EP1247916A1 - Dämmformkörper, insbesondere Dämmplatte, aus Holzfaserstoff sowie dessen Herstellung und Verwendung - Google Patents

Dämmformkörper, insbesondere Dämmplatte, aus Holzfaserstoff sowie dessen Herstellung und Verwendung Download PDF

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EP1247916A1
EP1247916A1 EP01104977A EP01104977A EP1247916A1 EP 1247916 A1 EP1247916 A1 EP 1247916A1 EP 01104977 A EP01104977 A EP 01104977A EP 01104977 A EP01104977 A EP 01104977A EP 1247916 A1 EP1247916 A1 EP 1247916A1
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insulating
molded
wood fiber
molded body
rear surface
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Michael Dr. Müller
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Glunz AG
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    • E04B2001/7683—Fibrous blankets or panels characterised by the orientation of the fibres

Definitions

  • the invention relates to an insulating molded body, in particular an insulation board with the characteristics of the generic term of Claim 1. Furthermore, the invention relates to a Processes and uses of such molded inserts.
  • the present invention relates to insulating molded articles with essential fixed external dimensions, in particular Insulation panels count in which the front surface as well as the rear surface with which the insulation board in the insulation direction begins and ends, run parallel to each other.
  • the molded inserts can also have a different spatial shape exhibit.
  • a special known application of insulation boards according to the generic term of claim 1 are so-called composite thermal insulation systems. These are based, for example, on a network between one Insulation layer made of the insulation boards and a weather protection layer, which is mostly a mineral plaster can. Such a thermal insulation composite requires high inherent strength the insulation layer, since only this is the weather protection layer wearing.
  • a flexible Attachment shell applied. Specifically, a plasterboard or Gypsum fibreboard with a tie directly on the Glued insulation board. The insulation board can be used on both Wall mounted as well as hanging on the underside of a ceiling be, if possible, also by gluing with a tie he follows.
  • the insulation boards in thermal insulation composite systems on one or both sides with higher strength Planking materials that are decoratively designed and also can be kept very thin.
  • Wood fiber insulation materials are in direct competition with insulation boards made of mineral or glass fibers.
  • a special insulation board made of mineral fibers as a plaster base with special tear-off strength, as a slat plate referred to as.
  • a slat plate is made that first a starting plate made from mineral fibers whose thickness corresponds to the later width of the lamella plate. Strips are then sawn out of the starting plate, which correspond to the slat plates. That is, the breadth of the Stripes form the thickness of the lamella plates.
  • the front one Surface as well as the rear surface with which the Slat plate begins and ends in the insulation direction sawn surfaces.
  • the mineral fibers in the Slat plate a preferred orientation parallel to a cross from the front surface and across to the rear surface level at that of the original manufacture the starting plate comes from the mineral fibers.
  • For the Tear resistance of lamellar panels is usually a value of ⁇ 80 kPa.
  • the typical plate format of lamella plates is 120 cm long, 20 cm wide and a selectable thickness typically in the range of a few centimeters.
  • the object of the present invention is to provide insulating moldings according to the preamble of claim 1 and a method and To show uses of such molded inserts, in which one Tear resistance in the same order of magnitude as with lamellar panels made of mineral fibers with low thermal conductivity is achieved to wood fiber insulation for the To make construction competitive.
  • this object is achieved with an insulating molded body solved by the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments of the molded insulating body are in the subclaims 2 to 12 described.
  • the lignocellulose-containing ones Fibers that make up an insulating molding essentially there is a preferred orientation parallel to one transverse to the front surface and across the rear surface level.
  • the preferred orientation runs with it perpendicular to the typical preferred orientation of fibers in a well-known insulation board made of wood fiber material, which is parallel aligned with the front surface and the rear surface is.
  • the closed surfaces of the molded insulating body are preferred closed press surfaces from the manufacture of a Fibreboard, which is the basis for the new molded insulation serves.
  • Such a wood fiber board as the basis for the new one Insulation molded body must normally have a thickness that the Corresponds to the width of the molded insulating body. Starting from one It can be the desired width of the insulating molded body of about 20 cm but make sense, the appropriate thickness of the wood fiber board to produce in two steps. So two wood fiber boards glued flat with a respective thickness of 10 cm to a starting plate with a thickness of 20 cm achieve. The new moldings can then be separated from this become. This results in at least one parallel to that Inner adhesive surface running at the preferred orientation level the molded insulating body on which the pressing surfaces of the two wood fiber boards are glued together. This principle can also can be implemented with three or more wood fiber boards. It is preferred, however, if only two wood fiber boards together are glued or the board thickness of each wood fiber board, from which the new molded insulating body is made, is at least 80 mm.
  • the density of the wood fiber boards for the production of the new insulating molded body should be in the range of 100 to 230 kg / m 3 . In this area, stable wood fiber boards with low thermal conductivity can be produced.
  • the thickness of the new insulation molding, d. H. the distance of the front Surface from the back surface is typically 50 to 400 mm. In principle, however, it can be freely selected. He can, but in particular need not be constant. Rather can between the front surface and the rear surface of the Insulating molded body, a wedge angle can be provided, for example has advantages when insulating roofs.
  • a special one Insulating molded body for insulating flat roofs has a wedge angle ⁇ 20 ° on.
  • the level or preferred orientation at an insulating molded body with a wedge angle between the front Surface and the rear surface are not perpendicular to either the front surface as well as the rear surface can. In principle, this is not mandatory. It is enough a transverse orientation of the preferred orientation of the fibers to that front surface and the rear surface, the angle between the level of preferred orientation of the surfaces is only around 90 °, ie in the range from 60 to 120 °. So are also molded inserts with parallel front and rear Surfaces and narrow surfaces in the form of press surfaces with diamond-shaped instead of rectangular cross-section possible.
  • the new molded insulating body can be used as an insulation board with the usual Standard dimensions should be formed so that the front surface and the rear surface one in the plane of the preferred direction running length from 600 to 1500 mm and a perpendicular to it have a running width of 150 to 300 mm. In these Areas fall the standard dimensions of 1200 mm in length and 200 mm Width.
  • the easily attainable tear strength of the new Insulated body between the front surface and the rear Surface used in composite systems with support surfaces are easily glued, is at least 100 kPa, itself if a relatively low average bulk density of the molded insulating body given is.
  • a method according to the invention for the production of the new insulating molded body is characterized by the features of claim 13, advantageous embodiments of this method are in the subclaims 14 to 16.
  • the desired width of the molded inserts is not determined by the Thickness of a single wood fiber board can be provided can, several wood fiber boards over their pressing surfaces be glued to each other before separating the so formed multi-layer fibreboard into the individual Insulation molded body takes place.
  • the flat gluing of the fibreboard can be done with one Dispersion adhesive or with alkali silicate.
  • the closed press surfaces of the fibreboard let in permanent gluing using very small amounts of adhesive to.
  • the individual Insulation molded body arranged close to each other, whereby their front surfaces and their rear surfaces, respectively coincide. That is, it becomes a closed layer of the Insulated molded bodies that span the entire level of Layer an identical composition exclusively from the Fibers of the molded inserts and the binding agent that holds them together having.
  • the individual molded inserts with their rear surface glued to a wall or ceiling. in this connection presents itself through the open rear surface of the new Insulation molded a very stable connection because of the Adhesive can partially penetrate the surface.
  • the molded inserts can be used with a Plaster or a plate-shaped planking can be glued. Also this is due to the open structure of the surface a very stable connection. The stability is not just that mechanically, but also given weather conditions. The open structure of the surfaces of the new molded insulation body is noticeable positively, because once entered Moisture can easily escape again and not under a closed top layer.
  • FIG. 1 The cross-section in FIG. 1 transverse to its main direction of extension Shown insulating body 1 consists of lignocellulose-containing Fibers 2 that are not separate with one here reproduced binders are bound.
  • the molded insulation body 1 has a front surface 3 and a rear surface 4 on, the assignment front and back initially arbitrary is. It is crucial that the molded insulating body 1 with the front Surface 3 and the rear surface 4 in an insulation direction 5, which runs perpendicular to the surfaces 3, 4, begins or ends.
  • the front surface 3 and the rear surface 4 are sawn partitions with an irelatively open surface structure.
  • the molded body 1 on its two Narrow surfaces 6 visible in FIG.
  • the fibers 2 in the insulating molded body 1 have a preferred orientation parallel to a plane 9 which is transverse to the surfaces 3 and 4 is aligned. Specifically, the alignment is vertical here to the surfaces 3 and 4. So that the plane 9 runs parallel to the insulation direction 5. Furthermore, it runs perpendicular to Drawing plane, d. H. parallel to the narrow surfaces 6.
  • the molded body 1 according to FIG. 2 differs from that 1 in that in the middle between the narrow surfaces 6 an inner adhesive surface 10 is provided, on which two additional pressing surfaces 7 are glued together.
  • the molded body 1 according to FIG. 2 a two-layer fibreboard, which from two individual wood fiber panels glued along the adhesive surface 10 consists.
