. 80 μm bis 110 μm.
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Talk beziehungsweise Talkum ist Magnesiumsilikathydrat, ein sehr weiches Mineral. Das Mineral ist als Wasser abweisend bekannt und fühlt sich seifig oder fettig an. Es wird daher in pulverisierter Form als Gleitmittel mit geringer Scheuerwirkung eingesetzt oder Stoffen beigemengt, um ihnen Wasser abweisende dichtende Eigenschaften zu verleihen. Talkum liegt meist in blättrigen Mineralaggregaten vor.
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Als Additiv gibt es Talkum in verschiedenen Variationen, so wird Talkum neben anderen Additiven in der
EP 1 642 925 A1 als Additiv für Grundsubstrate von Folien beschrieben. Erfindungsgemäß liegt das Talkum in der Dampfbremsfolie in einer Menge von 0,5% bis 15% Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge vor. Bevorzugt liegt die Menge im Bereich von 2% bis 10%, wie 5% bis 10%, zum Beispiel 8%.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegen in der Dampfbremsfolie neben Talkum als Additiv weiterhin Silber in Form von Nanopartikeln und/oder Silberionen vor. Neben der bekannten antibakteriellen und fungiziden Wirkung erlaubt das Vorhandensein von Silber auch eine verbesserte Wärmedämmung. Das heißt die erfindungsgemäße Folie wirkt neben seiner Eigenschaft als Dampfbremse auch als Wärmebremse und es wird ein zusätzlicher Wärmeschutz erreicht. Es wird angenommen, dass die Silberbeschichtung eine wärmereflektierende Eigenschaft aufweist und so zusätzlich den Wärmeschutz von innen nach außen aber auch von außen nach innen unterstützt, das heißt im Winter einen Energieverlust von innen nach außen verhindert, während im Sommer ein Eintritt von Wärme von außen nach innen reduziert wird. Das Silber verleiht somit der Folie neben der antibakteriellen und fungiziden Eigenschaften zusätzlich eine wärmereflektierende Eigenschaft. Neben Silber können auch andere bekannte Metalle, wie zum Beispiel Aluminium und Kupfer zur Wärmereflektion eingesetzt werden. Der Einsatz von Silber ist dabei bevorzugt, da die antibakterielle Wirkung von Silberionen bereits seit dem 19. Jahrhundert bekannt ist. So werden zum Beispiel Kunststoffteile, die in der Medizin Gebrauch finden, mit Silberionen versetzt, um das Bedürfnis nach Keimarmut zu gewährleisten. Neben den Erregern Stapylococcus aureus und Escheria coli, mit denen bereits Tests durchgeführt wurden, erstreckt sich die antimikrobielle Wirkung auf eine Vielzahl von Erregern. Dabei wirken die Silberionen nicht nur bakteriostatisch, sondern auch bakterizid. Neben diesen weisen die Silberionen auch eine fungizide Wirkung auf. Die Silberprodukte besitzen nach heutigen Angaben keine akute Toxizität bei oraler Aufnahme und keine hautreizende Wirkung. Weiterhin ist es weder mutagen noch augenreizend oder allergieauslösend.
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Dampfbremsfolien mit entsprechender Ausstattung mit Metallen sind des Weiteren bekannt als Folien, die elektromagnetische Strahlung reduzieren. Entsprechende Dampfbremsfolien können also den Elektrosmog reduzieren.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Dampfbremsfolien als mehrschichtige Folien ausgebildet. Dabei können die Additive, das heißt Talkum und die Metallionen, insbesondere die Silberionen beziehungsweise Silber in Form von Nanopartikeln, in gleichen oder unterschiedlichen Schichten der mehrschichtigen Dampfbremsfolie vorliegen. So kann das Silber in der zum Innenraum zugewandten Sicht vorhanden sein, um eine Wärmereflektion zu gewährleisten und um seine antibakterizide und antifungizide Wirkung nutzen.
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Das Talkum kann in allen Schichten einer mehrschichtigen Dampfbremsfolie vorliegen oder zum Beispiel in der inneren Schicht, um seine verbesserte Dampfbremswirkung auszuspielen.
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In der Folie können weitere Additive enthalten sein, insbesondere fungizide Additive.
