WO2005118970A1 - Dichtungselement - Google Patents

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WO2005118970A1
WO2005118970A1 PCT/EP2005/003204 EP2005003204W WO2005118970A1 WO 2005118970 A1 WO2005118970 A1 WO 2005118970A1 EP 2005003204 W EP2005003204 W EP 2005003204W WO 2005118970 A1 WO2005118970 A1 WO 2005118970A1
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Wolfgang Lukat
Martin Deiss
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Iso-Chemie Gmbh
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/66—Sealings
    • E04B1/68—Sealings of joints, e.g. expansion joints
    • E04B1/6812—Compressable seals of solid form

Definitions

  • the invention relates to a sealing element made of soft, flexible foam.
  • sealing elements are already known in various configurations and are used for sealing against water, moisture, air and sound or for vibration damping in a wide variety of technical industrial areas, the sealing elements usually being produced in the form of strips or molded parts.
  • so-called open-cell foams which have a relatively high air permeability
  • so-called closed-cell foams are also known, which have a low air permeability.
  • soaked soft foams are divided into various stress groups within the scope of DIN 18542.
  • sealing elements are known, for example, from FR 1 544 724, DE 1 000 946, EP 317 833 A2 and EP 688 382 B1.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a sealing element made of soft foam which is easy to handle for use in sealing joints and which achieves extremely good sealing values even when it is almost completely restored and meets the relevant DIN standards.
  • the sealing element consists of a soft foam with an air permeability of at most 50 l / m 2 s and is designed in such a way that after compression it performs a delay which is homogeneous, essentially homogeneous over its entire length and width. This ensures that the sealing element is versatile and flexible in use and has an extremely high level of driving rain tightness even when it is almost completely reset.
  • the sealing element is preferably designed in such a way that, after compression, it is delayed to about 80-95% of the original thickness, which ensures that the desired standards are also met in the final state.
  • the sealing element is preferably designed in such a way that it performs a reliable reset from -10 ° C.
  • the sealing element is designed to be flame-retardant, as a result of which the DIN ISO EN 4102 B1 is also fulfilled in the reset state with regard to fire behavior.
  • the sealing element is UV-resistant.
  • the sealing element according to the invention consists of a soft, flexible foam, preferably of a polyurethane foam. However, it is also conceivable, for example, to use a melamine resin foam or a silicone foam.
  • the sealing element according to the invention has a network-shaped basic structure, in which a dense cell structure is implemented.
  • the foam is designed as a closed-cell foam that has an air permeability of at most 50 l / m 2 s (measured according to DIN 53887 with a so-called Frank device), preferably at most 40 l / m 2 s, more preferably at most 25 l / m 2 s having. The more closed-cell the foam is, the more and the smaller cells it has.
  • the air permeability is therefore also correlated with the number and size of the cells.
  • an air permeability of 40 l / m 2 s corresponds approximately to a cell density of 25 ppi (pores per inch) and a cell diameter of 700 ⁇ m. "Pors per inch" is a common indication of the amount of cells contained in a foam.
  • the sealing element is impregnated with a suitable impregnate, preferably by introducing the sealing element into an immersion bath and then rolling, and then dried, preferably heat-dried.
  • the impregnate preferably has a viscosity of at most 500 mPas, more preferably at most 400 mPas 20 revolutions per minute (determined with a Brookfield rheometer) and a solids content of at most 40% (determined with a Sartorius dry measuring device), preferably at most 30%.
  • the particle size of the solids is a maximum of 0.1 mm.
  • Hydrophilic and hydrophobic components based on an aqueous binder solution preferably an acrylate solution
  • Hydrophilic and hydrophobic components based on an aqueous binder solution are preferably added to the impregnate, and homogeneous impregnation is achieved with an impregnation weight of less than 20 kg / m 3 dry matter.
  • an impregnation weight of less than 20 kg / m 3 dry matter.
  • the sealing element according to the invention can, for example, have a density of approximately 80 kg / m 3 and, after compression, is delayed over its entire length and width until it has expanded again to 80-95%, preferably approximately 90% of the original thickness.
  • the reset properties also depend on environmental conditions such as temperature, humidity and storage time. It is particularly important here that the provision is essentially homogeneous over the entire length and width of the sealing element, which is ensured by the homogeneous impregnation of the sealing element.
  • the homogeneous delayed reset ensures flexible use, for example as a joint sealing tape. After compression, a resetting of the sealing element according to the invention is reliably ensured from a material temperature of -10 ° C.
  • the closed-cell foam used here has smaller inlet and outlet cross-sections than an open-cell foam and is therefore only extremely permeable to air. This ensures that the DIN standard 18542 BG1 with regard to watertightness is already fulfilled with a foam that has been restored to approx. 90% of the original thickness, whereas previous soft foams had to be compressed to at least 60% of the original thickness in order to provide the same values.
  • the impregnate preferably has UV-resistant substances which slow down the aging process of the foam and make it more resistant to direct sunlight. It is also advantageous that the impregnate contains flame retardants so that DIN ISO EN 4102 B1 is also fulfilled with regard to fire behavior. Other DIN standards regarding temperature stability, compatibility with other building materials, etc. can also be met with this sealing element.
  • the sealing element according to the invention is thus outstandingly suitable for use as a joint sealing tape, flat gasket, molded part etc. and can be used both for sealing against water, moisture, air and sound, for thermal decoupling and for vibration insulation. The sealing of movement joints in the interior and exterior is particularly preferred.
  • the sealing element according to the invention can also be equipped with one or more self-adhesive layers.
  • the sealing element can also be manufactured as pre-compressed roll goods.
  • a combination (e.g. by means of gluing or lamination) of this material with other materials is also conceivable, e.g. with any kind of open-cell and closed-cell soft foams (PE, PVC, cellular rubber, cellular rubber, PU) or with various foils, nonwovens etc. (such as PP, PE, PVC) that are already laminated onto standard foams.
  • PE open-cell and closed-cell soft foams
  • PVC cellular rubber
  • cellular rubber cellular rubber
  • PU various foils, nonwovens etc.
  • Possible areas of application for the sealing elements according to the invention are, above all, expansion joints in the construction industry, joints between components in the motor vehicle sector and other industrial applications, such as Refrigerated counters, control cabinets etc.
  • the area of application of the invention is very universal and is not limited to this.

