DE102022120176A1 - Insulation and construction elements based on renewable raw materials - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Schaummaterial, das einen natürlichen, nachwachsenden Rohstoff und partikelförmigen Zusatz aufweist, und seine Verwendung als Dämm- und/oder Konstruktionsmittel.The invention relates to a foam material that has a natural, renewable raw material and particulate additive, and its use as an insulating and/or construction material.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet des Bauwesens, insbesondere der Wärmedämmung bzw. -versorgung von Gebäuden.The present invention relates to the technical field of construction, in particular the thermal insulation and supply of buildings.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Schaummaterial und dessen Verwendung als Dämm- und/oder Konstruktionsmittel.In particular, the present invention relates to a foam material and its use as an insulating and/or construction material.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung einen Formkörper aus dem Schaummaterial, insbesondere eine Konstruktions- oder Verlegeplatte, insbesondere zur Verwendung in einem Fußbodenaufbau oder zur Verwendung als Dämmplatte.Furthermore, the present invention relates to a molded body made of the foam material, in particular a construction or installation board, in particular for use in a floor structure or for use as an insulating board.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein partikuläres Schaummaterial in loser Schüttung zur Verwendung als Dämmmittel, insbesondere als Einblasdämmung, vorzugsweise zur Wärme- und/oder Schalldämmung.In addition, the present invention relates to a particulate foam material in bulk for use as an insulating agent, in particular as blown-in insulation, preferably for heat and/or sound insulation.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verbundelement, welches das erfindungsgemäße Schaummaterial aufweist, zur Verwendung als Dämm- und/oder KonstruktionsmittelThe present invention further relates to a composite element which has the foam material according to the invention for use as an insulating and/or construction material
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendungen eines, insbesondere erfindungsgemäßen, Verbundelementes zur Wärme- und/oder Schalldämmung, insbesondere von Gebäuden und/oder Dächern, sowie bei der Installation von Heizungs- und/oder Versorgungsanlagen, insbesondere in Fußböden und/oder Wänden von Gebäuden.In addition, the present invention relates to the use of a composite element, in particular according to the invention, for thermal and/or sound insulation, in particular of buildings and/or roofs, as well as in the installation of heating and/or supply systems, in particular in floors and/or walls buildings.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Fußbodenheizungselement sowie eine Wärmedämmung zur Verwendung in der Wärmedämmung von Wänden und/oder Dächern von Gebäuden und eine Trittschalldämmung und/oder Akkustikabsorber zur Verwendung in der Schalldämmung von Wänden und/oder Fußböden von Gebäuden.The present invention further relates to an underfloor heating element and thermal insulation for use in the thermal insulation of walls and/or roofs of buildings and to impact sound insulation and/or acoustic absorbers for use in the sound insulation of walls and/or floors of buildings.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung einen Ortschaum.The present invention also relates to an in-situ foam.
Im September 2015 sind durch die Staats- und Regierungschefs der Mitgliedstaaten der Vereinten Nationen im Rahmen des UN-Nachhaltigkeitsgipfels in New York Ziele für eine nachhaltigere Entwicklung beschlossen worden. Ein Aspekt dieser Ziele ist unter anderem eine nachhaltige Gestaltung von wirtschaftlicher Produktion und Konsum sowie der Schutz der Umwelt. Nachhaltiges Entwickeln und Gestalten umfasst dabei gleichberechtigt sowohl ökologische als auch ökonomische und soziale Gesichtspunkte sowie das Ziel, nachfolgenden Generationen eine intakte Umwelt und gleiche Lebenschancen hinterlassen zu können.In September 2015, the heads of state and government of the United Nations member states agreed on goals for more sustainable development at the UN Sustainability Summit in New York. One aspect of these goals is, among other things, the sustainable design of economic production and consumption as well as the protection of the environment. Sustainable development and design equally includes ecological, economic and social aspects as well as the goal of being able to leave an intact environment and equal life opportunities to future generations.
Das Bauwesen stellt traditionell einen ressourcenintensiven Wirtschaftszweig dar, speziell im Hinblick auf den Bedarf bzw. die Nutzung materieller wie auch monetärer Ressourcen. Gleichfalls werden im Baubereich üblicherweise langfristige Maßnahmen verfolgt bzw. vorgenommen, deren Ergebnisse die umgebende Umwelt z.T. über mehrere Jahrzehnte, teils aber auch Jahrhunderte prägen.Construction is traditionally a resource-intensive industry, especially with regard to the need and use of material and monetary resources. Likewise, in the construction sector, long-term measures are usually pursued or implemented, the results of which shape the surrounding environment, sometimes over several decades and sometimes even centuries.
Ausgehend hiervon gibt es daher insbesondere auch im Bauwesen bzw. Baubereich vermehrt Bestrebungen und Initiativen, nachhaltige bzw. nachhaltigere Lösungen und Anwendungen zu suchen und zu entwickeln, die es ermöglichen, das genannte, übergeordnete Ziel einer insgesamt nachhaltigen Entwicklung u.a. etwa im Hinblick auf die Planung, den Bau, das Bestandsmanagement sowie den Betrieb von Gebäuden zu realisieren.Based on this, there are increasing efforts and initiatives, particularly in the construction industry and the construction sector, to search for and develop sustainable or more sustainable solutions and applications that make it possible to achieve the above-mentioned overarching goal of overall sustainable development, for example with regard to planning , to realize the construction, inventory management and operation of buildings.
In diesem Zusammenhang stellen die Entwicklung und der Einsatz von unter ökologischen Gesichtspunkten als positiv zu bewertenden Alternativen zu bekannten Baumaterialen einen wesentlichen Aspekte dar, wofür u.a. etwa ein generell optimierter Einsatz von Baumaterialien und Bauprodukten, eine Minimierung des Energie- und Wasserverbrauchs, insbesondere auch im Rahmen der Erzeugung der Baumaterialien und -produkte, sowie insgesamt eine Minimierung der Umweltbelastungen auf lokaler wie globaler Ebene angestrebt wird.In this context, the development and use of alternatives to known building materials that are viewed as positive from an ecological point of view represent an important aspect, for which, among other things, a generally optimized use of building materials and building products, a minimization of energy and water consumption, especially within the framework the production of building materials and products, as well as an overall minimization of environmental impact on a local and global level.
Gleichfalls sind im Rahmen nachhaltiger Bauvorhaben ökonomische Aspekte, wie etwa insbesondere die über die Anschaffungs- bzw. Errichtungskosten hinausgehenden Baufolge- und Baunutzungskosten, die in Zusammenhang mit einem neugebauten ebenso wie auch einem sanierten oder modernisierten Gebäude des Bestands anfallen, zu berücksichtigen. Relevant ist hier insbesondere die Energieeffizienz von Gebäuden. Der Gebäudesektor stellt - zumindest in Deutschland - einen der größten Energiekonsumenten dar, wobei Energie vorrangig zur Temperaturregulierung, d.h. zum Heizen bzw. u.U. auch Kühlen von Gebäuden, benötigt wird.Likewise, in the context of sustainable construction projects, economic aspects must be taken into account, such as, in particular, the subsequent construction and building usage costs that go beyond the acquisition or construction costs and which arise in connection with a newly built as well as a renovated or modernized existing building. The energy efficiency of buildings is particularly relevant here. The building sector is - at least in Germany - one of the largest energy consumers, with energy primarily needed for temperature regulation, i.e. for heating or possibly also cooling buildings.
Einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung und Sicherung der Energieeffizienz eines Gebäudes kann bspw. die Installation eines geeigneten Wärmedämmsystems leisten. Die Wärmedämmung erfolgt dabei überwiegend durch eine sogenannte Außen- bzw. Fassadendämmung, d.h. in der Regel werden die Außenseiten des Gebäudes mit einer Wärmedämmung ausgerüstet. Insbesondere im Falle von Bestandsgebäuden kann sich jedoch auch eine Innendämmung, insbesondere bspw. für die nachträgliche Dämmung von Dächern oder Dachböden, anbieten.For example, the installation of a suitable thermal insulation system can make an important contribution to increasing and securing the energy efficiency of a building. The thermal insulation is mainly carried out through so-called external or facade insulation, i.e. the outside of the building is usually equipped with thermal insulation. However, particularly in the case of existing buildings, internal insulation can also be an option, especially for subsequent insulation of roofs or attics.
Häufig werden dazu Wärmedämmsysteme aus petrochemisch-basierten Materialien, wie z.B. Schäume aus Polyurethan oder expandiertes Polystyrol, verwendet. Derartige Wärmedämmungen besitzen unter Idealbedingungen zwar hervorragende Dämmeigenschaften, haben jedoch den Nachteil, dass sie brennbar und nur bei begrenzten Temperaturen verwendbar sind.Thermal insulation systems made from petrochemical-based materials, such as polyurethane foams or expanded polystyrene, are often used for this purpose. Such thermal insulation has excellent insulating properties under ideal conditions, but has the disadvantage that it is flammable and can only be used at limited temperatures.
Weiterhin bilden diese Dämmsysteme eine Dampfsperre, sodass Feuchtigkeit aus dem Mauerwerk nicht an die Umgebung abgegeben werden kann, was in der Folge zur Bildung von Schimmel und Algen an und in der Gebäudefassade führen kann. Im Hinblick auf den Nachhaltigkeitsaspekt sind Dämmungen aus Polyurethan bzw. Polystyrol außerdem insofern als nachteilig zu bewerten, als die Materialien aus nicht-erneuerbaren Rohstoffen energieaufwändig erzeugt werden sowie nicht besonders umweltverträglich zu entsorgen sind.Furthermore, these insulation systems form a vapor barrier so that moisture from the masonry cannot be released into the environment, which can subsequently lead to the formation of mold and algae on and in the building facade. With regard to the sustainability aspect, insulation made of polyurethane or polystyrene is also considered disadvantageous in that the materials are produced from non-renewable raw materials in an energy-intensive manner and cannot be disposed of in a particularly environmentally friendly manner.
Eine andere Möglichkeit stellt der Einsatz von mineralisch basierten Dämmmaterialien bzw. -systemen dar. Diese sind für gewöhnlich formstabil, diffusionsoffen und nicht brennbar. Sie besitzen jedoch bspw. im Vergleich mit polymeren Dämmmaterialien den Nachteil, dass sie eine hohe Dichte aufweisen, so dass Dämmsysteme mit einem hohen Eigengewicht erhalten werden. Auch im Hinblick auf die Wärmedämmeigenschaften liegen diese Systeme hinter kunststoffbasierten Systemen. Darüber hinaus handelt es sich bei mineralischen Materialien, ebenso wie bei petrochemischen Grundstoffen, um fossile Rohstoffe, die nicht erneuerbar sind. Schließlich findet die Herstellung von mineralisch basierten Dämmmaterialien, wie bspw. von Steinwolle und Glaswolle, in Öfen bei Temperaturen von ca. 1500 °C statt. Die CO2-Bilanz der Herstellung zuzüglich zu den vorgenannten Nachteilen betrachtend, sind diese Materialien daher keine nachhaltige Option.Another option is to use mineral-based insulation materials or systems. These are usually dimensionally stable, open to diffusion and non-flammable. However, in comparison with polymeric insulation materials, for example, they have the disadvantage that they have a high density, so that insulation systems with a high weight are obtained. These systems are also behind plastic-based systems in terms of thermal insulation properties. In addition, mineral materials, like petrochemical raw materials, are fossil raw materials that are not renewable. Finally, the production of mineral-based insulation materials, such as rock wool and glass wool, takes place in ovens at temperatures of around 1500 °C. Considering the CO 2 footprint of production in addition to the aforementioned disadvantages, these materials are therefore not a sustainable option.
Alternativ werden in geringem Ausmaß auch Dämmsysteme auf Basis von Mineralwolle oder natürlichen organischen Fasern, wie Holz-, Kork-, Hanf- und Schilffasern, eingesetzt. Diesen Systemen fehlt jedoch oftmals die notwendige mechanische Stabilität und strukturelle Integrität, d. h. sie sind nicht formstabil, sondern müssen speziell verstärkt bzw. unterstützt werden. Zu nennen sind hier bspw. speziell Holzfaserdämmplatten bzw. Holzweichfaserplatten, welche, insbesondere punktuellen, Druckbelastungen nur ungenügend Stand halten können. Auch im Hinblick auf die Dämmwirkung der genannten Materialien besteht noch Entwicklungspotential. Positiv ist unter ökonomischen und ökologischen Aspekten hingegen zu bewerten, dass Materialien aus natürlichen sowie nachwachsenden Rohstoffquellen eingesetzt werden.Alternatively, insulation systems based on mineral wool or natural organic fibers such as wood, cork, hemp and reed fibers are also used to a small extent. However, these systems often lack the necessary mechanical stability and structural integrity, i.e. H. They are not dimensionally stable, but must be specially reinforced or supported. Mention should be made here, for example, of wood fiber insulation boards or soft wood fiber boards, which can only inadequately withstand pressure loads, especially at specific points. There is also still potential for development with regard to the insulating effect of the materials mentioned. However, from an economic and ecological perspective, the fact that materials from natural and renewable raw material sources are used is positive.
Insbesondere bei einer integralen Betrachtung zur Nachhaltigkeit der bestehenden Systeme zur Wärmedämmung ergibt sich insgesamt, dass weiterhin ein hoher Entwicklungsbedarf in Bezug auf Wärmedämmungen, die sowohl eine hohe Dämmwirkung erzielen als auch weitestgehend nachhaltig hergestellt bzw. erzeugt werden können, besteht. Von zentraler Bedeutung ist in diesem Zusammenhang vor allem die Wahl der in einer entsprechenden Dämmung verwendeten Materialien.Particularly when taking an integral look at the sustainability of existing thermal insulation systems, it appears overall that there is still a great need for development with regard to thermal insulation that both achieves a high insulating effect and can be produced or produced in a largely sustainable manner. In this context, the choice of materials used in the appropriate insulation is of central importance.
Holz bzw. Gehölzpflanzen zählen zu den ältesten genutzten Rohstoffen bzw. Materialien, insbesondere für den Baubereich. Entsprechend existiert eine Vielzahl von Konzepten und Produkten, die Verwendungen im Baubereich adressieren, etwa die bereits genannte Holzweichfaserplatte.Wood and woody plants are among the oldest raw materials used, especially in the construction sector. Accordingly, there are a variety of concepts and products that address uses in the construction sector, such as the softwood fiberboard mentioned above.
Im Bereich der Dämmstoffe und insbesondere im Hinblick auf praktisch, effizient und anwendungsfreundlich zu nutzende Dämmanwendungen, gibt es hingegen weiterhin einen erheblichen Bedarf an Produkten, die sowohl eine gute Dämmleistung erbringen als auch dauerhaft und belastbar sowie bedenkenlos im Hinblick auf gesundheitliche Aspekte eingesetzt werden können. Bspw. sind vielen Holz-basierten Produkten nach wie vor Chemikalien, etwa als Bindemittel, zugesetzt, welche u.U ausdünsten und dabei schädliche Substanzen wie Formaldehyd freisetzen können.However, in the area of insulation materials and especially with regard to practical, efficient and user-friendly insulation applications, there is still a considerable need for products that provide good insulation performance as well as being durable and resilient and can be used without concerns in terms of health aspects. For example, many wood-based products still have chemicals added, such as binding agents, which may evaporate and release harmful substances such as formaldehyde.
Es hat dementsprechend im Stand der Technik nicht an Versuchen gemangelt, Lösungen, die diese Nachteile überwinden, zu entwickeln.Accordingly, there has been no lack of attempts in the prior art to develop solutions that overcome these disadvantages.
So betrifft etwa die
Die
Vor diesem Hintergrund ergibt sich ein anhaltender Bedarf nach innovativen Materialien bzw. Bauteilen, die für die Verwendung im Bauwesen und insbesondere zur anwendungsfreundlichen und effizienten Dämmung von Gebäuden geeignet sind, und auch im Hinblick auf die Nachhaltigkeit als positiv zu bewerten sind.Against this background, there is a continuing need for innovative materials and components that are suitable for use in construction and in particular for user-friendly and efficient insulation of buildings, and which can also be assessed as positive in terms of sustainability.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Material für Dämm- und/oder Konstruktions- bzw. Bauelement bereitzustellen, wobei die zuvor geschilderten, im Zusammenhang mit dem Stand der Technik auftretenden Probleme und Nachteile zumindest weitgehend vermieden oder aber wenigstens abgeschwächt werden sollen.The present invention is therefore based on the object of providing a material for insulation and/or construction or building elements, whereby the problems and disadvantages described above that arise in connection with the prior art should at least largely be avoided or at least mitigated.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Material für Dämm- und/oder Konstruktionselemente bereitzustellen, das nachhaltig erzeugt werden kann und sich gleichfalls durch gute Anwendungseigenschaften, d.h. zuverlässige Dämmeigenschaften, effiziente Handhabbarkeit und hervorragende mechanische Eigenschaften, auszeichnet.In particular, it is an object of the present invention to provide a material for insulation and/or construction elements that can be produced sustainably and is also characterized by good application properties, i.e. reliable insulation properties, efficient handling and excellent mechanical properties.
Die zuvor gestellte Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß durch ein Schaummaterial nach Anspruch 1 gelöst; weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche.The previously posed task is solved according to the invention by a foam material according to
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Schaummaterials nach Anspruch 11; weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand des diesbezüglichen Unteranspruchs.A further subject of the present invention according to a second aspect of the present invention is the use of a foam material according to
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Formkörper nach Anspruch 13; weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche.Further subject matter of the present invention according to a third aspect of the present invention is a shaped body according to
Darüber hinaus Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein partikuläres Schaummaterial nach Anspruch 18.Furthermore, the subject of the present invention according to a fourth aspect of the present invention is a particulate foam material according to
Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verbundelement nach Anspruch 19; weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche.Yet another subject matter of the present invention according to a fifth aspect of the present invention is a composite element according to
Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Verwendung eines, insbesondere erfindungsgemäßen, Verbundelements zur Wärme- und/oder Schalldämmung, insbesondere von Gebäuden und/oder Dächern, vorzugsweise von Fußböden, Wänden und Dächern, nach Anspruch 27.Another subject of the present invention according to a sixth aspect of the present invention is a use of a composite element, in particular according to the invention, for thermal and/or sound insulation, in particular of buildings and/or roofs, preferably of floors, walls and roofs, according to claim 27.
Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Verwendung eines, insbesondere erfindungsgemäßen, Verbundelements bei der Installation von Heizungs- und/oder Versorgungsanlagen, insbesondere in Fußböden und/oder Wänden von Gebäuden, vorzugsweise von Fußbodenheizungen, nach Anspruch 28.Yet another subject of the present invention according to a seventh aspect of the present invention is a use of a composite element, in particular according to the invention, in the installation of heating and/or supply systems, in particular in floors and/or walls of buildings, preferably of underfloor heating systems, according to claim 28 .
Darüber hinaus Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fußbodenheizungselement nach Anspruch 29.Furthermore, the subject of the present invention according to an eighth aspect of the present invention is an underfloor heating element according to claim 29.
Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Wärmedämmung zur Verwendung in der Wärmedämmung von Wänden und/oder Dächern von Gebäuden nach Anspruch 30.Yet another subject of the present invention according to a ninth aspect of the present invention is a thermal insulation for use in the thermal insulation of walls and / or roofs of buildings according to claim 30.
Außerdem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Trittschalldämmung und/oder ein Akkustikabsorber zur Verwendung in der Schalldämmung von Wänden und/oder Fußböden von Gebäuden nach Anspruch 31.Furthermore, the subject of the present invention according to a tenth aspect of the present invention is an impact sound insulation and/or an acoustic absorber for use in the sound insulation of walls and/or floors of buildings according to claim 31.
Des Weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ortschaum zur Verwendung als Dämm- und/oder Konstruktionsmittel, insbesondere zur Wärme- und/oder Schalldämmung nach Anspruch 32.Furthermore, the subject of the present invention according to an eleventh aspect of the present invention is an in-situ foam for use as an insulating and/or construction material, in particular for heat and/or sound insulation according to claim 32.
Es versteht sich von selbst, dass Besonderheiten, Merkmale, Ausgestaltungen und Ausführungsformen sowie Vorteile oder dergleichen, welche nachfolgend - zu Zwecken der Vermeidung von unnötigen Wiederholungen - nur zu einem Erfindungsaspekt ausgeführt werden, selbstverständlich in Bezug auf die übrigen Erfindungsaspekte entsprechend gelten, ohne dass es einer ausdrücklichen Erwähnung bedarf.It goes without saying that special features, features, refinements and embodiments as well as advantages or the like, which are explained below - for the purpose of avoiding unnecessary repetitions - only in relation to one aspect of the invention, of course apply accordingly in relation to the other aspects of the invention, without it requires explicit mention.
Zudem gilt, dass alle im Folgenden genannten Werte- bzw. Parameterangaben oder dergleichen grundsätzlich mit genormten bzw. standardisierten oder explizit angegebenen Bestimmungsverfahren oder aber mit dem Fachmann auf diesem Gebiet an sich geläufigen Bestimmungsmethoden ermittelt bzw. bestimmt werden können.In addition, all values or parameter information or the like mentioned below are generally based on standardized or explicitly stated determination methods or with determinations that are familiar to a person skilled in the art in this field measurement methods can be determined or determined.
Darüber hinaus versteht es sich von selbst, dass alle gewichts- oder mengenbezogenen Prozentangaben vom Fachmann derart ausgewählt werden, dass in der Summe 100 % resultieren.Furthermore, it goes without saying that all weight or quantity-related percentages are selected by the expert in such a way that the total results in 100%.
Dies vorausgeschickt, wird im Folgenden die vorliegende Erfindung näher beschrieben.Having said this, the present invention will be described in more detail below.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist somit ein Schaummaterial, aufweisend einen natürlichen, nachwachsenden Rohstoff, wobei das Schaummaterial mindestens einen partikelförmigen Zusatz in Mengen von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Schaummaterial, aufweist.The subject of the present invention - according to a first aspect of the present invention - is therefore a foam material comprising a natural, renewable raw material, the foam material having at least one particulate additive in amounts of 5 to 20% by weight, based on the foam material.
Denn, wie die Anmelderin herausgefunden hat, lassen sich durch den Zusatz von Partikeln zu einem Schaummaterial auf Basis eines natürlichen, nachwachsenden Rohstoffs, insbesondere auf Basis von Holz bzw. lignocelluslosehaltigen Fasern, die mechanischen Eigenschaften des Schaummaterials aus einem natürlichen, nachwachsenden Rohstoff nochmals deutlich verbessern. Dies ist umso überraschender, da nicht nur die Festigkeit des resultierenden Schaummaterials erhöht wird, sondern auch die elastische Verformbarkeit deutlich verbessert ist. Mit der vorliegenden Erfindung wird somit ein Schaummaterial bereitgestellt, welches sich in hervorragender Weise zur Herstellung von Formkörpern und Verbundelementen, insbesondere von Konzeptions- und Verlegeplatten eignet, welche im Baubereich zu Konstruktionszwecken eingesetzt werden können und gleichzeitig hervorragende wärme- und schallisolierende Eigenschaften aufweisen. Auf diese Weise können Formkörper bzw. Verbundelemente aus dem erfindungsgemäßen Schaummaterial sowohl übliche Konstruktions- und Verlegeplatten ersetzen als auch die üblicherweise eingesetzten wärme- und schallisolierenden Materialien. Das erfindungsgemäße Schaummaterial vereint somit die Eigenschaften verschiedener Baumaterialien, welche bislang getrennt eingesetzt wurden, in einem einzigen Material.Because, as the applicant has discovered, by adding particles to a foam material based on a natural, renewable raw material, in particular based on wood or fibers containing lignocellulosic fibers, the mechanical properties of the foam material made from a natural, renewable raw material can be significantly improved . This is all the more surprising because not only is the strength of the resulting foam material increased, but the elastic deformability is also significantly improved. The present invention thus provides a foam material which is ideally suited for the production of molded bodies and composite elements, in particular conception and installation panels, which can be used in the construction sector for construction purposes and at the same time have excellent heat and sound insulating properties. In this way, molded bodies or composite elements made from the foam material according to the invention can replace both conventional construction and installation panels as well as the heat and sound-insulating materials commonly used. The foam material according to the invention thus combines the properties of different building materials, which were previously used separately, in a single material.
