LU86190A1 - Akutisch poroeses verbundmaterial fuer bauzwecke - Google Patents

Description

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Akustisch poröses Verbundmaterial für Bauzwecke

Die Erfindung betrifft ein akustisch poröses Verbund-material für Bauzwecke sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung. ^

Akustische Baumaterialien werden in weitem Rahmen für 5 die Regulierung der Geräuschpegel und des Widerhalls in vielen unterschiedlichen Umgebungen eingesetzt.

: Zur Erzielung einer Schallabsorption werden gewöhn- lieh Materialien mit einer porösen Oberfläche verwen- -11¾¾¾-' det. Der Schall tritt durch die Oberfläche des porö-10 sen Materials ein und, wenn sich die Luft in dem

Material hin- und herbewegt, wird die Schallenergie Jttfp in Reibungswärme umgewandelt. Ein solches akustisches "WHÉËL Material wird bisher durch Naßablegeverfahren herge-stellt, wobei Aufschlämmungen von suspendierten Mate-15 rialien benutzt werden. Die erhaltenen Produkte haben jedoch eine Vielzahl von Nachteilen. Wegen der Naßab-legung sind die Fasern eng gepackt, so daß der Schall nicht leicht in die Platte eindringen kann. Eine naß ·φΆ abgelegte Platte muß deshalb perforiert oder geritzt 20 werden, um ein akzeptables akustisches Leistungsvermögen zu erhalten. Außerdem erfordert das Trocknen der naß abgelegten Plattenprodukte übermäßig viel i " Energie. Aus diesem Grund möchte man akustische Plat ten mit einem trocknen Herstellungsprozeß erzeugen.

25 Die Herstellung von akustischen Platten durch Naßfor- -r‘ ,> Ϊ r « - 2 - *« » mung ist beispielsweise aus den US-PSen 2 968 327/ 2 995 198/ 3 223 580, 3 286 784 und 3 779 862 bekannt.

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Die dabei durch N&ßformung hergestellten Produkte haben im Einsatz als akustische Materialien die er-5 wähnten Nachteile, nämlich daß zur Verbesserung ihrer akustischen Eigenschaften Perforierungen oder Nutungen vorgenommen werden müssen. Zusätzlich werden diese Materialien mit Textilsichtmaterialien benutzt, die perforiert sind. Zur Herstellung von akustischen ^ 10 Materialien hat man bisher Zuschlagstoffsichtmateria-lien nicht erfolgreich eingesetzt, da sie sich nicht >$i 'ΐ- richtig an der Platte haftend befestigen lassen, wenn diese sirihim nassen Zustand befindet. Dies kann davon wMi herrühren, daß aufgrund der Verfestigung, die den Zu- 1ËË 15 schlagstoff an der nassen Platte haften läßt, sich eine Verdichtung der Platte einstellt, so daß sie für akustische Zwecke nicht länger geeignet ist, und/oder weil die Platten sichtseitig, um sie akustisch porös zu machen, nicht mit Nuten bzw. Ritzen versehen wer- ·%.

20 den können, ohne daß dadurch das Aussehen der Platte wesentlich beeinträchtigt wird. Wenn der Zuschlag- -WSKm Stoff haftend mit einer trockenen Platte verbunden wird, nachdem diese eine ziemlich starre Struktur an-genommen hat, ergibt sich ebenfalls eine Vielzahl von HHSfe· 25 Problemen. Wenn beispielsweise unebene Oberflächen vorhanden sind, verringert sich die akustische Lei- tiu , stung, da der zum Anhaften der Teilchen verwendete Klebstoff den Zugang zum Platteninneren blockiert, wo- v i bei die haftend gebundenen Teilchen abbröckeln und 30 sich ablösen. Ein solcher Abrieb führt dazu, daß Oberflächenmaterial abblättert und sich abschält, was unter dem Gesichtspunkt des Aussehens und der akusti-r‘ sehen Leistung nicht akzeptabel ist. Eine solche Plat te ist unter Bezugnahme auf den Stand der Technik in 35 der Zeichnung gezeigt. Die Platte 10 ist naß abgelegt, i r .

- 3 - *· » • getrocknet und gelocht und mit Ritzen 13 versehen.

? * Die Zuschlagstoff- bzw. Aggregatteilchen 12 sind an der Platte 10 durch eine Klebstoff Schicht 11 gehal-* ten.

5 Solche neuerdings hergestellten trocken geformten Produkte, die sich akustische Materialien verwenden lassen, sind Mineralwollefaserplattenprodukte, wie sie aus den US-PSen 4 097 209 und 4 146 564 bekannt sind. Wegen Schwierigkeiten bei der Bemessungsregu-10 lierung müssen diese Produkte jedoch dick gebaut sein. Sie werden gewöhnlich mit einem Gewebe als ' -;'i \ä"

Sichtmaterial versehen, tun ein entsprechendes ästhe-tisches Aussehen zu gewährleisten, w ^ Vorrichtungen für die Trockenherstellung von Platten, g 15 die Arbeitsverfahren dieser Vorrichtungen und die speziellen, auf diese Weise hergestellten Produkte sind in den US-PSen 4 432 714, 4 435 353 und alfe' 4 476 175 beschrieben. Die erhaltenen Produkte sind Bahnen aus Mineralwolle und Bindemittel, die wähl-20 weise mit einem Perlitkernmaterial kombiniert sein können. Die erhaltenen Verbundmaterialien haben je- ‘ doch kein gefälliges Aussehen und erfordern eine Farbgebung und dergleichen, damit sie vom ästheti-sehen Gesichtspunkt akzeptabel sind. ^ 25 Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht !.

deshalb darin, ein trocken geformtes Plattenprodukt für akustische Zwecke zu schaffen, das eine Sichtseite mit gefälligem Aussehen hat und trotzdem akustisch porös ist, wobei solche Baumaterialien sichtseitig 30 mit einem Aggregatmaterial bzw. Zuschlagmaterial versehen sein sollen, das im wesentlichen nicht ab-« bröckelt und zu dem gefälligen Aussehen beiträgt.

