DE202014106187U1

DE202014106187U1 - Dämm- und/oder Schallschutzplatte

Info

Publication number: DE202014106187U1
Application number: DE202014106187.8U
Authority: DE
Original assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-02-22
Anticipated expiration: 2024-12-20

Abstract

Dämm- und/oder Schallschutzplatte auf Basis von Holzfasern und Stützfasern, wobei die Fasern durch Reaktionen einer Isocyanat-Komponente mit den Holzfasern und/oder Stützfasern und einer Polyolkomponente miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass Holzfasern und Holzfaserbündel mit einer Länge im Bereich von 2 bis 15 mm und einem Querschnitt im Bereich von 0,05 mm bis zu einem Grenzquerschnitt GQ einen Anteil von mehr als 70 Gew.-%, bevorzugt von mehr als 75 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 80 Gew.-% bilden, wobei der Grenzquerschnitt GQ gewählt ist als ein Wert im Bereich von 0,5 mm bis 0,7 mm, wobei der Grenzquerschnitt GQ bevorzugt 0,6 mm und besonders bevorzugt 0,5 mm beträgt, Holzfasern und Holzfaserbündel mit einer Länge von mehr als 15 mm und/oder einem Querschnitt von mehr als dem Grenzquerschnitt GQ einen Anteil von weniger als 15 Gew.-%, bevorzugt weniger als 12 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 10 Gew.-% bilden, und dass die Stützfasern einen Querschnitt von weniger als 0,2 mm und eine Länge zwischen 10 und 45 mm, bevorzugt zwischen 15 und 35 mm, aufweisen und zwischen 3 und 20 Gew.-%, und bevorzugt zwischen 5 und 15 Gew. % bilden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dämm- und/oder Schallschutzplatten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Mit dem steigenden Bedarf an Wärmedämmstoffen für die Herstellung von Energiesparhäusern hat sich in den letzten Jahren in der Wärmedämmung auch wieder ein ökologisch abbaubarer und nachwachsender Rohstoff ins Gespräch gebracht. In den letzten Jahren, aufgrund der Aktualität des Klimawandels, haben sich die Wärmedämmstoffe, basierend auf Holzfasern, wieder einen Markt erobert und es zeigt sich ein großer Innovationsbedarf, Holzfaserdämmstoffe wirtschaftlich herzustellen. Seit dem weltweiten Anstieg der Rohöl- und Energiepreise ist man bestrebt die Hausdämmung nicht nur auf ölbasierten Dämmstoffen durchzuführen, man möchte auch bei der Herstellung der Dämmstoffe möglichst viel Energie sparen und von ölbasierten Dämmstoffen unabhängig sein. Gleichzeitig sollen die erstellten Dämmstoffe für der Wanddämmung leicht zu verarbeiten sein, eine ausreichende Festigkeit beim Transport oder bei der Handhabung gegen Bruch oder Risse aufweisen und gleichzeitig keine organisch-schädlichen Schadstoffe emittieren.
Bei der Herstellung von Holzfaserdämmplatten werden als Rohstoff üblicherweise Rundholz oder Sägewerksreste verwendet, die unter Druck und Hitzeeinwirkung gekocht und mittels einer Zerfaserungsvorrichtung wie einem Refiner zerfasert werden.
Bei der nassen Herstellung von Holzfaserdämmplatten wird die Suspension aus dem Refiner zu einer nassen weichen Fasermatte ausgebreitet und meist mittels Kalander kalibriert und ausgepresst. Anschließend erfolgen die Trocknung und die damit verbundene Aushärtung über eine hydraulische Taktpresse.
Bei der trockenen Herstellung von Holzfaserdämmplatten werden die aus dem Refiner austretenden Fasern getrocknet und nach der Zumischung von Bindemitteln, wie beispielsweise PMDI, trocken zu einer Matte geformt. Die Kalibrierung, die Trocknung und auch die Aushärtung erfolgen dann in einem Durchströmungstrockner, in dem die Holzfaserdämmplatte mit heißer Luft durchströmt wird, wobei auch eine Voraufwärmung mittels Zuführung eines Dampf-/Luft-Gemischs ohne Voraushärtung der Bindemittels erfolgen kann. Dies ist beispielsweise aus dem Dokument DE 196 35 410 A1 bekannt. Ein weiteres Verfahren ist aus dem Dokument DE 102 42 770 A1 bekannt, wobei nach der Zerfaserung die feuchten Fasern in einem Rohrtrockner auf eine Endfeuchte von etwa 6 % getrocknet und dann mit dem Bindemittel PMDI vermischt werden. Anschließend werden die Fasern zu einer Matte gestreut und nach der Formung in einer Kalibrier- und Aushärteeinheit zur Produktdicke verdichtet und ausgehärtet. Die Aushärtung erfolgt dabei durch die Einleitung eines Dampf-/Luft-Gemisches, das in der bis dahin trockenen Fasermatte kondensiert. Ein ähnliches Verfahren kann auch dem Dokument DE 10 2007 044 161 A1 entnommen werden.
