EP2217769B1

EP2217769B1 - Nichtbrennbares absorberelement für die wärme- und/oder schalldämmung sowie verfahren zur herstellung eines solchen absorberelementes

Info

Publication number: EP2217769B1
Application number: EP08841697.9A
Authority: EP
Inventors: Herbert Pieper; Norbert GUCKELSBERGER
Original assignee: Deutsche Rockwool Mineralwoll GmbH and Co OHG
Current assignee: Deutsche Rockwool Mineralwoll GmbH and Co OHG
Priority date: 2007-10-24
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2028-10-23
Also published as: UA96516C2; EP2217769B3; EA201070514A1; WO2009053067A1; DE502008011164C5; DE102007051122A1; EP2217769A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Absorberelement für die Wärme- und/oder Schalldämmung, bestehend aus einem faserförmigen Dämmmaterial und einem flächig ausgebildeten Ummantelungsmaterial, mit welchem das faserförmige Dämmmaterial ummantelt ist sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Absorberelementes, aufweisend die Verfahrensschritte, Bereitstellen eines Trägermaterials, Aufbringen eines faserförmigen Dämmmaterials auf das Trägermaterial, Abdecken des auf das Trägermaterial aufgebrachten Dämmmaterials mit einem Abdeckmaterial, Verbinden des Abdeckmaterials mit dem Trägermaterial zur Ausbildung eines das Dämmmaterial enthaltenden Beutels, wobei ein Trägermaterial mit von dem Abdeckmaterial unterschiedlichen Eigenschaften verwendet wird.
Zur Wärme- und/oder Schalldämmung werden Wände und/oder Decken von Gebäuden mit geeigneten Dämmmaterialien versehen. Hierbei gelangen vielfach faserartige Produkte wie Mineralwollefasern zum Einsatz. Die aus Schmelzen entsprechender Rohstoffe durch Spinnen hergestellten Fasern werden zur Anwendung als Wärme- oder Schalldämmmaterial gegebenenfalls durch den Zusatz geeigneter Bindemittel zu einem Vlies verarbeitet, welches zu Dämmstoffplatten oder -matten verarbeitet werden kann.
Das so erhaltene Material lässt sich in vorteilhafter Weise sowohl zur Schalldämmung als auch zur Wärmedämmung einsetzen.
In Räumen, in denen nutzungsbedingt Schallbelastungen auftreten, werden vielfach zur Geräuschdämmung sogenannte Absorber eingesetzt, welche die Schallbelastung reduzieren. Als Absorber werden Vorrichtungen bezeichnet, die die in den Schallwellen enthaltene Energie in Wärmeenergie umwandeln. Mineralwolle, beispielsweise Stein- und/oder Glaswolle sind vorzugsweise verwendete Materialien zur Herstellung solcher Absorber. Die genannten Materialien haben die Eigenschaft, schalloffen zu sein.
Die Absorber können entweder sichtbar als Wand- oder Deckenabsorber angebracht sein oder nicht sichtbar in Bauteile integriert sein. In der ersten Variante als sichtbare Wand- oder Deckenabsorber werden beispielsweise vlieskaschierte Mineralwollplatten in Rahmen eingebracht und als sogenannte "Baffle" von der Decke abgehängt oder an der Wand befestigt.
Eine Alternative sind abgehängte Deckensysteme, jedoch unter der Voraussetzung, dass sie ausreichend schalloffen sind. Für solche Systeme eignen sich insbesondere Glas- oder Steinwolleplatten, die mit dekorativen Vliesen versehen sind und in abgehängte, standarisierte Schienen und Rahmen eingelegt oder direkt unter der Decke angebracht werden können.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass aus Gründen des Designs, der Optik oder wegen der benötigten sehr widerstandsfähigen Oberflächen die vorgenannten Systeme nicht anwendbar sind. Wünscht der Architekt oder Bauherr beispielsweise eine Metalldecke oder soll die Wand einer Werkhalle mit Trapezprofilen verkleidet werden, sind die zuvor genannten Systeme in der Regel nicht anwendbar.
Geschlossene Metalloberflächen sind im Regelfall schallhart und tragen daher nicht zur Schallabsorption bei. Um bei den gewählten Materialien ein Eindringen der Schallwellen sicherstellen zu können, werden die Oberflächen häufig mit Perforierungen versehen. Hierbei ist es aus dem Stand der Technik sowohl bekannt, mikroperforierte Systeme anzuwenden, welche über eine Vielzahl von Perforierungen mit kleinstem Durchmesser eine große Fläche erzeugen, die zum Abbau der Schallenergie beiträgt, als auch Systeme mit größeren Durchmessern der Perforierung einzusetzen, wobei die Schallwellen durch die Perforierung eindringen und dann in einem, hinter beispielsweise dem Metall angebrachten Absorber abgebaut werden.