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Abstract

Das erfindungsgemässe Dichtungselement besteht aus einem weichen Schaumstoff mit einer Luftdurchlässigkeit von höchstens 50 l/m2s und ist derart ausgebildet, dass es nach Kompression eine im wesentlichen über seine gesamte Länge und Breite homogene, verzögerte Rückstellung vollzieht.

Description

Dichtungselement
Die Erfindung betrifft ein Dichtungselement aus weichem, flexiblem Schaumstoff.
Derartige Dichtungselemente sind bereits in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt geworden und werden zur Abdichtung gegen Wasser, Feuchtigkeit, Luft und Schall oder zur Vibrationsdämpfung in verschiedensten technischen Industriebereichen eingesetzt, wobei die Dichtungselemente üblicherweise in Form von Bändern oder Formteilen hergestellt werden. Neben sogenannten offenzelligen Schaumstoffen, die eine relativ hohe Luftdurchlässigkeit aufweisen, sind auch sogenannte geschlossenzellige Schaumstoffe bekannt, die eine geringe Luftdurchlässigkeit aufweisen. Für die Abdichtung in der Bauindustrie werden getränkte Weichschaumstoffe im Rahmen der DIN 18542 in verschiedene Beanspruchungsgruppen eingeteilt.
Grundlegende Beispiele derartiger Dichtungselemente sind etwa aus der FR 1 544 724, der DE 1 000 946, der EP 317 833 A2 und der EP 688 382 B1 bekannt.
Nachteilig an den bisherigen Dichtungselementen war, dass bestimmte Anforderungen wie Schlagregendichtigkeit entweder lediglich bei starker Komprimierung der Dichtungselemente erfüllbar waren oder dass die Dichtungselemente nur schwer handhabbar waren.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Dichtungselement aus weichem Schaumstoff zu schaffen, das für einen Einsatz zur Abdichtung von Fugen leicht handhabbar ist und auch bei nahezu vollständig rückgestelltem Zustand extrem gute Dichtwerte erzielt und die einschlägigen DIN-Normen erfüllt.
Das Dichtungselement besteht aus einem weichen Schaumstoff mit einer Luftdurchlässigkeit von höchstens 50 l/m2s und ist derart ausgebildet, dass es nach Kompression eine im Wesentlichen über seine gesamte Länge und Breite homogene, verzögerte Rückstellung vollzieht. Dadurch wird gewährleistet, dass das Dichtungselement vielseitig und flexibel einsetzbar ist und selbst in nahezu vollständig rückgestelltem Zustand eine enorm hohe Schlagregendichtigkeit aufweist. Vorzugsweise ist das Dichtungselement derart ausgebildet, dass es nach Kompression eine verzögerte Rückstellung auf etwa 80-95% der ursprünglichen Dicke vollzieht, wodurch gewährleistet wird, dass auch im Endzustand die gewünschten Normen erfüllt werden.
Im Sinne einer guten Handhabung im Baubereich ist das Dichtungselement vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es ab -10° C eine zuverlässige Rückstellung vollzieht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Dichtungselement flammhemmend ausgebildet ist, wodurch die DIN ISO EN 4102 B1 hinsichtlich des Brandverhaltens auch im rückgestellten Zustand erfüllt wird.