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Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Patent- Z ft ansprüchen beschriebenen Verbundkörper bzw. Verbund-material ien sowie durch ihre entsprechenden Herstellungsverfahren,.

- v^· ' ' * 5 Erfindungsgemäß werden somit akustisch poröse Bau- t.

materialien geschaffen, die durch Anordnung eines J|||t

Zuschlagstoffmaterials auf der Oberfläche einer 111¾- trocken geformten Bahn, die ein Fasermaterial und Ipl^ ein organisches Bindemittel aufweist, und durch Ver-10 festigen des Verbundmaterials hergestellt werden, so daß das Zuschlagstoff material in der Bahn eingebet-tet ist. Das entstehende Produkt ist akustisch porös.

Bei einer bevorzugten Ausführung ergibt der Einbet- ÆBBÈt-tungsprozeß eine im wesentlichen ebene Oberfläche, " 15 die relativ frei von Flächeneinritzungen ist. jBBfc·

Bei der Herstellung des akustisch porösen Verbundkör- .JS», pers wird von einer trocken geformten Bahn ausgegan- ,¾¾ gen, die im wesentlichen Fasermaterial und ein organi-sches Bindemittel auf weist. Ein Zuschlagstoff material JhHEë 20 wird in die Bahn als Zwischenschicht so eingebracht, daß der größte Teil der Teilchen in Berührung mit der Bahn steht. Die Kompressibilität des Zuschlagstoff-materials bezogen auf die Kompressibilität der Bahn ÆÛ·: ist derart, daß der Zuschlagstoff in der Bahn einge-25 bettet werden kann. Dieser Schichtkörper wird verfestigt und gehärtet. Dadurch wird im wesentlichen -der gesamte Zuschlagstoff wenigstens teilweise in die Bahn eingebettet. Die Oberfläche des gehärteten Aufbaus hat die Kontor der Verfestigungseinrichtung.

30 Der gehärtete Körper ist akustisch porös.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird zur Herstel-lung des akustich porösen Verbundkörpers eine 9 » # - 5 - trocken geformte Bahn benutzt, die im wesentlichen aus Fasermaterial und organischem Bindemittel be- •r steht, wobei eine Schicht aus einem Oberflächengemisch bestehend aus ZuschagStoff und organischem 5 Bindemittel in die Bahn als Zwischenschicht eingebracht wird. Die Kompressibilität der Bahn ist derart beschaffen, daß der Zuschlagstoff in die Bahn eingebettet werden kann. Anschließend wird der Schichtkörper verfestigt und gehärtet, wodurch das 10 Zu schlag stoff material angrenzend an die Bahn wenig- ' y. stens teilweise darin eingebettet ist und die Ober- . J|| fläche des gehärteten Aufbaus die Kontur der Be-festigungseinrichtung besitzt. Der erhaltene gehärte-te Körper ist akustisch porös. .;^ .

-5,,:,-¾111 j. ' Γ 15 Ein auf diese Weise hergestellter akustisch poröser , y ·;

Verbundkörper hat ein Oberflächenmaterial aus Zu-i schlag stoff auf einer trocken geformten Bahn, die im vffe wesentlichen Fasermaterial und organisches Bindemit-tel aufweist. Bei der Bahn ist der größte Teil des .

20 Zuschlags to ff ma ter ials wenigstens teilweise darin eingebettet, wobei die Oberfläche des Verbundkörpers eine Kontur besitzt, die der Einrichtung entspricht, die zur Verfestigung verwendet wird.

Alternativ kann der verfestigte akustisch poröse 25 Verbundkörper ein Oberflächenmaterial auf weisen, das aus einer Mischung aus einem Zuschlag stoffmaterial ^ ^ und einem organischen Bindemittel auf einer trocken geformten Bahn besteht, die im wesentlichen Fasermaterial und organisches Bindemittel aufweist. Bei 30 der Bahn ist das Zuschlagstoffmaterial angrenzend an die Bahn wenigstens teilweise darin eingebettet.

Die Oberfläche des Verbundkörpers besitzt die Kontur ^ der Einrichtung, die zur Bewirkung ihrer Verfestigung * - 6 - benutzt wird.

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Erfindungsgemäß wird somit ein im wesentlichen faserförmiges Material in die Form einer Bahn gebracht, wobei das Fasermaterial mit einem organischen Binde-5 mittel vermischt ist. Bevorzugte Fasermaterialien sind Mineralwolle oder Steinwolle, wobei auch andere ^ ς Fasermaterialien verwendet werden können, wie bei-spielsweise Glasfasern oder Keramikfasern. Geeignet | -sind auch organische Fasermaterialien, wie Kohlen- ^ 10 stoffasern, Polyesterfasern, Aramidfasem, Zellulose- î\,.

fasern, Acrylfasern, Modacrylfasern und dergleichen. |j|^’

Die Bahn wird vorzugsweise derart hergestellt, daß das organische Bindemittel innig mit dem Fasermate-rial vermischt ist. Beispiele für zweckmäßige organi-? 15 sehe Bindemittel sind Stärke, sowohl freifließende

Stärke als auch vorgelierte Stärke, Melamin-Formalde- hydharze, Phenolharze, Harnstoff-Formaldehydharze, Jplf·.

Epoxyharze, Polyesterharze und dergleichen. Geeignet, wenn auch weniger bevorzugt sind thermoplastische .Mgfc,, 20 Harze.