Perforierte Metalldecken aus Stahlblech oder Leichtmetallkonstruktionen wie Aluminium werden ebenfalls mit vlieskaschierten Absorbern ausgerüstet, wobei die Vlieskaschierung auf der Metalldecke aufliegt.
Bei den heute verwendeten Absorbern handelt es sich im Regelfall um Mineralwolle, die in Polyethylen (PE-Folie), wegen der Optik häufig in schwarzer Farbe, eingeschweißt ist. Unter dem Begriff Mineralwolle sind hierbei Glaswolle, Steinwolle und Schlackenwolle zu subsumieren.
Durch das Einschweißen in PE-Folie wird das Herausrieseln von Fasern ebenso verhindert, wie das "Herauswaschen" auf der Rückseite oder den Kanten, falls der oberhalb der abgehängten Decke vorhandene Raum zur Luftführung genutzt wird.
Eine Alternative, bei der vorder- und rückseitig vlieskaschierte Mineralwollprodukte Verwendung finden, deren Kanten dann ebenfalls mit Vliesen kaschiert sind, ist teuer, da die Seiten nur schwierig mit Vlies beschichtet werden können. Im Regelfall reißen diese Stellen wieder auf und es können Mineralwollfasern in die Luft gelangen.
Das Einschweißen in Polyethylen-Folie hat sich als marktübliche und gängige Variante zwischenzeitlich durchgesetzt. Die Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten erfolgt nach der Norm DIN EN 13501-1. Diese unterscheidet zwischen homogenen und nicht homogenen Bauprodukten. Absorberelemente auf Basis eines aus Polyethylen-Folie gebildeten Beutels (Polybeutel) sind nicht homogene Bauprodukte, da sie aus mehr als einem Bestandteil bestehen.
Homogene und nicht homogene Bauprodukte werden gemäß der genannten Norm in unterschiedliche Brandschutzklassen eingeteilt, wobei die höchste Brandschutzklasse die Klasse A1 ist.
Für den Einsatz von Baustoffen in bestimmten Bereichen der Bautechnik ist zwingend die Verwendung von Baustoffen bestimmter Brandklassifizierungen vorgesehen.
Bisher sind aus dem Stand der Technik keine folienkaschierten, also mit entsprechenden Kunststofffolien ummantelte Absorberelemente bekannt, welche zumindest der Brandschutzklasse A2 genügen. Vielfach ist jedoch für den Einbau entsprechender Materialien insbesondere im Bereich der öffentlichen Gebäude eine Brandschutzklassifizierung der Klasse A2 zwingend vorgeschrieben.
Für die Herstellung folieneingeschweißter Absorber werden im Regelfall Polyethylen- oder Polypropylenschläuche oder alternativ -halbschläuche verwendet. Im Herstellungsprozess dieser Absorber werden die Schläuche an der einen Seite durch geeignete Einrichtungen wie beispielsweise Schweißbalken verschlossen. In den so entstandenen Beutel werden die auf Maß konfektionierten Dämmwollzuschnitte eingeschoben und das offene Ende wird wiederum verschweißt. Der so entstandene allseitig geschlossene Beutel wird dann vom Endlosfolienschlauch abgetrennt. Alternativ wird bei Verwendung von Halbschläuchen der Dämmstoffzuschnitt auf eine Folienhälfte gelegt, die andere Folienhälfte übergeschlagen und anschließend an den offenen Enden verschweißt.
Die so hergestellten Absorber weisen neben einer schlechten Brandschutzklassifizierung weitere maßgebliche Nachteile auf. So wird beispielsweise eine Vielzahl von unterschiedlichen Abmessungen der Folienschläuche benötigt, um Beutel unterschiedlicher Abmessungen bereitzustellen. Darüber hinaus muss die Wandstärke der Folie möglichst dünn gehalten werden, um die schallabsorbierenden Eigenschaften nicht nachteilig zu beeinflussen. Andererseits muss die Wandstärke des eingesetzten Folienschlauchs hinreichend dick sein, um die notwendige Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beschädigungen zu bieten. Dies führt zu einem schlecht zu lösenden Widerspruch, da einerseits eine mechanisch stabile Folie schalldämmtechnische Mängel mit sich bringt und andererseits ein offenporiges Vlies oder eine deutlich dünnere Folie mechanisch nicht widerstandsfähig genug sind, um auf der mechanisch belasteten Seite ein Austragen der Mineralwollefasern zu verhindern.
Weiter nachteilig ist, dass vielfach die Folienschlauch- und Mineralwoll-Abmessung nicht exakt aufeinander abgestimmt ist, wodurch Folie übersteht, welche dann bei der Verwendung auf der Baustelle durch das Hantieren beschädigt werden kann.