Aus dem Dokument DE 199 63 096 C1 ist weiter ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-gebundenen Dämmplatten bekannt, wobei in einem Defibrator erzeugte Holzfasern in zwei Partien aufgeteilt werden. Auf die Holzfasern der ersten Partie wird dann PMDI aufgebracht, während auf die Holzfasern der zweiten Partie ein Polyol aufgebracht wird. In einer Mischeinrichtung werden die Holzfasern der beiden Partien miteinander vermischt, anschließend zu einer Fasermatte gestreut und in einer Heißpresse einer Wärmebehandlung unterzogen. Die so hergestellten Faserplatten sind sehr fest und leicht und eigenen sich daher insbesondere zur Verwendung als Schalldämmung oder als Baumaterial. Ein vergleichbares Verfahren zur Herstellung von MDF ist aus dem Dokument DE 196 04 575 A1 bekannt.
Auf Grund der sehr geringen Rohstoffkosten der eingesetzten Materialien lassen sich mit diesen Verfahren Dämmplatten sehr kostengünstig herstellen. Nachteilig ist jedoch, dass die derart hergestellten Dämmplatten sehr spröde, fest und steif sind, weshalb die Kanten leicht beschädigt werden können und die Dämmplatten sich nicht biegen lassen. Um dem Wunsch der Anwender nach einer vereinfachten Handhabung in vielen Anwendungen zu entsprechen, wurden daher im Stand der Technik auch verschiedene Verfahren zur Herstellung von flexiblen Dämmplatten vorgeschlagen.
So wird beispielsweise im Dokument DE 100 56 829 A1 ein Verfahren zur Herstellung einer flexiblen Dämmplatte beschrieben, wobei Holzfasern und thermoaktivierbare thermoplastische Bikomponenten-Kunststofffasern zu einem Fasergemisch gemischt und auf ein endloses Siebband aufgestreut werden. Anschließend wird das Fasergemisch zwischen endlosen Siebbändern komprimiert bzw. kalibriert. In einem nachgeschalteten Durchströmungstrockner werden mittels Heißluft und bei Temperaturen von 150°C die thermoaktivierbaren Kunststofffasern aktiviert, so dass die Kunststoffummantelung der Bikomponentenfasern, zum Beispiel eine Polyethylenummantelung angeschmolzen wird, während der Kunststoffkern, zum Beispiel ein Polypropylenkern eine höhere Temperaturbeständigkeit als die Polyethylenummantelung aufweist. Ähnliche Verfahren werden in den Dokumenten EP 1 226 006 A und WO 02/22331 A1 beschrieben. Die derart hergestellten Dämmplatten weisen gute flexible Eigenschaften auf und lassen sich insbesondere vergleichsweise leicht biegen und stauchen, was in vielen Anwendungsfällen die Handhabung deutlich vereinfachen kann. Nachteilig ist jedoch, dass bedingt durch die hohe Schmelztemperatur (von meist über 130°C) der Ummantelung der üblicher Weise verwendeten Bikomponentenfasern die Fasermatte auf sehr hohe Temperaturen erwärmt werden muss, wobei zwangsweise auch eine Trocknung der Restfeuchte enthaltenden Holzfasern erfolgt. Die Herstellung der flexiblen Dämmplatten nach den genannten Verfahren erfordert daher einen hohen Energieaufwand, der sich in entsprechend höheren Produktionskosten niederschlägt, und benötigt auch entsprechend lange Durchströmungstrockner, was sich in entsprechend höheren Investitionskosten für eine entsprechende Herstellungsanlage widerspiegelt. In dem Dokument DE 10 2008 039 720 A1 wird daher vorgeschlagen, die Fasermatte mittels Dampf oder einem Dampf-/Luft-Gemisches zu erwärmen. Es werden dabei Bikomponenten-Kunststofffasern verwendet, wobei die erste Komponente einen Schmelzpunkt unterhalb des Taupunkts des Dampfes oder des Dampf-/Luft-Gemischs aufweist, und die zweite Komponente einen darüber liegenden Schmelzpunkt aufweist. Die Fasermatte braucht daher nur noch auf eine entsprechend niedrigere Temperatur von unter 100 °C erwärmt werden, so dass ein entsprechend geringerer Energieaufwand nötig ist. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass die derzeit verfügbaren geeigneten Bikomponenten-Kunststofffasern mit niedrigem Schmelzpunkt vergleichsweise teuer sind.
Aus dem Dokument DE 10 2007 025 801 A1 ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Dämmplatten bzw. Formkörpern auf Basis von Holzfasern bekannt, die sich besonders zur Verwendung als Holzfasergefachdämmung eignen sollen und wobei der Einsatz zusätzlicher Stützfasern vermieden wird. In dem Verfahren werden Holzfasern in einem Mischer zuerst mit einer PMDI-Komponente und anschließend mit einer Polyolkomponente besprüht. Anschließend wird eine Fasermatte gebildet und die Fasermatte in eine beheizte Presse überführt. Das Dokument beschreibt auch, dass zur Erhöhung der Elastizität ein zusätzlicher Stauchungsschritt ausgeführt werden kann, wobei der Formkörper um mindestens 50 % seines Ausgangsvolumens gestaucht wird. Die Elastizität des Formkörpers wird als ausreichend beschrieben, um Gefache randschlüssig auszufüllen.
