DE202020106425U1

DE202020106425U1 - Flammfeste Platte

Info

Publication number: DE202020106425U1
Application number: DE202020106425.8U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2020-11-23
Anticipated expiration: 2030-11-11

Abstract

Flammfeste Platte aus einem Faservlies umfassend Polyesterfasern, dadurch gekennzeichnet, dass das Faservlies aus einer Fasermischung
- aus 20 bis 70 % flammfesten Polyesterfasern
- aus 15 bis 70 % flammfesten Viskosefasern und
- aus 20 bis 50 % Aramidfasern gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine flammfeste Platte insbesondere zur Verwendung als Akustikelement oder als Isolationsmaterial.
Die Verwendung von Vliesmaterial in Schallabsorptionselementen ist bekannt. So beschreibt das Dokument DE 20 2016 100 525 U1 des Anmelders ein Verbundelement unter Verwendung eines Faservlieses. Solche Schallabsorptionselemente dienen insbesondere zur maximalen Schallabsorption.
Aus dem Dokument DE 20 2019 103 337 U1 des Anmelders ist plattenförmige Akustikelement besteht aus mehreren unterschiedlichen Vlieslagen bekannt. Bei diesen unterschiedlichen Vlieslagen handelt es sich jeweils um vorverfestigte Vlieslagen, welche übereinander angeordnet sind und aus Polyesterfasern bestehen. Die aneinander liegenden, unterschiedlichen Vlieslagen sind dabei allein durch Thermofusion flächig miteinander verbunden. Es werden Akustikelement gewünscht, die neben der guten Schallabsorption ein gutes Brandverhalten zeigen, insbesondere nicht brennbar sind und kein berennendes Abtropfen zeigen.
Für öffentliche Gebäude werden Glasfaserplatten eingesetzt, da diese aus anorganischem Material bestehenden Platten ein gutes Brandverhalten zeigen. Nachteil ist jedoch, dass die Platten durch Feuchtigkeitsaufnahme hydrolysieren.
Dadurch verändert sich die Beschaffenheit der Platte. Feinste Fasern können sich aus der Platte lösen und rieseln beispielsweise bei Deckenplatten in den Raum, was eine Gesundheitsgefährdung darstellt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Platte zur Verfügung zu stellen, die neben einer guten Schallabsorption auch ein gutes Brandverhalten zeigt.
Diese Aufgabe wird mit einer neuen flammfesten Platte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine solche Platte kann insbesondere als Akustikelement in öffentlichen Gebäuden aber auch als Isolationsmaterial eingesetzt werden. Vorteilhafte Ausführungen beschreiben die Unteransprüche.
Die neue flammfesten Platte besteht aus einer Vliesplatte aus einer Fasermischung. Diese Fasermischung umfasst

20 bis 70 % flammfesten Polyesterfasern
15 bis 70 % flammfesten Viskosefasern und
20 bis 50 % Aramidfasern.