Die GB 2 405 415 A offenbart eine Ummantelung mit mehreren Bestandteilen, unter anderem mit einer metallisierenden Schicht. Es wird die Ummantelung beschrieben, die über ein Emissionsgrad definiert ist und eine schlechte Performance beim Einwirken von Feuer aufweist, so dass ein Flammschutzmittel zur Erzielung eines akzeptablen Brandschutzergebnisses erforderlich ist. Weiterhin offenbart der Stand der Technik lediglich eine Dichte für ein Absorberelement insgesamt, nicht jedoch für die einzelnen Komponenten.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Absorberelement für die Wärme- und/oder Schalldämmung anzugeben, welches die aus dem Stand der Technik bekannten und zuvor genannten Nachteile zu überwinden vermag und wenigstens eine Brandschutzklassifizierung der Klasse A2 erreicht. Darüber hinaus ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Absorberelementes anzugeben.
Hinsichtlich des Absorberelementes wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Absorberelement für die Wärme- und/oder Schalldämmung gelöst, bestehend aus einem faserförmigen Dämmmaterial und einem flächig ausgebildeten Ummantelungsmaterial, bei welchem das faserförmige Dämmmaterial ein Flächengewicht von 0,1 bis 6,0 kg/m² aufweist, und das flächig ausgebildete Ummantelungsmaterial ein Flächengewicht von 0,01 bis 0,17 kg/m² bei einem Brennwert pro Masse von 0 bis 48 MJ/kg und einem Brennwert pro Fläche von 0 bis 4,0 MJ/m² aufweist, und bei welchem das Absorberelement einen aus den Brennwerten des faserförmigen Dämmmaterials und des flächig ausgebildeten Ummantelungsmaterials gebildeten Gesamtbrennwert PCS ≤ 3,0 MJ/kg, insbesondere ≤ 2,0 MJ/kg aufweist.
Das in dem erfindungsgemäßen Absorberelement eingesetzte Dämmmaterial weist einen Brennwert pro Masse von 0 bis 3 MJ/kg und einen Brennwert pro Fläche von 0 bis 19,4 MJ/m² auf.
In dem erfindungsgemäßen Absorberelement kann das Ummantelungsmaterial ein Polymermaterial aufweisen.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Absorberelementes ist das Ummantelungsmaterial aus einem flächig ausgebildeten Trägermaterial und einem flächig ausgebildeten Abdeckmaterial ausgebildet, wobei das faserförmige Dämmmaterial auf das Trägermaterial aufgebracht ist und das Abdeckmaterial das faserförmige Dämmmaterial abdeckt, wobei Trägermaterial und Abdeckmaterial wenigstens entlang aller Berührungsflächen miteinander verbunden sind und so einen vollständig geschlossenen Beutel ausbilden, welcher das faserförmige Dämmmaterial aufnimmt und wobei das Trägermaterial und das Abdeckmaterial unterschiedliche Eigenschaften aufweisen können.
Als das Ummantelungsmaterial bildendes Trägermaterial und/oder Abdeckmaterial können Kunststofffolie, ein Vlies, eine Metallfolie oder ein Gewebe wie z. B. Glasfasergewebe, Metallgewebe oder Kunststoffgewebe zum Einsatz gelangen. Bei der Verwendung von Kunststofffolien haben sich insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polyurethan, Polyvinylchlorid oder Copolymere dieser als geeignet erwiesen. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass Trägermaterial und Abdeckmaterial aus Kunststofffolien gebildet werden, wobei sich die Folien hinsichtlich ihrer Wandstärke unterscheiden. So kann das Trägermaterial eine schalltechnisch günstige dünne Kunststofffolie sein, wohingegen das Abdeckmaterial eine mechanisch beständige dicke Kunststofffolie sein kann. Als mechanisch beständige Kunststofffolien haben sich insbesondere Kunststofffolien wie Polyethylenfolien mit einer Stärke von ca. 40 µm erwiesen. Als schalltechnisch günstige Folien haben sich insbesondere Polyethylenfolien mit einer Folienstärke < 25 µm erwiesen. Darüber hinaus kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Trägermaterial und/oder das Abdeckmaterial zur Verbesserung der schalltechnischen Eigenschaften perforiert oder mikroperforiert wird. Ebenso kann erfindungsgemäß eine Verstärkung des Trägermaterials und/oder des Abdeckmaterials durch geeignete Gewebe, wie z. B. Glasfasergewebe oder Metallgewebe vorgegeben sein. Darüber hinaus kann das Trägermaterial und/oder das Abdeckmaterial mit flammhemmenden Mitteln ausgerüstet sein.
Als Dämmmaterial können erfindungsgemäß Mineralwollefasernm sowie aus diesen Fasern hergestellte Produkte vorgesehen sein. Unter Mineralwollefasern sind Glaswollefasern, Schlackenwollefasem und/oder Steinwollefasem zu verstehen.