Unter einem Schaummaterial ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere ein fester Schaum zu verstehen. Schäume sind Gebilde aus gasgefüllten, kugel- oder polyederförmigen Zellen, welche durch flüssige, halbflüssige, hochviskose oder feste Zellstege begrenzt werden. Die Zellstege, verbunden über sogenannte Knotenpunkte, bilden ein zusammenhängendes Gerüst. Zwischen den Zellstegen spannen sich in einem geschlossenzelligen Schaum die Schaumlamellen. Werden die Schaumlamellen zerstört oder fließen sie am Ende der Schaumbildung in die Zellstege zurück, erhält man einen offenzelligen Schaum. Zur Erzeugung von Schäumen wird Gas in geeignete Flüssigkeiten eingeblasen oder eine Schaumbildung wird durch heftiges Schlagen, Schütteln, Verspritzen oder Rühren der Flüssigkeit in der betreffenden Gasatmosphäre erreicht, vorausgesetzt, dass die Flüssigkeiten geeignete Tenside oder andere grenzflächenaktive Stoffe, sogenannte Schaumbildner, enthalten, die außer Grenzflächenaktivität auch ein gewisses Filmbildungsvermögen besitzen. In anderen Fällen beruht die Schaumbildung auf chemischen Reaktionen, die unter Gasentwicklung ablaufen. Beispiele für feste Schäume sind insbesondere Kork, Vermiculite, Bimsstein oder Porenbeton.In the context of the present invention, a foam material is to be understood in particular as a solid foam. Foams are structures made up of gas-filled, spherical or polyhedral cells, which are delimited by liquid, semi-liquid, highly viscous or solid cell bars. The cell webs, connected via so-called nodes, form a coherent framework. The foam lamellae are stretched between the cell bars in a closed-cell foam. If the foam lamellae are destroyed or if they flow back into the cell bars at the end of foam formation, an open-cell foam is obtained. To produce foams, gas is blown into suitable liquids or foam formation is achieved by violently beating, shaking, spraying or stirring the liquid in the relevant gas atmosphere, provided that the liquids contain suitable surfactants or other surface-active substances, so-called foaming agents, which except Interfacial activity also has a certain film-forming ability. In other cases, foam formation is based on chemical reactions that result in gas evolution. Examples of solid foams are, in particular, cork, vermiculite, pumice stone or aerated concrete.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist das Schaummaterial üblicherweise ein offenzellliger Schaum.In the context of the present invention, the foam material is usually an open-cell foam.
Unter einem partikelförmigen Zusatz sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Partikel zu verstehen, welche dem Schaummaterial vor oder während der Schäumung zugesetzt werden. Auch Additive, welche in ihren Partikelgrößen und Materialeigenschaften bzw. chemischen Zusammensetzungen den Anforderungen des im erfindungsgemäßen Schaummaterials verwendeten partikelförmigen Zusatzes genügen und deren Partikelform im Schaummaterial erhalten bleiben, werden zusätzlich auch zu den partikelförmigen Zusätzen hinzugerechnet.In the context of the present invention, a particulate additive means particles which are added to the foam material before or during foaming. Additives whose particle sizes and material properties or chemical compositions meet the requirements of the particulate additive used in the foam material according to the invention and whose particle shape is retained in the foam material are also added to the particulate additives.
Insbesondere lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Schaummaterial Formkörper und Verbundelemente erhalten, die gegenüber Formkörpern und Verbundelementen des Standes der Technik auf Basis nachwachsender Rohstoffe deutlich verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen. Darüber hinaus weisen die mit dem erfindungsgenäßen Schaummaterial hergestellten Formkörper und Verbundelemente deutlich gesteigerte Festigkeiten, insbesondere gegenüber Druckbelastung, sowie gleichfalls verbesserte Wärmedämmeigenschaften bzw. schalldämmende Eigenschaften auf. In diesem Zusammenhang besonders von Vorteil ist, dass das erfindungsgemäße Schaummaterial seine dämmenden Eigenschaften auch dann noch beibehält, wenn das Schaummaterial oder aus diesem hergestellte Formkörper oder Verbundelemente erhöhten Mengen an Feuchtigkeit ausgesetzt ist.In particular, the foam material according to the invention can be used to obtain molded bodies and composite elements which have significantly improved mechanical properties compared to molded bodies and composite elements of the prior art based on renewable raw materials. In addition, the molded bodies and composite elements produced with the foam material according to the invention have significantly increased strength, in particular against pressure loads, as well as improved thermal insulation properties and sound-insulating properties. In this context, it is particularly advantageous that the foam material according to the invention retains its insulating properties even when the foam material or moldings or composite elements made from it are exposed to increased amounts of moisture.
Üblicherweise verlieren insbesondere Dämmstoffe auf Basis natürlicher Rohstoffe ihre dämmenden Eigenschaften, wenn sie hohen Mengen an Feuchtigkeit, bspw. in Form von Wasserdampf und insbesondere flüssigem Wasser, ausgesetzt sind. Der Funktionsverlust ist dabei nicht reversibel, so dass entsprechende Dämmungen ausgetauscht und aufwendig ersetzt werden müssen. Besonders ausgeprägt ist diese Problematik bei herkömmlichen Holzweichfaserplatten, die als Dämmelemente ab einer Feuchtigkeitsaufnahme von 30 %, bezogen auf den Holzweichfaseranteil der Platten, irreversibel geschädigt werden und ausfallen.Insulating materials based on natural raw materials in particular usually lose their insulating properties when they are exposed to high amounts of moisture, for example in the form of water vapor and especially liquid water. The loss of function is not reversible, so the corresponding insulation has to be replaced and replaced at great expense. This problem is particularly pronounced here Conventional soft wood fiber boards, which are used as insulating elements and are irreversibly damaged and fail when moisture absorption exceeds 30%, based on the soft wood fiber content of the boards.
Das erfindungsgemäße Schaummaterial oder aus diesem hergestellte Formkörper oder Verbundelemente zeigen dieses nachteilige Verhalten nicht und behalten ihre Dämmwirkung auch in Gegenwart bzw. nach Aufnahme von Feuchtigkeit bei. Weiterhin ist es außerdem möglich, dass das erfindungsgemäße Schaummaterial nach einer Aufnahme von erhöhten bzw. besonders hohen Mengen an Wasser bzw. Wasserdampf, etwa infolge eines Wassereinbruchs bzw -schadens, vollständig regeneriert, ohne dass in der Folge dauerhafte Performanceeinbußen zu befürchten wären. Zudem zeichnet sich das erfindungsgemäße Schaummaterial im Gegensatz zu vergleichbaren Materialien aus Basis von bspw. Holzweichfasermaterial durch eine besonders hohe Dimensionsstabilität aus und weist in Gegenwart von Feuchtigkeit, insbesondere bereits ohne Hydrophobierung, lediglich eine Quellung von unter 1 % auf.The foam material according to the invention or molded bodies or composite elements made from it do not show this disadvantageous behavior and retain their insulating effect even in the presence or after absorption of moisture. Furthermore, it is also possible for the foam material according to the invention to regenerate completely after absorbing increased or particularly high amounts of water or water vapor, for example as a result of water ingress or damage, without the fear of permanent loss of performance as a result. In addition, in contrast to comparable materials based on, for example, soft wood fiber material, the foam material according to the invention is characterized by a particularly high dimensional stability and only has a swelling of less than 1% in the presence of moisture, in particular even without hydrophobization.
Das erfindungsgemäße Schaummaterial zeichnet sich gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Faser- bzw. Wollmaterialien bzw. aus diesen hergestellten Körpern auf Basis nachwachsender Rohstoffen durch eine hohe mechanische Festigkeit sowie hohe strukturelle Integrität aus. Diese Eigenschaften beruhen insbesondere auf der stabilen und dauerhaften Schaumstruktur des erfindungsgemäßen Schaummaterials auf Basis eines natürlichen, nachwachsenden Rohstoffs.The foam material according to the invention is characterized by high mechanical strength and high structural integrity compared to fiber or wool materials known from the prior art or bodies made from these based on renewable raw materials. These properties are based in particular on the stable and durable foam structure of the foam material according to the invention based on a natural, renewable raw material.
Das erfindungsgemäße Schaummaterial erreicht diese vorteilhaften Eigenschaften insbesondere auf Basis des hohen Vernetzungsgrades des Schaummaterials in Verbindung mit vorteilhaften Gashalteeigenschaften, die in einer vorzugsweise offenporigen, hochgradig stabilen sowie beständigen Schaumstruktur resultieren.The foam material according to the invention achieves these advantageous properties in particular on the basis of the high degree of crosslinking of the foam material in conjunction with advantageous gas retention properties, which result in a preferably open-pored, highly stable and durable foam structure.
Weiterhin werden auf Basis dieser vorteilhaften Struktur bzw. Beschaffenheit des erfindungsgemäßen Schaummaterials hervorragende Dämmeigenschaften erreicht, welche mit vergleichbaren bzw. alternativen Dämmmaterialien auf Basis nachwachsender Rohstoffe so bislang nicht zugänglich gewesen sind. Insbesondere zeichnet sich das Schaummaterial durch ein vorteilhaftes Verhältnis von Porosität zur Materialmenge bzw. -masse aus, was sich in als durchweg positiv zu bewertenden Dichten und Flächengewichten niederschlägt. So können auf Basis des erfindungsgemäße Schaummaterials insgesamt auch gewichtsoptimierte Formkörper bzw. gewichtsoptimierte Verbundelemente erhalten werden, welche sich durch ein ausgewogenes Verhältnis von Eigengewicht zu erzielter Dämmleistung auszeichnen. Insbesondere im Bereich der Dämmung von Dächern von Gebäuden ist dieser Aspekt sowohl für Aufsparren- als auch Zwischen- oder Untersparrendämmungen von entscheidender Bedeutung, insbesondere da jedes zusätzliche Gewicht durch Gebäudewände und -fundament kompensiert werden muss.Furthermore, based on this advantageous structure or nature of the foam material according to the invention, excellent insulating properties are achieved, which have not previously been available with comparable or alternative insulating materials based on renewable raw materials. In particular, the foam material is characterized by an advantageous ratio of porosity to the amount or mass of material, which is reflected in densities and weights per unit area that can be assessed as consistently positive. On the basis of the foam material according to the invention, weight-optimized moldings or weight-optimized composite elements can also be obtained, which are characterized by a balanced ratio of their own weight to the achieved insulation performance. Particularly in the area of insulating the roofs of buildings, this aspect is of crucial importance for both over-rafter and between- or under-rafter insulation, especially since any additional weight must be compensated for by the building walls and foundation.
Mit der vorliegenden Erfindung können somit nunmehr erstmalig Formkörper und Verbundelemente zur Verfügung gestellt werden, welche aus einem Schaummaterrial bestehen bzw. eine Schaumschicht umfassen, deren Schaummaterial einen natürlichen, nachwachsenden Rohstoff aufweist, und wobei die bereitgestellten Formkörper und Verbundelemente vorzugsweise zuverlässig wetter- und insbesondere feuchtigkeitsbeständig, mechanisch höchst belastbar sowie wirkeffizient und nicht zuletzt gewichtsoptimiert in Bezug auf eine Vielzahl von Anwendungen an so wie in einem Gebäude sind.With the present invention, molded bodies and composite elements can now be made available for the first time, which consist of a foam material or comprise a foam layer, the foam material of which has a natural, renewable raw material, and the molded bodies and composite elements provided are preferably reliably weather and in particular moisture resistant , highly mechanically resilient as well as effective and, last but not least, weight-optimized in relation to a variety of applications in a building.
Weiterhin zeichnen sich die mit dem erfindungsgemäßen Schaummaterial erhältlichen Verbundelemente durch eine insbesondere hervorragende Verbundhaftung und dementsprechend hohe Dauerhaftigkeit und Beständigkeit aus.Furthermore, the composite elements obtainable with the foam material according to the invention are characterized by particularly excellent composite adhesion and a correspondingly high level of durability and resistance.
Die mit dem erfindungsgemäßen Schaummaterial erhältlichen Formkörper und Verbundelemente eignen sich dabei - insbesondere je nach spezifischer Ausgestaltung bzw. Konfiguration - in hervorragender Weise für die Verwendung in allen Arten von Dämmungen, d.h. sowohl zur Außen- als auch Innenraumdämmung von Gebäuden sowie zur Dämmung von Dächern. Darüber hinaus können mit dem erfindungsgemäßen Schaummaterial erhältlichen Formkörper und Verbundelemente auch als schalldämmende Konstruktionselemente ausgebildet sein, die bspw. zur Trittschalldämmung in einem Fußbodenaufbau verwendet werden können. Auch können mit dem erfindungsgemäßen Schaummaterial erhältlichen Formkörper und Verbundelemente in Form von Fertigbauteilen bzw. -wänden im Rahmen eines schnellen und effizienten Auf- sowie Ausbaus von Gebäuden eingesetzt werden. Insofern eignet sich das erfindungsgemäße Schaummaterial vorteilhaft für ein breites Anwendungsspektrum und können dementsprechend hoch variabel konzipiert und konfiguriert werden.The molded bodies and composite elements available with the foam material according to the invention are - particularly depending on the specific design or configuration - ideally suited for use in all types of insulation, i.e. both for the external and internal insulation of buildings as well as for the insulation of roofs. In addition, molded bodies and composite elements available with the foam material according to the invention can also be designed as sound-absorbing construction elements, which can be used, for example, for impact sound insulation in a floor structure. Shaped bodies and composite elements in the form of prefabricated components or walls available with the foam material according to the invention can also be used as part of a quick and efficient construction and expansion of buildings. In this respect, the foam material according to the invention is advantageously suitable for a wide range of applications and can therefore be designed and configured in a highly variable manner.
Neben diesen anwendungsorientierten Vorteilen bleibt ein maßgeblicher weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass das vielfältig und flexibel einsetzbare erfindungsgemäße Schaummaterial und die mit diesem erhältlichen Formkörper und Verbundelemente in hohem Grade bzw. Maße als nachhaltige Lösung für den Baubereich angesehen werden können, insbesondere in Gegenüberstellung zu standardmäßig verwendeten Dämm- bzw. Konstruktionselementen.In addition to these application-oriented advantages, a significant further advantage of the present invention remains that the foam material according to the invention, which can be used in a variety of ways and flexibly, and the molded bodies and composite elements available with it can be viewed to a high degree or extent as a sustainable solution for the construction sector, especially in comparison to stan Insulation and construction elements used as standard.
Besonders gute Ergebnisse werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung erhalten, wenn das Schaummaterial den partikelförmigen Zusatz in Mengen von 5 bis 15 Gew.-%, insbesondere 5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 6 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 6 bis 9 Gew.-%, bezogen auf das Schaummaterial, aufweist. Mit den vorgenannten Mengen des partikelförmigen Zusatzes in dem erfindungsgemäßen Schaummaterial lassen sich mechanisch besonders widerstandsfähige und gleichzeitig elastische Formkörper und Verbundelemente erhalten.Particularly good results are obtained in the context of the present invention if the foam material contains the particulate additive in amounts of 5 to 15% by weight, in particular 5 to 10% by weight, preferably 6 to 10% by weight, preferably 6 to 9 % by weight, based on the foam material. With the aforementioned amounts of particulate additive in the foam material according to the invention, molded bodies and composite elements that are particularly mechanically resistant and at the same time elastic can be obtained.
Als partikelförmiger Zusatz kann prinzipiell jeder geeignete Zusatz gewählt werden. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass es weniger auf die chemischen Eigenschaften des partikelförmigen Zusatzes ankommt, als vielmehr auf die Partikelgrößen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es jedoch bevorzugt, wenn der partikelförmige Zusatz ausgewählt ist aus mineralischen Partikeln, Partikeln aus nachwachsenden Rohstoffen und deren Mischungen. Insbesondere wird es unter Gesichtspunkten der Nachhaltigkeit im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht bevorzugt, wenn Partikel auf Basis petrochemisch hergestellter Polymere eingesetzt werden. Darüber hinaus wird es aus Gründen des Brandschutzes auch bevorzugt, wenn mineralische oder zumindest anorganische Partikel eingesetzt werden. Besonders gute Ergebnisse werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung erhalten, wenn der partikelförmige Zusatz ausgewählt ist aus der Gruppe von Blähgraphit, expandiertem Perlit, expandiertem Vermiculit, Kieselsäure, insbesondere pyrogener Kieselsäure, Aerogelen, insbesondere Silica-Aerogelen, Zeolithen und deren Mischungen. In diesem Zusammenhang hat es sich bewährt, wenn der partikelförmige Zusatz ausgewählt ist aus der Gruppe von Blähgraphit, expandiertem Perlit, expandiertem Vermiculit und deren Mischungen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es ganz besonders bevorzugt, wenn der partikelförmige Zusatz Blähgraphit ist. Durch die Verwendung von Blähgraphit lassen sich nicht nur die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Schaummaterials verbessern, sondern auch die Brandfestigkeit wird deutlich verbessert.In principle, any suitable additive can be chosen as a particulate additive. Surprisingly, it has turned out that what matters is less the chemical properties of the particulate additive and more the particle sizes. In the context of the present invention, however, it is preferred if the particulate additive is selected from mineral particles, particles made from renewable raw materials and mixtures thereof. In particular, from the perspective of sustainability, it is not preferred in the context of the present invention if particles based on petrochemically produced polymers are used. In addition, for reasons of fire protection, it is also preferred if mineral or at least inorganic particles are used. Particularly good results are obtained in the context of the present invention if the particulate additive is selected from the group of expandable graphite, expanded pearlite, expanded vermiculite, silica, in particular pyrogenic silica, aerogels, in particular silica aerogels, zeolites and mixtures thereof. In this context, it has proven useful if the particulate additive is selected from the group of expandable graphite, expanded pearlite, expanded vermiculite and mixtures thereof. In the context of the present invention, it is particularly preferred if the particulate additive is expanded graphite. By using expandable graphite, not only can the mechanical properties of the foam material according to the invention be improved, but the fire resistance is also significantly improved.
Wie zuvor dargelegt, ist die Partikelgröße im Rahmen der vorliegenden Erfindung oftmals von Bedeutung. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der partikelförmige Zusatz mittlere Partikelgrößen im Bereich von 10 µm bis 2 mm, insbesondere 20 µm bis 1,5 mm, vorzugsweise 50 µm bis 1 mm, bevorzugt 70 µm bis 800 µm, besonders bevorzugt 80 µm bis 700 µm, aufweist. Mit Zusätzen, welche Partikelgrößen in den vorgenannten Bereichen aufweisen, lassen sich die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Schaummaterials gezielt verbessern.As previously stated, particle size is often important in the context of the present invention. It has proven to be advantageous if the particulate additive has average particle sizes in the range from 10 μm to 2 mm, in particular 20 μm to 1.5 mm, preferably 50 μm to 1 mm, preferably 70 μm to 800 μm, particularly preferably 80 μm up to 700 µm. The mechanical properties of the foam material according to the invention can be specifically improved with additives which have particle sizes in the aforementioned ranges.
Die mittlere Partikelgröße entspricht dabei dem D50-Wert. D50 bedeutet, dass 50 % der Partikel eine kleinere Partikelgröße haben als der angegebene Wert. Die Partikelgrößen bzw. Partikelgrößenverteilung kann insbesondere mittels Laserdiffraktomie bestimmt werden.The average particle size corresponds to the D50 value. D50 means that 50% of the particles have a particle size smaller than the specified value. The particle sizes or particle size distribution can be determined in particular using laser diffraction.
Vorzugsweise weist das Schaummaterial sowie aus diesem hergestellte Formkörper die Brandklasse C, bevorzugt B, gemäß DIN EN 13 501-1 auf. Insbesondere bei Verwendung anorganischer partikelförmiger Zusätze, insbesondere von Blähgraphit, in Mengen von mindestens 5 Gew.-%, bezogen auf das Schaummaterial, weist das Schaummaterial bzw. aus diesem hergestellte Formkörper die Brandklasse B auf und gilt als schwer entflammbar. Ohne Zusatz von Flammschutzmitteln weist das Schaummaterial die Brandklasse E gemäß DIN EN 13501-1 auf und ist somit leicht entflammbar, wie es für Schäume auf Basis nachwachsender Rohstoffe, insbesondere für Holzschäume, zu erwarten ist.Preferably, the foam material and moldings made from it have fire class C, preferably B, according to
Wie zuvor bereits ausgeführt weist das erfindungsgemäße Schaummaterial durch den partikelförmigen Zusatz verbesserte mechanische Eigenschaften auf. So weist das erfindungsgemäße Schaummaterial beispielsweise bei einer Rohdichte von 70 bis 80 kg/m3 eine Querzugsfestigkeit nach DIN EN 1607 von von 10 bis 40 kPa, onsbesondere 10 bis 30 kPa, vorzugsweise 10 bis 25 kPa, auf.As already stated above, the foam material according to the invention has improved mechanical properties due to the particulate additive. For example, at a bulk density of 70 to 80 kg/m 3 , the foam material according to the invention has a transverse tensile strength according to DIN EN 1607 of 10 to 40 kPa, in particular 10 to 30 kPa, preferably 10 to 25 kPa.
Bei einer Rohdichte von 100 bis 120 kg/m3 weist das erfindungsgemäße Schaummaterial vorzugsweise eine Querzugsfestigkeit nach DIN EN 1607 von 25 bis 75 kPa, insbesondere 30 bis 70 kPa, vorzugsweise 30 bis 60 kPa, bevorzugt 30 bis 50 kPa, auf.With a bulk density of 100 to 120 kg/m 3 , the foam material according to the invention preferably has a transverse tensile strength according to DIN EN 1607 of 25 to 75 kPa, in particular 30 to 70 kPa, preferably 30 to 60 kPa, preferably 30 to 50 kPa.
Bei einer Rohdichte von 130 bis 150 kg/m3 weist das erfindungsgemäße Schaummaterial vorzugsweise eine Querzugsfestigkeit nach DIN EN 1607 von 40 bis 120 kPa, insbesondere 40 bis 100 kPa, vorzugsweise 50 bis 100 kPa, bevorzugt 50 bis 90 kPa, auf.With a bulk density of 130 to 150 kg/m 3 , the foam material according to the invention preferably has a transverse tensile strength according to DIN EN 1607 of 40 to 120 kPa, in particular 40 to 100 kPa, preferably 50 to 100 kPa, preferably 50 to 90 kPa.
Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Schaummaterial eine verbesserte Querzugsfestigkeit, bestimmt gemäß DIN EN 1607, im Bereich von 4 bis 25 %, insbesondere 5 bis 20 %, im Vergleich zu einem entsprechenden Schaummaterial ohne partikelförmigen Zusatz oder mit einer Menge an partikelförmigem Zusatz von weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das Schaummaterial, auf.The foam material according to the invention preferably has an improved transverse tensile strength, determined according to DIN EN 1607, in the range of 4 to 25%, in particular 5 to 20%, compared to a corresponding foam material without particulate additives or with an amount of particulate additives of less than 5% by weight .-%, based on the foam material.
Weiterhin weist das erfindungsgemäße Schaummaterial beispielsweise bei einer Rohdichte von 70 bis 80 kg/m3 eine Druckfestigkeit bei 10 % Stauchung nach DIN EN 826 von 40 bis 120 kPa, insbesondere 40 bis 100 kPa, vorzugsweise 40 bis 80 kPa, bevorzugt 40 bis 70 kPa, auf.Furthermore, the foam material according to the invention has, for example, a bulk density from 70 to 80 kg/m 3 a compressive strength at 10% compression according to DIN EN 826 of 40 to 120 kPa, in particular 40 to 100 kPa, preferably 40 to 80 kPa, preferably 40 to 70 kPa.
Bei einer Rohdichte von 100 bis 120 kg/m3 weist das erfindungsgemäße Schaummaterial vorzugsweise eine Druckfestigkeit bei 10 % Stauchung nach DIN EN 826 von 80 bis 300 kPa, insbesondere 80 bis 250 kPa, vorzugsweise 80 bis 200 kPa, bevorzugt 100 bis 150 kPa, auf.With a bulk density of 100 to 120 kg/m 3 , the foam material according to the invention preferably has a compressive strength at 10% compression according to DIN EN 826 of 80 to 300 kPa, in particular 80 to 250 kPa, preferably 80 to 200 kPa, preferably 100 to 150 kPa, on.
Bei einer Rohdichte von 130 bis 150 kg/m3 weist das erfindungsgemäße Schaummaterial vorzugsweise eine Druckfestigkeit bei 10 % Stauchung nach DIN EN 826 von 250 bis 450 kPa, insbesondere 250 bis 400 kPa, vorzugsweise 270 bis 380 kPa, bevorzugt 270 bis 350 kPa, auf.With a bulk density of 130 to 150 kg/m 3 , the foam material according to the invention preferably has a compressive strength at 10% compression according to DIN EN 826 of 250 to 450 kPa, in particular 250 to 400 kPa, preferably 270 to 380 kPa, preferably 270 to 350 kPa, on.
Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Schaummaterial eine verbesserte Druckfestigkeit bei 10 % Stauchung, bestimmt gemäß DIN EN 1607, im Bereich von 10 bis 50 %, insbesondere 10 bis 30 %, im Vergleich zu einem entsprechenden Schaummaterial ohne partikelförmigen Zusatz oder mit einer Menge an partikelförmigem Zusatz von weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das Schaummaterial, auf.The foam material according to the invention preferably has an improved compressive strength at 10% compression, determined according to DIN EN 1607, in the range of 10 to 50%, in particular 10 to 30%, compared to a corresponding foam material without particulate additives or with an amount of particulate additives less than 5% by weight, based on the foam material.
Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Schaummaterial beispielsweise bei einer Rohdichte von 70 bis 80 kg/m3 ein Druckmodul, bestimmt nach DIN EN 826, von 500 bis 3.000 kPa, insbesondere 600 bis 2.700 kPa, bevorzugt 700 bis 2.500 kPa, auf.In addition, the foam material according to the invention, for example with a bulk density of 70 to 80 kg/m 3 , has a pressure modulus, determined according to DIN EN 826, of 500 to 3,000 kPa, in particular 600 to 2,700 kPa, preferably 700 to 2,500 kPa.
Bei einer Rohdichte von 100 bis 120 kg/m3 weist das erfindungsgemäße Schaummaterial vorzugsweise ein Druckmodul, bestimmt gemäß DIN EN 826, von 1.500 bis 7.000 kPa, insbesondere 1.600 bis 6.500 kPa, bevorzugt 1.800 bis 6.000 kPa, auf.With a bulk density of 100 to 120 kg/m 3 , the foam material according to the invention preferably has a pressure modulus, determined according to DIN EN 826, of 1,500 to 7,000 kPa, in particular 1,600 to 6,500 kPa, preferably 1,800 to 6,000 kPa.
Bei einer Rohdichte von 130 bis 150 kg/m3 weist das erfindungsgemäße Schaummaterial vorzugsweise ein Druckmodul, bestimmt gemäß DIN EN 826, von 8.000 bis 12.000 kPa, insbesondere 9.000 bis 11.500 kPa, bevorzugt 10.000 bis 11.000 kPa, auf.With a bulk density of 130 to 150 kg/m 3 , the foam material according to the invention preferably has a pressure modulus, determined according to DIN EN 826, of 8,000 to 12,000 kPa, in particular 9,000 to 11,500 kPa, preferably 10,000 to 11,000 kPa.
Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Schaummaterial ein verbessertes Druckmodul, bestimmt gemäß DIN EN 826, im Bereich von 20 bis 80 %, insbesondere 30 bis 60 %, im Vergleich zu einem entsprechenden Schaummaterial ohne partikelförmigen Zusatz oder mit einer Menge an partikelförmigem Zusatz von weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das Schaummaterial, auf.The foam material according to the invention preferably has an improved pressure modulus, determined according to DIN EN 826, in the range of 20 to 80%, in particular 30 to 60%, compared to a corresponding foam material without particulate additive or with an amount of particulate additive of less than 5% by weight .-%, based on the foam material.
Unter einem natürlichen bzw. insbesondere nachwachsenden Rohstoff werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung organische Rohstoffe verstanden, die aus land- und forstwirtschaftlicher Produktion stammen und zielgerichtet für weiterführende Anwendungszwecke außerhalb des Nahrungs- und Futterbereichs verwendet werden. Gleichfalls als Rohstoffe aufgefasst werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung dabei Wertstoffe bzw. Produktionsnebenstoffe und/oder Stoffe aus weiterverwertbaren bzw. wiederverwertbaren Quellen, die ursprünglich auf einem nachwachsenden Rohstoff basiert sind.In the context of the present invention, a natural or, in particular, renewable raw material is understood to mean organic raw materials that come from agricultural and forestry production and are used specifically for further applications outside of the food and feed sector. In the context of the present invention, valuable materials or production by-products and/or materials from reusable or reusable sources that are originally based on a renewable raw material are also considered raw materials.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden nun besonders gute Ergebnisse erhalten, wenn der natürliche, nachwachsende Rohstoff ein pflanzlicher Rohstoff, insbesondere auf Basis von verholzten und/oder verholzenden Pflanzen, vorzugsweise Holz, ist. Somit bevorzugt umfasst der natürliche, nachwachsende, insbesondere pflanzliche, Rohstoff Lignin- und/oder Lignocellulose-basierte Rohstoffe bzw. insbesondere Pflanzen.In the context of the present invention, particularly good results are obtained if the natural, renewable raw material is a plant raw material, in particular based on woody and/or woody plants, preferably wood. The natural, renewable, in particular plant-based, raw material therefore preferably comprises lignin and/or lignocellulose-based raw materials or in particular plants.
Dabei können im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise nahezu alle Arten von Holz bzw. Bestandteile von Gehölzen, d.h. Lignin- und/oder Lignocellulose-basierten Pflanzen, verwendet werden. Der natürliche, nachwachsende, insbesondere pflanzliche, Rohstoff kann dementsprechend vorzugsweise etwa ausgewählt sein aus der Gruppe von Laubholz, Nadelholz, Rinde, Wurzelmaterial, Durchforstungsholz, verholzenden Einjahrespflanzen und deren Mischungen. Gleichfalls ist es auch möglich, dass der natürliche, nachwachsende, insbesondere pflanzliche, Rohstoff erhalten ist aus Sägenebenprodukten, Altholz, holzhaltigen Abfallprodukten und/oder recyclebaren bzw. recycelten holzhaltigen Produkten.In the context of the present invention, almost all types of wood or components of woody plants, i.e. lignin and/or lignocellulose-based plants, can advantageously be used. The natural, renewable, in particular plant-based, raw material can accordingly preferably be selected from the group of hardwood, softwood, bark, root material, thinning wood, woody annual plants and mixtures thereof. It is also possible that the natural, renewable, in particular plant-based, raw material is obtained from sawing by-products, waste wood, wood-containing waste products and/or recyclable or recycled wood-containing products.
Entsprechend ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, dass das Schaummaterial aus einer Vielzahl von potentiellen Ausgangsstoffen bzw. Rohstoffquellen erhalten werden kann. Insbesondere ist im Hinblick auf die Ausgangsstoffe bzw. Rohstoffquellen des erfindungsgemäßen Schaummaterials vorrangig entscheidend, dass diese aus Rohstoffen bzw. entsprechenden Quellen, die auf verholzten und/oder verholzenden Pflanzen beruhen, erhalten werden.Accordingly, a particular advantage of the present invention is that the foam material can be obtained from a variety of potential starting materials or raw material sources. In particular, with regard to the starting materials or raw material sources of the foam material according to the invention, it is primarily crucial that they are obtained from raw materials or corresponding sources that are based on woody and/or woody plants.
Bevorzugt weist der natürliche, nachwachsende, insbesondere pflanzliche, Rohstoff dabei eine partikuläre, insbesondere faserartige, Form und/oder Struktur auf. Darüber hinaus ganz besonders bevorzugt ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn der natürliche, nachwachsende, insbesondere pflanzliche, Rohstoff in Form von, vorzugsweise Lignocellulose-haltigen, Partikeln, insbesondere Fasern, vorliegt.The natural, renewable, in particular plant-based, raw material preferably has a particulate, in particular fibrous, shape and/or structure. Furthermore, it is very particularly preferred in the context of the present invention if the natural, renewable, in particular plant-based, raw material is in the form of particles, preferably containing lignocellulose, in particular fibers.
Lignocellulose bildet dabei die Zellwand verholzter bzw. verholzender Pflanzen und dient ihnen als Strukturgerüst. Hemicellulosen und vor allem Cellulose bilden zunächst ein Gerüst, in das beim Vorgang der Verholzung (Lignifizierung) nachträglich Lignin eingelagert wird, woraus letztlich die Lignocellulose resultiert.Lignocellulose forms the cell wall of woody or woody plants and serves as their structural framework. Hemicelluloses and especially cellulose initially form a framework into which lignin is subsequently incorporated during the process of lignification (lignification), which ultimately results in lignocellulose.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird also bevorzugter Weise ein partikuläres Material auf Basis eines natürlichen, nachwachsenden, insbesondere pflanzlichen, Rohstoffs, vorzugsweise auf Basis von Holz bzw. Bestandteilen von Gehölzen, für das Schaummaterial verwendet. Ganz besonders bevorzugt ist es dabei, wenn das Holz bzw. Bestandteile von Nadelhölzern eingesetzt werden, insbesondere wobei frische Nadelhölzer noch weiter bevorzugt sind. Dies besondere Bevorzugung von, insbesondere frischen, Nadelhölzern kann auf den vergleichsweise hohen Lignin-Anteil zurückgeführt werden, welcher sich positiv auf das Schaummaterial der Schaumschicht auswirkt.In the context of the present invention, a particulate material based on a natural, renewable, in particular plant-based, raw material, preferably based on wood or components of woody plants, is preferably used for the foam material. It is particularly preferred if the wood or components of softwoods are used, in particular fresh softwoods are even more preferred. This particular preference for softwoods, especially fresh ones, can be attributed to the comparatively high lignin content, which has a positive effect on the foam material of the foam layer.
Hierbei kann, wie zuvor ausgeführt wurde, die Rohstoffquelle in weiten Bereichen variieren. Entsprechend einem weiteren Vorteil der vorliegenden Erfindung erlaubt dieser Aspekt eine besonders variable bzw. flexible Gestaltung der Herstellungsprozesses des erfindungsgemäßen Schaummaterials.As explained above, the source of raw materials can vary widely. According to a further advantage of the present invention, this aspect allows a particularly variable or flexible design of the manufacturing process of the foam material according to the invention.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Schaummaterial so flexibel in seiner Herstellung ausgestaltet, dass es wenig bzw. kaum von einer bestimmten Rohstoffquelle oder -qualität abhängt, was sowohl eine kostengünstige als auch je nach Rohstoffangebot anpassbare Herstellung erfindungsgemäßer Verbundelemente erlaubt. Insbesondere kommen letztlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen prinzipiell sämtliche Materialien als geeignete Rohstoffe in Betracht, die einen Lignin- bzw. einen Lignocellulose-Anteil aufweisen, wie bspw. - zusätzlich zu den vorgenannten Rohstoffquellen - u.a. auch Holzwolle, Holzfasern, Jute, Flachs sowie pflanzliche Abfälle der Agrarindustrie.In particular, the foam material according to the invention is designed to be so flexible in its production that it depends little or hardly on a specific raw material source or quality, which allows both cost-effective and adaptable production of composite elements according to the raw material supply. In particular, in the context of the present invention, essentially all materials that have a lignin or a lignocellulose content come into consideration as suitable raw materials, such as - in addition to the aforementioned raw material sources - also wood wool, wood fibers, jute, flax as well as vegetable waste from the agricultural industry.
In Bezug auf die Beschaffenheit des nachwachsenden Rohstoffs wird es, wie bereits erwähnt, bevorzugt, wenn dieser eine partikuläre, insbesondere faserartige, Form aufweist. Speziell bewährt hat es sich, wenn die Partikel bzw. insbesondere Fasern des Rohstoffmaterials Partikelgrößen und/oder Faserlängen in einem Bereich von 100 µm bis 50 mm, insbesondere 200 µm bis 10 mm, vorzugsweise 250 µm bis 5 mm, bevorzugt 300 µm bis 2,5 mm, bezogen auf den nachwachsenden Rohstoff im Ausgangszustand, aufweisen.With regard to the nature of the renewable raw material, as already mentioned, it is preferred if it has a particulate, in particular fibrous, shape. It has proven particularly useful if the particles or in particular fibers of the raw material have particle sizes and/or fiber lengths in a range from 100 µm to 50 mm, in particular 200 µm to 10 mm, preferably 250 µm to 5 mm, preferably 300 µm to 2. 5 mm, based on the renewable raw material in its initial state.
Derartig kleine Partikel bzw. insbesondere kurze Fasern des natürlichen, nachwachsenden Rohstoffs können bspw. aus Refiner-Prozessen bzw. Mahlvorgängen erhalten werden. Als vorteilhaft ergeben hat sich etwa die Durchführung von zwei Mahlprozessen, insbesondere wobei zunächst eine vergleichsweise gröbere und nachfolgend eine feinere Mahlstufe gewählt wird. Im Rahmen dieses Vorgehens besteht daher insbesondere auch die Möglichkeit, die Partikelgröße bzw. Faserlänge gezielt und je nach Anwendungsbedarf bzw. -zweck einzustellen, wofür insbesondere die Geometrie der verwendeten Mahlwerkzeuge, der Mahlplattenabstand und/oder die Mahlzyklenzahl maßgeblich sind.Such small particles or in particular short fibers of the natural, renewable raw material can be obtained, for example, from refiner processes or grinding processes. It has proven to be advantageous to carry out two grinding processes, in particular where a comparatively coarser grinding stage is selected first and then a finer grinding stage. As part of this procedure, it is therefore particularly possible to adjust the particle size or fiber length specifically and depending on the application requirements or purpose, for which the geometry of the grinding tools used, the distance between the grinding plates and/or the number of grinding cycles are particularly important.
Ein Vorteil der erfindungsgemäß vorzugsweise eingesetzten Fasern mit geringen Fasergrößen liegt darin, dass sich das Material problemlos wieder in den Prozess zurückführen lässt. Darüber hinaus wird zur Herstellung des Schaummaterials im Rahmen der vorliegenden Erfindung kein Klebstoff benötigt, so dass die Wiederverwendbarkeit des Schaummaterials nochmals deutlich verbessert ist. Verschnitt oder Produktionsreste können somit wiederverwendet werden, im Gegensatz zu im Trockenverfahren hergestellten Holzweichfaserplatten (HWF-Platten), bei welchen anfallende Produktionsreste entsorgt werden müssen. Das erfindungsgemäß eingesetzte Schaummaterial ist folglich deutlich nachhaltiger und ressourcenschonender als bislang verwendete Materialien.An advantage of the fibers with small fiber sizes that are preferably used according to the invention is that the material can be easily returned to the process. In addition, no adhesive is required to produce the foam material in the context of the present invention, so that the reusability of the foam material is significantly improved. Offcuts or production leftovers can therefore be reused, in contrast to soft wood fiber boards (HWF boards) produced using the dry process, where any production leftovers must be disposed of. The foam material used according to the invention is therefore significantly more sustainable and resource-saving than materials previously used.
Vorzugsweise werden im Rahmen der Refiner-Prozesse bzw. Mahlvorgänge Fasersuspensionen erhalten, die insbesondere hochviskos sind und als Ausgangszusammensetzung für das erfindungsgemäß verwendete Schaummaterial dienen.As part of the refiner processes or grinding processes, fiber suspensions are preferably obtained which are particularly highly viscous and serve as the starting composition for the foam material used according to the invention.
Eigenschaften des Schaummaterials, wie bspw. dessen Dichte oder Festigkeit, können variable eingestellt werden, wenn Fasersuspensionen mit unterschiedlich langen bzw. großen Rohstofffasern bzw. -partikeln gemischt werden. Die Viskosität der Suspension kann zudem eingestellt werden, indem überschüssige Flüssigkeit, insbesondere in Form von Wasser, bspw. dekantiert wird oder aber Flüssigkeit bzw. ein Lösungsmittel, insbesondere Wasser, zu der gemahlenen Masse hinzugefügt wird, falls eine niedrigviskosere Suspension gewünscht ist. Die verwendeten Suspensionen zeichnen sich dabei insbesondere durch gute Gashalteeigenschaften aus, was speziell vorteilhaft für die Schaumbildung ist.Properties of the foam material, such as its density or strength, can be adjusted variably when fiber suspensions are mixed with raw material fibers or particles of different lengths or sizes. The viscosity of the suspension can also be adjusted by, for example, decanting excess liquid, in particular in the form of water, or by adding liquid or a solvent, in particular water, to the ground mass if a lower-viscosity suspension is desired. The suspensions used are characterized in particular by good gas holding properties, which is particularly advantageous for foam formation.
Was nun die Zusammensetzung des Schaummaterials anbelangt, so kann diese je nach Anwendung bzw. Verwendungszweck variieren bzw. variiert werden. Erfindungsgemäß bevorzugt wird es dabei, wenn der natürliche, nachwachsende Rohstoff an dem Schaummaterial einen Anteil von mehr als 75 Gew.-%, insbesondere 77 Gew.-%, vorzugsweise 80 Gew.-%, bevorzugt 82 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 85 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Schaummaterials, hat.As far as the composition of the foam material is concerned, this can vary or be varied depending on the application or intended use. According to the invention, it is preferred if the natural, renewable raw material in the foam material has a proportion of more than 75% by weight, in particular 77% by weight, preferably 80% by weight, preferably 82% by weight, very particularly preferably 85% by weight, based on the total composition of the foam material.
Gleichfalls hat es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung bewährt, wenn der natürliche, nachwachsende Rohstoff an dem Schaummaterial einen Anteil in einem Bereich von 75 bis 95 Gew.-%, insbesondere 77 bis 94 Gew.-%, vorzugsweise 80 bis 93 Gew.-%, bevorzugt 82 bis 92 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 85 bis 91 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Schaummaterials, hat.It has also proven useful in the context of the present invention if the natural, renewable raw material in the foam material contains a proportion of 75 to 95% by weight, in particular 77 to 94% by weight, preferably 80 to 93% by weight. %, preferably 82 to 92% by weight, very particularly preferably 85 to 91% by weight, based on the total composition of the foam material.
Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung also vorzugsweise vorgesehen, dass das Schaummaterial ganz überwiegend aus nachwachsenden Rohstoffen gebildet ist, was insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit als besonders positiv zu bewerten ist.In the context of the present invention, it is therefore preferably provided that the foam material is formed predominantly from renewable raw materials, which is particularly positive from the point of view of sustainability.
Auch ist in diesem Zusammenhang als vorteilhaft zu erwähnen, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht nur Rohstoffe, insbesondere Holz bzw. Gehölze, aus landwirtschaftlicher oder forstwirtschaftlicher Erzeugung bzw. Produktion genutzt werden können, sondern auch solche Stoffe als Ausgangs- bzw. Rohstoffe dienen können, die bspw. bei Recyclingprozessen bzw. weiterführenden Produktionsprozessen als Neben- oder Abfallprodukte anfallen.In this context, it should also be mentioned as advantageous that in the context of the present invention not only raw materials, in particular wood or trees, from agricultural or forestry production or production can be used, but also such substances can serve as starting materials or raw materials , which arise as by-products or waste products, for example in recycling processes or further production processes.
Das Schaummaterial kann also bspw. auch insbesondere zumindest im Wesentlichen ausschließlich aus Produktionsabfällen bzw. Recyclingquellen erhalten sein.The foam material can, for example, also be obtained at least essentially exclusively from production waste or recycling sources.
In diesem Sinne ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung somit auch eine wertschöpfende Weiterverarbeitung von auf natürlichen Rohstoffen basierten, bereits verarbeiteten Materialen möglich. Dies erlaubt in vorteilhafter Weise eine Schonung natürlicher Ressourcen sowie gleichfalls eine sinn- und wertvolle Nutzung von Prozessnebenprodukten bzw. vermeintlichen Abfällen. Damit kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung insgesamt positiv Einfluss auf Wertschöpfungszyklen von nachwachsenden Rohstoffen genommen und somit ein als umweltfreundlich sowie nachhaltig zu bewertendes Erzeugnis bereitgestellt werden.In this sense, within the scope of the present invention, value-adding further processing of already processed materials based on natural raw materials is also possible. This advantageously allows natural resources to be conserved as well as sensible and valuable use of process by-products or supposed waste. In the context of the present invention, this can have an overall positive influence on the value creation cycles of renewable raw materials and thus provide a product that can be assessed as environmentally friendly and sustainable.
Je nach Anwendungszweck bzw. beabsichtigter Verwendung kann es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch anbieten, die Eigenschaften des Schaummaterials zu modifizieren. In diesem Zusammenhang kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn das Schaummaterial ein oder mehrere Additive umfasst. Bevorzugt sind das eine oder die mehreren Additive dabei ausgewählt aus der Gruppe von Hydrophobierungsmitteln, Flammschutzmitteln, Glimmschutzmitteln, Fungiziden, Oxidationsmitteln, Treibmitteln, Verdickungsmitteln, Vernetzern, Geliermitteln, Emulgatoren, pH-Regulatoren, Weichmachern, Bindemitteln und/oder deren Mischungen.However, depending on the application or intended use, it may be advisable within the scope of the present invention to modify the properties of the foam material. In this context, it can prove to be advantageous if the foam material comprises one or more additives. The one or more additives are preferably selected from the group of hydrophobing agents, flame retardants, corona inhibitors, fungicides, oxidizing agents, blowing agents, thickeners, crosslinkers, gelling agents, emulsifiers, pH regulators, plasticizers, binders and/or mixtures thereof.
Geeignete Hydrophobierungsmittel sind etwa synthetische oder natürliche Öle, Paraffine, Wachse oder siliciumorganische Verbindungen. Vorteilhafterweise erlaubt es der Zusatz von Hydrophobierungsmitteln, die Fähigkeit bzw. Neigung des Schaummaterials zur Wasseraufnahme zu senken, was sich insbesondere positiv auf die Langzeitbeständigkeit des Schaums und somit des erfindungsgemäßen Verbundelements auswirkt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt Paraffine und Wachse als Hydrophobierungsmittel eingesetzt, da sie umweltverträgliche Materialien darstellen und zu hervorragenden ökologischen Eigenschaften der erhaltenen Produkte beitragen.Suitable water repellents include synthetic or natural oils, paraffins, waxes or organosilicon compounds. Advantageously, the addition of hydrophobizing agents makes it possible to reduce the ability or tendency of the foam material to absorb water, which has a particularly positive effect on the long-term stability of the foam and thus of the composite element according to the invention. In the context of the present invention, paraffins and waxes are preferably used as water repellents because they are environmentally friendly materials and contribute to the excellent ecological properties of the products obtained.
Als Flammschutzmittel bzw. Glimmschutzmittel werden bevorzugt Perlit, Vermiculit und/oder Blähgraphit, insbesondere Blähgraphit, eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise partikelförmige Flamm- bzw. Glimmschutzmittel eingesetzt, welche - wie zuvor bereits ausgeführt - die mechanischen Eigenschaften des Schaummaterials positiv beeinflussen. Insbesondere wenn das erfindungsgemäße Schaummaterial zur Dämmung von Fassaden bzw. zur Verkleidung von Gebäudeaußenwänden eingesetzt werden soll, hat sich der Einsatz der vorgenannten Flamm- bzw. Glimmschutzmittel als vorteilhaft erwiesen. Besonders vorteilhaft an den genannten Flamm- bzw. Glimmschutzmitteln ist, dass sie natürliche und umweltverträgliche Materialien sind, sodass ökologische wertvolle und nachhaltige Produkte erhalten werden können.Perlite, vermiculite and/or expanded graphite, in particular expanded graphite, are preferably used as flame retardants or corona inhibitors. In the context of the present invention, particulate flame or corona retardants are preferably used, which - as already stated above - have a positive effect on the mechanical properties of the foam material. In particular, if the foam material according to the invention is to be used for insulating facades or for cladding exterior building walls, the use of the aforementioned flame or corona retardants has proven to be advantageous. What is particularly advantageous about the flame or corona retardants mentioned is that they are natural and environmentally friendly materials, so that ecologically valuable and sustainable products can be obtained.
Der Zusatz von Oxidationsmitteln, insbesondere Wasserstoffperoxid, hat sich vor allem im Zusammenhang mit der Beeinflussung bzw. gezielten Einstellung der Porosität des Schaummaterials bewährt. Vorteilhafterweise bewirkt der Zusatz eines Oxidationsmittels, insbesondere von Wasserstoffperoxid, darüber hinaus eine chemische Modifizierung, insbesondere der Faserbestandteile, des verwendeten natürlichen Rohstoffs, von welcher ausgehend letztlich ein höherer Vernetzungsgrad sowie eine dauerhafte stabile Vernetzung des im Schaummaterial enthaltenen Rohstoffs erreicht wird. Gleichfalls kann so eine Stabilisierung der Schaumstruktur sowie eine gleichförmige Ausbildung von Schaumporen erzielt werden, was wiederum vorteilhaft sowohl für die mechanischen als auch physikalischen Eigenschaften des Schaummaterials ist.The addition of oxidizing agents, in particular hydrogen peroxide, has proven particularly useful in influencing or specifically adjusting the porosity of the foam material. Advantageously, the addition of an oxidizing agent, in particular hydrogen peroxide, also brings about a chemical modification, in particular of the fiber components, of the natural raw material used, from which a higher degree of crosslinking and a permanent, stable crosslinking of the raw material contained in the foam material is ultimately achieved. Likewise, stabilization of the foam structure and a uniform formation of foam pores can be achieved, which in turn is advantageous for both the mechanical and physical properties of the foam material.