Die Bahn aus Bindemittel und Fasermaterial wird durch bekannte Mittel trocken gebildet. Dabei sind das SSrl'

Fasermaterial und das organische Bindemittel gut vermischt. Die Bahn ist ausreichend elastisch für das 25 Einbetten des. Zuschlag stof f materials. Die Bahn kann mit Hilfe mechanischer Einrichtungen hergestellt werden, beispielsweise durch aerodynamische Ausformung mit einer Vorrichtung nach der US-PS 4 432 714. Bei Verwendung einer solchen Vorrichtung kann die Starke 30 der Bahn sowie ihre Zusammensetzung mit großer Ge-- nauigkeit eingestellt werden, insbesondere wenn

Mineral wolle als Fasermaterial verwendet wird.

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Die Bahnen können auch direkt des als Teil des Faserformungsprozesses bekannten Verfahrens hergestellt * werden. Beispielsweise bei der Benutzung von Glasfa sern können mit speziellen Vorrichtungen Matten aus 5 Glasfaser und Bindemittel hergestellt werden, die sich ändernde Dicken haben.

Solche erfindungsgemäß verwendeten Bahnen, die vorher hergestellt oder als Ausgangsprodukt verwen- ΐ|Ρ|| det werden können, werden als "trocken geformt" be- 'vlllt 10 zeichnet. ΛΡί

Als Zuschlagstoff für das Oberflächenmaterial kann lilp im wesentlichen jedes teilchenförmige Material be- WÊÊ·· : nutzt werden, das für die Herstellung von Baumateri- alien geeignet ist. Beispiele sind Perlit, geschäum-^ 15 ter Perlit, Vermiculit, Siliziumdioxidsand, Talk,

teilchenförmiges Glas, gemahlener Stein, Marmor- /-æBÊL

Stückchen, Holzschnitzel und dergleichen. Wenn je-doch der Prozentsatz an offener Fläche und der 1¾flf|

Porosität der Zuschlagstoffteilchen abnehmen, kann 20 sich eine Schallreflexion einstellen. Bevorzugt ’WBBF

werden deshalb Materialien, wie Perlit, geschäumter Perlit und Vermiculit. iHr-

Bevorzugt ist, nur soviel Zuschlagstoff zu verwen- * den, um die Oberfläche der Bahn abzudecken, so daß -¾¾ 25 nach dem Verfestigen ausreichend Raum zwischen den Zuschlagstoffteilchen verbleibt, die den Durchgang des Schalls in die Bahn erlauben. Vorzugsweise wird eine Einzelschicht des Zuschlagstoffs verwen-Î det, es ist jedoch unmöglich, eine Einschichtab- 30 deckung zu erreichen, insbesondere dann, wenn die JL trocken geformte Bahn eine ziemlich unregelmäßige c- « v 9 » - 8 -

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Oberfläche hat.

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Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung bei-* spielsweise näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine trocken geformte Bahn, auf der Zu-5 schlagStoffmaterial verteilt ist, ÿ

Fig. 2 die Schichtplatte von Fig. 1 nach der Ver- festigung, Jjjll.

Fig. 3 vergrößert die in die trocken geformte Bahn eingebetteten Zuschlagstoffteilchen, 'JKp

10 Fig. 4 eine trocken geformte Bahn, auf der über-; schüssiges Zuschlagstoffmaterial angeordnet j|l|L

Fig. 5 die Schichtplatte von Fig. 4 nach der Ver- festigung und dem anschließenden Entfernen |Ëh^

15 von überschüssigem Zuschlagstoff, JfSPI

Fig. 6 einen Verbundkörper nach der Verfestigung, -''ÊjSÊ^ bei welchem der Zuschlagstoff mit einem Bindemittel vermischt ist, ,jjfe

Fig. 7 einen Verbundkörper, bei welchem eine Kleb-20 Stoff Schicht zwischen dem Zuschlagstoff und der Bahn angeordnet ist,

Fig. 8 einen Verbundkörper, bei dem eine verfestigte Bahn von Fig. 2 haftend an einer bekannten naß abgelegten Platte befestigt ist, 25 Fig. 9 einen Aufbau, bei welchem ein Zuschlagstoffe * · - 9 - Λ material haftend an einer relativ dicken r Matte aus Fasermaterial befestigt ist, ‘ Fig. 10 einen Aufbau mit einer im wesentlichen Ein zelschicht aus Zuschlagstoff einer Faser-5 bahn, einem Perlitkern und einer unteren

Faserbahn und ^

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Fig. 11 einen Aufbau mit einem Oberflächenmaterial aus Zuschlagstoff und Bindemittel, einer ^ darunterliegenden Faserbahn, einem Perlit-10 kernmaterial und einer tragenden Faserbahn. 'Mm?

Die den Stand der Technik darstellende Bahn in der Zeichnung ist eine na£ geformte Platte, an der ein Oberflächenmaterial aus Perlit haftend befestigt 15 Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel liegt Mgfe auf einer Bahn 14 aus Mineralwolle und Bindemittel j eine annähernd einfache Schicht bzw. Einzelschicht WÊmi aus Teilchen 12. Eine solche Monoschichtbedeckung ist {ώηΚ'-zwar erwünscht, dabei kommt es jedoch vor, daß be- Wgt ' 20 stimmte Bereiche, beispielsweise A-A in Fig. 1, nicht -¾¾ ; bedeckt sind, während andere Bereiche, wie B-B, eine , V" t überschüssige Bedeckung aufweisen. Obwohl also eine | | ideale Teilchenverteilung nicht erreicht werden ' I kann, besteht das Ziel darin, ausreichend Zuschlag- l 25 Stoff vorzusehen, um ein ästhetisch gefälliges Pro-

Idukt zu erhalten, ohne dabei den Durchgang des

Schalls durch den Zuschlagstoff zu stark zu be-v schränken und ohne eine unregelmäßige Oberfläche zu I schaffen, welche zum Abbröckeln neigen würde.

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Wenn der Zuschlagstoff bzw. das Teilchenmaterial , * auf der Bahn angeordnet ist, werden die so kombinier ten Materialien unter Druck verdichtet, und zwar * * unter Bedingungen, bei denen das Bindemittel härtet.

