DE4415406A1

DE4415406A1 - Verfahren zur Herstellung von Dämmplatten und Dämmformteilen zur Schall- und/oder Wärmeisolierung, Ausbildung sowie Verwendung derselben

Info

Publication number: DE4415406A1
Application number: DE19944415406
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Bondzio; Dieter Holst; Werner Dr Klusmeier; Michael Rullkoetter
Original assignee: Johnson Controls GmbH
Current assignee: Johnson Controls GmbH
Priority date: 1994-05-02
Filing date: 1994-05-02
Publication date: 1995-11-09
Anticipated expiration: 2014-05-03
Also published as: DE4415406C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel lung von Dämmplatten und Dämmformteilen zur Schall- und/oder Wärmeisolierung, die durch Pressen unter Hitzeeinwirkung aus zerkleinerten, mit Bindemittel vermischten Recycling- und/oder Neuwerkstoffen, teils unter Zusetzen von minera lischem Füllstoff erzeugt werden, sowie ihre besonderen Ausbildungen und Verwendungen.

Bekannt ist, von zerkleinertem Recyclingmaterial aus Schaumstoffen Platten unter Einmischung eines Bindemit tels herzustellen, wobei es jedoch nachteilig ist, daß diese Produkte, da sie nicht faserhaltig sind, bei geringer und mittlerer Dichte zur Erzielung eines erwünschten Tritt- und Luftschall-Dämmwertes keine gute Druckfestigkeit besit zen, d. h. sie setzen sich bei der Belastung zu stark und sind somit nicht zur Unterlage bei entsprechender Belastung, wie z. B. bei einem Estrich, zu verwenden.

Das sogenannte Gummihaar besteht aus Naturfaserstoffen, wie Kokosfasern, Tierhaaren bzw. einem Gemisch hiervon, wobei diese Werkstoffe mit Latex besprüht und unter Wärme einwirkung getrocknet werden. Dieses hiernach vorliegende Fasergefüge bildet den Ausgangswerkstoff für die Herstel lung einer Vorstufe von gepreßten recyclingfähigen Polster formteilen, z. B. für Automobilsitze, Polstermöbelstücke und dgl. Bei den weiteren Bearbeitungsgängen wird es zu Matten zusammengelegt und in Preßformen, die den gewünsch ten Konturen der Polsterteile entsprechen, eingebracht, wobei die Formteile unter Druck- und Hitzeeinwirkung ihre gewünschte Form, soweit es durchführbar ist, erhalten. Durch einen abschließenden Vulkanisiervorgang wird die notwendige Formstabilität erreicht.

Bei der Herstellung dieser Polsterformteile aus Gummihaar fallen, bedingt durch oft erforderliche Materialzugaben zur Erreichung der verlangten endgültigen Außenkonturen, er hebliche Restmengen von Gummihaar an, da die endgültigen Außenkonturen und gegebenenfalls erforderliche Öffnungen oder dgl. durch Schnitt- bzw. Bearbeitungsvorgänge herge stellt werden. Zu diesen Restmengen kommen noch Ausschuß- Preßteile, die infolge fehlerhafter Produktion nicht zu verwenden sind. Außerdem ergeben sich bei der Entsorgung von Polsterteilen und dgl. aus Gummihaar weitere Mengen dieses Werkstoffes, wobei derartige Abfallmengen künftighin umweltfreundlich entsorgt werden müssen.

Diese beachtlichen Rest- und Recyclingmengen aus Gummihaar müssen heute noch zur Entsorgung auf Deponien gelagert wer den, weil noch keine wirtschaftlich und zuverlässig arbei tenden Verfahren zur Wiederverwendung dieser Stoffe bekannt sind. Das Deponieren derselben verursacht erhebliche Kosten, kann nicht unbegrenzt infolge Fehlen geeigneter Lagerstät ten in der Zukunft erfolgen und stellt zudem eine Belastung für die Umwelt dar.

