DE19513431A1 - Schall- und wärmeisolierendes Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbsttragendes, plattenförmiges Bauelement mit einem Rahmen, das zur Schall- und/oder Wärmedämmung eingesetzt wird und dessen Dämmkörper aus zerkleinerten, mit Bindemitteln vermischten Recycling- und/oder Neuwerkstoffen, teils unter Zusetzen von mineralischem Füllstoff erzeugt werden, sowie seine Herstellung, besonderen Ausbil­ dungen und Verwendung.

In der eigenen deutschen Patentanmeldung P 44 15 406.2 werden ein Verfahren zum Herstellen von Dämm­ platten und Dämmformteilen zur Schall- und/oder Wär­ meisolierung und deren Ausbildungsformen beschrieben.

Die nach diesem Verfahren erzeugten Dämmplatten und Dämmformteile werden im wesentlichen als Dämmeinla­ gen, beispielsweise in Türen, oder als Dämmunterla­ gen, beispielsweise unter Maschinen, Fußbodenestriche und dergleichen, eingesetzt. Als selbsttragende Bau­ elemente sind sie beispielsweise in einer Dicke von 16 mm nicht ausreichend verwindungs- und knicksteif.

Das sogenannte Gummihaar besteht aus Naturfaserstof­ fen, wie Kokosfasern, Tierhaaren bzw. einem Gemisch hiervon, wobei diese Werkstoffe mit Latex besprüht und unter Wärmeeinwirkung getrocknet werden. Dieses Fasergefüge bildet den Ausgangswerkstoff für die Her­ stellung einer Vorstufe von gepreßten, recyclefähigen Polsterformteilen, z. B. für Automobilsitze, Polster­ möbelstücke und dergleichen. In weiteren Bearbei­ tungsgängen wird es zu Matten zusammengelegt und in Preßformen, die den gewünschten Konturen der Polster­ teile entsprechen, eingebracht, wobei die Formteile unter Druck- und Hitzeeinwirkung ihre gewünschte Form erhalten. Durch einen abschließenden Vulkanisiervor­ gang wird die notwendige Formstabilität erreicht.

Bei der Herstellung dieser Polsterformteile aus Gum­ mihaar fallen, bedingt durch oft erforderliche Mate­ rialzugaben zur Erreichung der verlangten endgültigen Außenkonturen, erhebliche Restmengen von Gummihaar an, da die endgültigen Außenkonturen und gegebenen­ falls erforderliche Öffnungen oder dergleichen durch Schnitt- bzw. Bearbeitungsvorgänge hergestellt wer­ den. Zu diesen Restmengen kommen noch Ausschuß-Preß­ teile, die infolge fehlerhafter Produktion nicht zu verwenden sind. Außerdem ergeben sich bei der Entsor­ gung von Polsterteilen und dergleichen aus Gummihaar weitere Mengen dieses Werkstoffes, wobei derartige Abfallmengen künftighin umweltfreundlich entsorgt werden müssen.

Diese beachtlichen Rest- und Recyclingmengen aus Gum­ mihaar müssen heute noch zur Entsorgung auf Deponien gelagert werden, weil noch keine wirtschaftlich und zuverlässig arbeitenden Verfahren zur Wiederverwen­ dung dieser Stoffe bekannt sind. Das Deponieren ver­ ursacht erhebliche Kosten, kann nicht unbegrenzt in­ folge Fehlens geeigneter Lagerstätten in der Zukunft erfolgen und stellt zudem eine Belastung für die Um­ welt dar.