5 Wenn richtig verfestigt worden ist, ist das Teilchen-material angrenzend an die Bahn wenigstens teilweise in die Bahn eingebettet, so daß es fest an Ort und Stelle nach dem Abschluß der Härtung gehalten ist. Zusätzlich ist das Teilchenmaterial so eingebettet, 10 daß die Außenfläche relativ eben und ziemlich glatt ist. Das heißt, daß die Kompressibilität der darunter- ·; liegenden Bahn es zuläßt, daß vorstehende Teilchen des Zuschlagstoffs in die Bahn gedruckt werden, so V daß die Oberseiten der Teilchen im wesentlichen in '5|'; 1 15 der gleichen Ebene liegen. Aufgrund der Art des -¾¾¾¾

Zuschlagstoffs ist es nicht möglich, eine exakt · glatte Oberfläche zu erzielen, jedoch lassen sich ^ im Ergebnis die bekannten, sichtseitig mit Zuschlag-

Stoff versehenen Platten mit einer mehrlagigen rauhen 20 unregelmäßigen Oberflächentextur, beispielsweise naß I geformte mit Perlit auf der Sichtseite versehene Plat- ten und die damit verbundene fehlende Oberflächen-bindung bzw. die damit verbundene Oberflächenablösung im wesentlichen vermeiden. Die Oberfläche kann natür-j, 25 lieh auch geprägt sein. In diesem Fall ist die erwähn- I te Ebenheit auf die Oberseitenebene der Aggregatteil- 'λ I , chen zu beziehen und nicht notwendigerweise auf eine

Ebene, die die Plattenoberfläche bildet oder dazu parallel ist.

30 Damit das Zuschlags toffmaterial in das Fasermaterial eingebettet ist, muß die Bahn elastisch genug sein, ' daß sie ausweichen kann, so daß der Zuschlagstoff in die Bahnoberfläche gedrückt werden kann und wenig-i stens teilweise von den Bahnbestandteilen umschlossen f-, * - 11 - wird. Wenn die Verfestigung und Härtung abgeschlos-* sen ist, ist dann das Zuschlag Stoff material bzw.

Teilchenmaterial festhaftend an der Bahn gehalten, i * Da das Zuschlagstoff material Porenräume zwischen 5 den Teilchen hat, durch welche Luft hindurchgehen kann, und da die Bahn Öffnungen zwischen den Fasern beibehalten hat, bleibt das erhaltene Verbundmaterial akustisch porös.

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Die Einbettung der Teilchen ist in Fig. 2 bei einem ^ 10 Produkt gezeigt, das sich nach der Verfestigung des ÈÈ' Verbundaufbaus von Fig. 1 ergibt. Die eingebetteten Teilchen 16 sind teilweise von der verfestigten Bahn Ji|& 15 umgeben. Wie die Ansichten A-A von Fig. 1 und 2 zeigen, bildet die verfestigte Bahn 15 in den Berei- 1¾¾ 15 chen, in denen kein Teilchenmaterial auf der Bahn 15 verblieb, den Abschnitt der Plattenoberfläche. Wo bei B-B Teilchen im Uberschuß vorhanden sind, sind -Jfjif'. wenigstens einige dieser Teilchen tief in die Bahn diSÊL eingebettet. Die Einbettung von Zuschlagstoff- WSÊ·· 20 teilchen unterschiedlicher Größe in die Bahn ist in einer Einzelheit in Fig. 3 gezeigt.

Es kann auch die Aufbringung von mehr als einer Ein- IMp zelschicht aus Teilchenmaterial auf die Bahnoberflä- jfff' | che erwünscht sein, wie dies in den Fig. 4 und 5 Jifc 25 dargestellt ist. Wenn das Teilchenmaterial kein zu- llf-; sätzliches Bindemittel enthält, halten die nicht in die verfestigte Bahn 15 eingebetteten Teilchen nicht an Ort und Stelle und fallen weg. Das erhaltene Produkt hat dann eine unregelmäßige Oberfläche, was in 30 Fig. 5 gezeigt ist. Obwohl eine solche Oberfläche unter bestimmten Umständen erwünscht sein kann, ist sie doch Abriebs schaden in der unregelmäßigen Ober-I flächentextur stärker ausgesetzt.

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Trotzdem kann das Teilchenmaterial im Uberschuß * * aufgebracht werden und eine relativ nicht abbröseln de Oberfläche erreicht werden, wenn ein Bindemittel, £ beispielsweise eines der oben beschriebenen, in dem 5 teilchenförmigen Zuschlagstoff eingeschlossen ist.

Ein Beispiel eines Produkts, das dabei erhalten wird, ist in Fig. 6 gezeigt. Die eingebetteten Teilchen 16 r werden dabei in der üblichen Weise von der verfestig- r ^ ten Bahn 15 gehalten, durch das eingeschlossene 10 Bindemittel sind jedoch auch verbundene Teilchen 17 ^ aneinander und an den eingebetteten Teilchen 16 be- -:|p§ festigt. Die Zuschlagstoffschicht hält dabei die Porenräume aufrecht, die es dem Schall erlauben, in die Platte einzudringen, so daß das hergestellte .,¾¾.

p'. ·· 15 Produkt akustisch porös bleibt. -¾

Wahlweise kann eine Schicht aus flüssigem Bindemittel |lf· y dünn auf die Bahn aufgetragen werden, beispielsweise durch Auf spritzen, wodurch das Anhaften der Aggregat- Ägv teilchen verbessert wird und gewünschtenfalls eine 20 Hintergrundfärbung erreicht wird. Ein Beispiel für diese Anwendung ist in Fig. 7 gezeigt, wo das Binde-mittel als Schicht 18 dargestellt ist. Es muß jedoch dafür gesorgt werden, daß nicht zuviel Bindemittel 'vS» aufgebracht wird, um den Zugang der Schallwellen zur ^ 25 Faserbahn nicht zu beeinträchtigen. Zusätzlich kann das Teilchenmaterial wahlweise auf eine Bahn entweder mit oder ohne Klebstoff aufgebracht werden, um so eine Musterwirkung herbeizuführen.