Die Flexibilität derartiger Dämmplatten erlaubt eine einfachere Handhabung in der Anwendung. So können zum Beispiel flexible Dämmplatten im Hausbau in der Anwendung als Zwischensparrendämmung verwendet werden, wo sie auf Grund ihrer Flexibilität als Dämmplatten einfach zwischen zwei Sparren eingesetzt werden und den Raum zwischen den Sparren randschlüssig ausfüllen können, ohne dass hierzu ein exakter Zuschnitt erforderlich ist. Allerdings ist, insbesondere in Anwendungsfällen mit großen Sparrenabständen von beispielsweise 80 cm Sparrenabstand oder mehr, die Rückstellfestigkeit der bekannten flexiblen Dämmplatten oftmals nicht hinreichend, um die Dämmplatten allein durch Klemmwirkung zwischen den Sparren festzuhalten und/oder um ein Durchbiegen und Durchhängen der Dämmplatten auf Grund des Eigengewichtes zu vermeiden. In diesen Fällen ist es daher notwendig, die Dämmplatten zusätzlich zu befestigen und/oder gegen Durchhängen zu sichern.
Ein Mangel an Rückstellfestigkeit der bekannten Dämmplatten zeigt sich auch bei der Lagerung der Dämmstoffplatten. Diese werden üblicherweise in großer Zahl in einem Stapel gelagert, beispielsweise auf Paletten verpackt, wobei die unterste Dämmplatte des Stapels durch das Gewicht aller über dieser gestapelten Dämmplatten in ihrer Dicke komprimiert wird, während die oberste Dämmplatte des Stapels nur von ihrem Eigengewicht belastet wird. Werden die Dämmplatten dann dem Stapel entnommen, so ist zu beobachten, dass die Dämmplatten nicht mehr vollständig in ihre ursprüngliche Form zurückkehren; ein Teil der im Stapel erfahrenen Komprimierung ist irreversibel geworden. Auf Grund der unterschiedlichen Belastungen und dementsprechend unterschiedlichen Komprimierungen im Stapel weisen die einzelnen Dämmplatten nach der Entnahme daher unterschiedliche Dicken auf, was bei einer Verlegung der Dämmplatten Stoß-auf-Stoß zu unschönen und oftmals unerwünschten Stößen führen kann. Darüber hinaus stellt dies auch ein Problem für den Hersteller der Dämmplatten ein Problem dar, denn um Sicherzustellen, dass jede unterste Dämmplatte eines Stapels auch nach Entnahme die vom Hersteller angegebene und garantierte Dicke innerhalb des Toleranzbereichs einhält, muss der Hersteller die Dämmplatten mit einem entsprechenden Übermaß produzieren, das den möglichen Schwund an Plattendicke auf Grund der Komprimierung im Stapel berücksichtigt. Gleichzeitig darf das Übermaß aber nicht so groß sein, dass dann die oberste Dämmplatte eines Stapels, die keine bzw. nur eine geringe Komprimierung erfährt, die vom Hersteller angegebene und garantierte Dicke über den Toleranzbereich hinaus überschreitet.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehenden Nachteile zu überwinden und eine Dämm- und/oder Schallschutzplatte mit verbesserten Produkt- und/oder Anwendungseigenschaften bei geringem wirtschaftlichen Einsatz an Rohstoffen und/oder Energie erlaubt.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Dämm- und/oder Schallschutzplatten mit verbesserten Produkt- und/oder Anwendungseigenschaften anzugeben, insbesondere mit guten elastischen Eigenschaften und guter Rückstellfestigkeit, die eine anwenderfreundliche Handhabung erlauben und besonders für die Anwendung als Wärmedämmung, insbesondere als Zwischensparrendämmung, als Schalldämmung und/oder als Trittschalldämmung geeignet sind.
Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch eine Dämm- und/oder Schallschutzplatte wie in Anspruch 1 definiert, und eine Verwendung einer Dämm- und/oder Schallschutzplatte wie in Anspruch 5 definiert. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Während der Herstellung der Dämm- und/oder Schallschutzplatten werden Holzfasern und Stützfasern gemischt und mit einem Bindemittel beleimt. Nach der Beleimung werden die Fasern mit einer Faserstreumaschine auf einem Formband abgestreut und zu einer Matte geformt. Die Matte wird anschließend in einer Kalibrier- und Aushärteeinheit verdichtet und mit Heißluft, Dampf und/oder einem Dampf-/Luft-Gemisch beaufschlagt und ausgehärtet. Unter den Holzfasern bilden einen Anteil von mehr als 70 %, bevorzugt von mehr als 75 %, besonders bevorzugt mehr als 80 %, des Gewichts der trockenen Fasermasse solche Holzfasern und Holzfaserbündel, die eine Länge im Bereich von 2 bis 15 mm aufweisen, und einen Querschnitt aufweisen, der im Bereich von 0,05 mm bis zu einem Grenzquerschnitt GQ liegt, wobei der Grenzquerschnitt GQ ein Querschnitt von 0,7 mm, bevorzugt 0,6 mm und besonders bevorzugt 0,5 mm ist. Holzfasern und Holzfaserbündel, die länger sind, das heißt, eine Länge von mehr als 15 mm aufweisen, und/oder einen Querschnitt aufweisen, der größer als der Grenzquerschnitt GQ ist, das heißt, einen Querschnitt von entsprechend mehr als 0,7 mm, 0,6 mm beziehungsweise 0,5 mm aufweisen, bilden einen Anteil von weniger als 15 %, bevorzugt weniger als 12 % und besonders bevorzugt weniger als 10 % des Gewichts der trockenen Fasermasse. Die Stützfasern weisen einen Querschnitt von weniger als 0,2 mm auf und haben eine Länge zwischen 12 und 45 mm und bevorzugt eine Länge zwischen 15 und 35 mm, und bilden zwischen 3 und 20 %, und bevorzugt zwischen 3 und 12 % des Gewichts der trockenen Fasermasse. Als Bindemittel wird ein Gemisch aus Isocyanat und Polyol verwendet. In begründeten Ausnahmefällen kann der Anteil der Holzfasern und Holzfaserbündel, die eine Länge im Bereich von 2 bis 15 mm aufweisen, und einen Querschnitt aufweisen, der im Bereich von 0,05 mm bis zu einem Grenzquerschnitt GQ liegt, wobei der Grenzquerschnitt GQ ein Querschnitt von 0,7 mm, bevorzugt 0,6 mm und besonders bevorzugt 0,5 mm ist, bei bis zu 90% liegen.
Die Herstellung erfordert lediglich den Einsatz von kostengünstigen Rohstoffen. Da das Aushärten der Fasermatte zur Bildung der gewünschten Dämm- und/oder Schallschutzplatten mittels Heißluft, Dampf und/oder einem Dampf-/Luft-Gemisch erfolgt, um die Isocyanatkomponente mit der Polyolkomponente zu reagieren, wobei die Fasermatte bevorzugt auf eine Temperatur im Bereich zwischen 90 und 100 °C aufgeheizt wird, erfordert die Herstellung auch lediglich einen vergleichsweise geringen Energieeinsatz.
Die hergestellten Dämm- und/oder Schallschutzplatten weisen auch verbesserte Produkt- und/oder Anwendungseigenschaften auf, welche die Dämm- und/oder Schallschutzplatten für viele Anwendungen besser geeignet machen und/oder dem Anwender die Handhabung erleichtern.
Insbesondere weisen die hergestellten Dämm- und/oder Schallschutzplatten eine gute Elastizität und eine sehr gute Rückstellfestigkeit auf, so dass sich die Platten zum Beispiel unter Stauchen und/oder Biegen einfach und ohne bzw. ohne genauen Zuschnitt zu erfordern in vorhandene Hohlräume oder zwischen Sparren einsetzen lassen und diese formschlüssig ausfüllen, wobei durch die sehr gute Rückstellfestigkeit die Dämm- und/oder Schallschutzplatten eine dauerhaft gute Anlage an Wandungen des Hohlraums oder der Sparren und damit eine dauerhaft gute Isolierwirkung gewährleistet ist. Die gute Rückstellfestigkeit kann es insbesondere bei der Anwendung als Zwischensparrendämmung, sowie in vielen anderen Anwendungsfällen auch erlauben, die Dämm- und/oder Schallschutzplatten allein auf Grund einer Klemmwirkung zu befestigen, wobei die Rückstellfestigkeit für eine gute Klemmwirkung und damit einen sicheren Halt der Dämm- und/oder Schallschutzplatten sorgt, ohne dass eine zusätzliche Sicherung gegen Durchbiegen und/oder Lösen bzw. Herausfallen angebracht werden muss.
Darüber hinaus weisen die hergestellten Dämm- und/oder Schallschutzplatten auch eine gute Reißfestigkeit und Kantenfestigkeit auf. Insbesondere letzteres kann die Anwenderfreundlichkeit verbessern, indem der Anwender weniger in die Gefahr läuft, durch unachtsame Handhabung der Dämm- und/oder Schallschutzplatte die Kanten derselben zu beschädigen und so ein unschönes Aussehen und/oder mangelhaften Halt zu verursachen.