Bei der Fertigung von Teilen aus künstlichen und na­ türlichen Schaumstoffen, z. B. Polyurethan-Weichschaum oder Latexschaum, fallen auch größere Mengen Recy­ clingmaterial an. So ist es unvermeidbar, daß an un­ dichten Stellen der Schäumform Kunststoffreste aus­ treten, und es entstehen somit weitere Abfallmengen durch Beschnitt zu Fertigteilen bzw. durch Ausschuß­ teile bei der Produktion sowie bei der Verschrottung von Einrichtungen, die ebenfalls Schaumreste enthal­ ten, wie es bei Sitzen und sonstigen Geräten der Fall ist, welche ebenfalls zu entsorgen und im Sinne einer verminderten Umweltbelastung möglichst anderen Ver­ wendungszwecken zuzuführen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, selbsttra­ gende Bauelemente mit hoher Luft- und Körperschall- sowie auch Wärmedämmung unter Verwendung von Recy­ clingmaterialien aus Gummihaar oder Gummihaar und Schaumstoffen bzw. entsprechenden Neurohmaterialien herzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 an­ gegebenen Merkmale gelöst, indem sowohl Recyclingmen­ gen aus Gummihaar als auch diese mit entsprechenden Mengen an Schaumstoffen als Gemisch zur Herstellung von Bauelementen zur Schall- und/oder Wärmeisolierung zu verarbeiten sind, wobei der Dämmwerkstoff der Dämmplatten des Bauelements fest mit einem geschlos­ senen Rahmen verbunden ist. Zur Gewährleistung einer gleichbleibenden Qualität sind bei fehlenden Mengen an entsprechenden Recyclingmaterialien gleichartige Neuwerkstoffe zu verwenden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß nun die Recyclingmengen aus Gummihaar wirtschaftlich entsorgt werden können und durch bestimmte Mischungsverhältnisse von zerkleiner­ ten Recyclingmengen aus Gummihaargranulat sowie durch mineralische Füllstoffe und Bindemittel oder Gummi­ haargranulat, Flocken aus Schaumstoff, mineralische Füllstoffe und Bindemittel ergänzt, gegebenenfalls mit Zusatz erforderlicher Mengen an Neuwerkstoffen gleicher Art, durch einen Preßvorgang bei gleichzei­ tiger Hitzeeinwirkung in einen Rahmen gepreßt, Dämm­ platten für hochwertige Bauelemente zur Schall- und/oder Wärmeisolierung in den qualitativ angepaßten physikalischen und dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßten Eigenschaften hergestellt werden können. Die Zerkleinerung der Reststoffe u. dgl. erfolgt durch grobes Zerreißen beispielsweise alter Polsterteile und anschließendes Zermahlen in die gewünschten Korn­ größen. Hierdurch wird eine umweltfreundliche Entsor­ gung sowohl von Restmengen aus Gummihaar und aus Schaumstoffen gewährleistet, als auch eine Einsparung an Rohstoffen erreicht, wobei die Endprodukte den bekannten Dämmwerkstoffen gegenüber für die be­ treffenden Anwendungen überraschend verbesserte, an die Anforderungen gut anpaßbare Eigenschaften aufwei­ sen, und dabei die nach der Erfindung produzierten Teile verhältnismäßig niedrig im Preis liegen, bei ähnlicher Wirksamkeit bekannten Dämmstoffen gegenüber kleinere Abmessungen ermöglichen und sich durch den umfassenden Rahmen als tragendes Element auf die Her­ stellung z. B. von schalldämmenden Türen, Schallwänden und dergleichen verbilligend auswirken.

Die erfindungsgemäß hergestellten Bauelemente sind beispielsweise zu verwenden für:

• - den Aufbau von Schalldämmwänden, zur Abschir­ mung des Lärms laufender Maschinen,
• - die bedarfsmäßige und nur vorübergehende Ein­ richtung von Schallschutzwänden,
• - den Aufbau schall- und/oder wärmedämmender Tür­ blätter,
• - die Herstellung schall- und/oder wärmedämmen­ der, türähnlicher Klappen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnun­ gen dargestellt und werden im folgenden näher be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Ein Bauelement in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2 einen Schnitt A-A, im vergrößerten Maßstab, durch den Randbereich des in Fig. 1 darge­ stellten Bauelementes;

Fig. 3 eine Platte in perspektivischer Darstellung;

Fig. 4 einen Schnitt B-B, im vergrößerten Maßstab, durch den Randbereich der in Fig. 3 darge­ stellten Platte;

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bau­ elementes, in perspektivischer Darstellung;

Fig. 6 einen Schnitt C-C, im vergrößerten Maßstab, durch den Randbereich des in Fig. 5 darge­ stellten Bauelementes;

Fig. 7 eine Platte in perspektivischer Darstellung;

Fig. 8 einen Schnitt D-D, im vergrößerten Maßstab, durch den Randbereich der in Fig. 7 darge­ stellten Platte;

Fig. 9 einen Schnitt durch den Randbereich eines erfindungsgemäßen Bauelementes anderer Bau­ art;

Fig. 10 einen Schnitt durch den Randbereich eines erfindungsgemäßen Bauelementes einer weite­ ren Bauart;

Fig. 11 einen Teilbereich einer aus erfindungsgemä­ ßen Bauelementen aufgebauten Schalldämmwand;

Fig. 12 einen Vertikalteilschnitt E-E, durch den Teilbereich gemäß Fig. 11; und

Fig. 13 einen Horizontalteilschnitt F-F durch den Teilbereich gemäß Fig. 11.