Bei der Fertigung von Teilen aus künstlichen und natürli chen Schaumstoffen, z. B. Polyurethan-Weichschaum oder La texschaum, fallen auch größere Mengen Recyclingmaterial an, so ist es unvermeidbar, daß an undichten Stellen der Schäumform Kunststoffschaumreste austreten und es entste hen ebenfalls weitere Abfallmengen durch Beschnitt zu Fertigteilen bzw. durch Ausschußteile bei der Produktion sowie bei der Verschrottung von Einrichtungen, die eben falls Schaumreste enthalten, wie es bei Sitzen und son stigen Geräten der Fall ist, welche ebenfalls zu entsor gen und im Sinne einer verminderten Umweltbelastung mög lichst anderen Verwendungszwecken zuzuführen sind.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, Dämmplatten bzw. Dämmplattenkombinati onen mit hoher Luft-, Tritt-, Körperschall- sowie auch Wärmedämmung zu erzeugen, wozu zur Entsorgung angefalle ne Recyclingwerkstoffe aus Gummihaar oder Gummihaar und Schaumstoffen bzw. entsprechende Neurohmaterialien zu verwenden sind.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufge führten Merkmale gelöst, indem Recyclingmengen aus Gummi haar als auch diese mit entsprechenden Mengen von Schaum stoffen als Gemisch zur Herstellung von Schall- und Wär medämmplatten, Dämmplattenkombinationen bzw. Dämmformtei le zu verarbeiten sind, wie es sich als besonders günstig erwies. Zur Gewährleistung einer gesicherten Fertigungs kapazität gleicher Qualität sind bei fehlenden Mengen an entsprechenden Recyclingmaterialien gleichartige Neuwerk stoffe problemlos zu verwenden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe sondere darin, daß nun auch Recyclingmengen aus Gummihaar wirtschaftlich entsorgt werden können und durch bestimmte Mischungsverhältnisse von zerkleinerten Recyclingmengen aus Gummihaargranulat sowie mineralische Füllstoffe und Bindemittel oder Gummihaargranulat, Schaumstoffflocken, mineralische Füllstoffe und Bindemittel ergänzt, gegebe nenfalls durch erforderliche Mengen Neuwerkstoffe gleicher Art, durch einen unter Hitze stehenden Preßvorgang, hoch wertige Dämmplatten oder Dämmformteile zur Schall- und/oder Wärmeisolierung in in den qualitativen Anforderungen ange paßten physikalisch unterschiedlichen Eigenschaften herge stellt werden können. Hierdurch ist eine umweltfreundliche Entsorgung, sowohl von Restmengen aus Gummihaar und aus Schaumstoffen gewährleistet als auch eine Einsparung an Rohstoffen erreicht, wobei die Endprodukte den bekannten Dämmwerkstoffen gegenüber für die betreffenden Anwendun gen überraschend verbesserte, an die Anforderungen gut an paßbare Eigenschaften aufweisen, und dabei die nach der Erfindung produzierten Teile verhältnismäßig niedrig im Preis liegen, bei ähnlicher Wirksamkeit bekannten Dämm stoffen gegenüber kleinere Abmessungen ermöglichen, was sich auch verbilligend auf mit den Dämmplatten zu kombi nierende Teile, wie z. B. Türen, auswirkt.

Eine vorteilhafte Herstellung größerer Platten bzw. Blöcke gemäß Anspruch 2, bietet eine wenig aufwendige Fertigung von Halbzeugen, aus denen, je nach Auftragseingang, unter schiedliche, gewünschte Plattengrößen bzw. Formteile kurz fristig durch mechanische Trennung zu erzeugen sind, wozu sich eine lagermäßige Bevorratung dieser Halbzeuge beson ders günstig auswirkt, sowohl beim Hersteller der Halbzeu ge als auch bei Niederlassungen bzw. Vertragshändlern, ins besondere wenn sie in großen Entfernungen oder im Ausland ihren Sitz haben.

Das Merkmal des Anspruches 3 ermöglicht es, außer den an gegebenen Recyclingmaterialien zur Entsorgung auch im Be darfsfall Neuwerkstoffe gleicher Art zu verarbeiten.