Die Verfestigung kann durch Einsatz eines Durchlauf-30 konvektionstrockners erreicht werden, der ein oberes, î, Druck ausübendes Förderband aufweist, einer ebe- _ nen Bettpresse oder einer Presse, die eine Präge- | platte mit unterschiedlichem Muster auf weist. Da die 1 - yv_ » « - 13 -

Bahnoberfläche entsprechend der Größe des aufgebrachten Druckes verformt werden kann, ergibt sich bei Fehlen eines Musters ein im wesentlichen flaches »» - ebenes Endprodukt mit einer guten Oberflächenbindig- 5 keit, also einer Oberfläche, bei der ein Abbröseln nicht stattfindet. Bei Verwendung eines Musters wird im wesentlichen das gleiche Ergebnis erreicht, obwohl die Oberfläche mit einer Kontur versehen ist. Dies I steht im Gegensatz zu den bekannten Platten, die auf 10 der Oberfläche mit einem Teilchenmaterial versehen sind und bei denen die Substratfläche für das sicht-seitige Material nicht verformt werden kann, so daß die sich ergebende Oberfläche stark unregelmäßig ist. jf||i Unter diesen Umständen ist das sichtseitige Teilchen- JS; 15 material leicht abbreibbar. .

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Wenn relativ dünne Verbundkörper hergestellt werden sollen, kann das verfestigte Material aufgerollt und fjjgt für späteren Gebrauch gespeichert werden oder es kann haftend an einem Substrat befestigt werden, das 20 akustische Absorptionseigenschaften hat. Beispiels-weise kann eine herkömmliche naß abgelegte Platte getrocknet, mit Perforationen oder Nutungen versehen werden und dann haftend an dem erfindungsgemäßen l|S||

Verbundaufbau befestigt werden. In diesem Fall ergibt 25 sich als Endprodukt ein Verbundaufbau, der ein aku- stisches Leistungsvermögen hat, das etwa dem des Jli darunter liegenden Substrats entspricht, jedoch eine * dekorative Oberfläche aufweist. Ein Beispiel für einen solchen Aufbau ist in Fig. 8 gezeigt. Mit der 30 Klebstoff Schicht 22 wird die verfestigte Bahn 15 haftend an der Platte 10 befestigt. Der Klebstoff 22 s ist jedoch so aufzubringen, daß er den Zugang der a Schallwellen zu den Nutungen bzw. Ritzen 13 nicht wesentlich beeinträchtigt.

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Im Gegensatz dazu kann die erfindungsgemäße Bahn auch relativ dick hergestellt werden, so daß die Platten selbst als Baumaterialien verwendet werden können.

3 » " Eine solche Bahn 13 mit großer Dicke ist in Fig. 9 5 gezeigt.

Bei der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform ist das Teilchenmaterial 16 in einen Körper eingebettet, wie er nach Beispiel 6 der der US-PS 4 476 175 hergestellt ist. Die verfestigte Bahn 15 ist dabei haftend 10 an einem Kernmaterial 21 befestigt, das geschäumten Perlit und Bindemittel auf weist. Der Kern ist haftend an einer Unterlagenbähn befestigt, die aus Mineral-wolle und einem Bindemittel besteht. Da der Aufbau primär anorganisches Material aufweist, ist er feuer-15 fest und akustisch porös, trotzdem hat er ein gefäl- L, liges Aussehen. Fig. 11 zeigt einen ähnlichen Aufbau Φ£:' » ψ- - mit einer Sichtseite aus Teilchenmaterial und Binde- . ;|||| mittel, die der von Fig. 6 vergleichbar ist.

Die akustische Leistung bzw. die Schalldämmung solcher 20 poröser Verbundkörper läßt sich in vielfacher Weise bestimmen. Ein Maß für das akustische Leistungsver-mögen ergibt sich aus der Bestimmung des Schallre-duktionskoeffizienten, den sog. NRC-Werten, bei einer Anzahl unterschiedlicher Frequenzen, wobei die Werte 25 dann gemittelt werden. Die Maßnahmen für diese Bestimmung sind in der Norm ASTM C 423-84a angegeben. Gewöhnlich hat ein Verbundkörper gemäß der Erfindung eine akustische Leistung mit einem NRC-Wert von 0,40 oder mehr, d.h. es handelt sich um ein akustisch po-30 röses Material.

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Eine andere Art der Bestimmung der akustischen Lei- rp stung bzw. der Schalldämmung solcher Verbundkörper / ··' \ » <m - 15 - m t besteht darin, den Widerstand gegen einen Luftstrom ^ * bei einer solchen akustischen Platte zu bestimmen.

c Wenn der Strömungswiderstand des Materials unendlich ist, liegt keine Schallabsorption vor, vielmehr wird 5 der Schall reflektiert. Wenn im Gegensatz dazu kein Widerstand für den Luftdurchgang vorhanden ist, geht der Schall unverändert durch die Platte hindurch und es erfolgt keine "Umwandlung von Schall in Wärme. Somit kann der Widerstand gegen den Luftdurchgang ein ν- ΙΟ Maß für die akustische Leistung der Platte sein. Die Durchführung solcher Messungen ist in der Norm ASTM C 522-80 festgelegt. Wenn eine nicht mit einer spe-ziellen Oberfläche versehene Platte einen definierten Luftstromwiderstand aufweist und bei sichtseitiger 15 Beschichtung mit einem Dekormaterial annähernd den s gleichen Luftstromwiderstand aufweist, sind auch die NRC-Werte für die Platte mit sichtseitiger Ober- c '1^ ", fläche und ohne Dekorfläche etwa gleich. 'Äl

Erfindungsgemäß soll ein akustisches Material ge- .