Ein Bauelement 1 gemäß Fig. 1 weist zwei gegeneinan­ derliegende Platten 2 aus Dämmwerkstoff 3 mit unter­ schiedlichen physikalischen Eigenschaften auf. Die Platten sind von einem geschlossenen Rahmen 4 umfaßt und in einem umlaufenden Randbereich 5, der vorzugs­ weise mit 15 bis 35 mm Breite ausgelegt wird, fest miteinander verbunden, wobei die Platten 2 mit ihrem Dämmwerkstoff 3 im Randbereich 5 miteinander verklebt sind. Durch diese Verklebung erhält das Bauelement eine hohe Verwindungssteifigkeit. Die übrigen Flächenbereiche 6 liegen lose gegeneinander. In dem Randbereich 5 entsteht eine Schallbrücke, die aber die schall- und/oder wärmedämmende Wirkung des Bauelementes, die durch die unterschiedlichen Dichten und Zusammensetzungen des Dämmwerkstoffes der gegeneinanderliegenden Platten 2 hervorgerufen wird, nur unwesentlich beeinflußt.

Ein gemäß Fig. 5 aufgebautes Bauelement 1 weist einen Rahmen 4 auf, der die Möglichkeit der besonders gün­ stigen, insbesondere stirnseitigen Einbringung, z. B. von Schrauben, Bolzen oder ähnlichen Befestigungsele­ menten, bietet. Hierzu sind zwei Platten 2 mit unter­ schiedlichen Dämmeigenschaften über ihre jeweiligen Rahmen 4 im Randbereich 5, in dem die Rahmen einen zentrischen Keil bilden (Fig. 6), zu einem Bauelement 1 so miteinander verbunden, daß ausreichend Material für das Einbringen von Befestigungselementen in den Rahmen 4 vorhanden ist, während die übrigen gegen­ überliegenden Flächenbereiche 6 der Platten 2 lose gegeneinanderliegen. Auch bei dieser Ausführungsform entsteht in dem etwa 15 bis 35 mm breiten Randbereich 5 über die Verbindung der Rahmen 4 eine vernachläs­ sigbare Schallbrücke.

Eine Platte 2 aus Dämmwerkstoff 3 ist gemäß Fig. 3, Fig. 4, Fig. 7 und Fig. 8 von einem Rahmen 4 umfaßt, wobei der Rahmen 4 mit dem Dämmwerkstoff 3 fest ver­ bunden ist.

Der aus Holz oder holzähnlichen Werkstoffen vorgefer­ tigte Rahmen 4 gemäß Fig. 4 und Fig. 8 besitzt ein im wesentlichen eckiges Profil, wobei sich für die Her­ stellung der Platten 2 als Rahmenquerschnitt ein rechtwinkliges Dreieck als vorteilhaft erwiesen hat. In die dem rechten Winkel 7 gegenüberliegende Kon­ taktfläche 8 sind Vertiefungen 9 eingebracht, die die Oberfläche der Kontaktfläche 8 zwischen dem Rahmen 4 und dem Dämmwerkstoff 3 vergrößern, um eine dauerhaft haltbare Verbindung zwischen dem Rahmen und dem Dämm­ werkstoff zu erzielen. Hierbei ist die Form der Ver­ tiefungen 9 in der Kontaktfläche 8 vom Körnungsgrad des Gwnmihaargranulates abhängig, wobei ein grobkör­ niges Gemisch grobe, ein feinkörniges Gemisch feine Vertiefungen verlangt. Denkbar ist auch eine säge­ zahnförmige Profilierung der Kontaktfläche 8; selbst ohne eine Profilierung kann eine haltbare Verbindung zwischen Dämmwerkstoff und Rahmen gewährleistet sein.

In eine vorzugsweise aus Metall aufgebaute Form, de­ ren Größe der herzustellenden Platte gemäß Fig. 2 entspricht, wird der aus den Profilleisten vorgefer­ tigte Rahmen 4 so eingelegt, daß die Kontaktfläche 8 zur Füllseite der Form weist. Nach Befüllen der Form mit der für eine Platte notwendigen Menge Gummihaar­ granulat bzw. einem Granulatgemisch aus Gummihaarab­ fällen oder auch Gummihaar-Neuwerkstoff und Resten aus Kunststoffschaum vermischt mit mineralischen Füllstoffen und mit einem Bindemittel, wird der In­ halt der Form einschließlich Rahmen der Einwirkung von Druck und Wärme ausgesetzt. Bei einer Temperatur, die bei 120 bis 130°C liegt und einem Druck von ca. 120 N/cm² wird das Granulatgemisch verpreßt. Bei die­ sem Vorgang verklebt das Granulat über das Bindemit­ tel und bildet mit dem Rahmen 4 an der Kontaktfläche 8 eine haltbare Verbindung. Zusätzlich wird durch die Druckeinwirkung das Granulat in die Vertiefungen 9 des Rahmens 4 gepreßt, was sich vorteilhaft für die Verbindung zwischen dem zum Dämmwerkstoff 3 verpreß­ ten Granulat und dem Rahmen 4 auswirkt.