  • the thickness of the 2 with about 6 cm smaller than that of the molded insulating body 1 according to FIG. 1.
  • the insulating molded body 1 according to FIG. 3 differs from the two previous embodiments in that he has two Has adhesive surfaces 10, on which pressing surfaces 7 with each other are glued. That is, it is based on three together single glued wood fiber panels.
  • the 3 in the insulation direction 5 here is 10 cm.
  • Embodiments are the opposite narrow surfaces 6 provided with step folds 11 by milling 12 are formed. The step folds 11 allow one juxtaposing several molded insulating bodies 1 under partial Overlap to avoid light gaps.
  • the embodiment of the molded insulating body 1 according to FIG. 4 differs from all previous embodiments in that that the surfaces 3 and 4 are not parallel to each other, but at a wedge angle 13. That is, the thickness of the Insulating molded body 1 varies perpendicular to the surface 3 between 6 and 9 cm.
  • the connection of surfaces 3 and 4 is no longer precise parallel to the narrow sides 6 and through those there Press surfaces defined level 9 of the preferred orientation Fibers 2.
  • the preferred orientation runs exactly here perpendicular to the surface 3, but only across the surface 4, their deviation from the perpendicular to the wedge angle 13 equivalent.
  • the molded body 1 according to FIG. 4 is for the insulation of a Badger with a small angle of inclination of the size of the wedge angle 13 provided. On the downward facing front surface 3, a horizontal ceiling area is formed under the roof.
  • FIG. 5 shows a top view of the insulating body 1 according to FIG. 2 its front surface 3.
  • the now visible length 14 of the Shaped body 1 is 120 cm. You can also see the adhesive surface 10 with the press surfaces glued to one another there Surface 3 has a typically sawn separating surface 15 in Compared to the narrow surfaces 6 an open structure.
  • Fig. 6 outlines how a single or multi-layer Fibreboard 16 a plurality of moldings 1 along the parting surfaces 15 are separated out, the broad surface 17 of the fiberboard 16 is the pressing surface 7, which in the manufacture of Fibreboard 16 has been created.
  • the width of each Strips which are separated from the fibreboard 16 is the thickness of the insulation molded body 1 in the insulation direction 5. Die The length of the strips 14 corresponds to the length of the insulating molded body.
  • the thickness of the wood fiber board 16 that is not visible here is Width 8 of the molded inserts.
  • the wood fiber board 16 can as in the case of the molded insulating body 1 according to FIG. 1, one layer or as in the case of the molded inserts of FIGS. 2 and 3 be multilayered. That is, individual glued together Have wood fiber boards.
  • FIG. 7 is a horizontal cross section through a composite thermal insulation system reproduced in front of a wall 18.
  • the Composite insulation system consists of parallel to gap juxtaposed insulating moldings 1, with their rear surface 4 are glued to the wall 18. In the between the insulating moldings 1 remaining gaps 19 Insulation material 20 in the form of non-dimensionally stable wood fiber insulation arranged, which is available as roll goods.
  • a dense fibreboard 26 glued on, for example to form a Room wall surface can be overtape.
  • FIG. 8 which is also in a horizontal cross section is shown in front of a Outer wall 21 insulating molded body 1 arranged close to each other.
  • the Insulation molded body 1 are with their rear surface 4 to the Glued outer wall 21.
  • On their front surface 3 are the Insulated molded body 1 plastered, with a plaster holding net in the plaster 22 23 is arranged.
  • the plaster 22 forms a weather protection layer for the insulating molded body 1.
  • the molded insulating bodies are 1 arranged close together under a blanket 24 to which they are glued with their rear surfaces 4.
  • Under the Shaped body 1 is a plasterboard on the front surface 3 25 glued.
  • the insulating molded body 1 with a plaster gypsum binder can be pressed directly onto the ceiling 24 and are held there immediately. The same applies to the plasterboard 25.
  • test trials become the Use of the new molded insulating body 1 reports:
  • a tensile strength test according to DIN EN 1607 (200 mm * 200 mm edge length) of an insulating molded body according to the invention showed a tensile strength of 380 kPa.
  • the wood fiber board from which the molded insulating body had been removed had an average bulk density of 210 kg / m 3 .
  • a tensile strength test according to DIN EN 1607 (200 mm * 200 mm edge length) of an insulating molded body according to the invention showed a tensile strength of 180 kPa.
  • the wood fiber board from which this molded insulating body had been removed had a density of 145 kg / m 3 .
  • One molded insulating body according to the invention was made using a commercially available Gypsum girder on a vertical concrete wall and on a concrete ceiling (from below). The liability took place at full-surface binder application immediately. A support for the molded insulating body until the binder cured was not necessary. After the bond between the insulation body has hardened and the wall became four times larger, 12.5 mm in area strong plasterboard as flexible plasterboard with the same gypsum tie directly onto the molded insulating body applied. Here, too, liability was immediate, although the Planking due to its own weight, great forces in the tear-off direction exerted on the molded insulating body. This construction was on an uncovered outer wall attached. A three month natural weathering over the winter season through rain, ice and snow could even when the plasterboard was completely damp and the underlying insulation molding of liability do nothing. Rather, it quickly dried out dry weather observed.
  • Appendix Process for the production of wood fiber boards as Starting material for the production of the molded inserts
  • the wood fiber boards from which the new invention Insulation moldings can be produced should be characterized by a low average bulk density with stable binding of the fibers distinguished.
  • an exemplary method for Production of such wood fiber boards described in more detail.
  • a fiber moisture content of the fibers is set so that it is less than 20% when calibrating the fiber mat and during heat treatment.
  • the fiber mat is contacted on both sides with smoothly closed heating surfaces for heat transfer. The opposing heating surfaces are distance-controlled to maintain a predetermined distance from one another, and a bulk density profile of the wood fiber boards is set so that there is an edge increase in the bulk density compared to the average bulk density of the wood fiber boards of at least 20%.
  • the fiber moisture of the fibers when calibrating the fiber mat and during the heat treatment for curing the binder can, as in the case of conventional so-called drying processes, be in the range of below 10%.
  • the heat treatment of the fiber mat takes place via smoothly closed heating surfaces, via which the heat is transferred to the fiber mat to harden the binder. It is important that the heating surfaces are distance-controlled and not pressure-controlled, as is the case when conventional drying processes are carried out.
  • the very low bulk density of the wood fiber boards produced by the present method does not allow controlled pressure control of the heating surfaces.
  • a raw density profile is imprinted on the wood fiber boards produced, which has an edge increase in the raw density compared to the average bulk density of the wood fiber boards of at least 20%.
  • the edge areas of the wood fiber boards are thus compressed in relation to their average bulk density.
  • This smoothly closed surface is unusual for wood fiber boards in the density range below 250 kg / m 3 . It enables simple and precise flat bonding of individual wood fiber boards during the production of the new molded inserts.
  • the fiber mat through the heating surfaces controlled at a distance can also be calibrated.
  • the specified distance between the heating surfaces and the thickness of the manufactured ones Corresponding to wood fiber boards is typically 20 to 300 mm. It is just in the larger area Thicknesses in this area are astonishing that the fiberboard can still be produced using a dry process.
  • the bulk density profile of the wood fiber boards like this is set that there is an edge increase in the bulk density compared to the average bulk density of the wood fiber boards from results in at least 60%.
  • a stronger edge increase of the bulk density is the basis for the training of a particularly firm closed surface of the finished fiberboard, the for example, a considerable pressure stability compared with the average bulk density of the wood fiber boards can.
  • a conventional synthetic resin of the wood-based panel industry can be used as a binder.
  • the usual synthetic resins of the wood-based panel industry include urea-formaldehyde, melamine-urea-formaldehyde, melamine-urea-phenol-formaldehyde, phenol-urea-formaldehyde, phenol-formaldehyde and PMDI resins.
  • the average bulk density of the wood fiber boards is set to 60 to 250 kg / m 3
  • a foam-forming polyurethane binder can be used as the binder.
  • the advantage of filling the cavities in the wood fiber board between the individual fibers by the polyurethane foam has a positive effect.
  • the particularly light wood fiber boards in the range below 150 kg / m 3 cannot be produced in a usable quality without the use of a foam-forming binder.
  • foam-forming polyurethane binder As a foam-forming polyurethane binder, a so-called One-component system are used, which for example was developed by Bayer and basically is available. Preferably, however, it is easier to control Two-component system used, the foam-forming Polyurethane binder a first, NCO group-containing Binder component and a second at least one polyol having binder component.
  • the first batch mentioned can generally be 10 to 90% and the second lot corresponding to 90 to 10% of the total fibers contain. But it makes perfect sense if the first and the second lot of fibers are approximately the same size, d. H. for example each contain 40 to 60% of the total fibers.
  • the process described here can be carried out batchwise as well as continuously, which is preferred.
  • the heating surfaces are typically on rear heated metal endless belts intended.
  • the lots of fibers can after the application of the binder components and before their mixing are stored separately from each other.
  • the reactivity of the binder components decreases with separate intermediate storage the parts of the fibers do not fall off even over longer periods of time.