Die Bindung bzw. Vernetzung des natürlichen Rohstoffs bzw. insbesondere der entsprechenden Faserbestandteile kann außerdem verbessert werden, indem Acrylate, Harnstoff, Melamin, Glyoxal und/oder Gloxylsäure als Additive verwendet werden, insbesondere bereits während des Refinerprozesses bzw. Mahlvorgangs.The binding or crosslinking of the natural raw material or in particular the corresponding fiber components can also be improved by using acrylates, urea, melamine, glyoxal and/or gloxylic acid as additives, in particular during the refining process or grinding process.
Weiterhin vorteilhaft beeinflusst werden kann die Schaumstruktur des Schaummaterials durch den Zusatz von Treibmitteln. Geeignet sind hier insbesondere organische Treibmittel in Form von Azobisisobutyronitril, Azodicarbonamid, insbesondere aktiviertes Azodicarbonamid, Dinitropentamethylentetramin, Hydrazodicarbonamid, Oxibissulfohydrazid, Oxybisbenzolsulfohydrazid, 5-Phenyltetrazol, para-Toluolsulfonylsemicarbazid, Toluol-/Benzol-Sulfohydrazid und deren Salze, insbesondere Alkali- und Erdalkalimetallsalze. Gleichfalls können anorganische Treibmittel wie bspw. Ammoniumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, vorzugsweise im Gemisch mit Kaliumhydrogencarbonat und einem Säureträger, insbesondere Dinatriumdihydrogendiphosphat, Calciumdihydrogenphosphat oder Calciumcitrat, sowie Aluminiumpulver sowohl im sauren als auch im basischen Milieu verwendet werden.The foam structure of the foam material can also be advantageously influenced by the addition of blowing agents. Organic blowing agents in the form of azobisisobutyronitrile, azodicarbonamide, in particular activated azodicarbonamide, dinitropentamethylenetetramine, hydrazodicarbonamide, oxibissulfohydrazide, oxybisbenzenesulfohydrazide, 5-phenyltetrazole, para-toluenesulfonylsemicarbazide, toluene/benzene sulfohydrazide and their salts, in particular Al, are particularly suitable here potassium and alkaline earth metal salts. Likewise, inorganic blowing agents such as ammonium carbonate, sodium hydrogen carbonate, preferably in a mixture with potassium hydrogen carbonate and an acid carrier, in particular disodium dihydrogen diphosphate, calcium dihydrogen phosphate or calcium citrate, as well as aluminum powder can be used in both acidic and basic environments.
Als Verdicker und/oder Geliermittel eignen sich etwa Sulfit- oder Sulfat-Zellstoffablauge, Terpentinöl, Geliermittel, Alginate, Mehl oder Stärke aus Getreide, Kartoffeln, Mais, Erbsen oder Reis. Vernetzer sind vorzugsweise auf Basis von Methylcellulose oder Glutin ausgewählt.Suitable thickeners and/or gelling agents include sulfite or sulfate pulp waste liquor, turpentine oil, gelling agents, alginates, flour or starch from grain, potatoes, corn, peas or rice. Crosslinkers are preferably selected based on methylcellulose or glutin.
Auch kann Mehl oder Stärke aus Getreide, Kartoffeln, Mais, Erbsen oder Reis als Bindemittel eingesetzt werden, ebenso wie Proteine oder Ligninsulfonat. Gleichfalls können Proteine auch als Emulgatoren verwendet werden.Flour or starch from grain, potatoes, corn, peas or rice can also be used as a binding agent, as can proteins or lignin sulfonate. Proteins can also be used as emulsifiers.
Weiterhin vorteilhaft können als pH-Regulatoren Alaune sowie als Weichmacher bzw. Strukturmodifikatoren synthetische Additive, insbesondere Isocyanate und Polymere, insbesondere Polyvinylalkohol, Polyethylenglycol und Polyvinylacetat, verwendet werden.Alums and synthetic additives, in particular isocyanates and polymers, in particular polyvinyl alcohol, polyethylene glycol and polyvinyl acetate, can also be used advantageously as pH regulators and as plasticizers or structure modifiers.
Besonders gute Ergebnisse werden in diesem Zusammenhang erhalten, wenn das eine oder die mehreren Additive an dem Schaummaterial einen Anteil von weniger als 17 Gew.-%, insbesondere 12 Gew.-%, vorzugsweise 9 Gew.-%, bevorzugt 7 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 6 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Schaummaterials, hat/haben.Particularly good results are obtained in this context if the one or more additives in the foam material have a proportion of less than 17% by weight, in particular 12% by weight, preferably 9% by weight, preferably 7% by weight. , very particularly preferably 6% by weight, based on the total composition of the foam material.
Ganz besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass das eine oder die mehreren Additive an dem Schaummaterial einen Anteil in einem Bereich von 0 bis 17 Gew.%, insbesondere 0 bis 12 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 9 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 7 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 2 bis 6 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Schaummaterials hat/haben. Bei der Verwendung von partikelförmigen Additiven, deren Partikelform im fertigem Schaummaterial erhalten bleibt, wird ihre Menge auch zu den partikelförmigen Zusätzen hinzugerechnet, sodass die Gesamtmenge an partikelförmigen Zusätzen nicht überschritten wird. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass zur Herstellung des Schaummaterials Zusätze mit speziellen Partikelgrößen eingesetzt werden. Additive, die im resultierenden Schaummaterial als Partikel erhalten bleiben und entsprechende Partikelgrößen aufweisen, werden auch in diesem Fall mengenmäßig zu den partikelförmigen Zusätzen addiert.It is particularly preferred that the one or more additives in the foam material have a proportion in a range of 0 to 17% by weight, in particular 0 to 12% by weight, preferably 0.5 to 9% by weight, preferably 1 to 7% by weight, very particularly preferably 2 to 6% by weight, based on the total composition of the foam material. When using particulate additives whose particle shape is retained in the finished foam material, their amount is also added to the particulate additives so that the total amount of particulate additives is not exceeded. This applies in particular if additives with specific particle sizes are used to produce the foam material. Additives that remain as particles in the resulting foam material and have corresponding particle sizes are also added quantitatively to the particulate additives in this case.
Was die Erzeugung des Schaummaterials anbelangt, so beruht vorteilhafterweise diese auf einem im Wesentlichen unaufwändigen bzw. unkomplizierten Verfahren.As far as the production of the foam material is concerned, this is advantageously based on a substantially uncomplicated or uncomplicated process.
Als Ausgangspunkt dient die bereits erwähnte, insbesondere hochviskose, Fasersuspension, die aus dem nachwachsenden Rohstoff erhalten werden kann. Vorteilhaft wird der nachwachsende Rohstoff mindestens einem, vorzugsweise mindestens zwei Refiner-Prozessen bzw. Mahlvorgängen unterzogen. Aus diese wird die, insbesondere hochviskose, Fasersuspension erhalten.The starting point is the already mentioned, particularly highly viscous, fiber suspension, which can be obtained from the renewable raw material. The renewable raw material is advantageously subjected to at least one, preferably at least two, refiner processes or grinding processes. From this, the particularly highly viscous fiber suspension is obtained.
Es hat sich gezeigt, dass zur Stabilisierung des Schaummaterials bzw. daraus hergestellter Formkörper aus insbesondere lignocelluslosehaltigen Fasern keine chemisch induzierten Aufschlüsse und keine zusätzlichen synthetischen Bindestoffe erforderlich sind. Die insbesondere hochviskose Fasersuspension wird dabei vorzugsweise aus lignocellulosehaltigen Materialien erhalten. Vorzugsweise werden zerkleinerte, lignocellulosehaltige Faserstoffe bei Temperaturen zwischen 120 °C und 180 °C bei einem Druck von 2 bis 8 bar gegebenenfalls zusammen mit Wasser zu einer Fasersuspension verarbeitet. Vorzugsweise wird dabei derart vorgegangen, dass die Fasersuspension zwischen 5 bis 50 % an Fasern mit einer Faserlänge zwischen 1.000 µm und 2.500 µm aufweist.It has been shown that to stabilize the foam material or moldings made from it, in particular fibers containing lignocellulosic fibers, no chemically induced digestions and no additional synthetic binders are required. The particularly highly viscous fiber suspension is preferably obtained from materials containing lignocellulose. Preferably, comminuted, lignocellulose-containing fiber materials are processed at temperatures between 120 ° C and 180 ° C at a pressure of 2 to 8 bar, optionally together with water, to form a fiber suspension. The procedure is preferably such that the fiber suspension has between 5 and 50% of fibers with a fiber length of between 1,000 µm and 2,500 µm.
Gemäß einer weiter bevorzugten Abwandlung des Verfahrens wird eine weitere Zerkleinerung der Fasern in einem thermomechanischen Prozess, bevorzugt einem atmosphärischen Refiner ohne Überdruck bei Raumtemperatur, durchgeführt, wodurch eine Einstellung der Faserlänge zwischen 200 und 800 µm erfolgen kann.According to a further preferred modification of the method, further comminution of the fibers is carried out in a thermomechanical process, preferably an atmospheric refiner without excess pressure at room temperature, whereby the fiber length can be adjusted between 200 and 800 μm.
Je nach beabsichtigter Anwendung, können der Fasersuspension ein oder mehrere, insbesondere der vorgenannten, Additive zugesetzt werden. Besonders bevorzugt ist dabei speziell der Zusatz von Wasserstoffperoxid, welches die Schaumbildung und auch Verbindung der Fasern zu einem stabilen, festen Schaum positiv beeinflusst.Depending on the intended application, one or more additives, in particular those mentioned above, can be added to the fiber suspension. Particularly preferred is the addition of hydrogen peroxide, which has a positive effect on the foam formation and also the connection of the fibers to form a stable, solid foam.
Die Schaumbildung kann sowohl physikalisch als auch chemisch induziert werden, bspw. indem die Fasersuspension durch intensives Rühren aufgeschäumt oder aber mit chemischen Treibmitteln, die flüchtige Bestandteile freisetzen, versehen wird. Vorzugsweise können beide Varianten auch kombiniert werden.The formation of foam can be induced both physically and chemically, for example by foaming the fiber suspension through intensive stirring or by providing it with chemical blowing agents that release volatile components. Both variants can preferably also be combined.
Die, insbesondere aufgeschäumte, Fasersuspension auf Basis von nachwachsendem Rohstoff und ggf. Additiven kann nachfolgend in eine Form gegeben werden, welche je nach Geometrie des herzustellenden Verbundelements variieren kann. In diesem Sinne denkbar insbesondere rechteckige und quadratische Formen, jedoch können für spezielle Anwendungen auch vorgefertigte, maßgeschneiderte Formen eingesetzt werden. Vorzugsweise kann die Form dabei aus einem nachwachsenden Rohstoff bzw. einem auf nachwachsenden Rohstoffen basierenden Wertstoff gebildet sein, d.h. insbesondere bspw. aus Holz- bzw. holzartigen Fasern, Altpapier, Altpappe und/oder Faserguss gebildet sein bzw. vorzugsweise bestehen.The, in particular foamed, fiber suspension based on renewable raw materials and, if necessary, additives can subsequently be placed in a shape, which can vary depending on the geometry of the composite element to be produced. In this sense, rectangular and square shapes are particularly conceivable, but prefabricated, tailor-made shapes can also be used for special applications. Preferably, the mold can be formed from a renewable raw material or a valuable material based on renewable raw materials, i.e. in particular, for example, from wood or wood-like fibers, waste paper, waste cardboard and / or cast fiber.
Darüber hinaus hat es sich bewährt, wenn die Fasersuspension vor dem Einbringen in die Form oder dem Aufbringen auf einen Träger in eine hochviskose Suspension mit einem Feststoff-Wasser-Verhältnis von 1:2 bis 1 :20, vorzugsweise von 1 : 5 bis 1 : 10, überführt wird. Die Entwässerung kann dabei mittels Dekantieren oder einer anderen mechanischen Entwässerung erfolgen.In addition, it has proven useful if the fiber suspension is converted into a highly viscous suspension with a solids-water ratio of 1:2 to 1:20, preferably 1:5 to 1:2, before being introduced into the mold or applied to a support. 10, is transferred. Dewatering can be done by decanting or other mechanical dewatering.
Für die abschließende Erzeugung des Schaummaterials aus der hochviskosen Fasersuspension hat es sich bewährt, wenn die hochviskose Fasersuspension einer thermischen Behandlung unterzogen wird, bspw. in einem Temperaturbereich zwischen 100 °C bis 200 °C. Im Rahmen dieser thermischen Behandlung wird zunächst der Flüssigkeits- bzw. Lösungsmittelanteil, insbesondere der Wasseranteil, aus der Fasersuspension entfernt. Gleichfalls können chemische Treibmittel aktiviert und das Schaummaterial aufgeschäumt bzw. weiter geschäumt werden. Nicht zuletzt wird im Rahmen der thermischen Behandlung auch ein Vernetzen der Fasern des Schaummaterials erreicht, insbesondere indem Faserbestandteile wie Lignocellulose kondensieren und ein eng verknüpftes Netzwerk ausbilden.For the final production of the foam material from the high-viscosity fiber suspension, it has proven useful if the high-viscosity fiber suspension is subjected to a thermal treatment, for example in a temperature range between 100 ° C and 200 ° C. As part of this thermal treatment, the liquid or solvent component, in particular the water component, is first removed from the fiber suspension. Chemical blowing agents can also be activated and the foam material can be foamed or further foamed. Last but not least, the thermal treatment also achieves crosslinking of the fibers of the foam material, in particular by condensing fiber components such as lignocellulose and forming a closely linked network.
Entsprechend kann daher, insbesondere zumindest im Wesentlichen, auf den weiteren Zusatz von Bindemitteln zu dem Schaummaterial bzw. der Fasersuspension verzichtet werden, was sich insgesamt positiv auf den Nachhaltigkeitsaspekt in Bezug auf das erfindungsgemäße Schaummaterial bzw. aus diesem bestehende Formkörper auswirkt.Accordingly, it is therefore possible, in particular at least essentially, to dispense with the further addition of binders to the foam material or the fiber suspension, which has an overall positive effect on the sustainability aspect in relation to the foam material according to the invention or the molded body made from it.
Nach Abschluss der thermischen Behandlung wird so vorzugsweise ein besonders fester, selbsttragender und rigider Schaum in Form eines Formkörpers erhalten.After the thermal treatment has been completed, a particularly strong, self-supporting and rigid foam is preferably obtained in the form of a shaped body.
Entsprechend einem spezifischen Beispiel kann das Schaummaterial wie folgt erhalten werden:
- Holzfasern, insbesondere bspw. aus Buchen- oder Kiefernholz, werden in einem ersten Mahlvorgang in eine, insbesondere hochviskose, Suspension, bspw. mit
einem Feststoffgehalt von 7 %, überführt und nachfolgend unter Zugabe von Wasser in einem atmosphärischen Refiner bei Raumtemperatur weiter zerfasert. Anschließend wird die hochviskose Holzfasersuspension über ein Sieb von überschüssigem Wasser befreit undein Feststoffgehalt von 10bis 15 % eingestellt. Nachfolgend wird zu der hochviskosen Suspension Wasserstoffperoxid (35 %ig in Wasser) in Mengen ineinem Bereich von 5 bis 35 Gew.% gegeben und die erhaltene Masse in einem Intensivmischer über eine Dauer von höchstens 4 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Hierbei erfolgt einerseits ein physikalisches bzw. mechanisches Schäumen der Masse, und wird andererseits ein chemisches Schäumen sowie eine die Gashalteeigenschaften der Suspension positiv beeinflussende Modifizierung der Faserstruktur erreicht. Die erhaltene homogene, fließfähige Masse wird in eine, vorzugsweise allseitig perforierte, Form überführt und in einem Ofen bei 130 °C über eine Dauer ineinem Bereich von 6bis 20 Stunden getrocknet. Das resultierende Schaummaterial bzw. die das Schaummaterial umfassende Schaumschicht weisen Rohdichten in einemBereich von 20 bis 300 kg/m3 auf.
- Wood fibers, in particular for example from beech or pine wood, are converted in a first grinding process into a suspension, in particular a highly viscous suspension, for example with a solids content of 7%, and subsequently further defiberized with the addition of water in an atmospheric refiner at room temperature. The highly viscous wood fiber suspension is then freed of excess water using a sieve and a solids content of 10 to 15% is adjusted. Subsequently, hydrogen peroxide (35% in water) is added to the highly viscous suspension in amounts ranging from 5 to 35% by weight and the resulting mass is stirred in an intensive mixer for a maximum of 4 minutes at room temperature. On the one hand, the mass is physically or mechanically foamed, and on the other hand, chemical foaming and a modification of the fiber structure that positively influences the gas-holding properties of the suspension are achieved. The homogeneous, flowable mass obtained is transferred into a mold, preferably perforated on all sides, and dried in an oven at 130 ° C for a period ranging from 6 to 20 hours. The resulting foam material or the foam layer comprising the foam material has bulk densities in a range from 20 to 300 kg/m 3 .
Für weitergehende Einzelheiten zur Herstellung von Holzschäumen, die als Basis für das erfindungsgemäße Schaummaterial geeignet sind, kann auch auf die
Was nun die Struktur bzw. Beschaffenheit sowie Eigenschaften des Schaummaterials anbelangt, so wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, wenn das Schaummaterial eine offenporige Schaumstruktur aufweist.As far as the structure or nature and properties of the foam material are concerned, it is preferred in the context of the present invention if the foam material has an open-pore foam structure.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn das Schaummaterial eine Dichte von höchstens 300 kg/m3, insbesondere 275 kg/m3, vorzugsweise 250 kg/m3, und/oder wenigstens 20 kg/m3, insbesondere 40 kg/m3, vorzugsweise 50 kg/m3, aufweist. Vorteilhaft weist das Schaummaterial also eine Dichte in einem Bereich von 20 bis 300 kg/m3, insbesondere 40 bis 275 kg/m3, vorzugsweise 50 bis 250 kg/m3, auf.Furthermore, it is preferred if the foam material has a density of at most 300 kg/m 3 , in particular 275 kg/m 3 , preferably 250 kg/m 3 , and/or at least 20 kg/m 3 , in particular 40 kg/m 3 , preferably 50 kg/m 3 . The foam material therefore advantageously has a density in a range of 20 to 300 kg/m 3 , in particular 40 to 275 kg/m 3 , preferably 50 to 250 kg/m 3 .
Wenn das Schaummaterial als Platte für die Zwischensparrendämmung, insbesondere als Klemmplatte, ausgebildet ist oder in einer Platte für die Zwischensparrendämmung eingesetzt wird, weist das Schaummaterial vorzugsweise eine Dichte von höchstens 80 kg/m3, insbesondere höchstens 60 kg/m3, vorzugsweise höchstens 50 kg/m3, und/oder wenigstens 20 kg/m3, insbesondere wenigstens 30 kg/m3, vorzugsweise wenigstens 40 kg/m3, auf. Vorteilhafterweise weist das Schaummaterial gemäß dieser Ausführungsform also eine Dichte in einem Bereich von 20 bis 80 kg/m3, insbesondere 30 bis 60 kg/m3, vorzugsweise 40 bis 50 kg/m3, auf. Durch die geringen Dichten und damit einhergehend geringeren Druckfestigkeiten ist es möglich, die Platte, insbesondere die Verlegeplatte bzw. Klemmplatte, durch Klemmen zwischen den Sparren zu befestigen.If the foam material is designed as a plate for intermediate rafter insulation, in particular as a clamping plate, or is used in a plate for intermediate rafter insulation, the foam material preferably has a density of at most 80 kg/m 3 , in particular at most 60 kg/m 3 , preferably at most 50 kg/m 3 , and/or at least 20 kg/m 3 , in particular at least 30 kg/m 3 , preferably at least 40 kg/m 3 . Advantageously, the foam material according to this embodiment therefore has a density in a range of 20 to 80 kg/m 3 , in particular 30 to 60 kg/m 3 , preferably 40 to 50 kg/m 3 . Due to the low densities and the associated lower compressive strengths, it is possible to fasten the plate, in particular the laying plate or clamping plate, by clamping it between the rafters.
Es zeigen die Figurendarstellungen gemäß
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1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Formkörper und einen vergrößerten Ausschnitt desselben -
2 eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Verbundelements; -
3 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verbundelements, umfassend eine Schaumschicht und eine als Funktionsfolie ausgebildete Funktions- und/oder Verstärkungsschicht; -
4A eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Formkörpers; -
4B eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verbundelements, umfassend eine zwischen zwei in Form von Verstärkungsplatten ausgebildeten Funktions- und/oder Verstärkungsschichten angeordnete Schaumschicht; -
5 eine perspektivische Darstellung eines als Noppenplatte mit runden Noppen ausgebildeten erfindungsgemäßen Formkörpers; -
6 eine Darstellung eines als Noppenplatte mit runden Noppen ausgebildeten erfindungsgemäßen Formkörpersin der Draufsicht; -
7 eine Darstellung eines als Noppenplatte mit runden Noppen ausgebildeten erfindungsgemäßen Verbundelements in der Seitenansicht; -
8 eine perspektivische Darstellung eines als Noppenplatte mit eckigen Noppen ausgebildeten erfindungsgemäßen Formkörpers; -
9 eine Darstellung eines als Fußbodenheizungselement in Form einer Noppenplatte mit eckigen Noppen ausgebildeten erfindungsgemäßen Formkörpersin der Seitenansicht; -
10 eine perspektivische Darstellung eines Wärmedämmverbundsystems umfassend ein erfindungsgemäßes Verbundelement; -
11 eine perspektivische Darstellung einer Wanddämmung auf Basis eines erfindungsgemäßen Ortschaums; -
12 eine perspektivische Darstellung einer Wanddämmung auf Basis einer erfindungsgemäßen Dämmung in Form eines partikulären Schaummaterials; -
13 eine perspektivische Darstellung eines als Verlegeplatte mit Vertiefungen ausgebildeten erfindungsgemäßen Formkörpers; -
14 eine Darstellung eines als Verlegeplatte mit Vertiefungen ausgebildeten erfindungsgemäßen Verbundelements in der Seitenansicht; -
15 eine Darstellung eines als Fußbodenheizungselement in Form einer Verlegeplatte mit Vertiefungen ausgebildeten erfindungsgemäßen Verbundelements in der Seitenansicht; -
16 eine Darstellung eines als Fußbodenheizungselement in Form einer Verlegeplatte mit Vertiefungen ausgebildeten erfindungsgemäßen Verbundelements mit wärmeleitender Schicht in der Seitenansicht -
17 eine weitere Darstellung eines als Fußbodenheizungselement in Form einer Verlegeplatte mit Vertiefungen ausgebildeten erfindungsgemäßen Verbundelements mit wärmeleitender Schicht in der Seitenansicht
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1 a cross section through a molded body according to the invention and an enlarged section of the same -
2 a cross-sectional view of a composite element according to the invention; -
3 a perspective view of a composite element according to the invention, comprising a foam layer and a functional and/or reinforcing layer designed as a functional film; -
4A a perspective view of a shaped body according to the invention; -
4B a perspective view of a composite element according to the invention, comprising a foam layer arranged between two functional and/or reinforcing layers designed in the form of reinforcing plates; -
5 a perspective view of a shaped body according to the invention designed as a studded plate with round studs; -
6 a representation of a shaped body according to the invention designed as a studded plate with round studs in a top view; -
7 a side view of a composite element according to the invention designed as a studded plate with round studs; -
8th a perspective view of a shaped body according to the invention designed as a studded plate with angular studs; -
9 a side view of a shaped body according to the invention designed as an underfloor heating element in the form of a studded plate with angular studs; -
10 a perspective view of a thermal insulation composite system comprising a composite element according to the invention; -
11 a perspective view of wall insulation based on an in-situ foam according to the invention; -
12 a perspective view of wall insulation based on insulation according to the invention in the form of a particulate foam material; -
13 a perspective view of a shaped body according to the invention designed as a laying plate with recesses; -
14 a side view of a composite element according to the invention designed as a laying plate with recesses; -
15 a side view of a composite element according to the invention designed as an underfloor heating element in the form of a laying plate with recesses; -
16 a representation of a composite element according to the invention designed as an underfloor heating element in the form of a laying plate with recesses with a heat-conducting layer in a side view -
17 a further representation of a composite element according to the invention designed as an underfloor heating element in the form of a laying plate with recesses with a heat-conducting layer in a side view
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist die Verwendung eines vorgenannten Schaummaterial in oder als Dämm- und/oder Konstruktionsmittel, insbesondere zur Wärme- und/oder Schalldämmung und/oder zur Installation von Heizungs- und/oder Versorgungsanlagen.A further subject of the present invention - according to a second aspect of the present invention - is the use of an aforementioned foam material in or as an insulation and/or construction material, in particular for heat and/or sound insulation and/or for the installation of heating and/or supply systems .
