DE4319175A1 - Fasermatte - Google Patents

Fasermatte

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Description

Die Erfindung betrifft eine Fasermatte. Derartige Faser­ matten werden zum Beispiel als Dämmstoffe im Hoch- und Tief­ bau eingesetzt. Als Fasern finden unterschiedlichste Ma­ terialien Anwendung. So sind Dämmstoffe auf Basis von Stein­ wolle, Glaswolle, Schlackenwolle ebenso bekannt wie Faser­ matten aus Kokosfasern, Sisal, Stroh oder Flachsfasern.
Im Rahmen zunehmenden Umweltbewußtseins finden vor allem natürliche Fasern pflanzlichen oder tierischen Ursprungs zunehmende Bedeutung.
Soweit Flachsfasern im Stand der Technik verwendet wurden, erfolgte dies zusammen mit einem Kunstharz-Bindemittel (Piltz-Härig-Schulz: Technologie der Baustoffe, 8. Auflage, 550). Für die Festigkeit und Stabilität einer so hergestell­ ten Flachsfaser-Matte ist dabei vor allem das Kunstharz ver­ antwortlich.
Auch sind Dämmstoffmatten aus Flachsfasern bekannt, die kein oder nur sehr wenig Bindemittel aufweisen. Hierbei handelt es sich um voluminöse, leichte Vliese mit einem Raumgewicht von weniger als 20 kg/m³, die zur mechanischen Stabilisie­ rung ober- und unterseitig kaschiert werden. Nachteilig bei diesen Flachsfaser-Matten ist das schlechte Relaxationsver­ halten der Flachsfasern. Unter Druckbeanspruchung knicken die Fasern, so daß die Dämmstoffmatte dünner und dichter wird und damit ihre Dämmeigenschaften zum Teil verliert. Versuche haben gezeigt, daß die Sprödigkeit der Flachsfasern so ungünstig ist, daß ihr ursprüngliches Raumgewicht von beispielsweise 20 kg/m³ nach mehrmaligem Zusammenpressen der Matte auf Werte von über 50 kg/m³ steigt.
Die vorstehend beschriebenen Eigenschaften der Flachsfasern, insbesondere Flachskurzfasern, gelten analog auch für andere spröde Naturfasern, beispielsweise aus der Gruppe der Cellulosefasern.
Während die Grobfaserlängen zwischen 10 bis 20 cm liegen, betragen die Längen der Flachs-Einzelfasern üblicherweise zwischen 1 und 5 cm, wobei die gegeneinander zugespitzten Enden ineinander verkeilt sind und die Grobfaserlänge er­ geben. Charakteristisch für das Werkstoffverhalten ist in jedem Fall aber die weitgehend defibrillierte Flachskurz­ faser.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie Dämmatten (Dämmvliese) mit möglichst ge­ ringem Raumgewicht (entsprechend hohen Wärmedämm-Eigen­ schaften) auch unter Verwendung spröder Fasern, wie Cellulosefasern, hergestellt werden können.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß dieses Ziel auf verblüffend einfache Weise durch eine mechanische Vermengung der spröden Faserkomponente mit einer hochelastischen weiteren Faserkomponente erreicht werden kann, wobei gleichzeitig die Zugabe eines Bindemittels ent­ behrlich beziehungsweise allenfalls noch in geringen Mengen notwendig ist.
Fasern extrem hoher Elastizität sind zum Beispiel Fasern tierischen Ursprungs, wie Schafwolle oder synthetische Fasern.
In ihrer allgemeinsten Ausführungsform schlägt die Erfindung eine Fasermatte vor, die aus einem Gemisch aus 40 bis 90 Gew.-% einer natürlichen spröden Faser A und 60 bis 10 Gew.-% einer elastischen Faser B besteht.
Durch die innige Vermischung der beiden Fasern (A, B) werden die spröden Fasern von den elastischen Fasern umgeben oder anders ausgedrückt: die elastischen Fasern "betten" die spröden Fasern ein, so daß bei einer Druckbeanspruchung die Druckkräfte von den elastischen Fasern aufgenommen werden, ohne daß die spröden (mechanisch instabilen) Fasern knicken. Die elastischen Fasern umgeben die spröden Fasern also quasi wie ein "Puffer".
Unter Verwendung einer Flachskurzfaser (A) und Schafwolle (B) führt dabei bereits die Zugabe von 10 Gew.-% Schafwolle zu 90 Gew.-% Flachsfasern zu einer deutlichen Verbesserung der Relaxationsfähigkeit der so gebildeten Dämmstoffmatte, die selbstverständlich mit zunehmendem Gehalt an elastischen Fasern (B) weiter ansteigt.
Die Fasern können in einer Länge von 0,5 bis 8 cm eingesetzt werden; bevorzugt sind Faserlängen, sowohl der spröden wie der elastischen Faser, zwischen 1 und 5 cm.
Im Ergebnis steht ein voluminöses, leichtes Vlies mit einem Raumgewicht zwischen 10 bis 40 kg/m³ zur Verfügung, das reversible Verformungseigenschaften aufweist.
Zur Herstellung eines solchen Vlieses schlägt die Erfindung vor, eine Mischung aus den spröden und elastischen Fasern (A, B) vor einer Karde (einem Krempel) auf ein Auflageband zu geben und die Mischung entlang der Karde zu einem Primär­ vlies aufzubereiten, welches anschließend weiterverarbeitet wird. Die Formgebung mittels einer Karde optimiert die innige Vermischung der spröden und elastischen Fasern.
Die Weiterverarbeitung des Primärvlieses erfolgt in Abhän­ gigkeit von den gewünschten Eigenschaften der Dämmatte (des Vlieses). So kann das Primärvlies beispielsweise über einen bekannten Kreuzleger zu einem Sekundärvlies weiterverarbei­ tet werden, wobei das Primärvlies alternierend mit einem bestimmten Versetzungswinkel übereinandergelegt wird, so daß die Dicke des Sekundärvlieses höher ist als die Dicke des Primärvlieses.
Die Weiterverarbeitung kann auch darin bestehen, daß das Primär- oder Sekundärvlies kaschiert wird. Hierzu kann zum Beispiel auf der einen oder auf beiden Oberflächen eine Beschichtung, zum Beispiel ein Papier oder Karton, aufge­ bracht werden, wobei die Schichten anschließend miteinander versteppt werden. Die Dicke des fertigen Produkts liegt üblicherweise zwischen 2 und 20 cm.
Um die Eigenstabilität der Dämmstoffmatte zu erhöhen, ist es ebenfalls möglich, dem Fasergemisch Bindefasern oder Binde­ mittel zuzumischen. So können Kunststoffasern zugegeben wer­ den, die unter Wärme aufschmelzen und über die anschließend wieder erstarrende Schmelzphase ein Bindegerüst bilden. Es ist selbstverständlich, daß das Vlies dazu einer Wärmebe­ handlung unterworfen werden muß. Auch können Bindemittel, beispielsweise Acrylatdispersionen, auf das Fasergemisch aufgesprüht werden. Ebenso ist die Zugabe von Polymeren in Pulverform in das Fasergemisch möglich. In jedem Fall er­ folgt eine anschließende Temperaturbehandlung, damit die Bindemittel aufschmelzen, die Fasern untereinander vernetzen und nach Abkühlung und Erstarrung stabilisieren. Im Gegen­ satz zum Stand der Technik übernimmt das Bindemittel hier nur eine Vernetzungsfunktion und ist grundsätzlich nicht notwendig.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merk­ malen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungs­ unterlagen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert.
15 Gew.-% Schafwolle-Fasern mit einer Länge zwischen 2 und 5 cm werden mit 85 Gew.-% Flachs-Kurzfasern, ebenfalls mit einer Faserlänge zwischen 2 und 5 cm, vermischt und als Mischung einem Auflageband aufgegeben. Der Faserstrom durch­ läuft anschließend eine Karde, so daß ein Primärvlies ge­ bildet wird, welches entlang eines Kreuzlegers in mehreren Lagen zu einem Sekundärvlies mit folgenden Merkmalen weiter­ verarbeitet wird:
Dicke: 10 cm
Raumgewicht: 15 kg/m³.
Das so hergestellte Sekundärvlies kann als Dämmstoffmatte mit günstigen Relaxationseigenschaften Verwendung finden.