  • the heat treatment for curing the wood fiber boards can be made so that in the middle of the molded body a temperature of only 50 to 100 ° C is reached.
  • the fibers used in the manufacture of the wood fiber boards processed wood fibers in the form of usual defibrator fiber.
  • the proportion of binder can be used in the manufacture of wood fiber boards be chosen within wide limits by the necessary strength of the wood fiber boards on the one hand and the economy of the process in view of high binder costs on the other hand are set.
  • the following information refer to the use of a PUR binder.
  • the binder content of the wood fiber boards to a total of 2.5 to 5% by weight based on atro Wood fibers set. This results in molded inserts, some of them as pure thermal insulation bodies and at higher bulk densities also as wall elements with high rigidity and high insulation potential can be used.
  • the process described here for the production of wood fiber boards can also be carried out so that when molding the preform from the fibers a layer structure with different Compositions and / or proportions of the binder in the individual layers is set.
  • the binder content in the top layers of the wood fiber boards be larger than in the middle class by one to achieve particularly high stability of the cover layers. It but are also other layer structures to adapt to certain requirement profiles with the new procedure realizable. It goes without saying that lots of fibers, provided for different layers of the layer structure are not together before forming the fiber mat are mixed, but only those fibers for each a layer with a uniform composition is provided.
  • mechanically stable wood fiber boards are obtained using the process described here only using a foam-forming binder, ie a polyurethane binder which has at least two binder components, PMDI and polyol, or which is a one-component system , Such wood fiber boards can also be viewed as polyurethane foam stabilized by fibers.
  • the binder content of atro fibers is at least 5%, which in absolute terms is not much.
  • binder proportions From an average bulk density of about 150 kg / m 3 , fewer voids are present between the fibers, so that the proportion of binder can be reduced to below 5% atro fibers when using a foam-forming polyurethane binder. If the stabilities are not in the foreground, binder proportions down to above 1% can be sufficient. All percentages are understood as usual as percentages by weight.
  • non-foam-forming binders ie conventional synthetic resins in the wood-based panel industry
  • the proportion of binder should also be selected for lower strengths above 5%, and for higher strengths 7 to 15% of binder should be used.
  • Mixing systems with the addition of melamine and phenols are preferred instead of the relatively fragile curing urea-formaldehyde resins. The usual trade-offs must be made between the price of the binder, possible formaldehyde elimination and possible harmful residual phenols.

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Abstract

Ein Dämmformkörper (1), insbesondere Dämmplatte, ist auf der Basis von mit einem Bindemittel verklebten lignocellulosehaltigen Fasern (2) ausgebildet und weist eine Dämmrichtung (5) und eine vordere Oberfläche (3) sowie eine hintere Oberfläche (4) auf, mit denen der Dämmformkörper (1) in der Dämmrichtung (5) beginnt und endet. Die Fasern (2) in dem Dämmformkörper (1) haben eine Vorzugsorientierung parallel zu einer quer zu der vorderen Oberfläche (3) und quer der hinteren Oberfläche (4) verlaufenden Ebene (9). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dämmformkörper, insbesondere eine Dämmplatte, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und auf Verwendungen solcher Dämmformkörper.
Im Bauwesen kommen unterschiedliche Dämmstoffe zur Anwendung. Eine spezielle Kategorie dieser Dämmstoffe sind Dämmplatten aus Holzfaserstoff. Hierzu zählen sogenannte Holzweichfaserplatten, die traditionell vorwiegend durch sogenannte Naßverfahren hergestellt werden. Als allgemeinere, vom Herstellungsverfahren unabhängige Bezeichnung wird "werkmäßig hergestellte Holzfaserdämmstoffe" verwendet, wobei dieser Begriff neben Platten auch Rollenware umfaßt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Dämmformkörper mit im wesentlichen festen äußeren Abmessungen, wozu insbesondere Dämmplatten zählen, bei denen die vordere Oberfläche sowie die hintere Oberfläche, mit denen die Dämmplatte in der Dämmrichtung beginnt und endet, parallel zueinander verlaufen. Die Dämmformkörper können aber auch eine hiervon abweichende Raumform aufweisen.
Eine spezielle bekannte Anwendung von Dämmplatten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind sogenannte Wärmedämmverbundsysteme. Diese basieren beispielsweise auf einem Verbund zwischen einer Dämmschicht aus den Dämmplatten und einer Wetterschutzschicht, bei der es sich zumeist um einen mineralischen Putz handeln kann. Ein solcher Wärmedämmverbund erfordert eine hohe Eigenfestigkeit der Dämmschicht, da nur diese die Wetterschutzschicht trägt. Bei einem anderen bekannten Wärmedämmverbundsystem wird auf Dämmplatten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine biegeweiche Vorsatzschale aufgebracht. Konkret wird eine Gipskartonoder Gipsfaserplatte mit einem Ansetzbinder direkt auf die Dämmplatte aufgeklebt. Die Dämmplatte kann dabei sowohl an einer Wand als auch hängend an der Unterseite einer Decke angebracht sein, was möglichst auch durch Verkleben mit einem Ansetzbinder erfolgt. Daneben ist es auch bekannt, die Dämmplatten in Wärmedämmverbundsystemen ein- oder auch beidseitig mit höherfesten Materialien zu beplanken, die dekorativ ausgestaltet und auch sehr dünn gehalten sein können.
Bei allen bis hierher beschriebenen bekannten Verwendungen werden die vordere Oberfläche und die hintere Oberfläche, mit denen die Dämmplatten in der Dämmrichtung beginnen und enden, durch die natürlichen Breitseiten der Dämmplatten gebildet, wie sie bei der Herstellung von Holzfaserstoffplatten durch Verkleben der Lignocellulose-haltigen Fasern originär entstanden sind.
Bezüglich der Anforderungen an die Eigenfestigkeit der Dämmplatten ist allen hier beschriebenen Anwendungen gemeinsam, daß eine ausreichend hohe Abreißfestigkeit der Dämmplatte von der Wand bzw. Decke einerseits und des auf die Dämmplatte aufgebrachten Sichtmaterials andererseits gegeben sein muß. Die Anforderungen an diese Abreißfestigkeit sind in der DIN 68755-1 "Holzfaserdämmstoffe für das Bauwesen" vom Juni 2000 festgelegt, in der sogenannte Abreißfestigkeitsgruppen eingeführt wurden, welche für die Anwendbarkeit von Holzfaserdämmstoffen als Putzträgerplatte maßgeblich sind. Maßgeblich ist die senkrecht zur Normalenebene der Platte bestimmte Abreißfestigkeit, die in acht Abreißfestigkeitsgruppen eingestuft wird. Die drei höchsten in der DIN 68755-1 aufgeführten Abreißfestigkeitsgruppen sind mit T15, T20 und T30 bezeichnet. Diese erfüllen die Anforderungen an den Mittelwert der Abreißfestigkeit von ≥ 15 kPa; ≥ 20 kPa und ≥ 30 kPa. Um die Abreißfestigkeit einer Dämmplatte aus Holzfaserwerkstoff zu erhöhen, muß die Verdichtung der Fasern in der Dämmplatte erhöht werden. Dies wiederum läuft dem Wärmedämmvermögen der Dämmplatte zuwider. Im Ergebnis ist mit bekannten Dämmplatten aus Holzfaserwerkstoff, an deren Wärmeleitfähigkeit die Forderung zu stellen ist, daß sie 0,060 W/m*K nicht überschreitet, und die deshalb nur eine gewisse Verdichtung der Fasern zuläßt, maximal eine Abreißfestigkeit von etwa 30 kPa erreichbar. Eine deutliche Überschreitung dieses Werts ist nicht möglich. Entsprechend wurde in der DIN auch keine höhere Abreißfestigkeitsgruppe T40 oder dgl. definiert.
Holzfaserdämmstoffe stehen in direktem Wettbewerb mit Dämmplatten aus Mineral- oder Glasfasern. Für den Anwendungsbereich als Putzträger gibt es eine spezielle Dämmplatte aus Mineralfasern mit besonderer Abreißfestigkeit, die als Lamellenplatte bezeichnet wird. Eine Lamellenplatte wird dadurch hergestellt, daß zunächst eine Ausgangsplatte aus Mineralfasern hergestellt wird, deren Dicke der späteren Breite der Lamellenplatte entspricht. Aus der Ausgangsplatte werden dann Streifen ausgesägt, die den Lamellenplatten entsprechen. Das heißt, die Breite der Streifen bildet die Dicke der Lamellenplatten. Die vordere Oberfläche sowie die hintere Oberfläche, mit denen die Lamellenplatte in der Dämmrichtung beginnt und endet, sind gesägte Oberflächen. Zudem weisen die Mineralfasern in der Lamellenplatte eine Vorzugsorientierung parallel zu einer quer von der vorderen Oberfläche und quer zu der hinteren Oberfläche verlaufenden Ebene auf, die von der ursprünglichen Herstellung der Ausgangsplatte aus den Mineralfasern herrührt. Für die Abreißfestigkeit von Lamellenplatten wird üblicherweise ein Wert von ≥ 80 kPa angegeben. Das typische Plattenformat von Lamellenplatten ist 120 cm Länge, 20 cm Breite und eine wählbare Dicke typischerweise im Bereich einiger Zentimeter.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Dämmformkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren und Verwendungen solcher Dämmformkörper aufzuzeigen, bei denen eine Abreißfestigkeit in derselben Größenordnung wie bei Lamellenplatten aus Mineralfasern bei gleichzeitig geringer Wärmeleitfähigkeit erreicht wird, um Holzfaserdämmstoffe für das Bauwesen konkurrenzfähig zu machen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Dämmformkörper durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Dämmformkörpers sind in den Unteransprüchen 2 bis 12 beschrieben.