In diesem Zusammenhang kann es vorgesehen sein, dass das Schaummaterial in Form von Formkörpern oder in Form von Partikeln ausgebildet ist.In this context, it can be provided that the foam material is designed in the form of shaped bodies or in the form of particles.
Wie zuvor bereits ausgeführt, eignet sich das erfindungsgemäße Schaummaterial in hervorragender Weise zur Herstellung von Dämm- und/oder Konstruktionsmitteln. Das erfindungsgemäße Schaummaterial kann dabei sowohl einerseits die Funktion von Konstruktions- und Verlegeplatten übernehmen und andererseits auch die Funktion der üblicherweise separat aufzubringende Wärme- oder Schallisolierung. Das erfindungsgemäße Schaummaterial vereinigt somit die positiven Eigenschaften verschiedener Materialien, welche im Stand der Technik bislang getrennt oder als Verbund eingesetzt werden mussten. Die Verwendung nur eines einzelnen Materials, welches einer Vielzahl von Funktionen übernehmen und Verbundmaterialien ersetzen kann, erleichtert zum einen die Herstellung der jeweiligen Baumaterialien und erleichtert darüber hinaus auch das Recycling, da Verbunde nicht aufwendig getrennt werden müssen.As already stated above, the foam material according to the invention is particularly suitable the way to produce insulation and/or construction materials. The foam material according to the invention can, on the one hand, take on the function of construction and installation panels and, on the other hand, also the function of heat or sound insulation, which is usually applied separately. The foam material according to the invention thus combines the positive properties of various materials that previously had to be used separately or as a composite in the prior art. The use of just a single material, which can take on a variety of functions and replace composite materials, makes the production of the respective building materials easier and also makes recycling easier, since composites do not have to be separated at great expense.
Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die vorangehenden Ausführungen zu dem zuvor beschriebenen Schaummaterial verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Verwendung entsprechend gelten.For further details on this aspect of the invention, reference can be made to the previous statements on the foam material described above, which apply accordingly with regard to the use according to the invention.
Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist ein Formkörper, aufweisend ein vorgenanntes Schaummaterial.Another subject of the present invention - according to a third aspect of the present invention - is a molded body comprising an aforementioned foam material.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Formkörper aus dem Schaummaterial besteht.In the context of the present invention, it is preferably provided that the shaped body consists of the foam material.
Wie zuvor bereits ausgeführt, wird das erfindungsgemäße Schaummaterial üblicherweise in Form von Formkörpern hergestellt. Die so erhaltenen Formkörper können entweder direkt die Formgebung während der Herstellung oder durch nachträgliches Bearbeiten, beispielsweise durch Sägen und/oder Fräsen, für ihren jeweiligen Anwendungszweck speziell und problemlos erhalten werden.As already stated above, the foam material according to the invention is usually produced in the form of shaped bodies. The moldings obtained in this way can either be shaped directly during production or can be obtained specifically and easily for their respective intended use through subsequent processing, for example by sawing and/or milling.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Formkörper in Form einer Konstruktions- oder Verlegeplatte ausgebildet.According to a preferred embodiment of the present invention, the shaped body is designed in the form of a construction or installation panel.
Gemäß einer wiederum bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Konstruktions- oder Verlegeplatte zur Verwendung in einem Fußbodenaufbau oder als Dämmplatte, vorzugsweise für die Zwischensparrendämmung, vorgesehen.According to another preferred embodiment of the present invention, the construction or installation board is intended for use in a floor structure or as an insulation board, preferably for insulation between rafters.
Erfindungsgemäße Formkörper bzw. Konstruktions- oder Verlegeplatten aus dem erfindungsgemäßen Formkörper weisen exzellente mechanische Eigenschaften bei gleichzeitig hervorragenden schall- und wärmedämmenden Eigenschaften auf, die vergleichbare Erzeugnisse aus dem Stand der Technik so bislang nicht erreichen. Insbesondere im Hinblick auf die Druckfestigkeit sowie Formstabilität heben sich erfindungsgemäße Formkörper gegenüber Erzeugnissen aus dem Stand der Technik in positiver Weise ab.Molded bodies according to the invention or construction or installation panels made from the molded body according to the invention have excellent mechanical properties and at the same time excellent sound and heat-insulating properties, which comparable products from the prior art have not yet achieved. Particularly with regard to compressive strength and dimensional stability, moldings according to the invention stand out in a positive way compared to products from the prior art.
Insbesondere eignen sich erfindungsgemäße Formkörper bzw. Konstruktions- oder Verlegeplatten für die Verwendung in einem Fußbodenaufbau, insbesondere bspw. als Trockenstrichplatte, als Fußbodendämmplatte und/oder als Unterkonstruktion bzw. Unterlegplatte für einen darauf aufzubringenden Fußbodenbelag. Dabei zeichnen sich die Formkörper bzw. Konstruktions- oder Verlegeplatten durch eine gute Druckbeständigkeit aus, insbesondere auch bei punktuellen Druckbelastungen. Darüber hinaus sind die Platten besonders dimensionsstabil, insbesondere auch in Gegenwart von bspw. Feuchtigkeit.In particular, shaped bodies or construction or installation panels according to the invention are suitable for use in a floor structure, in particular, for example, as a dry screed board, as a floor insulation board and/or as a substructure or underlay board for a floor covering to be applied thereon. The molded bodies or construction or installation panels are characterized by good pressure resistance, especially under point pressure loads. In addition, the panels are particularly dimensionally stable, especially in the presence of moisture, for example.
In Hinblick auf die mechanischen bzw. physikalischen Eigenschaften der Formkörper bzw. Konstruktions- oder Verlegeplatten bzw. dem zu Grunde liegenden Schaummaterial ist es bevorzugt, wenn das Schaummaterial eine Dichte von höchstens 300 kg/m3, insbesondere 275 kg/m3, vorzugsweise 250 kg/m3, und/oder wenigstens 20 kg/m3, insbesondere 40 kg/m3, vorzugsweise 50 kg/m3, aufweist. Vorteilhaft weist das Schaummaterial also eine Dichte in einem Bereich von 20 bis 300 kg/m3, insbesondere 40 bis 275 kg/m3, vorzugsweise 50 bis 250 kg/m3, auf.With regard to the mechanical or physical properties of the moldings or construction or installation panels or the underlying foam material, it is preferred if the foam material has a density of at most 300 kg/m 3 , in particular 275 kg/m 3 , preferably 250 kg/m 3 , and/or at least 20 kg/m 3 , in particular 40 kg/m 3 , preferably 50 kg/m 3 . The foam material therefore advantageously has a density in a range of 20 to 300 kg/m 3 , in particular 40 to 275 kg/m 3 , preferably 50 to 250 kg/m 3 .
Was die Beschaffenheit bzw. Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Formkörpers bzw. Konstruktions- oder Verlegeplatte anbelangt, so ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Formkörper bzw. die Konstruktions- oder Verlegeplatte zumindest auf einer Fläche, insbesondere Oberfläche, eine dreidimensional ausgebildete bzw. eingeprägte Struktur, insbesondere Oberflächenstruktur, aufweist.As far as the nature or design of the shaped body or construction or laying panel according to the invention is concerned, it is preferably provided that the shaped body or the construction or laying panel has a three-dimensionally formed or embossed structure, in particular, at least on one surface, in particular surface Surface structure.
Bevorzugter Weise liegt eine derartige dreidimensional ausgebildete bzw. eingeprägte Struktur in Form von Vertiefungen bzw. Erhebungen vor, insbesondere etwa in Form von Noppen, Kanälen, oder Ähnlichen. In diesem Zusammenhang kann es weiterhin vorgesehen sein, dass dreidimensional ausgebildete bzw. eingeprägte Struktur Hinterschneidungen aufweist. Auf diese Weise lassen sich Objekte, wir beispielsweise Leitungen von Fußbodenheizungen, einfach an dem Formkörper bzw. der Konstruktions- oder Verlegeplatte befestigen, insbesondere festklemmen.Such a three-dimensionally formed or embossed structure is preferably in the form of depressions or elevations, in particular in the form of knobs, channels, or the like. In this context, it can further be provided that the three-dimensionally formed or embossed structure has undercuts. In this way, objects, such as underfloor heating lines, can be easily attached, in particular clamped, to the molded body or the construction or installation panel.
Eine weitere Variante dreidimensional ausgebildeter bzw. eingeprägter Strukturen sind in Bezug auf die Seitenflächen bzw. -ränder des Formkörpers bzw. der Konstruktions- oder Verlegeplatte in Form von Ein- und/oder Ausbuchtungen ausgebildet, insbesondere etwa in Form von Steckverbindungen, Feder-Nut-Systemen oder Puzzlesystemen. Formkörper bzw. Konstruktions- oder Verlegeplatten mit als Steckverbindungen, Feder-Nut-Systemen und/oder Puzzlesystemen ausgebildeten Rändern eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen ein unkompliziertes und zeiteffizientes Verlegen bzw. Verbinden der Platten gewünscht ist, was insbesondere für Fußbodenaufbauten, die in kurzer Zeit verlegt werden sollen, vorteilhaft ist.Another variant of three-dimensionally formed or embossed structures is in relation to the side surfaces or edges of the mold body or the construction or installation plate in the form of indentations and / or bulges, in particular in the form of plug-in connections, tongue-and-groove systems or puzzle systems. Shaped bodies or construction or installation panels with edges designed as plug-in connections, tongue-and-groove systems and/or puzzle systems are particularly suitable for applications in which uncomplicated and time-efficient installation or connection of the panels is desired, which is particularly true for floor structures that are in are to be relocated within a short period of time is advantageous.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Formkörper bzw. die Konstruktions- oder Verlegeplatte als Fußbodenheizungselement ausgebildet sein, insbesondere als Noppenbahn und/oder Noppenmatte und/oder Noppenplatte oder als Verlegeplatte mit Vertiefungen. In diesem Fall ist das Fußbodenheizungselement vorzugsweise lediglich einschichtig ausgebildet, d.h. besteht vorzugsweise nur aus dem Formkörper bzw. dem Schaummaterial.According to a further preferred embodiment of the present invention, the shaped body or the construction or installation plate can be designed as an underfloor heating element, in particular as a dimpled sheet and/or dimpled mat and/or dimpled plate or as a laying plate with recesses. In this case, the underfloor heating element is preferably only designed as a single layer, i.e. preferably consists only of the shaped body or the foam material.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Konstruktions- oder Verlegeplatte als Platte für die Zwischensparrendämmung, insbesondere als Klemmplatte, ausgebildet. Wenn die Konstruktions- oder Verlegeplatte als Platte für die Zwischensparrendämmung ausgebildet ist, weist das Schaummaterial vorzugsweise eine Dichte von höchstens 80 kg/m3, insbesondere 60 kg/m3, vorzugsweise 50 kg/m3, und/oder wenigstens 20 kg/m3, insbesondere 30 kg/m3, vorzugsweise 40 kg/m3, aufweist. Vorteilhaft weist das Schaummaterial gemäß dieser Ausführungsform also eine Dichte in einem Bereich von 20 bis 80 kg/m3, insbesondere 30 bis 60 kg/m3, vorzugsweise 40 bis 50 kg/m3, auf. Durch die geringeren Dichten und damit einhergehend geringeren Druckfestigkeiten ist es möglich, die Konstruktions- oder Verlegeplatte durch Klemmen zwischen den Sparren zu befestigen.According to a further preferred embodiment, the construction or installation plate is designed as a plate for insulation between rafters, in particular as a clamping plate. If the construction or installation panel is designed as a panel for insulation between rafters, the foam material preferably has a density of at most 80 kg/m 3 , in particular 60 kg/m 3 , preferably 50 kg/m 3 , and/or at least 20 kg/
Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die vorangehenden Ausführungen zu dem zuvor beschriebenen Schaummaterial und seiner Verwendung verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäßen Formkörper entsprechend gelten.For further details on this aspect of the invention, reference can be made to the previous statements on the previously described foam material and its use, which apply accordingly with regard to the moldings according to the invention.
Darüber hinaus Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist ein vorgenanntes Schaummaterial in Partikelform, insbesondere zur Verwendung als Dämmmittel, vorzugsweise in Form einer Einblasschüttung, zur Wärme- und/oder Schalldämmung.Furthermore, the subject of the present invention - according to a fourth aspect of the present invention - is an aforementioned foam material in particle form, in particular for use as an insulating material, preferably in the form of a blown-in fill, for heat and/or sound insulation.
Vorzugsweise liegt das partikelförmige Schaummaterial in loser Schüttung vor.Preferably the particulate foam material is present in bulk.
Im Rahmen diese Aspektes der vorliegenden Erfindung hat es sich bewährt, wenn für das partikuläre Schaummaterial das zuvor beschriebene Schaummaterial verwendet wird, insbesondere in Form einer, insbesondere trockenen, schüttbaren Zusammensetzung bzw. Masse. In diesem Sinne ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das beschriebene Schaummaterial im ausgehärteten, geschäumten Zustand in Form grober Partikel vorliegend verwendet wird.In the context of this aspect of the present invention, it has proven useful if the previously described foam material is used for the particulate foam material, in particular in the form of a, in particular dry, pourable composition or mass. In this sense, it is preferably provided that the foam material described is used in the hardened, foamed state in the form of coarse particles.
Diese groben Partikel können bspw. durch Zerkleinern eines Formkörpers aus dem ausgehärteten Schaummaterials erhalten werden. Gleichfalls können etwa auch Verschnittreste o.Ä. des Schaummaterials für das partikuläre Schaummaterial verwendet werden.These coarse particles can be obtained, for example, by crushing a shaped body from the hardened foam material. Likewise, offcuts or the like of the foam material can also be used for the particulate foam material.
Insofern entspricht die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen partikulären Schaummaterials insbesondere zumindest im Wesentlichen der Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Schaummaterials.In this respect, the composition of the particulate foam material according to the invention corresponds in particular at least essentially to the composition of the foam material according to the invention.
Vorteilhafterweise zeichnet sich das erfindungsgemäße partikuläre Schaummaterial - ebenso wie das zuvor beschriebene Schaummaterial - durch besonders gute Wärme- sowie Schalldämmeigenschaften aus. Entsprechend eignet es sich in ähnlicher Weise wie das zuvor beschriebene Schaummaterial hervorragend zur Dämmung, insbesondere Wärmedämmung und Schalldämmung, vorzugsweise Wärmedämmung, von Gebäuden und/oder Dächern, vorzugsweise von Fußböden, Wänden und Dächern. Vorzugsweise wird das partikuläre Schaummaterial als Einblasschüttung bzw. Einblasdämmung verwendet.Advantageously, the particulate foam material according to the invention - just like the foam material described above - is characterized by particularly good heat and sound insulation properties. Accordingly, in a similar way to the previously described foam material, it is ideally suited for insulation, in particular thermal insulation and sound insulation, preferably thermal insulation, of buildings and/or roofs, preferably floors, walls and roofs. The particulate foam material is preferably used as blown-in fill or blown-in insulation.
Indem das partikuläre Schaummaterial in Form einer vorzugsweise grobpartikulären losen Schüttung vorliegt, eignet sie sich vorteilhaft für die Dämmung von Bereichen der Gebäudehülle bzw. des Daches, welche besonders anspruchsvolle Geometrien aufweisen und somit flexibel einbringbare Dämmlösungen erforderlich machen.Because the particulate foam material is in the form of a preferably coarsely particulate loose fill, it is advantageously suitable for insulating areas of the building envelope or roof that have particularly demanding geometries and therefore require flexible, applicable insulation solutions.
Das partikuläre Schaummaterial weist vorzugsweise eine Dichte im Bereich von 20 bis 40 kg/m3, vorzugsweise 20 bis 30 kg/m3, auf.The particulate foam material preferably has a density in the range of 20 to 40 kg/m 3 , preferably 20 to 30 kg/m 3 .
Auf Grund des vorteilhaft hohen bzw. insbesondere ausschließlichen Anteils an nachwachsenden Rohstoffen stellt das erfindungsgemäße partikuläre Schaummaterial darüber hinaus eine besonders nachhaltige und umweltschonende Alternative zu herkömmlichen Dämmmitteln dar.Due to the advantageously high or, in particular, exclusive proportion of renewable raw materials, the particulate foam material according to the invention also represents a particularly sustainable and environmentally friendly alternative to conventional insulation materials.
Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die vorangehenden Ausführungen zu dem zuvor beschriebenen Schaummaterial sowie zu den übrigen Aspekten der vorliegenden Erfindung verwiesen werden, welche in Bezug auf das partikuläre Schaummaterial entsprechend gelten.For further details on this aspect of the invention, please refer to the previous statements on the previously described foam material as well as the other aspects of the present invention, which apply accordingly in relation to the particulate foam material.
Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Verbundelement zur Verwendung als Dämm- und/oder Konstruktionsmittel, insbesondere zur Wärme- und/oder Schalldämmung und/oder zur Installation von Heizungs- und/oder Versorgungsanlagen, aufweisend einen mindestens zweischichtigen Aufbau, wobei mindestens eine Schicht des Verbundelements in Form einer Schaumschicht ausgebildet ist, und wobei die Schaumschicht ein vorgenanntes Schaummaterial aufweist.Furthermore, the subject of the present invention - according to a fifth aspect of the present invention - is a composite element for use as an insulating and / or construction means, in particular for heat and / or sound insulation and / or for the installation of heating and / or supply systems, having a at least two-layer structure, wherein at least one layer of the composite element is in the form of a foam layer, and wherein the foam layer has an aforementioned foam material.
Weiterhin ist unter einer Schicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein im Wesentlichen zweidimensionales Flächengebilde zu verstehen, d.h. derartige Flächengebilde besitzen zwei maßgebliche Flächen bzw. insbesondere Oberflächen. Die Schichtdicke bzw. die entsprechenden Seitenränder oder -flächen der Schicht sind der Ausdehnung der (Ober-)Flächen gegenüber entsprechend deutlich geringer bemessen.Furthermore, in the context of the present invention, a layer is to be understood as meaning a substantially two-dimensional flat structure, i.e. such flat structures have two relevant areas or in particular surfaces. The layer thickness or the corresponding side edges or surfaces of the layer are significantly smaller compared to the extent of the (surface) surfaces.
Vorzugsweise besteht die Schaumschicht aus dem Schaummaterial.Preferably the foam layer consists of the foam material.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Schaumschicht ein zuvor beschriebener erfindungsgemäßer Formkörper.According to a preferred embodiment of the present invention, the foam layer is a previously described shaped body according to the invention.
Bevorzugt ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die Schaumschicht als Dämmschicht, insbesondere als Wärmedämmschicht und/oder Schalldämmschicht, ausgebildet ist.In the context of the present invention, it is preferably provided that the foam layer is designed as an insulating layer, in particular as a thermal insulation layer and/or sound insulation layer.
Wenn die Schaumschicht als Dämmschicht, insbesondere als Wärmedämmschicht, ausgebildet ist, so wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, wenn die Schaumschicht eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,015 bis 0,085 W/mK, insbesondere 0,018 bis 0,07 W/mK, vorzugsweise 0,02 bis 0,055 W/mK, bevorzugt 0,021 bis 0,045 W/mK, besonders bevorzugt 0,030 bis 0,040 W/mK, aufweist. Dabei wird die Wärmeleitfähigkeit des Schaummaterials gemäß DIN 4108-4-2020-11 bestimmt.If the foam layer is designed as an insulating layer, in particular as a thermal insulation layer, it is preferred in the context of the present invention if the foam layer has a thermal conductivity in the range of 0.015 to 0.085 W/mK, in particular 0.018 to 0.07 W/mK, preferably 0 .02 to 0.055 W/mK, preferably 0.021 to 0.045 W/mK, particularly preferably 0.030 to 0.040 W/mK. The thermal conductivity of the foam material is determined in accordance with DIN 4108-4-2020-11.
Was nun die weitere Beschaffenheit des erfindungsgemäßen Verbundelements bzw. dessen Schaumschicht anbelangt, so kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die Schaumschicht zumindest auf einer Fläche, insbesondere Oberfläche, eine dreidimensional ausgebildete bzw. eingeprägte Struktur, insbesondere Oberflächenstruktur, aufweist. In diesem Sinne kann entsprechend mit Bezug auf das erfindungsgemäßen Verbundelement mindestens eine Oberfläche des Verbundelements eine dreidimensional ausgebildete bzw. eingeprägte Struktur, insbesondere Oberflächenstruktur, aufweisen.As far as the further nature of the composite element according to the invention or its foam layer is concerned, it can be provided within the scope of the present invention that the foam layer has a three-dimensionally formed or impressed structure, in particular surface structure, at least on one surface, in particular surface. In this sense, with reference to the composite element according to the invention, at least one surface of the composite element can have a three-dimensionally formed or embossed structure, in particular a surface structure.
Bevorzugter Weise liegt eine derartige dreidimensional ausgebildete bzw. eingeprägte Struktur in Form von Vertiefungen bzw. Erhebungen vor, insbesondere etwa in Form von Noppen. Ein Verbundelement mit einer noppenartigen Oberflächenstruktur eignet bspw. zur Verwendung in der Installation von Fußbodenheizungen als sogenannte Noppenplatte bzw. -matte, wobei das Verbundelement in diesem Fall vorzugsweise so beschaffen ist, dass die Heizungsrohre der Fußbodenheizung zwischen die Noppen geklemmt werden können.Such a three-dimensionally formed or embossed structure is preferably in the form of depressions or elevations, in particular in the form of knobs. A composite element with a knob-like surface structure is suitable, for example, for use in the installation of underfloor heating as a so-called knobbed plate or mat, in which case the composite element is preferably designed in such a way that the heating pipes of the underfloor heating can be clamped between the knobs.
Für den Fall, dass das Verbundelement auf zumindest einer Fläche bzw. insbesondere Oberfläche eine noppenartige Struktur aufweist, so kann es weiter bevorzugt sein, dass die Noppen rund oder eckig, insbesondere rund oder mehreckig, ausgebildet sind. Gleichfalls kann es vorgesehen sein, dass die Anordnung der Noppen regelmäßig bzw. unregelmäßig ausgebildet ist, wobei eine regelmäßige Anordnung der Noppen, d.h. eine gleichförmig bzw. gleichmäßig bemessene Beabstandung der Noppen zueinander, bevorzugt ist.In the event that the composite element has a knob-like structure on at least one surface or in particular surface, it may be further preferred that the knobs are round or square, in particular round or polygonal. It can also be provided that the arrangement of the knobs is regular or irregular, with a regular arrangement of the knobs, i.e. a uniform or uniform spacing of the knobs from one another, being preferred.
Im Hinblick auf die Noppe selbst kann es außerdem vorgesehen sein, dass diese weitere Strukturelemente, wie bspw. eine überragende bzw. überstehende oder auch überhängende Ausbildung des oberen Randes der Noppe oder Hinterschneidungen aufweisen. So können bspw. verengte Bereiche zwischen den Noppen ausgebildet werden, insbesondere im Bereich des oberen Endes der Noppe. Dies kann wiederum in Falle einer Verwendung des Verbundelements als Noppenplatte bzw. -matte für Fußbodenheizungen von Vorteil sein, da die Heizungsrohre so zwischen den Noppen fixiert werden können und gegen ein Herausrutschen o.ä. gesichert sind.With regard to the knob itself, it can also be provided that it has further structural elements, such as a protruding or overhanging or even overhanging design of the upper edge of the knob or undercuts. For example, narrowed areas can be formed between the knobs, particularly in the area of the upper end of the knob. This can in turn be advantageous if the composite element is used as a studded plate or mat for underfloor heating, since the heating pipes can be fixed between the studs and are secured against slipping out or similar.
Alternativ oder ergänzend können die Heizungsrohre einer Fußbodenheizung auf dem Verbundelement auch durch Tackersysteme befestigt werden, insbesondere bspw. mit Tackernadeln, die die Rohre umschließen, und damit an das Verbundelement fixieren bzw. tackern.Alternatively or additionally, the heating pipes of an underfloor heating system can also be fastened to the composite element using stapler systems, in particular, for example, with stapler needles that enclose the pipes and thus fix or staple them to the composite element.
Gleichfalls kann es vorgesehen sein, dass die Schaumschicht Vertiefungen aufweist, insbesondere Vertiefungen, die zur Aufnahme von Rohren und Leitungen, vorzugsweise von Fußbodenheizungen, geeignet sind.It can also be provided that the foam layer has depressions, in particular depressions that are suitable for receiving pipes and lines, preferably underfloor heating.