Das Abdeckmaterial ist mit dem Trägermaterial wenigstens an den Berührungsstellen verklebt, vernäht, verschweißt oder zusammengeklammert. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Abdeckmaterial mit dem Trägermaterial auch durch das Dämmmaterial hindurch mit geeigneten Mitteln verbunden ist. So kann das Abdeckmaterial mit dem Trägermaterial beispielsweise durch das Dämmmaterial hindurch vernäht werden.
Das Dämmmaterial kann erfindungsgemäß zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften ein Bindemittel aufweisen. Geeignete Bindemittel sind z. B. Phenolharze oder anorganische Bindemittel, welche vorteilhafter Weise unbrennbar sind. Die ordnungsgemäß eingesetzten Dämmmaterialien können desweiteren Zusatzstoffe wie flammhemmende Mittel oder Mittel zur Staubbindung und/oder Hydrophobierung wie z. B. Mineralöle aufweisen.
In einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Absorberelementes weist dieses einen Brennwert pro Masse des Absorbers ≤ 3,0 MJ/kg auf. Bei einer solchen Ausgestaltung erfüllt das Absorberelement die brandschutztechnischen Voraussetzungen der Klasse A gemäß der Norm DIN EN 13501-1 und kann in entsprechenden Bereichen eingesetzt werden. Erzielt wird ein Brennwert pro Masse des Absorberelementes ≤ 3,0 MJ/kg durch Verwendung entsprechender Träger- und/oder Abdeckmaterialien sowie geeigneter Dämmmaterialien gemäß den zuvor ausgeführten Maßgaben. Die Rohdichte des erfindungsgemäß eingesetzten Dämmmaterials kann zwischen 9 und 100 kg/m³ liegen, mit einem bevorzugten Bereich zwischen 12 und 60 kg/m³.
Die erfindungsgemäßen Absorberelemente weisen eine Gesamtdicke von 10 bis 70 mm, bevorzugt zwischen 20 und 50 mm, und noch bevorzugter von ca. 20 mm auf.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Absorberelementes wird die Rohdichte des substantiellen Bestandteils des Absorberelementes, also der Mineralwolle, bei unverändertem Bindemittel-Anteil angehoben. Hierdurch kann beispielsweise bei einem Träger- und Abdeckmaterial aus einer Polyethylenfolie mit einer Materialstärke von 20 µm bei Verwendung einer Steinwolle mit 3% Bindemittelanteil und mit einer Rohdichte von mindestens 44 kg/m³ ein Brennwert pro Masse des Absorberelementes von 2,99 MJ/kg erreicht werden.
Bei der Verwendung von Glaswolle mit 5% Bindemittelanteil und mit einer Rohdichte von mindestens 59 kg/m³ kann bei gleichem Träger- und/oder Abdeckmaterial ein Brennwert pro Masse Absorberelement von 2,92 MJ/kg erzielt werden.
Alternativ kann die Rohdichte der Mineralwolle deutlich geringer angehoben werden, wenn der Bindemittel-Anteil im Mineralwoll-Produkt reduziert wird. So kann beispielsweise bei einem verwendeten Träger- und Abdeckmaterial auf Basis von Polyethylenfolien mit einer Materialstärke von 20 µm bei Verwendung einer Steinwolle mit 2% Bindemittel und mit einer Rohdichte von mindestens 40 kg/m³ ein Brennwert pro Masse eines solchen Absorberelementes von 2,966 MJ/kg erreicht werden.
Bei Verwendung von Glaswolle mit 4% Bindemittel und mit einer Rohdichte von mindestens 50 kg/m³ als Dämmmaterial beträgt der Brennwert pro Masse eines solchen Absorberelementes 2,97 MJ/kg.
Alternativ kann lose Wolle als Dämmmaterial eingesetzt werden. Hierbei handelt es sich um ein Produkt, das nahezu ohne Bindemittel und nur mit einem geringen Anteil von Hydrophobierungsölen ausgerüstet ist. Der Öl-Anteil beträgt im Regelfall 0,1% mit einem Brennwert von 42 MJ/kg Öl. Damit kann die Rohdichte der Mineralwolle (für Stein- und Glaswolle) von heute 27,5 kg/m³ bzw. 15 kg/m³ auf 34 kg/m³ geändert werden.
Bei einer solchen Ausgestaltung und der Verwendung eines Träger- und Abdeckmaterials auf Basis von Polyethylenfolien mit einer Materialstärke von 20 µm kann ein Brennwert pro Masse von 2,944 MJ/kg erzielt werden.
Das zuvor beschriebene Absorberelement hat bei einer Gesamtdicke von 20 mm nur eine geringe Festigkeit. Um die Festigkeit des Fasergefüges zu verbessern, kann erfindungsgemäß ein Vernadelungsprozess der losen Wolle vorgesehen sein.
Als weitere Alternative können statt der zuvor beschriebenen "brennbaren" Bindemittel mit hohen Werten für die Verbrennungswärme/kg auch nichtbrennbare, anorganische Bindemittel-Systeme verwendet werden.