Bei dem neuen Dämmformkörper, bei dem es sich insbesondere um eine Dämmplatte handelt, so daß diese beiden Begriffe in der Folge auch synonym verwendet werden, weisen die Lignocellulose-haltigen Fasern, aus denen ein Dämmformkörper im wesentlichen besteht, eine Vorzugsorientierung parallel zu einer quer zu der vorderen Oberfläche und quer zu der hinteren Oberfläche verlaufenden Ebene auf. Die Vorzugsorientierung verläuft damit senkrecht zu der typischen Vorzugsorientierung von Fasern in einer bekannten Dämmplatte aus Holzfaserwerkstoff, die parallel zu der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche ausgerichtet ist. Durch diese spezielle Vorzugsorientierung der Fasern in dem neuen Dämmformkörper, die auch als steggerichtete Faserstruktur bezeichnet werden kann, wird die Zugfestigkeit des neuen Dämmformkörpers, die in seine Abreißfestigkeit in einem Verbundsystem resultiert, gegenüber bekannten Dämmplatten aus Holzfaserstoff dramatisch erhöht und erreicht ohne weiteres die Werte bekannter Lamellenplatten aus Mineralfasern. Dies ist auf eine vielfache Überlappung der Fasern mit resultierender wechselseitiger Verankerung zurückzuführen, die sich nur in den Richtungen der Vorzugsorientierung ergibt, von denen eine bei dem neuen Dämmformkörper mit der Richtung der Zugbelastung zusammenfällt. In dieser Richtung weist der neue Dämmformkörper überdies auch eine gute Druckfestigkeit auf, wenn es sich nicht um lokale, d. h. punktuelle Druckbeanspruchungen handelt. Wie bei einer Lamellenplatte aus Mineralfaser können bei dem neuen Dämmformkörper die vordere Oberfläche und die hintere Oberfläche, mit denen der Dämmformkörper in der Dämmrichtung beginnt und endet, keine geschlossenen Oberflächen sein. Vielmehr handelt es sich um offene Trennflächen, die lokale Druckbelastungen an vielen Stellen nicht besonders gut standhalten. Geschlossene Oberflächen finden sich bei dem neuen Dämmformkörper nur an Schmalflächen. Diese geschlossenen Oberflächen verlaufen parallel zu der Ebene der Vorzugsorientierung.
Die geschlossenen Oberflächen des Dämmformkörpers sind vorzugsweise geschlossene Preßflächen, die von der Herstellung einer Holzfaserplatte herrühren, die als Basis für den neuen Dämmformkörper dient.
Eine solche Holzfaserstoffplatte als Basis für den neuen Dämmformkörper muß normalerweise eine Dicke aufweisen, die der Breite des Dämmformkörpers entspricht. Ausgehend von einer gewünschten Breite des Dämmformkörpers von etwa 20 cm kann es aber sinnvoll sein, die entsprechende Dicke der Holzfaserstoffplatte zweischrittig herzustellen. So können zwei Holzfaserplatten mit einer jeweiligen Dicke von 10 cm flächig verklebt werden, um eine Ausgangsplatte mit einer Dicke von 20 cm zu erzielen. Hieraus können dann die neuen Formkörper herausgetrennt werden. Dabei ergibt sich mindestens eine parallel zu der Ebene der Vorzugsorientierung verlaufende innere Klebfläche bei dem Dämmformkörper, an der die Preßflächen der beiden Holzfaserstoffplatten miteinander verklebt sind. Dieses Prinzip kann auch mit drei oder mehr Holzfaserstoffplatten umgesetzt werden. Es ist jedoch bevorzugt, wenn nur zwei Holzfaserstoffplatten miteinander verklebt werden bzw. die Plattendicke jeder Holzfaserstoffplatte, aus der der neue Dämmformkörper hergestellt wird, mindestens 80 mm beträgt.
Die Dichte der Holzfaserstoffplatten zur Herstellung des neuen Dämmformkörpers sollte in dem Bereich von 100 bis 230 kg/m3 liegen. In diesem Bereich sind stabile Holzfaserstoffplatten mit geringer Wärmeleitfähigkeit herstellbar.
Die Dicke des neuen Dämmformkörpers, d. h. der Abstand der vorderen Oberfläche von der hinteren Oberfläche beträgt typischerweise 50 bis 400 mm. Er ist aber im Prinzip frei wählbar. Er kann, aber muß insbesondere nicht konstant sein. Vielmehr kann zwischen der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche des Dämmformkörpers ein Keilwinkel vorgesehen sein, was beispielsweise beim Dämmen von Dächern Vorteile hat. Ein spezieller Dämmformkörper zum Dämmen von Flachdächern weist einen Keilwinkel < 20° auf.
Es versteht sich, daß die Ebene oder Vorzugsorientierung bei einem Dämmformkörper mit einem Keilwinkel zwischen der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche nicht senkrecht sowohl zu der vorderen Oberfläche als auch der hinteren Oberfläche verlaufen kann. Dies ist auch grundsätzlich nicht zwingend. Es reicht eine Querausrichtung der Vorzugsorientierung der Fasern zu der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche, wobei der Winkel zwischen der Ebene der Vorzugsorientierung den Oberflächen nur etwa bei 90° liegt, also in dem Bereich von 60 bis 120°. So sind auch Dämmformkörper mit parallelen vorderen und hinteren Oberflächen sowie Schmalflächen in Form von Preßflächen mit rautenförmigem statt rechteckigem Querschitt denkbar.
Mit derartigem rautenförmigem Querschnitt kann durch Aneinanderfügen der Dämmformkörper die Ausbildung von senkrecht zur Dämmebene verlaufenden Lichtspalten vermieden werden. Eine weitere Vermeidung von Lichtspalten kann durch Versehen von zwei einander gegenüberliegenden Schmalflächen des neuen Dämmformkörpers mit komplementären Stufenfalzen erreicht werden.
Der neue Dämmformkörper kann als Dämmplatte mit den üblichen Normmaßen ausgebildet sein, so daß die vordere Oberfläche und die hintere Oberfläche eine in der Ebene der Vorzugsrichtung verlaufende Länge von 600 bis 1500 mm und eine senkrecht dazu verlaufende Breite von 150 bis 300 mm aufweisen. In diese Bereiche fallen die Normabmessungen von 1200 mm Länge und 200 mm Breite.
Die ohne weiteres erreichbaren Abreißfestigkeiten des neuen Dämmformkörpers zwischen der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche, die in Verbundsystemen mit Abstützflächen verklebt sind, beträgt ohne weiteres mindestens 100 kPa, selbst wenn eine relativ geringe mittlere Rohdichte des Dämmformkörpers gegeben ist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung der neuen Dämmformkörper ist durch die Merkmale des Anspruchs 13 gekennzeichnet, vorteilhafte Ausführungsformen dieses Verfahrens sind in den Unteransprüchen 14 bis 16 beschrieben.
Bereits bei der Beschreibung des neuen Dämmformkörpers wurde auf Details seiner Herstellung hingewiesen. Grundsätzlich wird von einer Holzfaserstoffplatte ausgegangen, die senkrecht zu nach außen gerichteten Preßflächen, an denen die Lignocellulose-haltigen Fasern überdurchschnittlich stark verdichtet sind, entlang von Trennflächen aufgetrennt wird. An diesen Trennflächen entstehen die vorderen Oberflächen und die hinteren Oberflächen der Dämmformkörper. Typischerweise wird das Auftrennen der Holzfaserplatte bei dem neuen Verfahren durch Zersägen erreicht.
Die offene Struktur der durch Zersägen hergestellten vorderen Oberflächen und hinteren Oberflächen steht zwar einer lokalen Druckbeständigkeit entgegen. Es wird aber eine ausgezeichnete Verankerungsmöglichkeit von pastösen Klebstoffen erreicht. So ist die instantane Haftung der neuen Dämmformkörper beim Ankleben an Decken und Wände so gut, daß sie nur angedrückt zu werden brauchen und dann losgelassen werden können, ohne daß sie wieder herabfallen.
Wenn die gewünschte Breite der Dämmformkörper nicht durch die Dicke einer einzigen Holzfaserstoffplatte bereitgestellt werden kann, können mehrere Holzfaserstoffplatten über ihre Preßflächen flächig miteinander verklebt werden, bevor das Auftrennen der so gebildeten mehrschichtigen Holzfaserplatte in die einzelnen Dämmformkörper erfolgt.