20 schaffen werden, das eine Oberfläche mit eingebet- 'änk teten Teilchen auf weist und bei der der Luftstrom-widerstand des Produkts bezogen auf das akustische Ausgangsmaterial etwa der gleiche ist, vorausgesetzt, daß die jeweiligen Luft stromwider stände auf eine 25 Dickeneinheit bezogen werden. Wenn der so normalisierte Widerstand des Verbundkörpers dem des Ausgangsmaterials entspricht oder kleiner ist, ergibt sich die gleiche akustische Leistung oder eine | verbesserte akustische Leistung.

t i ? ! { 30 Das haftende Befestigen von Bahnen, die sichtseitig jj v mit Zuschlagstoffteilchen versehen sind, an Sub- | ’ . straten mit unterschiedlichen Luftstromwiderständen | ergibt natürlich Produkte, die unterschiedliche 5 -i l! * | J__ ’ > » » - 16 - akustische Leistungen haben, jedoch noch akustisch * porös sind. Wenn also die gleiche Sichtseitenbe- " Schichtung für zwei akutstisch poröse Substrate vor- " * gesehen wird, von denen das eine einen NRC-Wert von 5 0,50 und einen relativ höheren Luftstromwiderstand und das andere einen NRC-Wert von 0,90 und somit einen relativ niedrigen Luftstromwiderstand hat, findet man für jedes Material eine Steigerung des normalisierten Luftstromwiderstands, jedoch ist die 10 Steigerung für das Substrat mit dem anfänglich hohen NRC-Wert ausgeprägter. Beispielsweise kann sich eine 10%ige Erhöhung des normalisierten Luftstromwider-stands für das erstere Substrat und für das letztere Substrat eine Steigerung von 150 % ergeben. Bei 15 richtigem Aufbau hat jedoch jede Platte noch die Eigenschaften, die anzeigen, daß sie akustisch porös > ist, d.h. die haben einen NRC-Wert von nicht weniger |Jf - als 0,40. Somit kann es erwünscht sein, als Schicht eine Sichtseitenfläche gemäß der Erfindung auf eine 20 Vielzahl von Substraten aufzubringen, die entweder einen niedrigen oder hohen Luftstromwiderstandswert haben, vorausgesetzt, daß sich ein Verbundkörper er-gibt, der noch akustisch porös ist.

Anhand von Beispielen wird die Erfindung weiter er-25 läutert. In diesen Beispielen sind die Luftstromwi- " 'tärj. ';····; derStandsmessungen mit einem modifizierten Gerät ausgeführt, das in der Literaturstelle R. W. Leonard,

The Journal of the Acoustical Society of America,

Band 17, Seite 240 (1946} beschrieben ist. Die Mes-30 sungen sind in den Einheiten cgs Rayls durchgeführt und auf eine Dicke von 1 cm bezogen. Obwohl diese - Versuchsdurchführung sich von der Norm ASTM C 522-80 7 unterscheidet, sind die Ergebnisse der relativen £- / Strömungswiderstände für die Proben mit den Ergebnis- \\ —£ * « - 17 - » » sen nach dem AS TM Versuch korrelierbar.

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Beispiel 1 w ·

Es wird das akustische Leistungsvermögen einer sichtseitig mit Perlit beschichteten bekannten Platte be-5 stimmt. Dabei wird mit einer Fourdriniervorrichtung »Alt eine naß abgelegte Platte hergestellt. Auf die auf '} get einem Sieb verbliebene entwässerte Bahn wird eine ' ·,$'* trockene Schicht aus Perlit aufgebracht. Die be-schichtete Bahn wird durch einen Preßabschnitt ge-10 führt. Anschließend wird die verfestigte Bahn von 1¾ dem Sieb entfernt und getrocknet, wobei sie durch £% r einen Heiztunnel läuft. Die Platte hat ein gefälliges 7 Aussehen. Ihr NRC-Wert nach ASTM C 423 beträgt 0,28, Z ihr Luftstromwiderstand, gemessen in der vorstehend ^ "je* 5 15 beschriebenen Weise, liegt bei 2530 cgs Rayls/cm. ^7 7 Solche akustischen Werte sind nicht brauchbar. Die |É£É^ sichtseitige Perlitschicht bröselt außerdem leicht ab. )¾¾

Beispiel 2 «WBÊ Für die Herstellung einer Mineralwollebahn, die 20 sichtseitig mit Perlit beschichtet ist, wird eine un-gehärtete und nicht verfestigte Bahn aus 87 % Mineralwolle und 13 % pulverförmigem Phenolbindemittel verwendet, die nach dem Verfahren von Beispiel 1 der US-PS 4 476 175 hergestellt ist. Die Bahn hat ein 25 Basisgewicht von 595 g/m^ und eine Dichte von etwa 72 bis 80 g/dm^.

Auf die Oberfläche der Matte wird eine Schicht aus ·*»* geschäumtem Perlit aufgebracht, wofür eine volumetrische Dosiereinrichtung benutzt wird, die einen Trich- * 3o ter auf weist, der über einem laufenden Band mit einem ί ^ ·

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Â' * * Λ - 18 - m f stirnseitigen Tor angeordnet ist, mit dem die Höhe des aufgebrachten Perlits reguliert wird. Das Volumen * . wird so eingestellt, daß die Dicke der Perlitschicht annähernd der Dicke des größten Perlitteilchens ent-5 spricht, das durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 3,3 mm geht (6 mesh). In dieser dünnen Schicht an aufgebrachtem Perlit ist die darunterliegende Faserbahn in bestimmten Abschnitten der Perlitschicht sichtbar. Ihr Aufbau ist in Fig. 1 10 gezeigt.