Die Erzielung dieser vorteilhaften Effekte mag erklärt werden durch das vorteilhafte Zusammenwirken des großen Anteils an feinen und kurzen Holzfasern in Zusammenspiel mit den ebenfalls feinen Stützfasern und dem verwendeten Bindemittel aus einer Isocyanatkomponente und einer Polyolkomponente respektive eines Prepolymers. In dem Verfahren wird ein hoher Anteil an besonders feinen und kurzen Holzfasern verwendet, die eine Länge von 2 bis 15 mm und einen Querschnitt von weniger als 0,7 mm aufweisen, wobei nochmals feinere Querschnitte von 0,6 mm bzw. 0,5 mm bevorzugt sind. Dabei wird auch berücksichtigt, dass im Zerfaserungsprozess die einzelnen Holzfasern nicht immer vollständig voneinander gelöst werden, so dass zwei oder mehr Holzfasern weiterhin an einem oder mehreren Faserresten miteinander verbunden sind und aneinander hängen und so ein Holzfaserbündel bilden, das sich in vielen Aspekten ähnlich verhalten kann bzw. ähnliche Effekte hervorrufen kann wie eine entsprechend lange und/oder dicke (einzelne) Holzfaser. Die Holzfasern liegen daher in einer sehr feinen und homogenen Qualität vor, so dass sich eine hohe Anzahl von Vernetzungspunkten mit anderen Holzfasern bzw. den feinen Stützfasern ergeben. Es kann so ein sehr engmaschiges Geflecht von miteinander verbundenen Fasern erhalten werden, wobei wegen des großen Anteils an Holzfasern mit weniger als 15 mm das Geflecht darüber hinaus sehr kleinzellig ausgebildet ist. Kräfte, die auf die Dämm- und/oder Schallschutzplatte einwirken, können daher von dem kleinzelligen Geflecht des Faserverbundes sehr gut aufgenommen und über kurze Distanzen schnell und breit abgeleitet werden, so dass sich eine effektive breiträumige Verteilung einwirkender Kräfte ergibt, was der Dämm- und/oder Faserplatte eine gute Reißfestigkeit, Elastizität und Rückstellfestigkeit verleiht. Die Stützfasern, die eine Länge aufweisen, die größer ist als die Länge der feinen und kurzen Holzfasern, können darüber hinaus auch effektiv Zugkräfte aufnehmen und von den Holzfasern ableiten und so die Holzfasern und die zwischen den Holzfasern bestehenden Bindemittelverbindungen effektiv gegen ein Reißen oder Beschädigen auf Grund von Zugspannungen entlasten. Die so erhaltene Dämm- und/oder Schallschutzplatte weist daher eine gute Elastizität und eine hohe Rückstellfestigkeit auf. Versuche haben dabei gezeigt, dass insbesondere die Elastizität sich durch eine geeignete Auswahl des verwendeten Polyols weiter positiv beeinflussen und verbessern lässt. So kann insbesondere durch die Verwendung langkettiger Polyole die Elastizität des Bindemittels selbst erhöht werden, was zu einer weiter verbesserten Elastizität der Dämm- und/oder Schallschutzplatte führen kann. Besonders vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, ein langkettiges Polyol mit einer Länge von 1000 Kohlenstoffeinheiten oder mehr zu verwenden. Auch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, als Isocyanatkomponente ein Isocyanat-Prepolymer zu verwenden, wobei ein Überschuss an Isocyanat mit dem Polyol einer Vorpolymerisation unterworfen wurde, bevorzugt mit einem hohen Polymerisationsgrad.
Während mit der Erfindung die vorteilhaften Effekte eines möglichst hohen Anteils an kurzen und feinen Holzfasern und Holzfaserbündeln erkannt wurde, haben Versuche gezeigt, dass es nicht erforderlich ist, allein kurze und feine Holzfasern und Holzfaserbündel zu verwenden. Vielmehr können die gewünschten positiven Eigenschaften der Dämm- und/oder Schallschutzplatte auch noch hinreichend erzielt werden können, wenn zur Herstellung nicht lediglich wie vorstehend beschrieben feine und kurze Holzfasern und Holzfaserbündel verwendet werden, sondern dass auch längere und/oder dickere Holzfasern bzw. Holzfaserbündel bis zu einem Anteil von bis zu 15 % des Gewichts der trockenen Fasermatte toleriert werden können. Ähnlich können Staub oder Holzfasern mit weniger als 0,05 mm Querschnitt bis zu einem Anteil von bis zu 10 % des Gewichts der trockenen Fasermatte toleriert werden.
Als besonders vorteilhaft erweist sich auch, dass die Herstellung nicht auf die Verwendung bestimmter Rohstoffe oder Materialien für die Stützfasern beschränkt ist. So ist es denkbar, in der Herstellung Stützfasern aus lignozellulosehaltigen Fasern zu verwenden, wie beispielsweise Fasern aus Hanf, Sisal oder Kenaf. Es kann so eine Dämm- und/oder Schallschutzplatte allein auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden, was insbesondere im Bereich des ökologischen Bauens von großer Wichtigkeit für die Akzeptanz durch die Anwender sein kann. Alternativ können auch Stützfasern aus Kunststofffasern verwendet werden, wie beispielsweise ein- oder mehrkomponentige Fasern aus Polyamid, Polyester, Polyethylen und/oder Polypropylen. Auch können verschiedene lignozellulosehaltige Fasern und/oder Kunststofffasern miteinander kombiniert werden. Das Verfahren bietet daher unter Beibehaltung der vorstehend genannten Vorteile weiter die Möglichkeit, durch Auswahl geeigneter Materialien als Stützfasern, die Eigenschaften der Dämm- und/oder Schallschutzplatte für einen bestimmten gegebenen Anwendungsfalls entsprechend anzupassen und „maßzuschneidern“, und so die Anwenderfreundlichkeit weiter zu verbessern.