Das flächige Verkleben der Holzfaserstoffplatten kann mit einem Dispersionsklebstoff oder mit Alkalisilikat erfolgen. Die geschlossenen Preßflächen der Holzfaserstoffplatten lassen ein dauerhaftes Verkleben unter Einsatz sehr geringer Klebstoffmengen zu.
Die erfindungsgemäßen Verwendungen der neuen Dämmformkörper sind in den Ansprüchen 17 und 18 definiert. Vorteilhafte Ausführungsformen dieser Verwendungen finden sich in den Unteransprüchen 19 und 20.
In der ersten erfindungsgemäßen Verwendung werden die einzelnen Dämmformkörper dicht an dicht nebeneinander angeordnet, wobei ihre vorderen Oberflächen und ihre hinteren Oberflächen jeweils zusammenfallen. D. h. es wird eine geschlossene Schicht aus den Dämmformkörpern ausgebildet, die über die gesamte Ebene der Schicht eine gleiche Zusammensetzung ausschließlich aus den Fasern der Dämmformkörper und dem sie zusammenhaltenden Bindemittel aufweist.
In der zweiten erfindungsgemäßen Verwendung werden die einzelnen Dämmformkörper auf Lücke nebeneinander angeordnet, wobei ihre vorderen Oberflächen und ihre hinteren Oberflächen wieder jeweils zusammenfallen. Dabei werden Freiräume zwischen den Dämmformkörpern aber mit anderen Dämmaterialien aufgefüllt, bei denen es sich um Holzfaserdämmstoffe als Rollenware oder andere Dämmaterialien handeln kann.
Vorzugsweise werden die einzelnen Dämmformkörper mit ihrer hinteren Oberfläche an eine Wand oder Decke angeklebt. Hierbei stellt sich durch die offene hintere Oberfläche der neuen Dämmformkörper eine sehr stabile Verbindung ein, weil der Klebstoff teilweise in die Oberfläche eindringen kann.
An ihrer vorderen Oberfläche können die Dämmformkörper mit einem Putz oder einer plattenförmigen Beplankung beklebt werden. Auch hier ergibt sich aufgrund der offenen Struktur der Oberfläche eine sehr stabile Verbindung. Die Stabilität ist nicht nur mechanisch, sondern auch gegenüber Witterungseinflüssen gegeben. Auch dabei macht sich die offene Struktur der Oberflächen des neuen Dämmformkörpers positiv bemerkbar, weil einmal eingetretene Feuchtigkeit leicht wieder austreten kann und sich nicht unter einer geschlossenen Deckschicht staut.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von konkreten Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben, dabei zeigt
Fig. 1
einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform des neuen Dämmformkörpers,
Fig. 2
einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform des neuen Dämmformkörpers,
Fig. 3
einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform des neuen Dämmformkörpers,
Fig. 4
einen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform des neuen Dämmformkörpers,
Fig. 5
eine Draufsicht auf den Dämmformkörper gemäß Fig. 2,
Fig. 6
die Herstellung des neuen Dämmformkörpers in der Ausführungsform einer der Fig. 1 und 2,
Fig. 7
eine erste Verwendung von neuen Dämmformkörpern,
Fig. 8
eine zweite Verwendung von neuen Dämmformkörpern und
Fig. 9
eine dritte Verwendung von neuen Dämmformkörpern.
Der in Fig. 1 im Querschnitt quer zu seiner Haupterstreckungsrichtung dargestellte Dämmformkörper 1 besteht aus Lignocellulose-haltigen Fasern 2, die mit einem hier nicht separat wiedergegebenen Bindemittel gebunden sind. Der Dämmformkörper 1 weist eine vordere Oberfläche 3 und eine hintere Oberfläche 4 auf, wobei die Zuordnung vorne und hinten zunächst willkürlich ist. Entscheidend ist, daß der Dämmformkörper 1 mit der vorderen Oberfläche 3 und der hinteren Oberfläche 4 in einer Dämmrichtung 5, die senkrecht zu den Oberflächen 3, 4 verläuft, beginnt bzw. endet. Die vordere Oberfläche 3 und die hintere Oberfläche 4 sind gesägte Trennflächen mit einerirelativ offenen Oberflächenstruktur. Demgegenüber weist der Formkörper 1 an seinen beiden in Fig. 1 sichtbaren Schmalflächen 6 geschlossene Preßflächen 7 auf, an denen die Fasern 2 eine Verdichtung über der mittleren Rohdichte des Formkörpers 1 hinaus aufweisen. Die typische Breite des Dämmformkörpers 1, der hier auch als Dämmplatte bezeichnet werden kann, weil die Oberflächen 3 und 4 parallel zueinander verlaufen, beträgt 20 cm, die Dicke in Richtung der Dämmrichtung 5 einige Zentimeter, hier sind es 8 cm. Die Fasern 2 in dem Dämmformkörper 1 weisen eine Vorzugsorientierung parallel zu einer Ebene 9 auf, die quer zu den Oberflächen 3 und 4 ausgerichtet ist. Konkret ist die Ausrichtung hier senkrecht zu den Oberflächen 3 und 4. Damit verläuft die Ebene 9 parallel zu der Dämmrichtung 5. Weiterhin verläuft sie senkrecht zur Zeichenebene, d. h. parallel zu den Schmalflächen 6. Dies beruht darauf, daß die Vorzugsorientierung der Fasern 2 letztlich von einem Preßvorgang herrührt, über den auch die Preßflächen 7 ausgebildet wurden. Die Vorzugsorientierung der Fasern 2 parallel zu der Ebene 9 verleiht dem Formkörper 1 eine besondere Zugfestigkeit in der Dämmrichtung 5 zwischen den Oberflächen 3 und 4. Hier ist auch eine gute Druckfestigkeit gegeben, obwohl diese aufgrund der offenen Strukturen der Oberflächen 3 und 4 nicht lokal vorliegt.
Der Formkörper 1 gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 1 dadurch, daß in der Mitte zwischen den Schmalflächen 6 eine innere Klebfläche 10 vorgesehen ist, an der zwei zusätzliche Preßflächen 7 miteinander verklebt sind. Während der Formkörper 1 gemäß Fig. 1 aus einer einteiligen Holzfaserstoffplatte herausgetrennt ist, ist der Formkörper 1 gemäß Fig. 2 aus einer zweischichtigen Holzfaserstoffplatte herausgetrennt, die aus zwei einzelnen entlang der Klebfläche 10 verklebten Holzfaserstoffplatten besteht. Darüberhinaus ist die Dicke des Dämmformkörpers 1 gemäß Fig. 2 mit etwa 6 cm kleiner als diejenige des Dämmformkörpers 1 gemäß Fig. 1.
Der Dämmformkörper 1 gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von den beiden bisherigen Ausführungsformen dadurch, daß er zwei Klebflächen 10 aufweist, an denen Preßflächen 7 miteinander verklebt sind. Das heißt, er basiert auf insgesamt drei miteinander flächig verklebten einzelnen Holzfaserstoffplatten. Die Dicke des Dämmformkörpers 1 gemäß Fig. 3 in der Dämmrichtung 5 beträgt hier 10 cm. Als weiterer Unterschied zu den bisherigen Ausführungsformen sind die einander gegenüberliegenden Schmalflächen 6 mit Stufenfalzen 11 versehen, die durch Ausfräsungen 12 ausgebildet sind. Die Stufenfalzen 11 ermöglichen ein aneinandersetzten mehrerer Dämmformkörper 1 unter teilweiser Überlappung zur Vermeidung von Lichtspalten.
Die Ausführungsform des Dämmformkörpers 1 gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von allen bisherigen Ausführungsformen dadurch, daß die Oberflächen 3 und 4 nicht parallel zueinander verlaufen, sondern unter einem Keilwinkel 13. Das heißt, die Dicke des Dämmformkörpers 1 senkrecht zu der Oberfläche 3 variiert zwischen 6 und 9 cm. Die Dämmrichtung 5, d. h. die kürzeste Verbindung der Oberflächen 3 und 4 verläuft nicht mehr genau parallel zu den Schmalseiten 6 und der durch die dortigen Preßflächen festgelegten Ebene 9 der Vorzugsorientierung der Fasern 2. Die Vorzugsorientierung verläuft hier zwar genau senkrecht zu der Oberfläche 3, doch nur quer zu der Oberfläche 4, wobei ihre Abweichung von den Senkrechten dem Keilwinkel 13 entspricht. Der Formkörper 1 gemäß Fig. 4 ist zur Dämmung eines Dachs mit geringem Neigungswinkel von der Größe des Keilwinkels 13 vorgesehen. An der nach unten gerichteten vorderen Oberfläche 3 wird so eine horizontale Deckenfläche unter dem Dach ausgebildet.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht des Dämmkörpers 1 gemäß Fig. 2 auf seine vordere Oberfläche 3. Die jetzt sichtbare Länge 14 des Formkörpers 1 beträgt 120 cm. Zu sehen ist auch die Klebfläche 10 mit den dort miteinander verklebten Preßflächen 7. Die Oberfläche 3 weist als typischerweise gesägte Trennfläche 15 im Vergleich zu den Schmalflächen 6 eine offene Struktur auf.