Hierbei werden erfindungsgemäß als brennbare Substanzen nur geringe Mengen von 0,1 bis 0,2% Mineralöle zur Staubbindung und Hydrophobierung eingesetzt. Bei 0,1% ergeben sich gleiche Rohdichten von 34 kg/m³ für Stein- und Glaswolle.
Gemäß der Erfindung können auch zwei unterschiedliche Bindemittel, sowohl organischer als auch anorganischer Ausbildung, in unterschiedlichen Mengen in einem Absorberelement verwendet werden. In Abhängigkeit von der Menge des eingesetzten organischen Bindemittels ergeben sich für Steinwolle minimale Rohdichten von 34 bis 44 kg/m³ und für Glaswolle minimale Rohdichten von 34 bis 59 kg/m³.
Alternativ können organische Bindemittel weiter modifiziert werden, so dass der Wert der Verbrennungswärme/kg fertig gemischtes Bindemittel entsprechend sinkt. In Abhängigkeit von dem Restwert der Verbrennungswärme des eingesetzten, modifizierten Bindemittels bestimmt sich dann die einzusetzende Rohdichte der Mineralwolle, um einen Brennwert pro Masse des Gesamtproduktes von ≤ 3,0 MJ/kg zu erreichen.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Absorberelementes, bei dem das faserförmige Dämmmaterial mit einem Flächengewicht von 0,1 bis 6 kg/m² auf ein Trägermaterial aufgebracht wird und mit einem Abdeckmaterial abgedeckt wird. Das Abdeckmaterial und das Trägermaterial zusammen bilden ein Ummantelungsmaterial und werden mit der Maßgabe ausgewählt, dass das Ummantelungsmaterial ein Flächengewicht von 0,01 bis 0,17 kg/m² bei einem Brennwert pro Masse von 0 bis 48 MJ/kg und einem Brennwert pro Fläche von 0 bis 4,0 MJ/m² aufweist und bei dem das Absorberelement mit einem aus den Brennwerten des faserförmigen Dämmmaterials und des flächig ausgebildeten Ummantelungsmaterials gebildeten Gesamtbrennwert PCS ≤ 3,0 MJ/kg, insbesondere ≤ 2,0 MJ/kg ausgebildet wird
Hierbei können Trägermaterial und Abdeckmaterial vorteilhafterweise flächig ausgebildet sein. Das Trägermaterial und/oder das Abdeckmaterial können beispielsweise Kunststofffolie, ein Vlies, eine Metallfolie und/oder ein Gewebe sein. Die unterschiedlichen Eigenschaften des Trägermaterials und des Abdeckmaterials können darin begründet sein, dass unterschiedliche Materialien wie beispielsweise ein Vlies als Trägermaterial und eine Kunststofffolie als Abdeckmaterial verwendet werden oder, dass als Trägermaterial eine Kunststofffolie mit einer deutlich geringeren Wandstärke verwendet wird, welche gute schalltechnische Eigenschaften aufweist, während als Abdeckmaterial eine mechanisch stabile Kunststofffolie eingesetzt wird.
Beim Einsatz von Kunststofffolien haben sich insbesondere Polyethylenfolien als geeignet erwiesen. Darüber hinaus sind auch Folien aus Polypropylen oder Polyethylen-Polypropylen Copolymeren erfindungsgemäß einsetzbar.
Um die schalltechnischen Eigenschaften des Trägermaterials weiter zu verbessern kann vorgesehen sein, dieses schall- und gasdurchlässig auszubilden. Hierbei kann die Schall- und/oder Gasdurchlässigkeit materialimmanent sein, wie beispielsweise bei der Verwendung eines Vlieses, oder durch entsprechende Aufbereitung des Trägermaterials wie Perforierung oder Mikroperforierung von Folien erfolgen.
Durch die gasdurchlässige Ausgestaltung des Trägermaterials kann dieses im erfindungsgemäßen Verfahren in vorteilhafter Weise an eine Fördereinrichtung angesaugt werden, wobei das auf das Trägermaterial aufgebrachte Dämmmaterial durch den angelegten Unterdruck auf dem Trägermaterial fixiert wird.
Bei dem auf das Trägermaterial aufgebrachten Dämmmaterial handelt es sich vorteilhafterweise um Steinwollefasern und/oder Glaswollefasern.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Abdeckmaterial, nachdem das Dämmmaterial auf dem Trägermaterial aufgebracht wurde, mit dem Trägermaterial zur Ausbildung eines das Dämmmaterial enthaltenden Beutels verbunden wird. Hierbei werden das Trägermaterial und das Abdeckmaterial vorteilhaft wenigstens entlang der Berührungsflächen zwischen Abdeckmaterial und Trägermaterial verbunden. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, das Abdeckmaterial mit dem Trägermaterial durch das Dämmmaterial hindurch mittels geeigneter Einrichtungen zu verbinden, wodurch die mechanischen Eigenschaften des entstehenden Absorberelementes beeinflusst werden können.