Das Bindemittel kann in einer Menge zugegeben werden, die einem Gewicht von zwischen 3 und 20 % des Gesamtgewichts der trockenen Fasermasse entspricht. Die Isocyanatkomponente des Bindemittels besteht bevorzugt aus einem PMDI und/oder kann als ein Isocyanat-Prepolymer vorliegen, die erhalten ist durch Reaktion der Polyolkomponente mit einem Überschuss der Isocyanatkomponente. Die Polyolkomponente kann aus einem oder mehreren Polyolen gebildet sein, wobei das Polyol bzw. zumindest eines der mehreren Polyole bevorzugt ein langkettiges Polyol ist, das besonders bevorzugt eine Kettenlänge von 1000 Kohlenstoffeinheiten oder mehr aufweist. Der Isocyanatanteil und der Polyolanteil in dem Bindemittel kann in einem Verhältnis nach Gewicht von Isocyanat zu Polyol von zwischen 70 zu 30 und 40 zu 60 vorliegen. In besonderen Fällen mag ein Verhältnis von 80 zu 20 sinnvoll sein. Die Isocyanat-Komponente und die Polyol-Komponente des Bindemittels können getrennt voneinander den Fasern zugegeben werden, insbesondere auch zu verschiedenen Verarbeitungsstufen und/oder Faserstoffchargen. Bevorzugt werden die Isocyanat-Komponente und die Polyol-Komponente jedoch gleichzeitig zugegeben, beispielsweise in einer Fallschachtbeleimung, wie in WO 2012 171 991 A1 beschrieben.
Die Holzfasern können aus Hackschnitzeln oder ähnlichen Materialien hergestellt werden, die in einem Refiner aufgeschlossen werden. Bevorzugt werden die Holzfasern anschließend auf unter 10 % atro Holz getrocknet werden. Als besonders geeignet erweisen sich Holzfasern aus Nadelhölzern, aufgrund der längeren Faserlänge.
Zusammenfassend wird als Lösung eine Dämm- und/oder Schallschutzplatte auf Basis von Holzfasern und Stützfasern angegeben, wobei die Fasern durch Reaktionen einer Isocyanat-Komponente mit den Holzfasern und/oder Stützfasern und einer Polyolkomponente miteinander verbunden sind. In der Dämm- und/oder Schallschutzplatte bilden Holzfasern und Holzfaserbündel, die eine Länge im Bereich von 2 bis 15 mm und einen Querschnitt aufweisen, der im Bereich von 0,05 mm bis zu einem Grenzquerschnitt GQ liegt, wobei der Grenzquerschnitt GQ ein Querschnitt von 0,7 mm, bevorzugt 0,6 mm und besonders bevorzugt 0,5 mm ist. Holzfasern und Holzfaserbündel, die länger sind, das heißt, eine Länge von mehr als 15 mm aufweisen, und/oder einen Querschnitt aufweisen, der größer als der Grenzquerschnitt GQ ist, das heißt, einen Querschnitt von entsprechend mehr als 0,7 mm, 0,6 mm beziehungsweise 0,5 mm aufweisen, einen Anteil von weniger als 15 %, bevorzugt weniger als 12 % und besonders bevorzugt weniger als 10 % nach Gewicht bilden. Die Stützfasern weisen einen Querschnitt von weniger als 0,2 mm auf und haben eine Länge zwischen 10 und 45 mm und bevorzugt zwischen 15 und 35 mm, und bilden zwischen 3 und 20 %, und bevorzugt zwischen 3 und 12 % nach Gewicht.
Die Dämm- und/oder Schallschutzplatte kann optional auch weitere Zusätze, wie Brandschutzmittel, flüssiges Wachs oder eine Wachsemulsion, oder weitere Additive enthalten, wobei deren Menge bzw. Gewicht in den vorstehenden Angaben nicht berücksichtigt ist, das heißt, herausgerechnet wird.
Die Dämm- und/oder Schallschutzplatte kann eine Dichte zwischen 30 und 300 kg/m³ und eine Dicke zwischen 2 und 300 mm aufweisen. Für eine Verwendung als Zwischensparrendämmung kann die Dämm- und/oder Schallschutzplatte vorzugsweise eine Dichte zwischen 30 und 60 kg/m³ und eine Dicke zwischen 40 und 300 mm aufweisen. Für eine Verwendung als Trittschall-, oder Schallschutzdämmplatte wird vorzugweise eine Dichte zwischen 150–300 kg/m³ und eine Dicke von 2 bis 10 mm bevorzugt. In besonderen Fällen mag auch eine Dichte von bis zu 80 kg/m³ Verwendung finden.