Fig. 6 skizziert, wie aus einer ein- oder mehrschichtigen Holzfaserplatte 16 mehrere Formkörper 1 entlang der Trennflächen 15 herausgetrennt werden, wobei die Breitfläche 17 der Holzfaserplatte 16 die Preßfläche 7 ist, die beim Herstellen der Holzfaserplatte 16 entstanden ist. Die Breite der einzelnen Streifen, die aus der Holzfaserplatte 16 herausgetrennt werden, ist die Dicke der Dämmformkörper 1 in der Dämmrichtung 5. Die Länge der Streifen 14 entspricht der Länge der Dämmformkörper. Die hier nicht sichtbare Dicke der Holzfaserplatte 16 ist die Breite 8 der Dämmformkörper. Die Holzfaserstoffplatte 16 kann, wie im Falle des Dämmformkörpers 1 gemäß Fig. 1 einschichtig oder wie im Falle der Dämmformkörper der Fig. 2 und 3 mehrschichtig sein. D. h. einzelne miteinander verklebte Holzfaserstoffplatten aufweisen.
In Fig. 7 ist ein horizontaler Querschnitt durch ein Wärmedämmverbundsystem vor einer Wand 18 wiedergegeben. Das Wärmedämmverbundsystem besteht aus auf Lücke parallel nebeneinander angeordneten Dämmformkörpern 1, die mit ihrer hinteren Oberfläche 4 an die Wand 18 angeklebt sind. In den zwischen den Dämmformkörpern 1 verbleibenden Lücken 19 ist Dämmaterial 20 in Form von nicht formstabilem Holzfaserdämmstoff angeordnet, der als Rollenwaren verfügbar ist. Auf die vorderen Oberflächen 3 der Dämmformkörper 1 ist eine dichte Holzfaserplatte 26 aufgeklebt, die beispielsweise zur Ausbildung einer Zimmerwandoberfläche übertapeziert werden kann.
Bei dem Wärmedämmverbundsystem gemäß Fig. 8, das ebenfalls in einem horizontalen Querschnitt dargestellt ist, sind vor einer Außenwand 21 Dämmformkörper 1 dicht an dicht angeordnet. Die Dämmformkörper 1 sind mit ihrer hinteren Oberfläche 4 an die Außenwand 21 angeklebt. An ihrer vorderen Oberfläche 3 sind die Dämmformkörper 1 verputzt, wobei in dem Putz 22 ein Putzhaltenetz 23 angeordnet ist. Der Putz 22 bildet eine Wetterschutzschicht für die Dämmformkörper 1 aus.
Bei dem Wärmedämmverbundsystem gemäß Fig. 9 sind die Dämmformkörper 1 dicht an dicht unter einer Decke 24 angeordnet, an die sie mit ihren hinteren Oberflächen 4 angeklebt sind. Unter die Formkörper 1 ist an deren vordere Oberfläche 3 eine Gipskartonplatte 25 angeklebt. Bei der Ausbildung dieses Wärmedämmverbundsystems können die Dämmformkörper 1 mit einem Gips-Ansetzbinder bestrichen direkt an die Decke 24 angedrückt werden und werden dort unmittelbar gehalten. Dasselbe gilt dann auch für die Gipskartonplatte 25.
In den folgenden Beispielen werden Erprobungsversuche zu der Verwendung des neuen Dämmformkörpers 1 berichtet:
Beispiel 1:
Eine Zugfestigkeitsprüfung nach DIN EN 1607 (200 mm * 200 mm Kantenlänge) eines erfindungsgemäßen Dämmformkörpers ergab eine Zugfestigkeit von 380 kPa. Die Holzfaserstoffplatte, aus der der Dämmformkörper herausgetrennt worden war, wies eine mittlere Rohdichte von 210 kg/m3 auf.
Beispiel 2:
Eine Zugfestigkeitsprüfung nach DIN EN 1607 (200 mm * 200 mm Kantenlänge) eines erfindungsgemäßen Dämmformkörpers ergab eine Zugfestigkeit von 180 kPa. Die Holzfaserstoffplatte, aus der dieser Dämmformkörper herausgetrennt worden war, wies eine Dichte von 145 kg/m3 auf.
Beispiel 3:
Je ein erfindungsgemäßer Dämmformkörper wurde mittels handelsüblichem Gips-Ansetzbinder an eine senkrechte Betonwand und an eine Betondecke (von unten) angebracht. Die Haftung erfolgte bei vollflächigem Binderauftrag sofort. Eine Abstützung des Dämmformkörpers bis zur Aushärtung des Binders war nicht erforderliche. Nach Aushärten der Bindung zwischen dem Dämmstoffkörper und der Wand wurde eine in der Fläche vierfach größere, 12,5 mm starke Gipskartonplatte als biegeweiche Vorsatzschale mit demselben Gips-Ansetzbinder direkt auf den Dämmformkörper aufgebracht. Auch hier erfolgte die Haftung sofort, obwohl die Beplankung durch ihr Eigengewicht große Kräfte in Abreißrichtung auf den Dämmformkörper ausübte. Diese Konstruktion wurde an einer nicht überdachten Außenwand angebracht. Eine dreimonatige natürliche Bewitterung über die Wintersaison durch Regen, Eis und Schnee konnte selbst bei totaler Durchfeuchtung der Gipskartonplatte und des dahinterliegenden Dämmformkörpers der Haftung nichts anhaben. Es wurde vielmehr eine schnelle Abtrocknung bei trockener Witterung beobachtet.
Anhang: Verfahren zum Herstellen von Holzfaserstoffplatten als Ausgangsmaterial für die Herstellung der Dämmformkörper
Die Holzfaserstoffplatten aus denen erfindungsgemäß der neue Dämmformkörper herstellbar ist, sollten sich durch eine geringe mittlere Rohdichte bei gleichzeitig stabiler Bindung der Fasern auszeichnen. Im folgenden wird ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung solcher Holzfaserstoffplatten näher beschrieben.
Es handelt sich um ein Verfahren zur Herstellung von leichten Holzfaserstoffplatten mit einer mittleren Rohdichte von unter 250 kg/m3 auf der Basis von Lignocellulose-haltigen Fasern und Bindemittel, bei dem das Bindemittel auf die Fasern aufgebracht wird und die Fasern danach zu einer Fasermatte geformt werden, die kalibriert und einer Wärmebehandlung zum Aushärten des Bindemittels unterzogen wird. Im Gegensatz zu sogenannten Naßverfahren wird dabei eine Faserfeuchte der Fasern so eingestellt, daß sie beim Kalibrieren der Fasermatte und bei der Wärmebehandlung weniger als 20 % beträgt. Weiterhin wird die Fasermatte im Gegensatz zu sogenannten Heißluftverfahren bei der Wärmebehandlung zur Wärmeübertragung beidseitig mit glatt geschlossenen Heizflächen kontaktiert. Dabei werden die einander gegenüberliegenden Heizflächen zur Einhaltung eines vorgegebenen Abstands voneinander distanzgesteuert, und ein Rohdichteprofil der Holzfaserstoffplatten wird so eingestellt, daß sich eine Randüberhöhung der Rohdichte gegenüber der mittleren Rohdichte der Holzfaserstoffplatten von mindestens 20 % ergibt.
Die Faserfeuchte der Fasern beim Kalibrieren der Fasermatte und bei der Wärmebehandlung zum Aushärten des Bindemittels kann wie bei üblichen sogenannten Trockenverfahren im Bereich von unter 10 % liegen. Ebenfalls wie bei einem klassischen Trockenverfahren erfolgt die Wärmebehandlung der Fasermatte über glatt geschlossene Heizflächen, über die die Wärme zur Aushärtung des Bindemittels auf die Fasermatte übertragen wird. Wichtig dabei ist, daß die Heizflächen distanzgesteuert werden und nicht etwa druckgesteuert, wie dies bei Durchführung üblicher Trockenverfahren der Fall ist. Die sehr geringe Rohdichte der nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Holzfaserstoffplatten läßt keine kontrollierte Drucksteuerung der Heizflächen zu. Durch die Distanzsteuerung der Heizflächen wird den hergestellten Holzfaserstoffplatten aber dennoch ein Rohdichteprofil aufgeprägt, das eine Randüberhöhung der Rohdichte gegenüber der mittleren Rohdichte der Holzfaserstoffplatten von mindestens 20 % aufweist. Die Randbereiche der Holzfaserstoffplatten sind damit gegenüber ihrer mittleren Rohdichte verdichtet. In Verbindung mit den glatt geschlossenen Heizflächen, die diese Verdichtung hervorrufen ergibt sich so eine glatt geschlossene Oberfläche der hergestellten Holzfaserstoffplatten. Diese glatt geschlossene Oberfläche ist für Holzfaserstoffplatten im Dichtebereich unter 250 kg/m3 ungewöhnlich. Sie ermöglicht ein einfaches und exaktes flächiges Verkleben einzelner Holzfaserstoffplatten bei der Herstellung der neuen Dämmformkörper.