Der Schichtkörper wird in eine Flachbettpresse gefördert, die auf 230°C vorerhitzt ist, und etwa 45 Sekunden zusammengedrückt, was ein Produkt mit einer

Stärke von etwa 4,6 mm und einer Dichte von etwa

3 J

- 15 288 g/dm ergibt. Dieses Produkt hat einen Luftstrom- 'j widerstand von 200 cgs Rayls/cm, was ein Maß dafür ist, daß das Produkt akustisch porös ist.

Beispiel 3 -ffiEp·

Bei der Herstellung eines laminierten Materials aus llp 20 Mineralwolle und einer Perlitsichtseite wird ein im %

Handel erhältliches naß abgelegtes Faserplattenpro- dukt mit einer Stärke von etwa 12 mm mit etwa 2 100 g/m Polyvinylacetatklebstoff sprühbeschichtet.

Die eine Perlitsichtseite aufweisende Matte von 25 Beispiel 2 wird auf die Platte aufgebracht und mit einem Druck von 4,5 kg etwa 30 Sekunden lang verfestigt. Das erhaltene Produkt hat einen Luftstromwiderstand von 1188 cgs Rayls/cm verglichen mit einem ^ Widerstand von 1447 cgs Rayls/cm für die Basisplatte, 3o was zeigt, daß der NRC-Wert des Lamiats unverändert ; bleiben würde oder den NRC-Wert der Basisplatte über- f » I, * - 19 - schreiten würde, * i*'

Beispiel 4 — »

Es wird ein Produkt mit einer Vermiculitsichtseite hergestelt, wobei gemäß Beispiel 2 eine Matte mit 2 5 einem Basisgewicht von 4,9 kg/m verwendet wird. Auf der Materialbahn wird eine gleichförmige Schicht von Vermiculit aufgebracht, wozu eine Vorrichtung für die volumetrische Aufbringung gemäß Beispiel 2 benutzt wird* Das beschichtete Material wird dann in 10 eine Flachbettpresse befördert, die auf 230°C vorerhitzt ist, und zehn Minuten lang auf eine Stärke von etwa 2,5 cm verfestigt. Die erhaltene Platte wird mit einer abschließenden Farbschicht versehen.

Sie hat einen Luftstromwiderstand von 61 cgs Rayls/cm.

15 Die Preßzeit ist wesentlich länger als bei Beispiel 2.

Die Preßzeit kann also abhängig vom verwendeten Harz, ' der Art der Härtungsvorrichtung und der Stärke des ·;·

Materials variieren.

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Beispiel 5 'K»1 20 Unter Verwendung eines Glasmattenmaterials und eines -iftf Zuschlagstoffs in Form von Sand wird ein akustisch poröses Material hergestellt. Verwendet wird eine vorgefertigte Glasmatte, die ein flüssiges Phenolharz enthält. Die Matte hat eine Stärke zwischen 2 25 3,8 und 5 cm und ein Basisgewicht von etwa 540 g/m .

Der Sand wird auf die Matte in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebracht. Da die Matte eine variable Oberflächenbeschaffenheit aufgrund ihrer ~ variierenden Dicke hat, und da der Sand ein dichtes 30 Material ist, neigt der Sand dazu, in die tiefen L i Stellen abzufließen, wodurch große unbedeckte Ober- i I - / % ' *. « « Γ ' - 20 - flächenbereiche verbleiben würden.

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Um dies zu vermeiden, wird eine gleichförmig dünne 9

Sandschicht auf ein Freigabepapier aufgebracht und die Matte dann mit dem Sand als Zwischenschicht ver-5 sehen. Die beschichteten Materialien werden zu einer Flachbettpresse befördert, die auf 230*C vorerhitzt ist, und nach einer Kompression auf eine Dicke von etwa 3 mm gehärtet. Nach dem Entfernen aus der Presse und nach dem Abtrennen des Freigabepapiers werden die 10 verfestigten Materialien umgedreht, wodurch man ein ί -auf der Oberfläche mit Sand beschichtetes Produkt 7J; erhält, das einen Luftstromwiderstand von 77 317 cgs Rayls/cm hat.

* Beispiel 6 15 Bei diesem Beispiel wird eine Probe hergestellt, die ^ einen erhöhten Widerstand gegen Oberflächenablösung hat. Die in Beispiel 2 beschriebene Mineralwolle .7^,.

| wird mit einer Teilchenbeschichtung versehen, die | 87 % Perlit und 13 % pulverförmiges Stärkebindemittel ;Jp|k I 20 auf weist. Das Schichtmaterial wird mit ausreichend ::1¾¾ ;

Wasser versehen, so daß die Stärke in der Presse 7 gelieren kann. Anschließend wird das Material dem ; Härtungsprozeß wie in Beispiel 2 unterworfen. Das i erhaltene Produkt, das in Fig. 6 gezeigt ist, hat 25 einen relativ hohen Widerstand gegen Oberflächenabriebsschäden, wenn mit der Hand gerieben wird, da die Oberfläche viel ebener ist und die Stärke die Zuschlagstoffteilchen aneinander haften läßt.

Beispiel 7 30 Bei diesem Beispiel wird zwischen dem Oberflächen- / • i. m « - 21 -t

Zuschlagstoff und der darunterliegenden Faserflâche * eine Klebstoff Schicht vorgesehen. Es wird eine

Mineralwolleraatte wie in Beispiel 2 verwendet. Auf , ' die ungehärtete und nicht verfestigte Bahn wird ein 5 Pigmentklebstoff folgender Zusammensetzung aufgebracht:

Komponente Gewichtsprozent

Hexamethylentetramin 4,3

Polyvinylalkohol 18,0 10 Kaolinittonaufschlämmung 77,7 (70 % Feststoffe) ‘’··

Der Klebstoff wird durch Sprühen mit einer Menge von , 2 240 g/m aufgebracht. Auf die Oberfläche dieses Γ *

Materials wird eine Perlitschicht gemäß Beispiel 2 ;;-

15 aufgebracht, wodurch man den Schichtaufbau von Fig. 7 F

f erhält. Das anschließend verfestigte Produkt hat das Aussehen von Fig. 2 mit der Ausnahme, daß der pigmen-tierte Klebstoff durch die Räume zwischen den Teil-chen sichtbar ist. 1ρ|Ι.^ 20 Dieses Produkt hat einen Luftstromwiderstand von 208 cgs Rayls/cm. Die Ergebnisse zeigen, daß das l^r •3# *··' -

Aufbringen des Klebstoffs den Luftstrom durch die Matte nur leicht beeinträchtigt. Die Beschichtung trägt jedoch auch dazu bei, die darunterliegende 25 Mineralwollematte zu verdecken, so daß ein gefälliges Aussehen des Produkts erreicht wird.