Weiterhin eine Variante einer dreidimensional ausgebildeten bzw. eingeprägten Struktur kann in Bezug auf die Seitenflächen bzw. -ränder der Schaumschicht in Form von Ein- und/oder Ausbuchtungen ausgebildet sein, insbesondere etwa in Form von Steckverbindungen, Feder-Nut-Systemen oder Puzzlesystemen.Furthermore, a variant of a three-dimensionally designed or embossed structure can be designed in the form of indentations and/or bulges with respect to the side surfaces or edges of the foam layer, in particular in the form of plug-in connections, tongue-and-groove systems or puzzle systems.
Hieran anknüpfend ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung entsprechend auch möglich, dass eine der Randflächen bzw. Seitenflächen des Verbundelements eine dreidimensionale Oberflächenstruktur aufweist, welche insbesondere in Abhängigkeit vom vorgesehenen Verwendungszweck gestaltet bzw. ausgebildet ist. Bspw. können die Randseiten in Form von Steckverbindungen, wie Feder-Nut-Systemen oder Puzzlesystemen, vorzugsweise Puzzlesystemen, ausgebildet sein. Verbundelemente mit als Steckverbindungen, Feder-Nut-Systemen und/oder Puzzlesystemen ausgebildeten Rändern eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen ein unkompliziertes und zeiteffizientes Verlegen bzw. Verbinden der Verbundelemente gewünscht ist. Dies kann etwa für Verwendungen der erfindungsgemäßen Verbundelemente als Dämmelemente oder auch als Konstruktionselemente, insbesondere für den Innenausbau, der Fall sein.Following on from this, it is also possible within the scope of the present invention for one of the edge surfaces or side surfaces of the composite element to have a three-dimensional surface structure, which is designed or formed in particular depending on the intended use. For example, the edge sides can be designed in the form of plug-in connections, such as tongue-and-groove systems or puzzle systems, preferably puzzle systems. Composite elements with edges designed as plug-in connections, tongue-and-groove systems and/or puzzle systems are particularly suitable for applications in which uncomplicated and time-efficient laying or connecting of the composite elements is desired. This can be the case, for example, for uses of the composite elements according to the invention as insulating elements or as construction elements, in particular for interior construction.
Im Hinblick auf die weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verbundelementes kann es im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass das Verbundelement mindestens eine weitere Schicht in Form einer Funktions- und/oder Verstärkungsschicht aufweist.With regard to the further design of the composite element according to the invention, it can be provided within the scope of a further preferred embodiment of the present invention that the composite element has at least one further layer in the form of a functional and/or reinforcing layer.
In diesem Fall hat es sich bewährt, wenn die Funktions- und/oder Verstärkungsschicht mittelbar, insbesondere unmittelbar, an die Schaumschicht angeordnet ist, insbesondere auf mindestens einer Oberfläche der Schaumschicht, vorzugsweis auf beiden Oberflächen der Schaumschicht, angeordnet ist.In this case, it has proven useful if the functional and/or reinforcing layer is arranged indirectly, in particular directly, on the foam layer, in particular on at least one surface of the foam layer, preferably on both surfaces of the foam layer.
Dementsprechend kann es im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung also vorgesehen sein, dass die Schaumschicht zwischen zwei Funktions- und/oder Verstärkungsschichten angeordnet ist.Accordingly, within the scope of a particularly preferred embodiment of the present invention, it can be provided that the foam layer is arranged between two functional and/or reinforcing layers.
Vorteilhafter Weise ist die Funktions- und/oder Verstärkungsschicht dabei als Funktionsfolie und/oder Verstärkungsplatte ausgebildet.The functional and/or reinforcing layer is advantageously designed as a functional film and/or reinforcing plate.
Für den Fall, dass die Funktions- und/oder Verstärkungsschicht als Funktionsfolie ausgebildet ist, hat es sich bewährt, wenn die Funktionsfolie als Unterdeckbahn, Schalungsbahn, Dampfbremse, Vliesschicht oder Aluminiumdeckschicht, insbesondere als Unterdeckbahn, Vliesschicht oder Aluminiumdeckschicht, ausgebildet ist.In the event that the functional and/or reinforcing layer is designed as a functional film, it has proven useful if the functional film is designed as an undercover membrane, formwork membrane, vapor barrier, fleece layer or aluminum cover layer, in particular as a subcoverage membrane, fleece layer or aluminum cover layer.
In diesem Sinne kann die Schaumschicht also mit einer als Funktions- und/oder Verstärkungsschicht konfigurierten Funktionsfolie kaschiert sein bzw. kann die Funktionsfolie auch auf die Schaumschicht auflaminiert bzw. insbesondere auch aufextrudiert sein.In this sense, the foam layer can be laminated with a functional film configured as a functional and/or reinforcing layer, or the functional film can also be laminated onto the foam layer or, in particular, extruded onto it.
Ist zur weiteren Stärkung bzw. Verbesserung der Haftung zwischen Schaumschicht und Funktionsfolie eine Haftvermittlerschicht vorgesehen, werden vorzugsweise Haftvermittler bzw. Klebstoffe eingesetzt, wobei es sich bewährt hat, wenn diese einen Kunststoff und/oder einen Kunstharz, bevorzugt ein Polyurethan enthalten. Vorzugsweise kann im Rahmen der Erfindung ein Polyurethan-Hotmelt-Klebstoff verwendet werden.If an adhesion promoter layer is provided to further strengthen or improve the adhesion between the foam layer and the functional film, adhesion promoters or adhesives are preferably used, and it has proven useful if they contain a plastic and/or a synthetic resin, preferably a polyurethane. Preferably, a polyurethane hot melt adhesive can be used within the scope of the invention.
Wenn das erfindungsgemäße Verbundelement als Funktions- oder Verstärkungsschicht eine Funktionsfolie aufweist, so eignen sich die erfindungsgemäßen Verbundelemente ganz besonders vorteilhaft für die Verwendung in der Dämmung von Dächern, insbesondere als Aufsparren-, Zwischensparren- oder Untersparrendämmung. Insbesondere zeichnen sich die wie beschrieben konfigurierten erfindungsgemäßen Verbundelemente in vorteilhafter Weise dadurch aus, dass sie als vorgefertigte, direkt verlegbare Elemente leicht zu handhaben sowie unkompliziert zu installieren sind.If the composite element according to the invention has a functional film as a functional or reinforcing layer, the composite elements according to the invention are particularly advantageous for use in the insulation of roofs, in particular as over-rafter, between-rafter or under-rafter insulation. In particular, the composite elements according to the invention configured as described are advantageously characterized in that they are easy to handle and uncomplicated to install as prefabricated, directly installable elements.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann es für erfindungsgemäße Verbundelemente, die als Funktions- oder Verstärkungsschicht eine Funktionsfolie aufweisen, vorgesehen sein, dass die Funktionsfolie auf der Oberseite und/oder der Unterseite wenigstens eine längsrandseitige Klebezone aufweist. Längsrandseitig meint dabei insbesondere eine Anordnung der Klebezone entlang eines Randbereichs bzw. Seitenrands der Funktionsfolie.According to an advantageous development of the present invention, for composite elements according to the invention which have a functional film as a functional or reinforcing layer, it can be provided that the functional film has at least one longitudinal edge-side adhesive zone on the top and/or the bottom. On the longitudinal edge, this means in particular an arrangement of the adhesive zone along an edge region or side edge of the functional film.
In diesem Fall ist es dann vorzugsweise zusätzlich vorgesehen, dass Funktionsfolie und Schaumschicht so angeordnet sind, dass sich mindestens ein Bereich insbesondere Randbereich, vorzugsweise mehrere Bereiche, insbesondere Randbereiche, ergibt bzw. ergeben, in dem bzw. denen die Folie nicht von der Schaumschicht bedeckt ist, so dass in diesen die Klebezone angeordnet werden kann. Entsprechend bevorzugt ist es in diesem Sinne, wenn die Schaumschicht eine geringere Flächenausdehnung aufweist als die Funktionsfolie, bezogen auf eine mittige Anordnung von Schaumschicht und Folie zueinander, so dass freie Folienrandbereiche resultieren, in denen Klebezonen angeordnet werden können.In this case, it is then preferably additionally provided that the functional film and foam layer are arranged in such a way that at least one area, in particular edge area, preferably several areas, in particular edge areas, results in which the film is not covered by the foam layer is so that the adhesive zone can be arranged in these. In this sense, it is correspondingly preferred if the foam layer has a smaller surface area than the functional film, based on a central arrangement of the foam layer and film relative to one another, so that free film edge areas result in which adhesive zones can be arranged.
Diese Klebezonen können dabei vom Längsrand der Folie beabstandet und/oder streifenförmig, gegebenenfalls als unterbrochene Streifen, ausgebildet sein, und bspw. eine Breite zwischen 2 bis 10 cm aufweisen. Die Installation solcher Klebezonen kann insbesondere das Verlegen erfindungsgemäßer Verbundelemente deutlich erleichtern sowie ein besonders beständiges und widerstandsfähiges Verbinden der einzelnen Verbundelemente ermöglichen.These adhesive zones can be spaced from the longitudinal edge of the film and/or strip-shaped, possibly as interrupted stripes, and, for example, have a width of between 2 and 10 cm. The installation of such adhesive zones can, in particular, significantly facilitate the laying of composite elements according to the invention and enable a particularly durable and resilient connection of the individual composite elements.
Wenn die Funktions- und/oder Verstärkungsschicht als Verstärkungsplatte ausgebildet ist, so hat es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung für das erfindungsgemäße Verbundelement als vorteilhaft erwiesen, wenn die Verstärkungsplatte als Holzplatte, Spanplatte, OSB-Platte, Faserplatte, insbesonderer aus gepressten Fasermaterialien, Gipskarton-Platte, Gipsfaserplatte, Trockenestrichplatte, Betonplatte, Kunststoffplatte, Holzschaumplatte oder deren Komposite ausgebildet ist. Wenn die Verstärkungsplatte als Faserplatte aus gepressten, vorzugsweise natürlichen Fasermaterialien ausgebildet ist, so wird es bevorzugt, wenn das Fasermaterial ausgewählt ist aus der Gruppe von Stroh, Hanf, Kokos, Bast, Bambus und deren Mischungen.If the functional and/or reinforcing layer is designed as a reinforcing board, it has proven to be advantageous in the context of the present invention for the composite element according to the invention if the reinforcing board is made of wood board, chipboard, OSB board, fiberboard, in particular made of pressed fiber materials, plasterboard -Board, gypsum fiber board, dry screed board, concrete board, plastic board, wood foam board or their composites. If the reinforcing plate is designed as a fiberboard made of pressed, preferably natural, fiber materials, it is preferred if the fiber material is selected from the group of straw, hemp, coconut, bast, bamboo and mixtures thereof.
Insbesondere kann es im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die als Funktions- und/oder Verstärkungsschicht ausgebildete Verstärkungsplatte durch eine weitere, wie zuvor beschriebene, Schaumschicht gebildet ist, d.h. die Verstärkungsplatte kann vorteilhaft auch als Schaumschicht bzw. Holzschaumplatte, aufweisend ein Schaummaterial, umfassend einen natürlichen, nachwachsenden Rohstoff, ausgebildet sein. Das Schaummaterial weist dabei vorzugsweise die zuvor bereits beschriebenen Eigenschaften und Besonderheiten auf.In particular, in the context of a particularly preferred embodiment of the present invention, it can be provided that the reinforcing plate designed as a functional and/or reinforcing layer is formed by a further foam layer as described above, i.e. the reinforcing plate can advantageously also be designed as a foam layer or wood foam board, comprising a foam material comprising a natural, renewable raw material. The foam material preferably has the properties and special features already described above.
Wenn die Verstärkungsplatte auf Basis einer Schaumschicht gebildet ist, so ist es weiter bevorzugt, wenn das Schaummaterial der Schaumschicht und das Schaummaterial der als Schaumschicht ausgebildeten Verstärkungsschicht voneinander unterschiedlich sind, insbesondere etwa im Hinblick auf die Eigenschaften und/oder Zusammensetzungen des Schaummaterials bzw. der daraus erhaltenen Schaumschicht. Insbesondere kann die als Verstärkungsplatte ausgebildete Schaumschicht bspw. eine höhere Druckfestigkeit sowie dementsprechend eine höhere Dichte aufweisen, während die eigentliche Schaumschicht eine geringere Dichte und gleichfalls eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist.If the reinforcing plate is formed on the basis of a foam layer, it is further preferred if the foam material of the foam layer and the foam material of the reinforcing layer designed as a foam layer are different from one another, in particular with regard to the properties and / or compositions of the foam material or the foam material thereof obtained foam layer. In particular, the foam layer designed as a reinforcing plate can, for example, have a higher compressive strength and a correspondingly higher density, while the actual foam layer has a lower density and also a lower thermal conductivity.
Diese unterschiedlichen Eigenschaften lassen sich vorteilhaft auf eine unterschiedliche Zusammensetzung des Schaummaterials zurückführen, insbesondere bspw. auf einen unterschiedlichen Anteil an Additiven und/oder auf Unterschiede in Bezug auf das partikuläre Substrat, wie etwa den darin umfassten Rohstoff und/oder dessen Beschaffenheit. Dies setzt gleichfalls jedoch nicht voraus, dass die jeweiligen Schaumschichten optisch bzw. visuell stets eindeutig voneinander abweichen, vielmehr kann es sein, dass eine optische bzw. visuelle Unterscheidung zwischen den Schaumschichten nur anhand marginaler Abweichungen voneinander möglich ist.These different properties can advantageously be attributed to a different composition of the foam material, in particular, for example, to a different proportion of additives and/or to differences in relation to the particulate substrate, such as the raw material contained therein and/or its properties. However, this does not require that the respective foam layers always clearly differ from one another optically or visually; rather, it may be that an optical or visual distinction between the foam layers is only possible based on marginal deviations from one another.
Weiterhin kann es im Rahmen dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung bevorzugt sein, wenn die Schaumschicht zwischen zwei als Verstärkungsplatten ausgebildeten Funktions- und/oder Verstärkungsschichten angeordnet ist. Ein entsprechendes Verbundelement zeichnet sich also durch eine SandwichAnordnung aus, was insbesondere im Bereich des Innenausbaus vorteilhaft sein kann. Bspw. können entsprechende Verbundelemente als Fertigbauteile Einsatz finden.Furthermore, within the scope of this embodiment of the present invention, it may be preferred if the foam layer is arranged between two functional and/or reinforcing layers designed as reinforcing plates. A corresponding composite element is characterized by a sandwich arrangement, which can be particularly advantageous in the area of interior design. For example, corresponding composite elements can be used as prefabricated components.
Erfindungsgemäße Verbundelemente, die eine wie zuvor beschriebene Konfiguration aufweisen, eignen sich in besonders vorteilhafter Weise für den Einsatz im Innenausbau bzw. in der Wärmedämmung von Innen- wie Außenwänden von Gebäuden. Besonders vorteilhaft können die erfindungsgemäßen Verbundelemente hierbei in Form von Fertigbauteilen für die Installation, d.h. bspw. als Unterdeckplatte oder Schalungsplatte, sowie auch als Fassadenelemente für die Außendämmung oder auch als Flachdachdämmplatten, in bzw. am Haus verwendet werden. Gleichfalls ist eine Verwendung als Verlege- oder Klemmplatte für die Zwischensparrendämmung möglich.Composite elements according to the invention, which have a configuration as described above, are particularly advantageous for use in interior construction or in the thermal insulation of interior and exterior walls of buildings. The composite elements according to the invention can be used particularly advantageously in the form of prefabricated components for installation, i.e. for example as a sub-deck panel or formwork panel, as well as as facade elements for external insulation or as flat roof insulation panels, in or on the house. It can also be used as a laying or clamping plate for insulation between rafters.
Im Rahmen einer alternativen bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Verstärkungsschicht in Form einer Armierung ausgebildet ist. Wenn die Schaumschicht eine Armierung aufweist, so ist diese vorzugsweise in Form einer, insbesondere verstärkenden, Platte und/oder eines Paneels, eines, insbesondere stützenden, Gewebes und/oder Gewirkes, einer Membran und/oder einer Folie ausgebildet.As part of an alternative preferred embodiment of the present invention, it can be provided that the reinforcing layer is designed in the form of a reinforcement. If the foam layer has a reinforcement, this is preferably in the form of a, in particular reinforcing, plate and/or a panel, a, in particular supporting, woven and/or knitted fabric, a membrane and/or a film.
Erfindungsgemäße Verbundelemente, die eine Schaumschicht und daran angeordnet eine Armierung umfassen, eignen sich insbesondere für die Verwendung in Wärmedämmverbundsystemen. Dieser Aspekt unterstreicht nochmals die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von erfindungsgemäßen Verbundelementen, welche je nach Anforderung und spezifischer Ausgestaltung letztlich in allen Bereichen des Auf- und Ausbaus von Gebäuden eingesetzt werden können.Composite elements according to the invention, which comprise a foam layer and a reinforcement arranged thereon, are particularly suitable for use in thermal insulation composite systems. This aspect once again underlines the diverse possible uses of composite elements according to the invention, which, depending on the requirements and specific design, can ultimately be used in all areas of construction and expansion of buildings.
Im Rahmen der Verwendung als Wärmedämmverbundsystem stellt das erfindungsgemäße Verbundelement dabei eine besonders nachhaltige und somit als positive zu bewertende Alternative für herkömmliche Baumaterialien dar. Gleichfall zeichnet sich das erfindungsgemäße Verbundelement durch so gute mechanische wie physikalische Eigenschaften aus, dass insbesondere im Hinblick auf die Dämmleistung des Verbundelements gegenüber vergleichbaren Produkten aus dem Stand der Technik keine Abstriche gemacht werden müssen.When used as a thermal insulation composite system, the composite element according to the invention represents a particularly sustainable and therefore positive alternative to conventional building materials. Likewise, the composite element according to the invention is characterized by such good mechanical and physical properties, particularly with regard to the insulating performance of the composite element No compromises have to be made compared to comparable products from the prior art.
Wie bereits im Zusammenhang mit der als Funktionsfolie ausgebildeten Funktions- und/oder Verstärkungsschicht erwähnt, ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung üblicherweise bevorzugt, wenn die Schaumschicht und die mindestens eine Funktions- und/oder Verstärkungsschicht fest, insbesondere stoffschlüssig, miteinander verbunden sind, vorzugsweise miteinander verklebt sind.As already mentioned in connection with the functional and/or reinforcing layer designed as a functional film, it is usually preferred in the context of the present invention if the foam layer and the at least one functional and/or reinforcing layer are firmly, in particular cohesively, connected to one another, preferably are glued together.
Hierbei ist ein Verkleben der Schaumschicht und der mindestens einen Funktions- und/oder Verstärkungsschicht sowohl thermisch möglich, insbesondere für den Fall, dass die Funktions- und/oder Verstärkungsschicht als Funktionsfolie ausgebildet ist. Gleichfalls ist der Einsatz von Haftvermittlern im Rahmen der vorliegenden Erfindung bewährt und besonders bevorzugt, wenn die Funktions- und/oder Verstärkungsschicht als Verstärkungsplatte ausgebildet ist. Insbesondere kann es in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass zwischen Schaumschicht und Funktions- und/oder Verstärkungsschicht eine Haftvermittlerschicht vorgesehen wird. Vorzugsweise umfasst die Haftvermittlerschicht einen Haftvermittler bzw. Klebstoff, wobei dieser Kunststoff und/oder einen Kunstharz, bevorzugt ein Polyurethan enthält. Vorzugsweise kann im Rahmen der Erfindung ein Polyurethan-Hotmelt-Klebstoff verwendet werden.Here, bonding of the foam layer and the at least one functional and/or reinforcing layer is both thermally possible, in particular in the event that the functional and/or reinforcing layer is designed as a functional film. The use of adhesion promoters is also proven in the context of the present invention and is particularly preferred if the functional and/or reinforcing layer is designed as a reinforcing plate. In particular, in this context it can be provided that an adhesion promoter layer is provided between the foam layer and the functional and/or reinforcing layer. The adhesion promoter layer preferably comprises an adhesion promoter or adhesive, which contains plastic and/or a synthetic resin, preferably a polyurethane. Preferably, a polyurethane hot melt adhesive can be used within the scope of the invention.
Darüber hinaus kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, je nach Anwendung bzw. Anforderung an das erfindungsgemäße Verbundelement, vorteilhaft sein, wenn die Schaumschicht und/oder die Funktions- und/oder Verstärkungsschicht einlagig oder mehrlagig ausgebildet sind. Bevorzugt ist hierbei die Schaumschicht mehrlagig ausgebildet.Furthermore, within the scope of the present invention, depending on the application or requirements for the composite element according to the invention, it can be advantageous if the foam layer and/or the functional and/or reinforcing layer are designed in a single layer or in multiple layers. The foam layer is preferably designed in multiple layers.
Unter einem mehrlagigen Aufbau der Schaumschicht ist dabei insbesondere zu verstehen, dass die Schaumschicht aus mehreren Lagen aufgebaut ist, wobei die Lagen je von Lage zu Lage unterschiedliche Schaummaterialien aufweisen. Unterschiede zwischen den Schaummaterialien können etwa im Hinblick auf die Zusammensetzung der Schaummaterialien bestehen, bspw. in Bezug auf den Gehalt an Additiven oder auch die Beschaffenheit und/oder Art des verwendeten natürlichen Rohstoffs. Gleichfalls können die Schichten unterschiedliche mechanische oder physikalische Eigenschaften aufweisen, d.h. bspw. eine unterschiedliche Schaumdichte oder Festigkeit.A multi-layer structure of the foam layer is to be understood in particular as meaning that the foam layer is made up of several layers, with the layers having different foam materials from layer to layer. Differences between the foam materials can exist with regard to the composition of the foam materials, for example with regard to the content of additives or the nature and/or type of natural raw material used. Likewise, the layers can have different mechanical or physical properties, i.e., for example, different foam density or strength.
Indem erfindungsgemäße Verbundelemente Schaumschichten umfassen, die einen mehrlagigen Aufbau aufweisen, kann insbesondere das Eigenschafts- bzw. auch Anwendungsspektrum des Verbundelementes erweitert werden. Bspw. bietet sich ein mehrschichtiger Aufbau der Schaumschicht im Rahmen einer Verwendung des Verbundelementes als Noppenplatte bzw. -matte an oder als Verlegeplatte mit Vertiefungen für Fußbodenheizungen. Speziell können in diesem Fall die Noppenplatte bzw. die Verlegeplatte mit Vertiefungen, die darunter befindliche Trittschalldämmung und die Fußbodenwärmedämmung in einer Schaumschicht, die einen entsprechenden mehrlagigen Aufbau aufweist, kombiniert werden, so dass auf Basis des erfindungsgemäßen Verbundelements insgesamt lediglich ein Kombinationskonstruktions- bzw. -bauelement für die Installation einer Fußbodenheizung bereitgestellt werden kann.By comprising composite elements according to the invention foam layers which have a multi-layer structure, the range of properties and applications of the composite element can in particular be expanded. For example, a multi-layer structure of the foam layer is possible when using the composite element as a studded panel or mat or as an installation panel with recesses for underfloor heating. In particular, in this case, the studded panel or the installation panel with recesses, the impact sound insulation underneath and the floor thermal insulation can be combined in a foam layer that has a corresponding multi-layer structure, so that based on the composite element according to the invention, overall there is only a combination construction or - Component can be provided for the installation of underfloor heating.
Gleichfalls ist es auch möglich, den vorgenannten, üblicherweise dreiteiligen, Fußbodenaufbau aus Fußbodenwärmedämmung, Trittschalldämmung und Noppenplatte bzw. Verlegeplatte mit Vertiefungen in einem Verbundelement, das insbesondere in Bezug auf die Schaumschicht einschichtig ausgebildet ist, zu realisieren, d.h. in Form einer einlagigen Schaumschicht, deren Eigenschaftsprofil allen vorgenannten Anforderungen bzw. Funktionen entspricht.It is also possible to realize the above-mentioned, usually three-part, floor structure consisting of floor thermal insulation, impact sound insulation and studded panel or installation panel with recesses in a composite element, which is designed in one layer, in particular in relation to the foam layer, i.e. in the form of a single-layer foam layer Property profile corresponds to all of the aforementioned requirements or functions.