Zur Verbindung des Abdeckmaterials mit dem Trägermaterial kann ein Vernähen, ein Verkleben, ein Verschweißen oder ein Aneinanderklammern vorgesehen sein.
Bei der Verbindung der Trägerfolie aus einem Polymermaterial wie z. B. Polyethylen mit einer Abdeckfolie aus z. B. Aluminium oder Glasvlies wird das Polymermaterial der Trägerfolie durch Aufheizen in den Randbereichen bis zum Erweichungspunkt als "Klebstoff" verwendet, um keine zusätzliche Brandlast durch Klebstoff zu generieren.
Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass Trägermaterial und/oder Abdeckmaterial zumindest teilweise mit dem Dämmmaterial verbunden sind.
Bei der Verwendung von Kunststofffolien als Trägermaterial und/oder Abdeckmaterial kann beispielsweise das Verbinden mittels Schweißbalken erfolgen, mit welchem das Trägermaterial und das Abdeckmaterial aneinander geheftet werden.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei wird auf eine Transporteinrichtung 1 ein Trägermaterial 2 aufgebracht. Auf das Trägermaterial 2 wird ein Dämmmaterial 3 aufgebracht. Hierbei werden einzelne, der Größe des herzustellenden Absorberelementes angepasste Portionen des Dämmmaterials 3 voneinander beabstandet auf das Trägermaterial 2 aufgebracht. Das Dämmmaterial 3 wird sodann mit einem Abdeckmaterial 4 abgedeckt. Hierbei wird das Abdeckmaterial 4 so aufgebracht, dass es in die Zwischenräume 5 zwischen den Portionen des Dämmmaterials 3 einsinken kann oder mittels geeigneter Einrichtungen in die Zwischenräume 5 eingedrückt wird. Sodann werden Trägermaterial 2 und Abdeckmaterial 4 mittels einer Verbindungsvorrichtung 6 miteinander verbunden. Hierbei kann die Verbindungsvorrichtung 6 ein Schweißbalken, ein Nähkopf, eine Einrichtung zum Verkleben oder zum Zusammenklammern sein. In Förderrichtung ist eine Trennvorrichtung 7 vorgesehen, welche die entstandenen Absorberelemente voneinander trennt. An der Unterseite der Transporteinrichtung 1 kann eine Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks vorgesehen sein, mit welchem sich das Trägermaterial 2 und gegebenenfalls das Dämmmaterial 3 auf der Transporteinrichtung fixieren lassen.
In Fig. 2 ist schematisch die Auftragung des Dämmmaterials 3 auf das Trägermaterial 2 gezeigt. Hierbei ist zu erkennen, dass es erfindungsgemäß vorgesehen sein kann, dass das Dämmmaterial 3 in in beiden Horizontalrichtungen voneinander beabstandeten Portionen aufgebracht werden kann, so dass die in Fig. 3 gezeigte Absorberelementanordnung auf dem Trägermaterial 2 entstehen kann.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Absorberelement, mit einem Kern aus einem Dämmmaterial 3, einem Abdeckmaterial 4, einem Trägermaterial 2 und einer Verbindungsstelle 9 zwischen Trägermaterial und Abdeckmaterial 4.
Fig. 5 zeigt in einer dreidimensionalen graphischen Auftragung die Abhängigkeiten der Eigenschaften einer in einem erfindungsgemäßen Absorberelement einsetzbaren Folie hinsichtlich Flächengewicht, Brennwert und PCS-Wert. Hierbei stellt der schraffierte Bereich in der oberen rechten Ecke der Diagrammfläche einen Bereich dar, in welchem die Gesamteigenschaften der Folie in Abhängigkeit der Einzeleigenschaften Flächengewicht, Brennwert pro Fläche des Absorberelementes und Brennwert pro Masse des Absorberelementes außerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches liegen. Die in der Graphik punktiert dargestellte Diagrammfläche stellt den Bereich der Gesamteigenschaft der Folie dar, in welchem eine entsprechende Gesamteigenschaften aufweisende Folie in einem erfindungsgemäßen Absorberelement einsetzbar ist.
Fig. 6 stellt in einer dreidimensionalen Abbildung die Eigenschaften eines in einem erfindungsgemäßen Absorberelementes einzusetzenden Dämmmaterials hinsichtlich dessen Flächengewicht, Brennwert pro Fläche des Absorberelementes und einem Brennwert pro Masse des Absorberelementes dar. Dabei repräsentiert die punktiert gezeichnete Diagrammfläche den Bereich der Gesamteigenschaft des Brennmaterials, in welchem ein solches in einem erfindungsgemäßen Absorberelement anwendbar ist. Vorliegend ist zu erkennen, dass das Dämmmaterial über den gesamten wiedergegebenen Diagrammflächenbereich in einem erfindungsgemäßen Absorberelement anwendbar ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Absorberelemente näher dargestellt, ohne dass sich die Erfindung jedoch auf diese Ausführungsbeispiele beschränken lässt.