Die Erfindung wird im Nachfolgenden am Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben werden. Die eine Zeichnung zeigt ein beispielhaftes Verfahren 100 zur Herstellung einer Dämm- und/oder Schallschutzplatte gemäß einer Ausführungsform. In dem Verfahren 100 werden Holzhackschnitzel in einem Zerfaserungsprozess, der nach einem allgemein bekannten Verfahren arbeiten kann, bevorzugt unter Druck und Temperatur mittels Wasserdampf zerfasert (Schritt 110).
Der Zerfaserungsprozess wird dabei so eingestellt, beispielsweise durch entsprechende Einstellungen der Arbeitsleistung, des Arbeitsdrucks und/oder des Mahlspalts eines Refiners, dass die Holzfasern in der gewünschten Länge und Feinheit erzeugt werden. Optional kann auch eine Klassierung der Holzfasern erfolgen, wobei zu lange und/oder zu „dicke“ Holzfasern ausgeschieden und ggf. erneut der Zerfaserung zugeführt werden können. Ausgangsprodukt des Zerfaserungsprozesses sind dabei Holzfasern, die einen sehr hohen Anteil an feinen und kurzen Holzfasern und Holzfaserbündeln enthalten, die eine Länge zwischen 2 bis 15 mm aufweisen und einen Querschnitt aufweisen, der größer als 0,05 mm und kleiner als ein Grenzquerschnitt GQ von 0,7 mm, bevorzugt kleiner als ein Grenzquerschnitt GQ von 0,6 mm, und besonders bevorzugt kleiner als ein Grenzquerschnitt GQ von 0,5 mm ist.
Die so erhaltenen Holzfasern werden anschließend in einem Rohrtrockner mit Heißluft getrocknet (Schritt 120). Nach dem Trocknen der Holzfasern werden die Stützfasern in dem Luftstrom beigemengt, vorzugsweise im Zusammenhang mit der Beleimung. Die Stützfasern können aus lignozellulosehaltigen Fasern, wie beispielsweise Sisal, Hanf oder Kenaf, und/oder aus Kunststofffasern, wie beispielsweise ein- oder mehrkomponentige Fasern aus Polyamid, Polyester, Polyethylen und/oder Polypropylen bestehen. Die Stützfasern weisen eine Länge zwischen 15 und 45 mm, bevorzugt eine Länge zwischen 15 und 35 mm auf. Der Querschnitt der Stützfasern ist 0,2 mm oder weniger.
Der so erhaltene Stoffstrom aus Holz- und Stützfasern wird anschließend einer Beleimung zugeführt. Die Beleimung (Schritt 130) kann vorteilhaft in einem Trockenbeleimungssystem erfolgen, wobei das Bindemittel, das zuvor aus den Komponenten Isocyanat, insbesondere PMDI, und Polyol gemischt wurde (Schritt 140) in den Strom der Holz- und Stützfasern eingesprüht wird. Das Bindemittel wird dabei in einer Menge dosiert und zugegeben, dass es zwischen 3 und 20 % bezogen auf die trockenen Fasermenge beträgt, wobei der dazu dosierte Polyolanteil 20 bis 60 % einnehmen kann.
Auf alternative Weise ist es ebenso denkbar, dass die einzelnen Komponenten des Bindemittels getrennt voneinander und zu verschiedenen Stufen des Prozesses auf die Holz- und/oder Stützfasern aufgebracht werden. So kann das PMDI beispielsweise während der Beleimung (Schritt 130) auf das Stoffgemisch aus Holz- und Stützfasern aufgebracht werden, während das Polyol beispielsweise bereits zuvor den Holzfasern zugegeben wird.
Die beleimten Fasern können anschließend zu einer Matte oder einem Vlies gestreut werden (Schritt 150), was vorzugsweise in einem kontinuierlichen Verfahren geschehen kann. In der gestreuten Matte bilden dabei Holzfasern und Holzfaserbündel, die eine Länge zwischen 2 bis 15 mm aufweisen und einen Querschnitt aufweisen, der größer als 0,05 mm und kleiner als der Grenzquerschnitt GQ ist, mindestens 70 %, bevorzugt mehr als 75 %, besonders bevorzugt mehr als 80 %, des Gewichts der trockenen Fasermasse. Holzfasern und Holzfaserbündel, die länger als 15 mm sind und/oder einen Querschnitt aufweisen, der größer als der Grenzquerschnitt GQ ist, bilden weniger als 15 %, bevorzugt weniger als 12 %, besonders bevorzugt weniger als 10 % des Gewichts der trockenen Fasermasse. Die Stützfasern bilden zwischen 3 und 20 %, und bevorzugt zwischen 5 und 15 % des Gewichts der trockenen Fasermasse. Der Anteil des Bindemittels beträgt vorzugsweise zwischen 3 und 20 Gew.-% bezogen auf die trockene Fasermasse. Es sei hierbei bemerkt, dass bei diesen Angaben etwaige weitere Zusätze, wie beispielsweise Brandschutzmittel und ähnliches, nicht berücksichtigt werden, das heißt, herauszurechnen sind.