Damit sind vorzugsweise nur organische Fasern und keine mineralischen Fasern in der flammfesten Platte enthalten. Zur Herstellung einer solchen faserfesten Platte werden die Fasern gemischt und zu einer Platte vorverfestigt. Anschließend wird durch Thermofusion eine Verbindung der Fasern in der Platte bewirkt. Hierbei wird durch den angewendeten Druck die vorverfestigte Vlieslage zusammengepresst und somit verdichtet. Die erhaltene Platte ist wesentlich dünner als die vorverfestigte Vlieslage, wodurch sich auch die akustische Impedanz erhöht. Durch die angewendete Wärme bei der Thermofusion werden die Polyesterfasern zumindest angeschmolzen und wirken als Bindemittel zwischen allen Fasern der in der Platte vorhandenen Fasermischung.
Die in der Fasermischung vorhandenen Polyesterfasern sind flammfest, wie beispielsweise Trevira CS. Vorzugsweise werden Polyester-Schmelzfesern verwendet, wie z.B. Bikomponentenfasern. Die Bikomponentenfasern besitzen einen Anteil an hochschmelzendem Polyestermaterial und einen Anteil an niedrigschmelzendem Polyestermaterial.
Die in der Fasermischung vorhandenen flammfesten Viskosefasern sind Viskosefasern erster Provinenz, beispielsweise „Viskose FR“ von der Firma Lenzing oder „Visil“ von der Firma Kemira Fibres oder insbesondere auch Viskose-Rezyklatfasern.
Die in der Fasermischung vorhandenen Aramidfasern sind Meta-Aramidfasern, wie beispielsweise Nomex-Fasern, oder Para-Aramidfasern, wie beispielsweise Kevlar-Fasern oder Aramid-Rezyklatfasern.
Viskose-Rezyklatfasern und Aramid-Rezyklatfasern können durch zerreißen alter Feuerwehranzüge gewonnen werden. Dies führt zu einer stofflichen Verwertung dieser Kunststoffabfälle.
Die flammfeste Platte zeigt ein gutes Brandverhalten. Es werden die Anforderungen gemäß Brandklasse A2 erfüllt. Die Platte zeigt bei einer Flammeneinwirkung kein brennendes Abtropfen und ist nicht brennbar. Im Gegenteil, bei einer Flammeinwirkung entsteht hinter der Platte keine Wärme. Beim Beflammen tritt eine Pyrolyse der Viskosefasern ein, diese verkohlen. Es wird Wärme durch die verkohlten Viskosefasern aufgenommen, welche zu glühen beginnen. Dieses aus Viskose- und Aramidfasern bestehende Brenngerüst nimmt durch Eigenglühen so viel Wärme auf, dass diese nicht durch die Platte transportiert werden kann. Dadurch wird eine weitere Pyrolyse unterbunden. Die Platte brennt nicht weiter. Auf der Rückseite der Platte ist kein Anzeichen von der Beflammung zu sehen.
Die flammfeste Platte kann als Akustikelement eingesetzt werden. Sie ist luftdurchlässig und setzt dem Luftschall je nach Zusammensetzung einen unterschiedlichen Widerstand entgegen. Die aus einem Vlies bestehende flammfeste Platte zeigt gute akustische Werte. Hierbei kann die Impedanz der Schichten durch die Feinheit (Fasertiter) der Polyesterfasern, deren Faserlänge, deren Faserkräuselung, deren Faserquerschnitte und/oder durch die Faserausrichtung der Polyesterfasern in der jeweiligen Vlieslage beeinflusst werden.
Die flammfeste Platte kann des Weiteren auch als Platte zur Isolation verwendet werden.
Zur Herstellung der Platte wird eine Mischung aus den drei unterschiedlichen Faserarten hergestellt und eine Vorverfestigung der Fasermischung zu einer Vlieslage vorgenommen. Als vorverfestigte Vlieslagen lassen sich unterschiedliche Vlieslagen verwenden, insbesondere kommen Thermobond-Vlieslagen, Airlaid-Vlieslagen und Nadelvlieslagen in Frage.
Bei einer Thermobond-Vlieslage handelt es sich um ein thermisch vorverfestigtes plattenförmiges Element, welches auf folgende Weise hergestellt wird. Faserflocken, die vorher aus Faserballen gelöst worden sind, werden auf der Krempel nach dem Kardierprinzip bis zur Einzelfaser aufgelöst, nämlich durch Reibwirkung zwischen rotierenden Walzen, welche mit Sägezahnbeschlägen versehen sind. Nach einem mehrstufigen Kardieren liegen die Einzelfasern in Längsrichtung parallel vor und werden als zusammenhängendes Fasergebilde (Flor) von der Walze genommen. Anschließend an den Krempelvorgang wird das Fasergebilde (Flor) zu einem Vlies mit hoher Flächenmasse verarbeitet. Der Vliesaufbau erfolgt durch Übereinanderlegen einzelner Florlagen, zumeist in Kreuzlegern, d.h. die Florlagen werden zickzackförmig abgelegt. Diese Krempelvliese besitzen dann eine Querfaserorientierung. Bei Verwendung von Polyesterfasern in der Fasermischung ist eine Verfestigung der Vliese durch Thermofusion möglich, d.h. durch Druck und Temperatureinwirkung werden die Krempelvliese zu einer plattenförmigen Thermobond-Vlieslage verfestigt.
Eine Nadelvlieslage ist eine vergleichsweise steife Vlieslage. Diese wird auf folgende Weise hergestellt. Das durch Kardieren erhaltene Vlies mit den im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Fasern wird hierbei nicht durch Thermofusion verdichtet, sondern durch eine mechanische Verfestigung in einer Nadeleinrichtung. Die mit Widerhaken versehenen Nadeln stechen in das Vlies von oben ein und nehmen beim Zurückziehen Fasern mit. Die vorher horizontal ausgerichteten Fasern werden dadurch verschlungen und liegen nach dem Vernadeln teilweise auch vertikal ausgerichtet vor. Durch dieses Vernadeln verändert sich die Schallabsorptionseigenschaft des Vlieses. Der Luftströmungswiderstand ist geringer als bei der Thermobond-Vlieslage. Wird ein Nadelvlies nach dem Vernadeln zusätzlich einer Thermofusion unterzogen, ist dieses Nadelvlies mechanisch fest und weist eine hohe Biegesteifigkeit und Verschleißfestigkeit auf.
Bei der anschließenden Thermofusion wird Wärme angewendet, wodurch ein Teil der Polyesterfasern zumindest anschmelzen und durch den bei der Thermofusion ausgeübten Flächendruck auf die übereinander liegenden Platten werden sich hierbei berührende Polyesterfasern und die weiteren Fasern miteinander verbinden. Bei den Bikomponentenfasern handelt es sich beispielsweise um Kernmantelfasern, wobei der Kern aus einem hochschmelzenden Polyestermaterial besteht, welches ab 220°C schmilzt und der Mantel der Bikomponentenfasern aus einem niedrigschmelzenden Polyester besteht, welches ab 130°C schmilzt. Diese unterschiedlichen Schmelzpunkte ermöglichen einerseits ein thermisches Vorfestigen und andererseits die Verbindung der Fasern in der flammfesten Platte durch nochmalige Thermofusion. Die Thermofusion erfolgt vorzugsweise in einer Doppelbandpresse bei 180°C, wo die Fasern in der vorverfestigten Vlieslage durch Druck und Temperatur komprimiert werden und die Polyesterfasen durch Aufschmelzen und Erstarren Verbindungen mit den weiteren Fasern ergeben.
Die Platte ist stoßunempfindlich und biegefähig. Sie ist mechanisch bearbeitbar, da sie nicht bricht. Des Weiteren ist es möglich die flammfesten Platten zuzuschneiden, um gewünschte, dekorative Formen für beispielsweise Decken- oder Wandelemente zu erhalten.
Vorteilhaft ist auch, dass bei der neuen Platte kein Faserbruch durch Hydrolyse auftritt und bei Verwendung der Platte somit eine Inhalation von Feinstfasern verhindert wird.
Die Platte kann mit weiteren Platten in einem Verbund verwendet werden, z.B. mit einer PET-Platte als Mittelschicht. Es können so gezielt akustische Werte eingestellt werden und durch die flammfesten Platten als Außenschicht ein gutes Brandverhalten sichergestellt werden.
Nachfolgend werden einige Beispiele angeführt.
Beispiel 1:
Es wird eine Fasermischung aus