Beispiel 1:

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Absorberelementes mit einer Abmessung von 1.200 X 600 X 30 mm (Länge X Breite X Höhe) wird eine auf Übermaß geschnittene Polyethylenfolie bereitgestellt. Das Übermaß beträgt dabei 40 mm pro Seite, so dass die Übermaßfolie eine Abmessung vom 1.280 mm X 680 mm aufweist. Die Folienstärke beträgt 20 µm, das spezifische Gewicht beträgt 940 kg/m³ und der Brennwert pro Masse 40 MJ/kg. Auf die bereitgestellte Folie wird maßhaltig, das heißt in einem Bereich von 1.200 X 600 X 30 mm Steinwolle mit einer Rohdichte von 38 kg/m³ und einem Bindemittelgehalt von 2 % aufgebracht. Der Brennwert pro Masse beträgt für das Bindemittel 25 MJ/kg. Somit ergibt sich für die eingesetzte Steinwolle ein Brennwert pro Masse von 0,5 MJ/kg. Bei einer Schichtdicke der Steinwolle von 30mm ergibt sich daraus ein Brennwert pro Fläche von 0,57 MJ/m². Anschließend wird die aufgebrachte Steinwolle mit einer ebenfalls auf Übermaß geschnittenen Polyethylenfolie mit einer Materialstärke von 20 µm und der Brennwert pro Masse 40 MJ/kg und einem spezifischen Gewicht von 940 kg/m³ abgedeckt, wobei diese Folie im Unterschied zu der Unterfolie nicht perforiert ist. Die Ober- und Unterfolien werden mittels eines Schweißbalkens miteinander verschweißt, wodurch ein maßhaltiges geschlossenes Absorberelement mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften auf den beiden großen Flächen entsteht. Zur Kennzeichnung der Ober- und Unterseite ist auf der Oberseite eine entsprechende Kennzeichnung mittels Farbaufdruck vorgesehen.
Ein so hergestelltes Absorberelement weist einen Brennwert pro Fläche von 2,09 MJ/m² und einen Brennwert pro Masse von 1,83 MJ/kg auf.

Beispiel 2:

Zur Herstellung eines Absorberelementes mit der Abmessung 1.000 X 1.000 X 20 mm (Länge X Breite X Höhe) wird eine Polyethylenfolie mit einer Materialstärke von 20 µm und einem spezifischen Gewicht von 940 kg/m³ auf Übermaß zugeschnitten und als Unterfolie des Absorberelementes genutzt. Die Unterfolie weist einen Brennwert pro Masse von 45 MJ/kg auf. Auf die Unterfolie wird eine Steinwolle mit einer Rohdichte von 50 kg/m³ und einem Bindemittelgehalt von 0,7 % aufgebracht, bis eine Materialstärke von 20 mm erreicht ist. Die hierbei aufgebrachte Steinwolle weist ein Bindemittel mit einem Brennwert pro Masse von 25 MJ/kg auf. Unter Berücksichtigung der Rohrdichte ergibt sich daraus ein Brennwert pro Masse für die Steinwolle von 0,175 MJ/kg. Bei einer Schichtdicke der Steinwolle von 20 mm ergibt sich somit ein Brennwert pro Fläche von 0,175 MJ/m². Auf die aufgebrachte Steinwolle wird eine ebenfalls aus einer Polyethylenfolie bestehende Oberfolie mit einer Stärke von 25 µm aufgebracht. Die als Oberfolie eingesetzte Polyethylenfolie weist einen Brennwert pro Masse von 40 MJ/kg und spezifisches Gewicht von 940 kg/m³ auf. Die Ober- und Unterfolien werden, wie in Beispiel 1, miteinander verschweißt, um ein entsprechendes Absorberelement herzustellen. Zur Kennzeichnung der Ober- und Unterseite ist wiederum eine Markierung mittels farbigem Aufdruck vorgesehen. Ein so hergestelltes Absorberelement weist einen Brennwert pro Fläche von 1,96 MJ/m² und einen Brennwert pro Masse von 1,88 MJ/kg auf.