Die so gebildete endlose Matte wird einer Kalibriert- und Aushärteeinheit zugeführt, in der die Matte so verdichtet und ausgehärtet wird, dass die gewünschte Zieldicke der Platte erreicht wird (Schritt 160). Hierbei wird zur Aktivierung des Bindemittels Heißluft, heißer Dampf oder ein Dampf-/Luft-Gemisch in die Fasermatte eingeleitet, wobei der Dampfanteil innerhalb der Fasermatte kondensiert und auf diese Weise die Fasermatte rasch auf eine Temperatur zwischen 90 und 100 °C erwärmt wird und es unter der Einwirkung der Wärme und des enthaltenen Wassers zur Reaktion der Isocyanatkomponente und der Polyolkomponente kommt. Es sind natürlich auch andere Erwärmungsmethoden vorstellbar.
Anschließend wird die endlose Platte gekühlt (Schritt 170) und zu einzelnen Faserplatten zugeschnitten (Schritt 180), um die gewünschten Dämm- und/oder Schallschutzplatten herzustellen.
Die Dämm- und/oder Schallschutzplatten können eine Dichte zwischen 30 und 300 kg/m³ und eine Dicke von 2 bis 300 mm aufweisen. Für die Verwendung als Zwischensparrendämmung wird dabei eine Dichte von 30 bis 60 kg/m³ und eine Dicke von 40 bis 300 mm bevorzugt. In Verwendung als Trittschall-, oder Schallschutzdämmplatte wird vorzugweise eine Dichte zwischen 150 und 300 kg/m³ und eine Dicke von 2 bis 10 mm bevorzugt.
Während die Erfindung im Vorstehenden an Hand einer bevorzugten Ausführungsform im Detail beschrieben wurde, ist dies allein beispielhaft und nicht beschränkend. So kann die Streuung und/oder Aushärtung der Matte, statt wie in der vorstehenden Ausführungsform in einem kontinuierlichen Prozess, auch in Schrittprozessen durchgeführt werden.
Bei den Dämm- und/oder Schallschutzplatten kann es sich auch um plattenförmige Fasermattenrohlinge handeln, die ein Zwischenprodukt darstellen, das für eine spätere Verwendung noch einer weiteren Verarbeitung unterworfen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19635410 A1 [0005]
DE 10242770 A1 [0005]
DE 102007044161 A1 [0005]
DE 19963096 C1 [0006]
DE 19604575 A1 [0006]
DE 10056829 A1 [0008]
EP 1226006 A [0008]
WO 02/22331 A [0008]
DE 102008039720 A1 [0008]
DE 102007025801 A1 [0009]
WO 2012171991 A1 [0023]

Claims

Dämm- und/oder Schallschutzplatte auf Basis von Holzfasern und Stützfasern, wobei die Fasern durch Reaktionen einer Isocyanat-Komponente mit den Holzfasern und/oder Stützfasern und einer Polyolkomponente miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass Holzfasern und Holzfaserbündel mit einer Länge im Bereich von 2 bis 15 mm und einem Querschnitt im Bereich von 0,05 mm bis zu einem Grenzquerschnitt GQ einen Anteil von mehr als 70 Gew.-%, bevorzugt von mehr als 75 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 80 Gew.-% bilden, wobei der Grenzquerschnitt GQ gewählt ist als ein Wert im Bereich von 0,5 mm bis 0,7 mm, wobei der Grenzquerschnitt GQ bevorzugt 0,6 mm und besonders bevorzugt 0,5 mm beträgt, Holzfasern und Holzfaserbündel mit einer Länge von mehr als 15 mm und/oder einem Querschnitt von mehr als dem Grenzquerschnitt GQ einen Anteil von weniger als 15 Gew.-%, bevorzugt weniger als 12 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 10 Gew.-% bilden, und dass die Stützfasern einen Querschnitt von weniger als 0,2 mm und eine Länge zwischen 10 und 45 mm, bevorzugt zwischen 15 und 35 mm, aufweisen und zwischen 3 und 20 Gew.-%, und bevorzugt zwischen 5 und 15 Gew. % bilden.
Dämm- und/oder Schallschutzplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämm- und/oder Schallschutzplatte eine Dichte zwischen 30 und 300 kg/m³ und eine Dicke zwischen 2 und 300 mm aufweist, und vorzugweise eine Dichte zwischen 30 und 60 kg/m³, bevorzugt bis zu 80 kg/m³, und eine Dicke zwischen 40 und 300 mm aufweist.
Dämm- und/oder Schallschutzplatte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzfasern Nadelholzfasern sind und/oder die Stützfasern andere lignozellulosehaltige Fasern, bevorzugt aus Sisal, Hanf und/oder Kenaf, und/oder Kunststofffasern, bevorzugt aus Polyamid, Polyester, Polyethylen oder Polypropylen, sind.
Dämm- und/oder Schallschutzplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämm- und/oder Schallschutzplatte nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist.
Verwendung einer Dämm- und/oder Schallschutzplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Dämmplatte, insbesondere zur Zwischensparrendämmung, und/oder als Schallschutz, insbesondere als Trittschallschutz.