Es ist nicht zu übersehen, daß eine geringe Dichte, die auch schon bei der Fasermatte vorliegt, einen Wärmeübertrag bis in die Mitte der Fasermatte während der Wärmebehandlung nicht gerade erleichtert. Deshalb ist es bei dem vorliegenden Verfahren bevorzugt, die Fasermatte vor der Wärmebehandlung mit Wasser oder einer wässrigen Lösung zu besprühen. Auf diese Weise kann durch an den Heizflächen verdampfendes Wasser ein Dampfstoß in das Innere der Fasermatte gerichtet werden, der dort die Aushärtung des Bindemittels fördert. Zudem weicht das Wasser die Fasern an der Oberfläche der Fasermatte an, so daß durch die Einwirkung der glatten Heizflächen besonders gut glatte Oberflächen bei den fertigen Holzfaserstoffplatten erzielt werden können.
Bis auf die Festlegung der flächenbezogenen Massenbelegung kann die Fasermatte durch die auf Abstand gesteuerten Heizflächen auch kalibriert werden.
Der vorgegebene Abstand der Heizflächen, der der Dicke der hergestellten Holzfaserstoffplatten entspricht, beträgt typischerweise 20 bis 300 mm. Es ist gerade im Bereich der größeren Dicken in diesem Bereich erstaunlich, daß die Holzfaserstoffplatten dennoch nach einem Trockenverfahren herstellbar sind.
Besonders bevorzugt ist es bei dem hier beschriebenen Verfahren, wenn das Rohdichteprofil der Holzfaserstoffplatten so eingestellt wird, daß sich eine Randüberhöhung der Rohdichte gegenüber der mittleren Rohdichte der Holzfaserstoffplatten von mindestens 60 % ergibt. Eine stärkere Randüberhöhung der Rohdichte ist Grundlage für die Ausbildung einer besonders festen geschlossenen Oberfläche der fertigen Holzfaserstoffplatten, die beispielsweise auch eine beachtliche Druckstabilität verglichen mit der mittleren Rohdichte der Holzfaserstoffplatten aufweisen kann.
Wenn die mittlere Rohdichte der HOlzfaserstoffplatten auf 150 bis 250 kg/m3 eingestellt wird, kann als Bindemittel ein übliches Kunstharz der Holzwerkstoffindustrie verwendet werden. Die üblichen Kunstharze der Holzwerkstoffindustrie umfassen dabei Harnstoff-Formaldehyd-,Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-,Melamin-Harnstoff-Phenol-Formaldehyd-, Phenol-Harnstoff-Formaldehyd-, Phenol-Formaldehyd- und PMDI-Harze.
Wenn die mittlere Rohdichte der Holzfaserstoffplatten auf 60 bis 250 kg/m3 eingestellt wird, kann als Bindemittel ein schaumbildendes Polyurethanbindemittel verwendet werden. In diesem Bereich der Rohdichte macht sich der Vorteil der Ausfüllung der Hohlräume in der Holzfaserstoffplatte zwischen den einzelnen Fasern durch den Polyurethanschaum positiv bemerkbar. Die besonders leichten Holzfaserstoffplatten im Bereich unter 150 kg/m3 sind ohne Verwendung eines schaumbildenden Bindemittels in brauchbarer Qualität gar nicht herstellbar.
Als schaumbildendes Polyurethanbindemittel kann ein sogenanntes Einkomponentensystem zur Anwendung kommen, welches beispielsweise von der Firma Bayer entwickelt wurde und grundsätzlich verfügbar ist. Vorzugsweise wird aber ein leichter beherrschbares Zweikomponentensystem eingesetzt, wobei das schaumbildende Polyurethanbindemittel eine erste, NCO-Gruppen-aufweisende Bindemittelkomponente und eine zweite mindestens ein Polyol aufweisende Bindemittelkomponente aufweist.
Dabei ist es in einer besonders bevorzugten Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens vorgesehen, die Fasern vor dem Aufbringen des Bindemittels in mindestens zwei Partien aufzuteilen und auf eine erste dieser Partien nur die erste, die NCO-Gruppen aufweisende Bindemittelkomponente und auf eine zweite dieser Partien nur die zweite, das Polyol aufweisende Bindemittelkomponente aufzubringen und die Partien der Fasern erst unmittelbar vor dem Formen der Fasermatte miteinander zu vermischen. Bis zum Vermischen der Partien der Fasern sind die beiden Bindemittelkomponenten so vollständig voneinander getrennt. Auch während des Vermischens der Partien der Fasern ergibt sich noch kein nennenswerter Kontakt der beiden Bindemittelkomponenten. Erst beim Formen der Fasermatte stellt sich dieser Kontakt an den Kontaktstellen der Fasern ein. Dieser Kontakt reicht aber immer noch nicht aus, um allein eine Polyurethanreaktion in nennenswertem Umfang auszulösen. Erst über sehr lange Zeiträume hinweg bzw. durch die Wärmebehandlung wird der relevante Hauptteil der Polyurethanreaktion ausgelöst, der dann zur gewünschten Bindung der Fasern in den Holzfaserstoffplatten führt. Dabei ist es überraschend, daß die Polyurethanreaktion letztlich trotz der mikroskopisch gesehen inhomogenen Verteilung der Bindemittelkomponenten bei der Wärmebehandlung vollständig erfolgt. Das heißt es ist keine merkliche Reaktionseinbuße dadurch festzustellen, daß beide Bindemittelkomponenten nicht auf allen Fasern vorliegen. Da gleichzeitig die Reaktivität des Bindemittels voll auf die Polyurethanreaktion innerhalb der Fasermatte konzentriert ist, kann das Bindemittel in relativ geringen Anteilen bezogen auf die Fasern und die angestrebten Festigkeiten der Holzfaserstoffplatten eingesetzt werden.
Die erwähnte erste Partie kann grundsätzlich 10 bis 90 % und die zweite Partie entsprechend 90 bis 10 % der gesamten Fasern enthalten. Es ist aber durchaus sinnvoll, wenn die erste und die zweite Partie der Fasern ungefähr gleich groß sind, d. h. beispielsweise jeweils 40 bis 60 % der gesamten Fasern enthalten.
Dem steht aber nicht im Wege, daß auch noch eine dritte Partie der Fasern vor dem Vermischen einer anderen Behandlung unterworfen wird. Insbesondere kann eine dritte Partie der Fasern ohne Bindemittelkomponente belassen werden, bis sie mit den anderen Partien vermischt wird. Dieses Vorgehen ist insbesondere im Bereich sehr niedriger Bindemittelanteile interessant.
Das hier beschriebene Verfahren kann sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich durchgeführt werden, was bevorzugt ist. Bei kontinuierlicher Verfahrensführung sind die Heizflächen typischerweise an rückwärtig beheizten metallenen Endlosbändern vorgesehen.
Wenn die Herstellung der Holzfaserstoffplatten unter Verwendung eines PUR-Bindemittels mit zwei Bindemittelkomponenten kontinuierlich durchgeführt wird, können die Partien der Fasern nach dem Aufbringen der Bindemittelkomponenten und vor ihrem Mischen getrennt voneinander zwischengelagert werden. Die Reaktivität der Bindemittelkomponenten nimmt bei getrennter Zwischenlagerung der Partien der Fasern auch binnen längerer Zeiträume nicht ab.
Die Wärmebehandlung zur Aushärtung der Holzfaserstoffplatten kann so vorgenommen werden, daß in der Mitte des Formkörpers eine Temperatur von nur 50 bis 100°C erreicht wird. Das bedeutet, daß im Vergleich zu bekannten Verfahren sehr geringe Temperaturen in der Mitte des Formkörpers ausreichend sind. Diese resultieren umgekehrt in einen hohen Wirkungsgrad der bei der Wärmebehandlung eingesetzten Energie und in kurze Zeiträume, die für die Wärmebehandlung benötigt werden. Die geringe Temperatur ist bei dem neuen Verfahren zumindest dann für das Aushärten des Bindemittelanteils in der Mitte des Formkörpers ausreichend, wenn hochreaktive Polyurethanbindemittel verwendet werden, deren Reaktion nicht chemisch behindert ist, um eine Vorreaktion zu unterdrücken.
Vorzugsweise sind die Fasern, die bei der Herstellung der Holzfaserstoffplatten verarbeitet werden, Holzfasern in Form von üblichem Defibratorfaserstoff. Dabei ist der Einsatz von Recyclingholz ohne relevante Qualitätseinbußen bei den letztlich hergestellten Dämmformkörpern möglich.
Der Bindemittelanteil kann bei der Herstellung der Holzfaserstoffplatten in weiten Grenzen gewählt werden, die durch die notwendige Festigkeit der Holzfaserstoffplatten einerseits und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens angesicht hoher Bindemittelkosten andererseits gesetzt sind. Die folgenden Angaben beziehen sich auf die Verwendung eines PUR-Bindemittels.