Bezugszeichenliste

1: Transporteinrichtung
2: Trägermaterial
3: Dämmmaterial
4: Abdeckmaterial
5: Zwischenraum
6: Verbindungsvorrichtung
7: Trennvorrichtung
8: Vakuum an Unterseite
9: Verbindungsstelle

Claims

Absorberelement für die Wärme- und/oder Schalldämmung, bestehend aus einem faserförmigen Dämmmaterial (3) und einem flächig ausgebildeten Ummantelungsmaterial (2, 4), mit welchem das faserförmige Dämmmaterial ummantelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das faserförmige Dämmmaterial ein Flächengewicht von 0,1 bis 6,0 kg/m² aufweist, und das flächig ausgebildete Ummantelungsmaterial ein Flächengewicht von 0,01 bis 0,17 kg/m² bei einem Brennwert pro Masse von 0 bis 48 MJ/kg und einem Brennwert pro Fläche von 0 bis 4,0 MJ/m² aufweist, und dass das Absorberelement einen aus den Brennwerten des faserförmigen Dämmmaterials und des flächig ausgebildeten Ummantelungsmaterials gebildeten Gesamtbrennwert PCS ≤ 3,0 MJ/kg, insbesondere ≤ 2,0 MJ/kg aufweist.
Absorberelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ummantelungsmaterial ein Polymermaterial aufweist.
Absorberelement gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymermaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyurethan, Polyvinylchlorid oder Copolymeren dieser.
Absorberelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ummantelungsmaterial aus einem flächig ausgebildeten Trägermaterial (2) und einem flächig ausgebildeten Abdeckmaterial (4) ausgebildet ist, dass das faserförmige Dämmmaterial (3) auf das Trägermaterial (2) aufgebracht ist und das Abdeckmaterial (4) das faserförmige Dämmmaterial (3) abdeckt, dass das Trägermaterial (2) und Abdeckmaterial (4) wenigstens entlang aller Berührungsflächen miteinander verbunden sind und so einen Beutel ausbilden, welcher das faserförmige Dämmmaterial (3) aufnimmt und dass das Trägermaterial (2) und das Abdeckmaterial (4) unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
Absorberelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial und/oder das Abdeckmaterial (4) Kunststofffolie, ein Vlies, eine Metallfolie und/oder ein Gewebe sind.
Absorberelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmmaterial (3) Mineralwollefasern aufweist.
Absorberelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmmaterial (3) ein Bindemittel aufweist.
Absorberelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ummantelungsmaterial zumindest teilweise schalldurchlässig ausgebildet ist.
Absorberelement nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass Abdeckmaterial (4) und Trägermaterial (2) an den Berührungsstellen miteinander verklebt, vernäht, verschweißt oder zusammengeklammert sind.
Absorberelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohdichte des Dämmmaterials zwischen 9 und 100 kg/m³, bevorzugt zwischen 12 und 60 kg/m³ liegt.
Verfahren zur Herstellung eines Absorberelementes, aufweisend die Verfahrensschritte:
- Bereitstellen eines Trägermaterials (2);

- Aufbringen eines faserförmigen Dämmmaterials (3) auf das Trägermaterial (2)

- Abdecken des auf das Trägermaterial (2) aufgebrachten Dämmmaterials mit einem Abdeckmaterial (4);

- Verbinden des Abdeckmaterials (4) mit dem Trägermaterial (2) zur Ausbildung eines das Dämmmaterial (3) enthaltenden Beutels, wobei ein Trägermaterial (2) mit von dem Abdeckmaterial (4) unterschiedlichen Eigenschaften verwendet wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass das faserförmige Dämmmaterial mit einem Flächengewicht von 0,1 bis 6 kg/m² aufgebracht wird und dass das Abdeckmaterial und das Trägermaterial zusammen ein Ummantelungsmaterial bilden und mit der Maßgabe ausgewählt werden, dass das Ummantelungsmaterial ein Flächengewicht von 0,01 bis 0,17 kg/m² bei einem Brennwert pro Masse von 0 bis 48 MJ/kg und einem Brennwert pro Fläche von 0 bis 4,0 MJ/m² aufweist und dass das Absorberelement mit einem aus den Brennwerten des faserförmigen Dämmmaterials und des flächig ausgebildeten Ummantelungsmaterials gebildeten Gesamtbrennwert PCS ≤ 3,0 MJ/kg, insbesondere ≤ 2,0 MJ/kg ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein flächig ausgebildetes Trägermaterial (2) und Abdeckmaterial (4) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägermaterial (2) und/oder Abdeckmaterial (4) eine Kunststofffolie, ein Vlies, eine Metallfolie und/oder ein Gewebe verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckmaterial (4) mit dem Trägermaterial (2) entlang aller Berührungsflächen verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden des Abdeckmaterials (4) mit dem Trägermaterial (2) mittels Klammern, Vernähen, Verkleben und/oder Verschweißen erfolgt.
Verfahren nach einem Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Trägermaterial (2) ein Mineralwollefasern aufweisendes Dämmmaterial (3) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralwollefasern mit einem Bindemittel gebunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (2) mittels Unterdruck an eine Fördereinrichtung angesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (2) gasdurchlässig ausgebildet wird und das faserförmige Dämmmaterial (3) mittels des angelegten Unterdrucks auf dem Trägermaterial (2) fixiert wird.