Eine so erzeugte Platte kann aus 75% Gummihaargranu­ lat, 5% Binder und 20% mineralischem Füllstoff und in einer Dichte von 800 bis 1000 kg/m³ hergestellt sein. Eine weitere, für den Verbund vorgesehene Plat­ te kann aus 63% Gummihaargranulat und 32% gepreßten Schaumstoff-Flocken sowie 5% Binder in einem Dichtebereich von 400 bis 600 kg/m³ hergestellt sein.

Werden die Platten 2 mit unterschiedlichen Dichten und einer Dicke von ca. 16 mm in der beschriebenen Weise gegeneinander gefügt, erzielt man eine Schall­ reduzierung von 46 dB im Frequenzbereich von 35,5 bis 8000 Hz, gemessen im Fensterprüfstand 1,9 m².

Fig. 9 zeigt eine zweckdienliche Ausgestaltung des Rahmens 4 eines Bauelementes 1, wobei der Rahmen ein Anschlagprofil 10 besitzt, das in einem nach der Her­ stellung des Bauelementes 1 erfolgenden Arbeitsgang ausgearbeitet wird und eine Form aufweist, wie sie bei Türblättern oder ähnlich ausgebildeten türartigen Klappen üblich ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 ist auf die äußeren Flächen 11 des Bauelementes 1 eine Deck­ schicht 12 aus Holzfurnier, Sperrholz, Preßspan oder Kunststoff und dergleichen aufgebracht, womit das Bauelement als vorgefertigtes Türblatt einzusetzen ist.

Aus den erfindungsgemäßen Bauelementen 1 ist gemäß Fig. 11 eine schall- und/oder wärmedämmende Wand als weiteres Anwendungsbeispiel aufgebaut.

Gemäß Fig. 12 weisen der ein erstes Bauelement 1 und der ein zweites Bauelement 1 umfassende Rahmen 4 Sackbohrungen 13 auf. In die Sackbohrungen des ersten Bauelementes sind Stifte 14 eingesetzt, die etwa zur Hälfte ihrer Länge in die Sackbohrungen paßgenau ein­ geführt sind und mit der vorstehenden übrigen Hälfte ihrer Länge von den abstandsgenau eingebrachten Sack­ bohrungen des zweiten Bauelementes umfaßt sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Gestaltung der Verbindung der erfindungsgemäßen Bauelemente zu einer schall- und/oder wärmedämmenden Wand ist in Fig. 13 dargestellt. An ein Bauelement 1, dessen umlaufender Rahmen 4 eine Nut 15 aufweist, ist ein zweites baugleiches Bauelement 1 angesetzt. Eine in die Nut des ersten Bauelementes eingelegte, viereckig ausge­ bildete Leiste 16 wird von der Nut bis zur Hälfte ih­ res Querschnittes formschlüssig umfaßt, während die Nut des Rahmens des zweiten Bauelementes die andere Hälfte des Querschnittes der Leiste 16 umfaßt.

Sowohl die in Fig. 12 als auch die in Fig. 13 vorge­ schlagene Verbindung der Bauelemente ist an den Rah­ men-Stirnflächen 17 vorzugsweise zu verkleben.

Claims (7)

1. Selbsttragendes plattenförmiges Bauelement zur Schall- und/oder Wärmeisolierung aus zerkleiner­ tem, unter Hitzeeinwirkung gepreßtem Recyclingma­ terial mit einem umlaufenden Rahmen, gekennzeich­ net durch mindestens zwei gegeneinanderliegende, unterschiedliche physikalische Eigenschaften auf­ weisende, im Randbereich fest miteinander verbun­ dene Platten, die von einem Rahmen umfaßt sind, der fest mit dem Recyclingmaterial verbunden ist, wobei die Platten (2) zur Erzielung ihrer unter­ schiedlichen physikalischen Eigenschaften das ho­ mogene Preßgemisch aus Recyclingmaterial, an Gum­ mihaargranulat, mineralischem Füllstoff und Bin­ der oder Gummihaargranulat, mineralischem Füll­ stoff, Binder und Schaumstoffflocken jeweils so­ wohl in unterschiedlichen Mengenverhältnissen als auch in unterschiedlichen Körnungen bzw. Flockun­ gen aufweisen.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Platten (2) in einem Randbereich (5) über das Dämmaterial (3) fest miteinander verbun­ den sind.

3. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Platten (2) in einem Randbereich (5) über den Rahmen (4) fest miteinander verbunden sind.

4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Rahmen (4) der Platten (2) aus Holz oder einem holzähnlichen Ma­ terial besteht und eine eckige Form aufweist.

5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Außenflächen des Bauelementes Beschichtungen aufweisen.

6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der bzw. die Rahmen (4) im Randbereich einen zentrischen Keil bildet (bilden).

7. Bauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch stirnseitige Ver­ bindungsmittel für einen Wandverbund.