Beispiel 8 - Es wird ein Perlit/Bindemittel-Kernprodukt mit einer

Perlitsichtfläche hergestellt. Das Kernsubstrat wird 30 gemäß Beispiel 6 der US-PS 4 476 175 hergestellt, 'je- h ' i » - 22 - * * doch mit der Ausnahme, daB vor dem Uber führen des • verfestigten Kernmaterials in den Durchgangskon-vektionsofen Haftmittel auf die Oberseite der * Bahn auf gesprüht wird. Das Haftmittel und die auf-5 gebrachte Menge entsprechen denen von Fig. 7, wobei das Perlit in gleicher Weise aufgebracht wird. Der Schichtverbundkörper wird dann gehartet, wodurch man ein Produkt mit einem gefälligen Aussehen erhält, dessen Oberfläche im wesentlichen nicht abblättert.

10 Der Schichtkörper hat eine Stärke von 13 mm. Der NRC-Wert dieses Produkts im wesentlichen gemessen nach ASTM C 423 beträgt 0,55, der Luftstromwider stand % 373 cgs Rayls/cm.

Im Vergleich dazu beträgt der NRC-Wert einer Platte 15 hergestellt nach Beispiel 6 der US-PS 4 476 175 0,60, während der Luftstromwiderstand bei 280 cgs Rayls/cm liegt. Die Plattenstärke beträgt dabei e 12,4 mm. Ihr Aussehen ist für den Einsatz bei her- .

kömmlichen Deeken nicht geeignet. Obwohl also der .

20 NRC-Wert etwas verringert wurde und der Luftstromwi- vtA-· derstand bei dem Produkt mit Perlitsichtseite gemäß der Erfindung etwas erhöht wurde, hat dieses Produkt ,¾¾.

gute akustische Eigenschaften und ein überlegenes Jf

Aussehen.

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Claims (10)

1. Akustisch poröses Verbundmaterial, insbesondere für Bauzwecke, gekennzeichnet durch ein Zuschlagstoffoberflächenmaterial mit wenigstens einem teilchenförmigen Material (12, 16) , 5 das an einer trocken abgelegten Bahn (10, 15) vor- - .- gesehen ist, die im wesentlichen aus Fasermaterial H' " und organischem Bindemittel besteht, wobei auf der Bahn der Hauptteil des teilchenförmigen Materials 116} wenigstens teilweise darin eingebettet ist 10 und die Oberfläche des Verbundmaterials die Kontur der Einrichtung besitzt, die für die Verfestigung benutzt wird.

2. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige - Material, welches der Bahn ein gemustertes Aus- , sehen gibt, selektiv aufgebracht ist. T » _ - ^ V - 24 - Λ Y . ' jue ^

3. Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch * gekennzeichnet/ daß das die Ober- fläche bildende Zuschlagstoffmaterial eine r ’ Mischung aus teilchenförmigem Material und aus 5 einem organischen Bindemittel ist.

4. Verbundmaterial nach Anspruch 1/ gekennzeichnet durch eine im wesentlichen nicht akustische Zwischenschicht aus Bindemittel zwischen dem Teilchenmaterial und der Bahn.

5. Verbundmaterial nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein musterförmiges Aussehen der mit Bindemittel beschichteten Bahn aufgrund des selektiv aufgebrachten Teilchenmaterials.

\ 6. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, JE dadurch gekennzeichnet, daß das Teilchenmaterial aus Perlit, Vermiculit oder Sand besteht.

7. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das ·>·1 ’ i .··. Fasermaterial aus Mineralwolle oder Glasfaser besteht .

8. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein darunterliegendes Kernmaterial, welches aus geschäumtem Perlit und organischem Bindemittel besteht, und 5 durch eine tragende, trocken geformte Unterlagenbahn.

. 9. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine darunter- .»/ * Î y . >5 - 25 - - v *-Μ b liegende, trockene, akustisch poröse, naß * abgelegte Platte. Γ

10. Verfahren .zur Herstellung eines akustisch porösen Verbundmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine trocken geformte Bahn vorge-5 sehen wird, die im wesentlichen aus Fasermate rial und organischem Bindemittel besteht, daß eine Schicht aus einem die Oberfläche bildenden Aggregatmaterial, das wenigstens ein Teilchenmaterial enthält, bei der Bahn derart vorge-10 sehen wird, daß der Hauptteil der Teilchen in Kontakt mit der Bahn steht, wobei die Kompressibilität des Teilchenmaterials bezüglich der Kompressibilität der Bahn derart ist, daß das Teilchenmaterial in der Bahn eingebettet werden 15 kann, und daß das beschichtete Verbundmaterial verfestigt und gehärtet wird, wodurch im wesent- ψ liehen das gesamte Teilchenmaterial wenigstens ^5/ ·· ; · - ζ. · teilweise in die Bahn eingebettet ist und die . Oberfläche des gehärteten Aufbaus die Kontor ei- 3IF 20 ner Verfestigungseinrichtung besitzt, wobei der ,¾. gehärtete Verbundaufban akustisch porös ist. / i • ^