Für einen Einsatz im Außenbereich ist es vorteilhaft, dass das Dichtungselement UV- beständig ist.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Das erfindungsgemäße Dichtungselement besteht aus einem weichen, flexiblen Schaumstoff, vorzugsweise aus einem Polyurethan-Schaumstoff. Ebenso ist aber auch z.B. die Verwendung eines Melaminharzschaums oder eines Silikonschaums denkbar. Das erfindungsgemäße Dichtungselement weist ein netzförmiges Grundgerüst auf, in welchem ein dichtes Zellengerüst implementiert ist. Der Schaumstoff ist als geschlossenzelliger Schaumstoff ausgebildet, der eine Luftdurchlässigkeit von höchstens 50 l/m2s (gemessen nach DIN 53887 mit einem sogenannten Frank-Gerät), vorzugsweise höchstens 40 l/m2s, mehr bevorzugt höchstens 25 l/m2s aufweist. Je geschlossenzelliger der Schaumstoff ist, desto mehr und desto kleinere Zellen besitzt er. Die Luftdurchlässigkeit ist daher auch kor- reliert mit der Anzahl und Größe der Zellen. So entspricht z.B. bei einem Polyurethanether- schaumstoff eine Luftdurchlässigkeit von 40 l/m2s in etwa einer Zelldichte von 25 ppi (pors per inch) und einem Zelldurchmesser von 700 μm. "Pors per inch" ist dabei eine übliche Angabe der Menge von in einem Schaumstoff enthaltenen Zellen.
Das Dichtungselement wird mit einem geeigneten Imprägnat getränkt, vorzugsweise durch Einbringen des Dichtungselements in ein Tauchbad und anschließendes Walzen, und anschließend getrocknet, bevorzugt wärmegetrocknet. Das Imprägnat weist hierbei vorzugsweise eine Viskosität von höchstens 500 mPas, mehr bevorzugt höchstens 400 mPas, bei 20 Umdrehungen pro Minute (mit einem Brookfield Rheometer bestimmt) und einen Feststoffgehalt von höchstens 40% (mit einem Sartorius Trockenmessgerät bestimmt), vorzugsweise höchstens 30%, auf. Die Teilchengröße der Feststoffe beträgt hierbei maximal 0,1 mm. Vorzugsweise sind dem Imprägnat auf Basis einer wässrigen Bindemittellösung, vorzugsweise einer Acrylatlösung, hydrophile und hydrophobe Komponenten beigemengt, und es wird bereits mit einem Tränkgewicht von weniger als 20 kg/m3 Trockenmasse eine homogene Tränkung erreicht. Bei der Imprägnierung erfolgt nicht nur eine äußere Benetzung der Zellwände, sondern eine Durchdringung der nahezu geschlossenen Zellmembranen, so dass eine innere Benetzung mit dem Tränkmedium erzielt wird.
Das erfindungsgemäße Dichtungselement kann z.B. ein Raumgewicht von etwa 80 kg/m3 aufweisen und stellt sich nach Kompression über seine gesamte Länge und Breite verzögert zurück, bis es sich wieder auf 80-95%, vorzugsweise ca. 90% der ursprünglichen Dicke ausgedehnt hat. Die Rückstelleigenschaften sind auch von Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit und Lagerzeit abhängig. Besonders wichtig hierbei ist, dass die Rückstellung im Wesentlichen über die gesamte Länge und Breite des Dichtungselements homogen erfolgt, was durch die homogene Tränkung des Dichtungselements gewährleistet wird. Durch die homogene verzögerte Rückstellung ist ein flexibler Einsatz, z.B. als Fugen- dichtband, gewährleistet. Nach Kompression ist eine Rückstellung des erfindungsgemäßen Dichtungselements bereits ab einer Materialtemperatur von -10° C sicher gewährleistet.
Wie bereits erwähnt, weist der hier verwendete geschlossenzellige Schaumstoff kleinere Ein- und Austrittsquerschnitte als ein offenporiger Schaumstoff auf und ist daher nur in äußerst begrenztem Maße luftdurchlässig. Hierdurch wird gewährleistet, dass die DIN-Norm 18542 BG1 bezüglich Schlagregendichtigkeit bereits bei einem auf ca. 90% der ursprünglichen Dicke zurückgestellten Schaumstoff erfüllt wird, während bisherige Weichschaumstoffe mindestens auf 60% der ursprünglichen Dicke komprimiert sein mussten, um die selben Werte zu liefern.