- 50 % flammfesten Polyester-Bikomponentenfasern
- 25 % flammfesten Viskosefasern (Viskose FR) und
- 25 % Meta-Aramidfasern (Nomex) hergestellt.

Beispiel 2
Es wird eine Fasermischung aus

- ein Drittel flammfesten Polyester-Bikomponentenfasern
- ein Drittel flammfesten Viskosefasern (Viskose-Rezyklatfasern) und
- ein Drittel Meta-Aramidfasern (Nomex-Rezyklatfasern) hergestellt.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202016100525 U1 [0002]
DE 202019103337 U1 [0003]

Claims

Flammfeste Platte aus einem Faservlies umfassend Polyesterfasern, dadurch gekennzeichnet, dass das Faservlies aus einer Fasermischung - aus 20 bis 70 % flammfesten Polyesterfasern - aus 15 bis 70 % flammfesten Viskosefasern und - aus 20 bis 50 % Aramidfasern gebildet ist.
Flammfeste Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermischung nur organische Fasern enthält, wobei die Fasern zu einer Platte vorverfestigt und durch Thermofusion miteinander verbunden sind.
Flammfeste Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermischung Polyester-Monofasern, Polyester-Mikrofasern und insbesondere Bikomponentenfasern enthält, hierbei besitzen die Bikomponentenfasern einen Anteil an hochschmelzendem Polyestermaterial und einen Anteil an niedrigschmelzendem Polyestermaterial.
Flammfeste Platte nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die flammfesten Viskosefasern aus Viskosefasertypen wie „Viskose FR“ oder „Visil“ oder aus Viskose-Rezyklatfasern bestehen.
Flammfeste Platte nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Aramidfasern aus Meta-Aramidfasern, wie beispielsweise Nomex-Fasern, oder aus Para-Aramidfasern, wie beispielsweise Kevlar-Fasern oder Aramid-Rezyklatfasern bestehen.
Flammfeste Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte eine Dicke von 1 mm bis 100 mm und ein Flächengewicht von 500 g bis 6000 g hat.
Flammfeste Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte stoßunempfindlich und mechanisch bearbeitbar ist.
Flammfeste Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die eigensteife Platte biegefähig ist.
Verbundelement umfassend mindestens eine flammfeste Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Außenlage und mindestens eine weitere Platte, beispielsweise eine PET-Platte als Mittelschicht.
Akustikelement bestehend aus einer flammfesten Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Isolationsplatte bestehend aus einer flammfesten Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 9.