Typischerweise wird der Bindemittelanteil der Holzfaserstoffplatten auf insgesamt 2,5 bis 5 Gewichts-% bezogen auf atro Holzfasern eingestellt. Hierdurch ergeben sich Dämmformkörper, die zum Teil als reine Wärmedämmkörper und zu größeren Rohdichten hin auch als Wandelemente mit hoher Steifigkeit und hohem Dämmpotential verwendbar sind.
Das hier beschriebene Verfahren zur Herstellung der Holzfaserstoffplatten kann auch so durchgeführt werden, daß beim Formen der Vorform aus den Fasern ein Schichtaufbau mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und/oder Anteilen des Bindemittels in den einzelnen Schichten eingestellt wird. So können beispielsweise die Bindemittelanteile in den Deckschichten der Holzfaserstoffplatten größer sein als in der Mittelschicht, um eine besonders hohe Stabilität der Deckschichten zu erreichen. Es sind aber auch andere Schichtaufbauten zur Anpassung an bestimmte Anforderungsprofile mit dem neuen Verfahren realisierbar. Dabei versteht es sich, daß Partien von Fasern, die für unterschiedliche Schichten des Schichtaufbaus vorgesehen sind, vor dem Ausbilden der Fasermatte nicht miteinander vermischt werden, sondern nur solche Fasern, die für jeweils eine Schicht mit gleichmäßiger Zusammensetzung vorgesehen sind.
Bei den Verfahrensvarianten mit dem PUR-Bindemittel aus zwei Bindemittelkomponenten kann insbesondere durch Variation von Zusammensetzung und relativem Anteil der das Polyol aufweisenden Bindemittelkomponente das bekannte breite Spektrum der Eigenschaften von Polyurethanbindungen ausgenutzt werden. Dabei ist auch eine Verwendung von als Beschleuniger oder Verzögerer wirkenden Zusätzen zu einer oder beiden der Bindemittelkomponenten möglich. Ebenso können fungizide und/oder herbizide Zusätze für den herzustellenden Formkörper verwendet werden.
Im Dichtebereich von 60 bis 150 kg/m3 ergeben sich mechanisch stabile Holzfaserstoffplatten nach dem hier beschriebenen Verfahren nur unter Verwendung eines schaumbildenden Bindemittels, d. h. eines Polyurethanbindemittels, welches mindestens zwei Bindemittelkomponenten, PMDI und Polyol, aufweist oder bei dem es sich um ein Einkomponentensystem handelt. Derartige Holzfaserstoffplatten können auch als durch Fasern stabilisierter Polyurethanschaum angesehen werden. Der Bindemittelanteil atro Fasern beträgt mindestens 5 %, was absolut gesehen aber nicht viel ist.
Ab einer mittleren Rohdichte von etwa 150 kg/m3 sind weniger Hohlräume zwischen den Fasern vorhanden, so daß der Bindemittelanteil, bei Verwendung eines schaumbildenden Polyurethanbindemittels unter 5 % atro Fasern reduziert werden kann. Wenn die Stabilitäten nicht im Vordergrund stehen, können Bindemittelanteile bis hinab in den Bereich oberhalb 1 % ausreichen. Dabei verstehen sich alle Prozentangaben wie üblich als Gewichts-%-Angaben.
Ab mittleren Rohdichten um 150 bis 200 kg/m3 können auch nichtschaumbildende Bindemittel, d. h. übliche Kunstharze der Holzwerkstoffindustrie, Verwendung finden. Bei geringeren Rohdichten in diesem Bereich sollte aber der Bindemittelanteil auch für geringere Festigkeiten oberhalb 5 % gewählt werden, und für höhere Festigkeiten sind 7 bis 15 % Bindemittelanteil anzusetzen. Bevorzugt sind statt den relativ brüchig aushärtendem Harnstoff-Formaldehyd-Harzen Mischsysteme mit Zugaben von Melamin und Phenolen. Dabei müssen die üblichen Abwägungen zwischen dem Preis des Bindemittels, möglicher Formaldehydabspaltung und möglichen schädlichen Restphenolen getroffen werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 -
Dämmformkörper
2 -
Faser
3 -
vordere Oberfläche
4 -
hintere Oberfläche
5 -
Dämmrichtung
6 -
Schmalfläche
7 -
Preßfläche
8 -
Breite
9 -
Ebene der Vorzugsorientierung
10 -
Klebfläche
11 -
Stufenfalz
12 -
Ausfräsung
13 -
Keilwinkel
14 -
Länge
15 -
Trennfläche
16 -
Holzfaserstoffplatte
17 -
Breitfläche
18 -
Wand
19 -
Lücke
20 -
Dämmaterial
21 -
Außenwand
22 -
Putz
23 -
Haltenetz
24 -
Decke
25 -
Gipskartonplatte
26 -
Holzfaserplatte

Claims (20)

  1. Dämmformkörper, insbesondere Dämmplatte, auf der Basis von mit einem Bindemittel verklebten lignocellulose-haltigen Fasern, mit einer Dämmrichtung und mit einer vorderen Oberfläche sowie einer hinteren Oberfläche, mit denen der Dämmformkörper in der Dämmrichtung beginnt und endet, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (2) in dem Dämmformkörper (1) eine Vorzugsorientierung parallel zu einer quer zu der vorderen Oberfläche (3) und quer der hinteren Oberfläche (4) verlaufenden Ebene (9) haben.
  2. Dämmformkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Oberfläche (3) und/oder die hintere Oberfläche (4) offene Trennflächen (15) sind.
  3. Dämmformkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schmalfläche (6) des Dämmformkörpers (1), die parallel zu der Ebene (9) der Vorzugsorientierung verläuft, zumindest teilweise von einer geschlossenen Preßfläche (7) einer Holzfaserstoffplatte (16) ausgebildet ist.
  4. Dämmformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine parallel zu der Ebene (9) der Vorzugsorientierung verlaufende innere Klebfläche (10) vorgesehen ist, an der die Preßflächen (7) von zwei Holzfaserstoffplatten (16) miteinander verklebt sind.
  5. Dämmformkörper nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattendicke jeder Holzfaserstoffplatte (16) größergleich 80 mm ist.
  6. Dämmformkörper nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzfaserstoffplatten (16) eine Rohdichte von 100 bis 230 kg/m3 aufweisen.
  7. Dämmformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der vordere Oberfläche (3) von der hintere Oberfläche (4) 50 bis 400 mm beträgt.
  8. Dämmformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der vordere Oberfläche (3) von der hintere Oberfläche (4) konstant ist.
  9. Dämmformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der vordere Oberfläche (3) und der hintere Oberfläche (4) ein Keilwinkel (13) kleiner als 20° ausgebildet ist.
  10. Dämmformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende Schmalflächen (6) mit komplementären Stufenfalzen (11) versehen sind.
  11. Dämmformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Oberfläche (3) und die hintere Oberfläche (4) eine in der Ebene (9) der Vorzugsrichtung verlaufende Länge (14) von 600 bis 1500 mm und eine senkrecht dazu verlaufende Breite (8) von 150 bis 300 mm aufweisen.
  12. Dämmformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abreißfestigkeit zwischen der vorderen Oberfläche (3) und der hinteren Oberfläche (4) mindestens 100 kPa beträgt.
  13. Verfahren zur Herstellung von Dämmformkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Holzfaserstoffplatte (16) senkrecht zu nach außen gerichteten Preßflächen (7) entlang von Trennflächen (15) aufgetrennt wird, wobei an den Trennflächen (15) die vorderen Oberflächen (3) und die hinteren Oberflächen (4) der Dämmformkörper (1) entstehen.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzfaserstoffplatte (16) zum Auftrennen entlang der Trennflächen (15) zersägt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Auftrennen mehrere Holzfaserstoffplatten (16) über ihre Preßflächen (7) flächig miteinander verklebt werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzfaserstoffplatten (16) mit einem Dispersionsklebstoff oder mit Alkalisilikat flächig verklebt werden.
  17. Verwendung von Dämmformkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Dämmformkörper (1) dicht an dicht nebeneinander angeordnet werden, wobei ihre vorderen Oberflächen (3) und ihre hinteren Oberflächen (4) jeweils zusammenfallen.
  18. Verwendung von Dämmformkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Dämmformkörper (1) auf Lücke nebeneinander angeordnet werden, wobei ihre vorderen Oberflächen (3) und ihre hinteren Oberfläche (4) jeweils zusammenfallen und wobei Lücken (19) Freiräume zwischen den Dämmformkörpern (1) mit anderen Dämmaterialien (20) aufgefüllt werden.
  19. Verwendung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Dämmformkörper (1) mit ihrer hinteren Oberfläche an eine Wand (18, 21) oder Decke (24) angeklebt werden.
  20. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmformkörper (1) an ihrer vorderen Oberfläche (3) mit einem Putz (22) oder einer plattenförmigen Beplankung (25, 26) beklebt werden.
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