Vorzugsweise weist das Imprägnat UV-beständige Substanzen auf, die den Alterungspro- zess des Schaumstoffs verlangsamen und ihn resistenter gegen direkte Sonneneinstrahlung machen. Ebenso ist es vorteilhaft, dass das Imprägnat Flammschutzmittel enthält, so dass auch die DIN ISO EN 4102 B1 bezüglich des Brandverhaltens erfüllt wird. Auch andere DIN-Normen hinsichtlich Temperaturstabilität, Verträglichkeit mit anderen Baustoffen usw. können durch das vorliegende Dichtungselement erfüllt werden. Das erfindungsgemäße Dichtungselement eignet sich somit hervorragend zum Einsatz in der Anwendung als Fugendichtband, Flachdichtung, Formteil usw. und kann sowohl zur Abdichtung gegen Wasser, Feuchtigkeit, Luft und Schall, zur thermischen Entkopplung und zur Vibrationsdämmung verwendet werden. Besonders bevorzugt ist die Abdichtung von Bewegungsfugen im Innen- und Außenbereich.
Für eine sichere Befestigung kann das erfindungsgemäße Dichtungselement zudem mit einer oder mehreren selbstklebenden Schichten ausgestattet sein.
Das Dichtungselement kann aufgrund seiner Eigenschaften auch als vorkomprimierte Rollenware hergestellt werden.
Somit wird ein Dichtungselement geschaffen, das gegenüber den bisher bekannten Dichtungselementen erhebliche Vorteile liefert, flexibel einsetzbar ist und besonders den Anforderungen im Baubereich exzellent angepasst ist.
Außerdem ist eine Kombination (etwa mittels Verklebung oder Kaschierung) dieses Materials mit anderen Materialien denkbar, z.B. mit jeder Art von offenzelligen und geschlossen- zelligen Weichschaumstoffen (PE, PVC, Moosgummi, Zellkautschuk, PU) oder mit diversen Folien, Vliesen etc. (wie z.B. PP, PE, PVC), die bereits auf Standard-Schaumstoffe kaschiert werden.
Mögliche Anwendungsbereiche der erfindungsgemäßen Dichtungselemente sind vor allem Bewegungsfugen in der Bauindustrie, Fugen zwischen Bauteilen im Kraftfahrzeugbereich und anderen Industrieanwendungen, wie z.B. Kühltheken, Schaltschränken etc. Der Einsatzbereich der Erfindung ist aber sehr universell und nicht hierauf beschränkt.

Claims

Ansprüche
1. Dichtungselement aus weichem Schaumstoff mit einer Luftdurchlässigkeit von höchstens 50 l/m2s, das derart ausgebildet ist, dass es nach Kompression eine Rückstellung vollzieht, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund einer homogenen Tränkung des gesamten Dichtungselements mit einem Imprägnat die Rückstellung des Dichtungselements im wesentlichen über die gesamte Länge und Breite des Dichtungselements homogen ist und verzögert erfolgt.
2. Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Polyurethanschaumstoff gebildet ist.
3. Dichtungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es derart ausgebildet ist, dass es nach Kompression eine verzögerte Rückstellung auf etwa 80-95% der ursprünglichen Dicke vollzieht.
4. Dichtungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ab -10°C eine zuverlässige Rückstellung vollzieht.
5. Dichtungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es flammhemmend ausgebildet ist.
6. Dichtungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es UV-beständig ist.
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