Es ist also auf Basis des erfindungsgemäßen Verbundelements möglich, die drei verschiedenen Funktionen von Trittschalldämmung, Wärmedämmung und Noppenplatte bzw. Verlegeplatte mit Vertiefungen, welche üblicherweise durch drei verschiedene Baumaterialien erfüllt werden, in einem Erzeugnis, d.h. dem erfindungsgemäßen Verbundelement, zu kombinieren. Auf diese Weise kann eine erhebliche Materialersparnis und insbesondere Reduzierung des Kunststoffanteils im Fußbodenaufbau erreicht werden. Auch kann auf Basis des erfindungsgemäßen Verbundelements, dessen Schaumschicht wie zuvor beschrieben als insbesondere mehr- oder einschichtige Noppenbahn bzw. Verlegeplatte mit Vertiefungen ausgebildet ist, eine erhebliche Erleichterung der Verlegearbeiten für einen Fußbodenbelag bzw. die diesbez. Unterkonstruktion erreicht werden, insbesondere wenn die Funktions- und/oder Verstärkungsschicht des Verbundelements bspw. als Verstärkungsplatte in Form einer Trockenestrichplatte oder bspw. auch insbesondere in Form einer weiteren Schaumschicht ausgebildet ist.It is therefore possible, on the basis of the composite element according to the invention, to combine the three different functions of impact sound insulation, thermal insulation and studded panel or installation panel with recesses, which are usually fulfilled by three different building materials, in one product, i.e. the composite element according to the invention. In this way, significant material savings and in particular a reduction in the proportion of plastic in the floor structure can be achieved. Also, on the basis of the composite element according to the invention, the foam layer of which, as described above, is designed as a multi- or single-layer dimpled sheet or laying panel with recesses, the laying work for a floor covering or the related one can be significantly simplified. Substructure can be achieved, in particular if the functional and / or reinforcing layer of the composite element is designed, for example, as a reinforcing plate in the form of a dry screed plate or, for example, in particular in the form of a further foam layer.
Insbesondere ist mit dem erfindungsgemäßen Verbundelement lediglich nur ein Konstruktionselement zu verlegen anstelle von üblicherweise mindestens drei verschiedenen Baumaterialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ersetzt das erfindungsgemäße Verbundelement in Form einer Noppenbahn und/oder Noppenplatte und/oder Verlegeplatte mit Vertiefungen also die Trittschalldämmung, Wärmedämmung, Noppenbahn bzw. Verlegeplatte und den Estrich in einem Fußbodenaufbau für eine Fußbodenheizung, d.h. es erfolgt eine direkte Aufnahme des Oberbelags durch die Noppenbahn und/oder Noppenplatte bzw. Verlegeplatte mit Vertiefungen. Wenn das Verbundelement als Verlegeplatte mit Vertiefungen für eine Fußbodenheizung, insbesondere als Fußbodenheizungselement, ausgebildet ist, hat es sich bewährt, wenn die Verlegeplatte an ihrer Oberseite, insbesondere als obere Schicht, eine wärmeleitende Schicht, vorzugsweise ein Wärmeleitblech, aufweist. Die wärmeleitende Schicht ist dabei vorzugsweise nicht in den Vertiefungen der Verlegeplatte vorgesehen. Die wärmeleitende Schicht besteht üblicherweise aus einem Metall, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Eisen, Kupfer, Aliuminium und deren Legierungen, vorzugsweise Stahl. Hierbei kann es gleichfalls vorgesehen sein, dass das Wärmeleitblech eine Beschichtung aufweist, insbesondere eine Korrosionsschutzbeschichtung. Die wärmeleitende Schicht leitet bei verbauter Verlegeplatte, insbesondere verbautem Fußbodenheizungselement, die Wärme, welche von den Heizungsleitungen in den Vertiefungen abgegeben wird, großflächig an den Fußbodenoberbelag weiter, sodass dieser gleichmäßig erwärmt wird.In particular, with the composite element according to the invention there is only one construction element instead of usually at least three different building materials. According to a preferred embodiment of the present invention, the composite element according to the invention in the form of a dimpled membrane and/or dimpled panel and/or installation panel with recesses replaces the impact sound insulation, thermal insulation, dimpled membrane or installation panel and the screed in a floor structure for underfloor heating, that is, there is direct Reception of the top covering by the dimpled sheet and/or dimpled plate or installation plate with recesses. If the composite element is designed as a laying plate with recesses for underfloor heating, in particular as an underfloor heating element, it has proven useful if the laying plate has a heat-conducting layer, preferably a heat-conducting plate, on its top side, in particular as an upper layer. The heat-conducting layer is preferably not provided in the recesses of the laying plate. The heat-conducting layer usually consists of a metal, in particular selected from the group of iron, copper, aluminum and their alloys, preferably steel. It can also be provided here that the heat-conducting plate has a coating, in particular an anti-corrosion coating. When the installation panel is installed, in particular when the underfloor heating element is installed, the heat-conducting layer passes on the heat given off by the heating pipes in the recesses over a large area to the floor covering, so that it is heated evenly.
Ein mehrlagiger Aufbau der Schaumschicht kann sich darüber hinaus auch anbieten, wenn die Schaumschicht zwischen zwei als Verstärkungsplatten ausgebildeten Funktions- und/oder Verstärkungsschichten angeordnet ist. Derartige Sandwich-Anordnungen, welche bspw. insbesondere für Verbundelemente in Form von Fertigbauteilen geeignet sind, können auf Basis einer mehrlagigen Ausbildung der Schaumschicht, bspw. umfassend eine Lage zur Wärmedämmung sowie eine weitere Lage zur Schalldämmung, ein vorteilhaftes sowie gegenüber herkömmlichen Fertigbauteilen überlegenes Eigenschaftsprofil aufweisen, indem zwei unterschiedliche Funktionen auf unkomplizierte Weise in einem Bauteil vereint werden.A multi-layer structure of the foam layer can also be suitable if the foam layer is arranged between two functional and/or reinforcing layers designed as reinforcement plates. Such sandwich arrangements, which are particularly suitable, for example, for composite elements in the form of prefabricated components, can have an advantageous property profile that is superior to conventional prefabricated components based on a multi-layer design of the foam layer, for example comprising a layer for thermal insulation and a further layer for sound insulation by combining two different functions in an uncomplicated way in one component.
Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die vorangehenden Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Schaummaterial sowie zu den übrigen Aspekten der vorliegenden Erfindung verwiesen werden, welche in Bezug auf das erfindungsgemäße Verbundelement entsprechend gelten.For further details on this aspect of the invention, reference can be made to the previous statements on the foam material according to the invention as well as on the other aspects of the present invention, which apply accordingly with regard to the composite element according to the invention.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine Verwendung eines, insbesondere zuvor beschriebenen, Verbundelements zur Wärme- und/oder Schalldämmung, insbesondere von Gebäuden und/oder Dächern, vorzugsweise von Fußböden, Wänden und Dächern.A further subject of the present invention - according to a sixth aspect of the present invention - is a use of a composite element, in particular previously described, for thermal and/or sound insulation, in particular of buildings and/or roofs, preferably of floors, walls and roofs.
Insbesondere hat es sich bewährt, wenn das, insbesondere zuvor beschriebene, Verbundelement, vorzugsweise in Form von Dämmplatten, bevorzugt kaschierten Aufsparrendämmplatten, Zwischensparrendämmplatten, insbesondere Klemmplatten, Untersparrendämmplatten, Flachdachdämmplatten, und/oder Fassadenelementen, bevorzugt Unterdeckplatten, Schalungsplatten, und/oder Trockenestrich und/oder Fertigbauteilen bzw. Verblendelementen für den Innenausbau, zur Dämmung und/oder zum Ausbau von Gebäudehülle und/oder Dach, insbesondere sowohl im Außen- als auch Innenbereich, verwendet wird.In particular, it has proven useful if the composite element, in particular previously described, is preferably in the form of insulation panels, preferably laminated rafter insulation panels, intermediate rafter insulation panels, in particular clamping panels, under-rafter insulation panels, flat roof insulation panels, and/or facade elements, preferably underlay panels, formwork panels, and/or dry screed and/or or prefabricated components or facing elements for interior construction, for insulation and/or for the expansion of the building shell and/or roof, in particular both outdoors and indoors.
Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die die vorangehenden Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Schaummaterial sowie zu den übrigen Aspekten der vorliegenden Erfindung verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Verwendung entsprechend gelten.For further details on this aspect of the invention, reference can be made to the previous statements on the foam material according to the invention as well as on the other aspects of the present invention, which apply accordingly with regard to the use according to the invention.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine Verwendung eines, insbesondere zuvor beschriebenen, Verbundelements bei der Installation von Heizungs- und/oder Versorgungsanlagen, insbesondere in Fußböden und/oder Wänden von Gebäuden, vorzugsweise von Fußbodenheizungen.A further subject of the present invention - according to a seventh aspect of the present invention - is a use of a composite element, in particular previously described, in the installation of heating and/or supply systems, in particular in floors and/or walls of buildings, preferably of underfloor heating.
In diesem Zusammenhang kann es vorgesehen sein, dass das Verbundelement die Trittschalldämmung und Wärmedämmung, vorzugsweise Trittschalldämmung, Wärmedämmung und Estrich, in einem Fußbodenaufbau ersetzt. In diesem Fall erfolgt eine direkte Aufnahme des Oberbelags durch das erfindungsgemäße Verbundelement.In this context, it can be provided that the composite element replaces the impact sound insulation and thermal insulation, preferably impact sound insulation, thermal insulation and screed, in a floor structure. In this case, the top covering is picked up directly by the composite element according to the invention.
Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die vorangehenden Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Schaummaterial sowie zu den übrigen Aspekten der vorliegenden Erfindung verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Verwendung entsprechend gelten.For further details on this aspect of the invention, reference can be made to the previous statements on the foam material according to the invention as well as on the other aspects of the present invention, which apply accordingly with regard to the use according to the invention.
Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist ein Fußbodenheizungselement, insbesondere eine Noppenbahn und/oder Noppenmatte und/oder Noppenplatte oder eine Verlegeplatte mit Vertiefungen, aufweisend einen zuvor beschriebenen Formkörper oder erhältlich aus einem zuvor beschriebenen Verbundelement.Another subject of the present invention - according to an eighth aspect of the present invention - is an underfloor heating element, in particular a dimpled sheet and / or dimpled mat and / or dimpled plate or a laying plate with recesses, having or receiving a previously described shaped body Lich from a previously described composite element.
Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die Noppenbahn und/oder Noppenmatte und/oder Noppenplatte oder die Verlegeplatte die Trittschalldämmung, Wärmedämmung und Noppenbahn bzw. Verlegeplatte mit Vertiefungen, vorzugsweise Trittschalldämmung, Wärmedämmung, Noppenbahn bzw. Verlegeplatte mit Vertiefungen und Estrich, in einem Fußbodenaufbau für eine Fußbodenheizung ersetzt. In diesem Fall erfolgt eine direkte Aufnahme des Oberbelags durch die Noppenbahn und/oder Noppenmatte und/oder Noppenplatte oder die Verlegeplatte.It can be provided here that the dimpled sheet and/or dimpled mat and/or dimpled plate or the installation plate has the impact sound insulation, thermal insulation and dimpled membrane or installation plate with recesses, preferably impact sound insulation, thermal insulation, dimpled membrane or installation plate with recesses and screed, in a floor structure for replaced with underfloor heating. In this case, the top covering is picked up directly by the dimpled sheet and/or dimpled mat and/or dimpled plate or the installation plate.
Wie zuvor ausgeführt, kann das Fußbodenheizungselement als Verlegeplatte mit Vertiefungen ausgebildet sein. Die Vertiefungen sind in diesem Fall vorzugsweise als Rohr- bzw. Leitungsführungen für die Leitungen der Fußbodenheizungen ausgebildet. Auch ist es möglich, dass die Vertiefungen Hinterschneidungen aufweisen. Durch die Vertiefungen erhält das Fußbodenheizungselement insbesondere eine reliefartige Oberfläche. Die Vertiefungen können auf jede geeignete Weise in die Verlegeplatte eingebracht sein, beispielsweise durch Formgebung bei der Herstellung oder auch nachträglich, beispielsweise durch Fräsen. Üblicherweise ist eine nachträgliche Einbringung der Vertiefungen bevorzugt.As stated above, the underfloor heating element can be designed as a laying plate with recesses. In this case, the depressions are preferably designed as pipe or line guides for the underfloor heating lines. It is also possible for the depressions to have undercuts. The depressions give the underfloor heating element a particularly relief-like surface. The depressions can be introduced into the laying plate in any suitable way, for example by shaping during production or subsequently, for example by milling. A subsequent introduction of the depressions is usually preferred.
Wie gleichfalls zuvor bereits ausgeführt, weist das Fußbodenheizungselement, wenn es als Verlegeplatte mit Vertiefungen ausgebildet ist, eine wärmeleitende Schicht, insbesondere ein Wärmeleitblech, auf. Vorzugsweise ist die wärmeleitende Schicht nicht in den Vertiefungen der Verlegeplatte vorgesehen.As already stated above, the underfloor heating element, if it is designed as a laying plate with recesses, has a heat-conducting layer, in particular a heat-conducting plate. Preferably, the heat-conducting layer is not provided in the recesses of the laying plate.
Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die vorangehenden Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Schaummaterial sowie zu den übrigen Aspekten der vorliegenden Erfindung verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Noppenbahn und/oder Noppenmatte und/oder Noppenplatte entsprechend gelten.For further details on this aspect of the invention, reference can be made to the previous statements on the foam material according to the invention and on the other aspects of the present invention, which apply accordingly in relation to the dimpled sheet and / or dimpled mat and / or dimpled plate according to the invention.
Darüber hinaus Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine Wärmedämmung, aufweisend einen zuvor beschriebenen Formkörper oder erhältlich aus einem zuvor beschriebenen Verbundelement, zur Verwendung in der Wärmedämmung von Wänden und/oder Dächern.Furthermore, the subject of the present invention - according to a ninth aspect of the present invention - is a thermal insulation, comprising a previously described shaped body or obtainable from a previously described composite element, for use in the thermal insulation of walls and / or roofs.
Besonders bevorzugt eignen sich, insbesondere zuvor beschriebene, Verbundelemente dabei für die Verwendung in Aufdachdämmungen, Zwischensparrendämmungen, Unterdachdämmungen, Fassadendämmungen, Fußbodendämmungen sowie insbesondere auch für die Verwendung in Wärmedämmverbundsystemen.Composite elements, in particular those described above, are particularly preferably suitable for use in on-roof insulation, intermediate rafter insulation, under-roof insulation, facade insulation, floor insulation and, in particular, for use in thermal insulation composite systems.
Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die vorangehenden Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Schaummaterial sowie zu den übrigen Aspekten der vorliegenden Erfindung verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Wärmedämmung entsprechend gelten.For further details on this aspect of the invention, reference can be made to the previous statements on the foam material according to the invention as well as on the other aspects of the present invention, which apply accordingly with regard to the thermal insulation according to the invention.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine Trittschalldämmung und/oder ein Akkustikabsorber, aufweisend einen zuvor beschriebenen Formkörper oder erhältlich aus einem zuvor beschriebenen Verbundelement, zur Verwendung in der Schalldämmung von Wänden und/oder Fußböden von Gebäuden.A further subject of the present invention - according to a tenth aspect of the present invention - is an impact sound insulation and / or an acoustic absorber, having a previously described shaped body or obtainable from a previously described composite element, for use in the sound insulation of walls and / or floors of buildings .
Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die vorangehenden Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Schaummaterial sowie zu den übrigen Aspekten der vorliegenden Erfindung verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Trittschalldämmung bzw. den erfindungsgemäßen Akkustikabsorber entsprechend gelten.For further details on this aspect of the invention, reference can be made to the previous statements on the foam material according to the invention and on the other aspects of the present invention, which apply accordingly in relation to the impact sound insulation according to the invention or the acoustic absorber according to the invention.
Schließlich ist weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Ortschaum zur Verwendung als Dämm- und/oder Konstruktionsmittel, insbesondere zur Wärme- und/oder Schalldämmung, aufweisend ein Schaummaterial, wobei das Schaummaterial einen natürlichen, nachwachsenden Rohstoff und einen partikelförmigen Zusatz in Mengen von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Schaummaterial, umfasst. Bevorzugte Mengen und Ausgestaltungen des partikelförmigen Zusatzes entsprechen den Mengen und Ausführungsformen des zuvor beschriebenen Schaummaterials.Finally, a further subject of the present invention - according to an eleventh aspect of the present invention - is an in-situ foam for use as an insulating and / or construction material, in particular for heat and / or sound insulation, comprising a foam material, the foam material being a natural, renewable raw material and a particulate additive in amounts of 5 to 20% by weight, based on the foam material. Preferred amounts and configurations of the particulate additive correspond to the amounts and embodiments of the foam material described above.
Im Rahmen dieses Aspektes der vorliegenden Erfindung hat es sich bewährt, wenn für den erfindungsgemäßen Ortschaum das erfindungsgemäße Schaummaterial verwendet wird, insbesondere in Form einer schäumbaren und sprühbaren Masse. Insbesondere versteht es sich hierbei, dass in Bezug auf das Schaummaterial für den Ortschaum von einer nicht-ausgehärteten bzw. noch aushärtbaren Zusammensetzung oder Masse die Rede ist, sofern nicht anders angegeben. In diesem Sinne ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Schaummaterial in Form einer aushärtbaren, frei formbaren und/oder frei verteilbaren Masse ausgebildet ist, insbesondere wobei die Masse weiterhin schäumbar und vorzugsweise durch Sprühauftrag applizierbar ist.In the context of this aspect of the present invention, it has proven useful if the foam material according to the invention is used for the in-situ foam according to the invention, in particular in the form of a foamable and sprayable mass. In particular, it is understood that with regard to the foam material for the in-situ foam, we are talking about a non-cured or still curable composition or mass, unless otherwise stated. In this sense, it is preferably provided that the foam material is designed in the form of a curable, freely shapeable and/or freely distributeable mass, in particular wherein the mass continues to be foamable and can preferably be applied by spray application.
Insbesondere zumindest im Wesentlichen entspricht die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Ortsschaums also der Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Schaummaterials im nicht ausgehärteten Zustand. Dies bedeutet, dass der Ortschaum - analog zum erfindungsgemäßen Schaummaterial im unausgehärteten Zustand - vorzugsweise in Form einer, insbesondere hochviskosen, Fasersuspension vorliegt. Vorteilhaft enthält das Schaummaterial dazu zumindest eine gering Mengen eines Lösungsmittels. Bevorzugt ist das Lösungsmittel Wasser.In particular, the composition of the in-situ foam according to the invention corresponds at least essentially to the composition of the foam material according to the invention in the uncured state. This means that the in-situ foam - analogous to the foam material according to the invention in the uncured state - is preferably in the form of a, in particular highly viscous, fiber suspension. The foam material advantageously contains at least a small amount of a solvent. The solvent is preferably water.
Im Hinblick auf den nachwachsenden Rohstoff ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn das Schaummaterial einen natürlichen, nachwachsenden Rohstoff, wie zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Schaummaterial beschrieben, umfasst. Insofern sei in diesem Zusammenhang auf die Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Schaummaterial verwiesen.With regard to the renewable raw material, it is preferred according to the invention if the foam material comprises a natural, renewable raw material, as described above in connection with the foam material according to the invention. In this respect, reference is made in this context to the comments on the foam material according to the invention.
Darüber hinaus ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Ortschaum ein oder mehrere Additive, insbesondere Treibmittel, umfasst. Die Treibmittel sind bevorzugt ausgewählt aus organischen Treibmitteln, insbesondere Azobisisobutyronitril, Azodicarbonamid, vorzugsweise aktiviertes Azodicarbonamid, Dinitropentamethylentetramin, Hydrazodicarbonamid, Oxibissulfohydrazid, Oxybisbenzolsulfohydrazid, 5-Phenyltetrazol, Para-Toluolsulfonylsemicarbazid, Toluol-/Benzol-Sulfohydrazid und deren Salze, vorzugsweise Alkali- und Erdalkalimetallsalze. Gleichfalls können anorganische Treibmittel aus der Gruppe von Ammoniumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, vorzugsweise im Gemisch mit Kaliumhydrogencarbonat und einem Säureträger, insbesondere Dinatriumdihydrogendiphosphat, Calciumdihydrogenphosphat oder Calciumcitrat, sowie Aluminiumpulver verwendet werden. Maßgeblich ist in Bezug auf das Treibmittel insbesondere lediglich, dass das Treibmittel bei niedrigen Temperaturen, insbesondere bei Raumtemperatur, eine Expansion bzw. Schaumbildung herbeiführt.In addition, it is preferably provided that the in-situ foam comprises one or more additives, in particular blowing agents. The blowing agents are preferably selected from organic blowing agents, in particular azobisisobutyronitrile, azodicarbonamide, preferably activated azodicarbonamide, dinitropentamethylenetetramine, hydrazodicarbonamide, oxibissulfohydrazide, oxybisbenzenesulfohydrazide, 5-phenyltetrazole, para-toluenesulfonylsemicarbazide, toluene/benzene sulfohydrazide and their salt e, preferably alkali and alkaline earth metal salts. Likewise, inorganic blowing agents from the group of ammonium carbonate, sodium hydrogen carbonate, preferably in a mixture with potassium hydrogen carbonate and an acid carrier, in particular disodium dihydrogen diphosphate, calcium dihydrogen phosphate or calcium citrate, as well as aluminum powder can be used. With regard to the blowing agent, the only decisive factor is that the blowing agent causes expansion or foam formation at low temperatures, in particular at room temperature.
Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang auch der Zusatz von Oxidationsmitteln, vorzugsweise Wasserstoffperoxid, insbesondere als zusätzliches Treibmittel. Der Zusatz von Wasserstoffperoxid kann vorteilhafter Weise eine gezielte Einstellung der Porosität des Schaummaterials gestatten.In this context, it is also advantageous to add oxidizing agents, preferably hydrogen peroxide, in particular as an additional blowing agent. The addition of hydrogen peroxide can advantageously allow the porosity of the foam material to be specifically adjusted.
Weiterhin hat es sich bewährt, wenn der Ortschaum einen reaktiven Vernetzter bzw. ein reaktives Bindemittel umfasst. Erfindungsgemäß bevorzugt werden demnach Bindemittel bzw. Vernetzer, die schnell und vollständig während bzw. unmittelbar folgend auf die Applikation des Ortschaums vernetzen und ein Aushärten des Schaummaterials bzw. des Ortschaums bewirken.Furthermore, it has proven useful if the in-situ foam comprises a reactive crosslinker or a reactive binder. According to the invention, preference is therefore given to binders or crosslinkers which crosslink quickly and completely during or immediately following the application of the in-situ foam and cause the foam material or the in-situ foam to harden.
Das reaktive Bindemittel kann dabei ausgewählt sein aus Silanen, Polysilanen, Silanhydrolysaten, Polysiloxanen, Silikonaten, Titanaten, Polytitanaten, Zirkonaten, Isocyanaten, Polyisocyanaten, reaktiven Polyurethanen und deren Mischungen, insbesondere Silanen, Polysilanen, Silanhydrolysaten, Polysiloxanen, Silikonaten, Polyisocyanaten, reaktiven Polyurethanen und deren Mischungen. In diesem Sinne sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere solche reaktiven Bindemittel bzw. Vernetzer bevorzugt, die insbesondere unabhängig von Temperatureinflüssen und/oder speziell in Gegenwart von Feuchtigkeit, insbesondere in Form von Luftfeuchtigkeit und/oder auch flüssigem Wasser, vernetzen.The reactive binder can be selected from silanes, polysilanes, silane hydrolysates, polysiloxanes, siliconates, titanates, polytitanates, zirconates, isocyanates, polyisocyanates, reactive polyurethanes and mixtures thereof, in particular silanes, polysilanes, silane hydrolysates, polysiloxanes, siliconates, polyisocyanates, reactive polyurethanes and their mixtures. In this sense, in the context of the present invention, particular preference is given to reactive binders or crosslinkers which crosslink in particular independently of temperature influences and/or specifically in the presence of moisture, in particular in the form of atmospheric moisture and/or also liquid water.
Alternativ haben sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch reaktive Acrylate, insbesondere Cyanacrylate, als geeignete Bindemittel bzw. Vernetzer erwiesen.Alternatively, reactive acrylates, in particular cyanoacrylates, have also proven to be suitable binders or crosslinkers in the context of the present invention.
Bevorzugt härtet das Schaummaterial des Ortschaums also bei Raumtemperatur und/oder in Gegenwart von Feuchtigkeit aus. Außerdem wird es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn das Schaummaterial innerhalb kurzer Zeit, insbesondere innerhalb weniger Minuten, vorzugsweise weniger als 15 Minuten, bevorzugt weniger als 10 min, aushärtet.The foam material of the in-situ foam preferably hardens at room temperature and/or in the presence of moisture. In addition, it is preferred according to the invention if the foam material hardens within a short time, in particular within a few minutes, preferably less than 15 minutes, preferably less than 10 minutes.