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In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um eine dreischichtige Folie.
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Die Fertigung dieser Folien erfolgt mittels Extrusion bei der im Coex-Verfahren eine mehrschichtige Folie entsteht, in dessen Schichten die einzelnen Wirksubstanzen enthalten sind. Die Folie wird bei diesem Verfahren gefaltet oder auch ungefaltet als Rolle in gewünschter Länge gewickelt.
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Entsprechende Dampfbremsfolien können aber mit allen bekannten Verfahren hergestellt werden. Erfindungsgemäß wird dabei ein Verfahren zur Herstellung dieser Dampfbremsfolien mit verbesserter Dampfbremswirkung bereitgestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zum extrudierenden Material auf Polyethylenbasis, Polypropylenbasis oder Polyamidbasis Talkum vor dem Extrudieren hinzugegeben wird. Zur Herstellung der bevorzugten Dampfbremsfolien, die neben Talkum als weiteres Additiv Silberionen beziehungsweise Silber in Form Nanopartikeln enthalten, wird neben dem Talkum auch das Silber in Form von Nanopartikeln beziehungsweise Silberionen hinzugefügt.
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Die erfindungsgemäßen Folien zeichnen sich dadurch aus, dass sowohl eine Gewichtsersparnis des Endprodukts erzielt wird, die beim Transport und Verarbeiten der Folie eine Erleichterung darstellen, als auch eine ressourcenschonende Produktion von Dampfbremsfolien gegenüber herkömmlichen Folien dieser Art erlauben. Ein weiterer Vorteil hiervon ist, dass ein gesundes Raumklima geschaffen wird, insbesondere erlaubt das Vorhandensein von Silber die Belastung mit Bakterien und Schimmelpilzen zu hemmen. Die erfindungsgemäßen Folien zeigen sich des Weiteren durch ihre wärmebremsende beziehungsweise wärmereflektierende Eigenschaft aus, außerdem erlaubt das Vorhandensein von Silber den Elektrosmog zu reduzieren.
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Schließlich hat die Zugabe von Talkum zur Folge, dass die Verklebeeigenschaften der Dampfbremsfolien verbessert sind, so dass eine dauerhafte Luftdichtheit erzielt wird.
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Im Folgenden wird anhand eines Beispiels die vorteilhafte Wirkung des Einsatzes von Talkum in einer Dampfbremsfolie auf Polyethylenbasis dargestellt.
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Eine marktgängige Dampfbremsfolie aus Polyethylen (LDPE-Folie), die eine Dicke von 130 μm aufwies, wurde in Anwesenheit und Abwesenheit von Talkum hergestellt.
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Wie in der Tabelle unten dargestellt, zeigten die Werte bezüglich der Zugfestigkeit und Zugdehnung keine Unterschiede. Hingegen konnte durch Zusatz von Talkum ein deutlicher Unterschied zum S
D-Wert erzielt werden. Während der S
D-Wert für die Folie mit Talkum 107 m betrug, lag dieser S
D-Wert für die Testfolie ohne Talkum lediglich bei 92 m. Diese Ergebnisse zeigen deutlich die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Dampfbremsfolie, die als Additiv Talkum enthält. Aufgrund dieser verbesserten Dampfsperrwirkung ist es möglich die Dimensionen der Folie zu verringern und Folien mit geringerer Dicke herzustellen, die den Anforderungen von S
D-Werten von > 100 m genügen. Tabelle 1
| | Testfolie mit Talkum | Testfolie ohne Talkum |
| SD-Wert | 107 m | 92 m |
| Zugfestigkeit längs | 24,2 N/mm2 | 23,2 N/mm2 |
| Zugfestigkeit quer | 20,1 N/mm2 | 21,3 N/mm2 |
| Zugdehnung längs | 430% | 430% |
| Zugdehnung quer | 600% | 600% |
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Die Zugfestigkeit und Dehnung wurde nach EN ISO 527, der SD-Wert nach EN 1931 bestimmt.
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Für entsprechende Folien mit einer Dicke von lediglich 100 μm wurden ebenfalls SD-Werte von über 100 m bestimmt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 4108 [0002]
- EN ISO 527 [0024]
- EN 1931 [0024]