Claims (13)

1. Fasermatte, bestehend aus einem Gemisch aus 40 bis 90 Gew.-% einer natürlichen spröden Faser A und 60 bis 10 Gew.-% einer elastischen Faser B.
2. Fasermatte nach Anspruch 1, bei der die spröde Faser A aus Cellulosefasern besteht.
3. Fasermatte nach Anspruch 2, bei der die Cellulosefasern aus Flachskurzfasern bestehen.
4. Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die elastischen Fasern B aus tierischen Fasern bestehen.
5. Fasermatte nach Anspruch 4, bei der die tierischen Fasern aus Schafwolle bestehen.
6. Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Fasern jeweils eine Länge von 0,5 bis 8 cm aufweisen.
7. Fasermatte nach Anspruch 6, bei der die Fasern jeweils eine Länge von 1 bis 5 cm aufweisen.
8. Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer ein- oder zweiseitigen Kaschierung, die mit der mittigen Faserschicht versteppt ist (sind).
9. Verfahren zur Herstellung einer Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der eine Mischung aus den Fasern A, B vor einer Karde auf ein Auflageband gegeben und die Mischung entlang der Karde zu einem Primärvlies aufbereitet und anschließend weiterverarbeitet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das Primärvlies über einen Kreuzleger zu einem mehrlagigen Sekundärvlies weiterverarbeitet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem der Faser­ mischung vor der Karde ein Bindemittel und/oder Binde­ fasern zugemischt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem dem Fasergemisch Kunststoff-Bindefasern zugemischt und das Primär- und/ oder Sekundärvlies anschließend einer Temperaturbehand­ lung unterworfen wird, bei der die Kunststoff-Binde­ fasern aufschmelzen.
13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem eine Bindemittel­ dispersion vor der Karde auf die Fasermischung aufge­ sprüht und das Primär- und/oder Sekundärvlies an­ schließend einer Temperaturbehandlung unterworfen wird.
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