Im Hinblick auf die Formulierung des Ortschaums kann diese je nach Anwendung bzw. Gebrauchsanforderung variieren. Erfindungsgemäß ist es entsprechend möglich, dass der Ortschaum als Einkomponenten- oder als Zweikomponentenformulierung ausgebildet ist. Als geeignet erwiesen, insbesondere im Hinblick auf die bevorzugten Bindemittel bzw. Vernetzer, hat sich dabei insbesondere eine Zweikomponentenformulierung des Ortschaums.With regard to the formulation of the in-situ foam, this can vary depending on the application or usage requirements. According to the invention, it is accordingly possible for the in-situ foam to be designed as a one-component or two-component formulation. A two-component formulation of the in-situ foam has proven to be suitable, particularly with regard to the preferred binders or crosslinkers.
Wenn der Ortschaum als Zweikomponentenformulierung ausgebildet ist, so hat es sich bewährt, wenn die erste Komponente den nachwachsenden Rohstoff, insbesondere in Form einer Fasersuspension, und ein oder mehrere Treibmittel umfasst. Die zweite Komponente umfasst bevorzugt das Bindemittel bzw. den Vernetzer. Im Rahmen der Applikation des Ortschaums werden die Komponenten dann vorzugsweise unmittelbar im Moment der Anwendung vermischt. Insbesondere ist es hierbei vorgesehen, dass das Treibmittel vorzugsweise instantan ein Aufschäumen des Schaummaterials bewirkt sowie der Vernetzer unmittelbar beginnt, zu vernetzen und auszuhärten.If the in-situ foam is designed as a two-component formulation, it has proven useful if the first component comprises the renewable raw material, in particular in the form of a fiber suspension, and one or more blowing agents. The second component preferably comprises the binder or the crosslinker. As part of the application of the in-situ foam, the components are then preferably mixed immediately at the moment of application. In particular, it is provided here that the blowing agent preferably causes instantaneous foaming of the foam material and that the crosslinker immediately begins to crosslink and harden.
Indem die erste Komponente, insbesondere die darin umfasste Fasersuspension, zumindest geringe Mengen eines Lösungsmittels, insbesondere Wasser, aufweist, kann die Vernetzung bzw. Aushärtung des Ortschaumes zusätzlich positiv beeinflusst werden, insbesondere für den Fall das feuchtigkeitshärtende Bindemittel bzw. Vernetzer in dem Ortschaum enthalten sind.Because the first component, in particular the fiber suspension contained therein, has at least small amounts of a solvent, in particular water, the crosslinking or hardening of the in-situ foam can be additionally positively influenced, especially in the event that moisture-curing binders or crosslinkers are contained in the in-situ foam .
Auf diese Weise kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf Basis des erfindungsgemäßen Ortschaums ein besonders stabiler sowie gleichfalls in vorteilhafter Weise poröser Schaum erhalten werden, der im Hinblick auf seine Beschaffenheit sowie physikalischen wie mechanischen Eigenschaften vorteilhafter Weise mit dem erfindungsgemäßen Schaummaterial übereinstimmt. Maßgeblicher Vorteil des erfindungsgemäßen Ortschaums ist dabei die flexible Anwendbarkeit des Schaums sowie die Möglichkeit, auch geometrisch aufwändige bzw. nur schwer zugängliche Bereiche einer Gebäudehülle bzw. eines Daches effektiv zu dämmen.In this way, within the scope of the present invention, a particularly stable and also advantageously porous foam can be obtained based on the in-situ foam according to the invention, which advantageously matches the foam material according to the invention in terms of its nature and physical and mechanical properties. The main advantage of the in-situ foam according to the invention is the flexible applicability of the foam and the possibility of effectively insulating even geometrically complex or difficult-to-access areas of a building shell or roof.
Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die vorangehenden Ausführungen zu dem zuvor beschriebenen Schaummaterial sowie zu den übrigen Aspekten der vorliegenden Erfindung verwiesen werden, welche in Bezug auf den erfindungsgemäßen Ortschaum entsprechend gelten.For further details on this aspect of the invention, reference can be made to the previous statements on the previously described foam material as well as on the other aspects of the present invention, which apply accordingly with regard to the in-situ foam according to the invention.
Weitere Vorteile, Eigenschaften, Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten, erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.Further advantages, properties, aspects and features of the present invention result from the following description of embodiments of the present invention which are preferred according to the invention and shown in the drawings.
Es zeigt
Das Schaummaterial 2 ist vorzugsweise auf Basis eines natürlichen, nachwachsenden Rohstoffs 4 in Form eines pflanzlichen Rohstoffs, insbesondere auf Basis von verholzten und/oder verholzenden Pflanzen, vorzugsweise Holz, ausgebildet. Vorteilhafterweise können dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung nahezu alle Arten von Holz bzw. Bestandteile von Gehölzen verwendet werden, wie bspw. unter anderem Laubholz, Nadelholz, Rinde, Wurzelmaterial, Durchforstungsholz, verholzende Einjahrespflanzen und deren Mischungen.The
Gleichfalls ist es gemäß einem weiteren Vorteil der vorliegenden Erfindung auch möglich, dass der nachwachsende, insbesondere pflanzliche Rohstoff 4 aus Sägenebenprodukten, Altholz, holzhaltigen Abfallprodukten und/oder recyclebaren bzw. recycelten holzhaltigen Produkten ausgewählt ist. Somit bevorzugt umfasst der natürliche, nachwachsende, insbesondere pflanzliche, Rohstoff 4 Lignin- und/oder Lignocellulose-basierte Rohstoffe bzw. insbesondere Pflanzen.Likewise, according to a further advantage of the present invention, it is also possible for the renewable, in particular plant-based,
Vorzugsweise liegt der natürliche, nachwachsende, insbesondere pflanzliche, Rohstoff 4 in dem Schaummaterial 2 in Form von Partikeln, insbesondere Fasern, vor. Hierbei hat es sich bewährt, wenn die Partikel bzw. insbesondere Fasern des natürlichen, nachwachsenden Rohstoffs 5 Partikelgrößen und/oder Faserlängen in einem Bereich von 100 µm bis 50 mm, insbesondere 200 µm bis 10 mm, vorzugsweise 250 µm bis 5 mm, bevorzugt 300 µm bis 2,5 mm, bezogen auf den nachwachsenden Rohstoff im Ausgangszustand, aufweisen.The natural, renewable, in particular plant-based,
Vorteilhafterweise zeichnet sich das erfindungsgemäße Schaummaterial 2 durch einen hohen Anteil nachwachsender Rohstoff aus und stellt somit eine besonders nachhaltige Ausführung eines Verbundelements dar. Das Schaummaterial 2 weist dabei vorzugsweise einen Anteil des nachwachsenden Rohstoffs 5 von mehr als 75 Gew.-%, insbesondere 79 Gew.-%, vorzugsweise 82 Gew.-%, bevorzugt 84 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 85 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Schaummaterials, auf.The
Das Schaummaterial 2 weist darüber hinaus einen partikelförmigen Zusatz in Mengen von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Schaummaterial, auf. Bevorzugt wird es dabei, wenn das Schaummaterial 2 den partikelförmigen Zusatz in Mengen von 5 bis 15 Gew.-%, insbesondere 5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 6 bis 10 Gew.%, bevorzugt 6 bis 9 Gew.-%, bezogen auf das Schaummaterial, aufweist. Der partikelförmige Zusatz kann dabei aus einer Vielzahl von Substanzen bzw. Materialien ausgewählt werden. Es hat sich allerdings bewährt, wenn der partikelförmige Zusatz ausgewählt ist aus anorganischen bzw. mineralischen Materialien. Mit anorganischen bzw. mineralischen Materialien lassen sich nicht nur die mechanischen Eigenschaften des Schaummaterials 2 positiv beeinflussen, sondern auch die Brand- bzw. Flammfestigkeit wird deutlich erhöht. Üblicherweise ist der partikelförmigen Zusatz ausgewählt aus der Gruppe von Blähgraphit, expandiertem Perlit, expandiertem Vermiculit, Kieselsäure, insbesondere pyrogener Kieselsäure, Aerogelen, insbesondere Silica-Aerogelen, Zeolithen und deren Mischungen. Besonders gute Ergbenisse werden erhalten, wenn der partikelförmige Zusatz ausgewählt ist aus Blähgraphit, expandiertem Perlit, expandiertem Vermiculit und deren Mischungen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem partikelförmigen Zusatz um Blähgraphit.The
Der partikelförmigen Zusatz weist vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße D50 im Bereich von 10 µm bis 2 mm, insbesondere 20 µm bis 1,5 mm, vorzugsweise 50 µm bis 1 mm, bevorzugt 70 µm bis 800 µm, besonders bevorzugt 80 µm bis 700 µm, auf.The particulate additive preferably has an average particle size D50 in the range from 10 μm to 2 mm, in particular 20 μm to 1.5 mm, preferably 50 µm to 1 mm, preferably 70 µm to 800 µm, particularly preferably 80 µm to 700 µm.
Je nach Anwendungszweck bzw. beabsichtigter Verwendung kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung außerdem vorgesehen sein, dass das Schaummaterial 2 ein oder mehrere Additive aufweist, wobei das eine oder die mehreren Additive vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe von Hydrophobierungsmitteln, Flammschutzmitteln, Glimmschutzmitteln, Fungiziden, Oxidationsmitteln, Treibmitteln, Verdickungsmitteln, Vernetzern, Geliermitteln, pH-Regulatoren, Weichmachern und/oder deren Mischungen. Diesbezüglich hat es sich als geeignet erwiesen, wenn das eine oder die mehreren Additive an dem Schaummaterial 2 einen Anteil von weniger als 17 Gew.-%, insbesondere 12 Gew.%, vorzugsweise 9 Gew.-%, bevorzugt 7 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 6 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Schaummaterials, hat bzw. haben. Partikelförmige Additive, deren Partikelform im Schaummaterial 2 erhalten bleibt, werden dabei, wenn sie die Anforderungen für den partikelförmigen Zusatz erfüllen, mengenmäßig auch zu dem partikelförmigen Zusatz hinzugerechnet, d.h. sie werden zum einen als Additive gewertet, aber auch zum anderen als partikelförmiger Zusatz.Depending on the application or intended use, it can also be provided within the scope of the present invention that the
Im Hinblick auf die Struktur des Schaummaterials 2 ist es bevorzugt, wenn das Schaummaterial 2 eine offenporige Schaumstruktur 3 aufweist.With regard to the structure of the
Das Schaummaterial 2 erreicht vorteilhaft Dichten von weniger als 300 kg/m3, insbesondere weniger als 275 kg/m3, vorzugsweise weniger als 250 kg/m3, und/oder mehr als 20 kg/m3, insbesondere mehr als 40 kg/m3, vorzugsweise mehr als 50 kg/m3. Darüber hinaus erzielt das Schaummaterial 2 auch vorteilhafte Festigkeiten, insbesondere von mehr als 20 kPa und/oder bis zu 600 kPa, insbesondere 400 kPa, vorzugsweise 250 kPa, bei 10 % Stauchung. Vorteilhaft weist das Schaummaterial also eine Druckfestigkeit in einem Bereich von 20 bis 600 kPa, insbesondere 30 bis 400 kPa, vorzugsweise 40 bis 250 kPa, bei 10% Stauchung gemäß DIN EN 826 auf.The
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Formkörpers 1 ist es vorgesehen, dass das Schaummaterial 2 als Dämmschicht, insbesondere als Wärmedämmschicht und/oder Schalldämmschicht, ausgebildet ist.As part of a preferred embodiment of the molded
Vorzugsweise weist das Schaummaterial 2 dann eine Wärmeleitfähigkeit in einem Bereich von 0,015 bis 0,085 W/mK, insbesondere 0,018 bis 0,07 W/mK, vorzugsweise 0,02 bis 0,055 W/mK, bevorzugt 0,021 bis 0,045 W/mK, besonders bevorzugt 0,030 bis 0,040 W/mK, aufweisen. Dementsprechend eignet sich das erfindungsgemäße Schaummaterial 2 insbesondere zur Verwendung als Wärmesowie auch Schalldämmung, insbesondere zur Wärmedämmung, von Gebäuden und/oder Dächern, vorzugsweise von Fußböden, Wänden und Dächern.The
Es zeigt die
Entsprechend der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung, die in
Im Hinblick auf die Funktions- und/oder Verstärkungsschicht 6 kann es vorgesehen sein, dass diese als Funktionsfolie 7 und/oder als Verstärkungsplatte ausgebildet ist. Wenn die Funktions- und/oder Verstärkungsschicht als Funktionsfolie 7 ausgebildet ist, so hat es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung bewährt, wenn die Funktionsfolie 7 als Unterdeckbahn, Schalungsbahn, Dampfbremse, Vliesschicht oder Aluminiumdeckschicht ausgebildet ist. Besonders bevorzugt liegt die Funktionsfolie 7 in Form einer Unterdeckbahn, Vliesschicht oder Aluminiumdeckschicht vor.With regard to the functional and/or reinforcing
Eine derartig ausgestaltete, bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Verbundelements 5 ist der
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung weist das Verbundelement 5 auf der Oberseite und/oder der Unterseite der Folie 7, gemäß der Ausführung in
Die Klebezonen 8 sind dabei vorzugsweise vom Längsrand der Folie 7 beabstandet und streifenförmig ausgebildet. Beispielhaft können die Klebezonen 8 eine Breite zwischen 2 bis 10 cm aufweisen.The
Verbundelemente 5, die wie in
Im Allgemeinen kann es vorgesehen sein, dass der Formkörper 1 dreidimensional ausgebildete bzw. eingeprägte Struktur in Bezug auf die Seitenflächen bzw. Ränder des Schaummaterials 2 und/oder des Formkörpers 1 insgesamt aufweisen. Beispielhaft können diese Strukturen in Form von Ein- und/oder Ausbuchtungen ausgebildet sein, insbesondere etwa in Form von Steckverbindungen, Feder-Nut-Systemen oder Puzzlesystemen, wobei der in
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung, die in
Weiterhin kann es für erfindungsgemäße Verbundelemente 5 vorgesehen sein, dass das Schaummaterial 2, insbesondere in Form eines Formkörpers 1, zwischen zwei Funktions- und/oder Verstärkungsschichten 6 angeordnet ist, wie in
Weiterhin vorteilhaft kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass erfindungsgemäße Verbundelemente 5 - wie auch Formkörper 1 - eine dreidimensional ausgebildete bzw. eingeprägte Struktur in Bezug auf die Seitenflächen bzw. Ränder der Schaummaterials 2 und/oder des Verbundelements 5 insgesamt aufweisen. Beispielhaft können diese Strukturen in Form von Ein- und/oder Ausbuchtungen ausgebildet sein, insbesondere etwa in Form von Steckverbindungen, Feder-Nut-Systemen oder Puzzlesystemen, wobei das in
Wie in
Ein entsprechend ausgebildeter Formkörper 1 bzw. auch ein Verbundelement 5 in Form einer Noppenplatte 9 kann bspw. runde Noppen 10 aufweisen. Weiterhin hat es sich bewährt, wenn die Anordnung der Noppen 10 regelmäßig ausgebildet ist, d.h. es liegt eine gleichförmige bzw. gleichmäßig bemessene Beabstandung der Noppen 10 zueinander vor (siehe
Ein entsprechend den
Alternativ zu der Ausführung der Noppenplatte 9 gemäß den
Weiterhin kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die Schicht aus dem Schaummaterial 2 und/oder die Funktions- und/oder Verstärkungsschicht 6 mehrlagig ausgebildet sind, wobei bevorzugter Weise die Schicht aus dem Schaummaterial 2 mehrlagig ausgebildet ist. Ein entsprechend konfiguriertes Verbundelement 5 in Form eines Fußbodenheizungselements 12 ist in
Entsprechend dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein bevorzugtes Fußbodenheizungselement 12 eine Funktions- und/oder Verstärkungsschicht 6 sowie drei Schichten aus Schaummaterialien 2 auf. Hierbei ist die Lage A des Schaummaterials in Form einer Noppenplatte bzw. -matte ausgebildet und weist entsprechend Noppen 10 auf. Die darunterliegende Lage B des Schaummaterials kann insbesondere als Trittschalldämmung konfiguriert sein und weist vorteilhafterweise einen von der Lage A unterschiedliches Schaummaterial auf. Hierbei können Unterschiede zwischen den Schaummaterialien der Lagen A und B bspw. hinsichtlich der Zusammensetzung des Schaummaterials, d.h. den Gehalt an Additiven oder aber auch die Beschaffenheit und/oder Art des verwendeten natürlichen Rohstoffs vorliegen. Gleichfalls können die Schaummaterialien der Lagen A und B auch unterschiedliche mechanische und/oder physikalische Eigenschaften aufweisen, d.h. bspw. eine voneinander unterschiedliche Schaumdichte oder Festigkeit. Entsprechendes gilt auch für die Lage C des Schaummaterials, welche im Rahmen der Ausführung des erfindungsgemäßen Verbundelements 5 gemäß
Auf Basis des erfindungsgemäßen Formkörpers 1 bzw. des erfindungsgemäßen Verbundelements 5 können somit neuartige Dämm- und Konstruktionselemente bereitgestellt werden, die gegenüber herkömmlichen Dämmungen bzw. Fußbodenaufbauten sowohl nachhaltiger und materialsparender sind, als auch anwendungsfreundlicher installiert werden können.Based on the molded
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verbundelements 5 kann es vorgesehen sein, dass die Verstärkungsschicht in Form einer Armierung 15 ausgebildet ist, insbesondere wobei das Schaummaterial 2 dann unmittelbar an die Armierung 15 angeordnet ist. Beispielhafte Armierungen 15 können insbesondere in Form einer, vorzugsweise verstärkenden, Platte und/oder eines Paneels, eines, vorzugsweise stützenden, Gewebes und/oder Gewirkes, einer Membran und/oder einer Folie ausgebildet sein.As part of a further preferred embodiment of the
Entsprechend konfigurierte Verbundelemente 5 eignen sich, wie in
Somit können auf Basis des erfindungsgemäßen Verbundelements 5 eine Vielzahl von Anwendungen für den Baubereich, insbesondere den Auf- und/oder Ausbau von Gebäuden, bereitgestellt werden, welche unterschiedlichste Zwecke erfüllen können. Insbesondere bieten sich erfindungsgemäße Verbundelemente 5 für die Verwendung als Dämmmaterialien, insbesondere zur Wärme- und/oder Schalldämmung an, wobei die überwiegenden Anwendungen erfindungsgemäßer Verbundelemente gleichfalls mit einer deutlich erleichterten, anwenderfreundlicheren und effizienteren Installation des erfindungsgemäßen Verbundelements in Gegenüberstellung zu vergleichbaren Fertigbauelementen des Standes der Technik einhergehen.Thus, based on the
Zusätzlich zu dem erfindungsgemäßen Verbundelement 5, welches sich maßgeblich durch das darin umfasste Schaummaterial 2 auszeichnet, insbesondere auch im Hinblick auf die mechanischen bzw. physikalischen Eigenschaften des Verbundelements 5, kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch die Verwendung eines Ortschaums 17 im Bereich der Dämmung, insbesondere der Wärmedämmung und/oder Trittschalldämmung, von Gebäuden und/oder Dächern vorgesehen sein. Eine entsprechende Anwendung eines Ortschaums 17 ist der
Dabei hat es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung bewährt, wenn für den erfindungsgemäßen Ortschaum 17 das für die Schaumschicht erfindungsgemäßer Verbundelement 5 vorgesehene Schaummaterial 2 verwendet wird, insbesondere in Form einer schäumbaren und sprühbaren Masse. Vorteilhafterweise entspricht die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Ortschaums 17 somit zumindest im Wesentlichen einer Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Schaummaterials 2, insbesondere im nicht gehärteten bzw. ausgehärteten Zustand.In the context of the present invention, it has proven useful if the
Zusätzlich zu dem nachwachsenden Rohstoff 4, der in dem Schaummaterial des Ortschaums 17 enthalten ist, kann der Ortschaum 17 außerdem ein oder mehrere Additive, insbesondere Treibmittel umfassen, sowie vorzugsweise einen reaktiven Vernetzer bzw. ein reaktives Bindemittel. Auf Basis dieser Zusammensetzung kann sowohl ein gleichförmiges Ver- bzw. Aufschäumen als auch zügiges Aushärten des Ortschaums 17 erreicht werden.In addition to the renewable
Hierbei ist die Zusammensetzung bzw. Formulierung des Ortschaums 17, bspw. im Form einer Einkomponenten- oder einer Zweikomponentenformulierung, vorzugsweise so gewählt, dass der Ortschaum bzw. das darin enthaltende Schaummittel, umfassend vorzugsweise einen nachwachsenden Rohstoff, ein Treibmittel sowie einen reaktiven Vernetzer bzw. ein reaktives Bindemittel, im Rahmen der Applikation bzw. unmittelbar hierauf folgend aufschäumt bzw. expandiert sowie gleichfalls beginnt, zu vernetzen und auszuhärten.Here, the composition or formulation of the in-
Indem der Ortschaum 17 vorzugsweise in Form eines sprühbaren sowie freiformbaren Schaummaterials vorliegt, eignet sich der Schaum insbesondere für die Dämmung geometrisch anspruchsvoller bzw. schwer zugänglicher Bereiche. Das Schaummaterial kann dabei insbesondere in Form der hochviskosen Fasersuspension vorliegen, welche auch zur Erzeugung der Schaumschichten von erfindungsgemäßen Verbundelementen 5 als Ausgangsmaterial für das eingesetzt wird.Since the in-
Schließlich ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein partikuläres Schaummaterial 18, wie in
Diesbezüglich wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, wenn das partikuläre Schaummaterial 18 in Form einer, insbesondere trockenen, schüttbaren und/oder einblasbaren Zusammensetzung bzw. Masse vorliegt, wobei diese vorzugsweise der Zusammensetzung des Schaummaterials 2 erfindungsgemäßer Formkörper 1 und erfindungsgemäßer Verbundelemente 5 entspricht. Insbesondere kann das partikuläre Schaummaterial 18 aus dem, insbesondere ausgehärteten, Schaummaterial 2 erhalten werden, wenn dieses bspw. im Rahmen eines weiteren Herstellungsschrittes zerkleinert wird oder aber in Form von bspw. Schnittreste anfällt.In this regard, it is preferred within the scope of the present invention if the
Es zeigt
Die Verlegeplatte 19 kann neben einem oder mehrere Schaummaterialien 2 auch eine oder mehrere Funktions- oder Verstärkungsschichten 6 aufweisen und dann in Form eines Verbundelements 5 vorliegen. Gemäß der in
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verlegeplatte 19, insbesondere die Verlegeplatte 19 mit Vertiefungen 20, als Fußbodenheizungselement 12 ausgebildet. Das Fußbodenheizungselement 12 kann dabei neben einer oder mehrere Schichten aus Schaummaterialien 2 auch eine oder mehrere Funktions- oder Verstärkungsschichten 6 aufweisen. Insbesondere kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die Schaumschicht 2 und/oder die Funktions- und/oder Verstärkungsschicht 6 mehrlagig ausgebildet sind, wobei bevorzugter Weise die Schaumschicht 2 mehrlagig ausgebildet ist. Ein entsprechend konfiguriertes Verbundelement 5 in Form eines Fußbodenheizungselements 12 ist in
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Verbundelement 5 als Fußbodenheizungselement 12 in Form einer Verlegeplatte 19 mit Vertiefungen 20 und einer wärmeleitenden Schicht 21 auf. Entsprechende Verbundelemente 5 sind in den Figurendarstellungen gemäß den
Es zeigt
Bezugszeichenliste:List of reference symbols:
- 11
- FormkörperShaped body
- 22
- SchaummaterialFoam material
- 33
- offenporige Schaumstrukturopen-pored foam structure
- 44
- nachwachsender Rohstoffrenewable raw material
- 55
- VerbundelementComposite element
- 66
- Funktions- und/oder VerstärkungsschichtFunctional and/or reinforcing layer
- 77
- FunktionsfolieFunctional film
- 88th
- KlebezonenAdhesive zones
- 99
- Noppenplattestudded plate
- 1010
- runde Nopperound nub
- 1111
- eckige Noppesquare nub
- 1212
- FußbodenheizungselementUnderfloor heating element
- 1313
- WandWall
- 1414
- Klebeschichtadhesive layer
- 1515
- Armierungreinforcement
- 1616
- Putzplaster
- 1717
- Ortschaumin-situ foam
- 1818
- partikuläres Schaummaterialparticulate foam material
- 1919
- Verlegeplattelaying plate
- 2020
- Vertiefungdeepening
- 2121
- wärmeleitende Schicht heat-conducting layer
- AA
- Schaumschichtlage AFoam layer layer A
- Bb
- Schaumschichtlage BFoam layer layer B
- CC
- Schaumschichtlage CFoam layer layer C
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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