Die gemäß Anspruch 4 unterschiedlich einzusetzenden Korn- bzw. Flockengröße der verwendeten Bestandteile erlaubt eine weitere Anpassung des Mischgutes an die jeweilig ge stellten Qualitätsanforderungen der Fertigware.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Pa tentanspruch 5 angegeben, indem die Oberfläche besonderen Anforderungen bzw. Wünschen anpaßbar ist, wie z. B. zum Erreichen erhöhter Rutschfestigkeit, besonderes Design, Er zeugung von Lufträumen zwischen zwei zusammengelegten Plat ten, Erhöhung der Dämmwirkung gegen Schall und/oder Wärme übergang, Schutz gegen Aufnahme von Feuchtigkeit und dgl.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 6 ermöglicht eine Anwen dung der erfindungsgemäß erzeugten Produkte, wenn eine Oberfläche mit besonderen Eigenschaften, wie eine dichtere oder verschleißfestere oder anders farbliche Oberfläche und dgl. verlangt wird,
Nach den Merkmalen gemäß Anspruch 7 sind weitere Kombina tionen mit unterschiedlichen Materialien ermöglicht.

Durch den Inhalt des Anspruchs 8 wird erreicht, daß eine überraschend hohe Schalldämmwirkung beim Zusammenlegen von Dämmplatten unterschiedlicher physikalischer Eigen schaften vorliegt.

Die nach der Erfindung hergestellten Dämmplatten bzw. Dämmplattenkombinationen sowie Formteile sind anzuwenden:

- für Dämmeinlagen in Türblättern sowie als Schallschutz zwischenlagen für Wände, vorzugsweise als lose anliegen de Doppelplatten,
- als schalldämmendes Material unter Boden- bzw. Wandflie sen,
- zur Trittschalldämmung und Wärmeisolierung bei Verminde rung der Bauhöhe als Untergrund für Fußbodenestrich,
- zur Erzielung von Zwischenluftschichten bei Dämmplat tenkonstruktionen,
- als Unterlage für Maschinenfundamente zur Geräuschdäm mung,
- als Halbzeugdämmplatten zur Herstellung von Bodenflie sen bei Beschichtung derselben mit PVC oder dgl.,
- als Halbzeugdämmplatten zur Herstellung von mit PVC, PUR usw. beschichteten Fertigdämmplatten,
- als Schall- bzw. Wärmedämmformteile zum Einbau in Ma schinen und/oder Einrichtungen für den Anlagenbau und dgl.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung perspektivisch dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilbereich einer Dämmplatte mit längs- und querverlaufenden Riffeln auf einer Oberflä chenseite,

Fig. 2 einen Teilbereich einer Dämmplatte mit in Längs- bzw. Querrichtung versehenen Noppen auf einer Ober flächenseite, wobei diese verhältnismäßig dünne Dämmplatte mit einer weiteren Platte aus sonsti gem geeigneten bzw. gewünschten Werkstoff verbun den ist,

Fig. 3 einen Teilbereich einer Dämmplatte mit in Längs- bzw. Querrichtung verlaufenden Rillen,

Fig. 4 einen Teilbereich einer Dämmplatte mit auf einer Seite aufgeklebten dünnen Kunststoffplatte,

Fig. 5 eine Kombination zweier Dämmplatten, bei der eine Oberfläche einer Platte mit leistenförmigen Federn versehen ist, die passend in Nuten der anderen treten,

Fig. 6 einen Ausschnitt eines Bauteils für Türblätter, Trennwände oder dgl. mit zwei innen eingelegten Dämmplatten unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften sowie auch Dicke,

Fig. 7 ein Formteil aus einem erfindungsgemäßen Dämm werkstoff bestehend.

Eine Dämmplatte 1 gemäß Fig. 1 weist auf einer Oberflächen seite 2 längs- und querverlaufende Riffeln 3 und 4 mit kreisabschnittartigen Querschnitten auf, deren Abstände zueinander beliebig unterschiedlich zu wählen sind. Es können auch nur in einer Richtung solche Riffeln 3 bzw. 4 vorgesehen werden. Durch solche Riffeln 3 und 4 liegen bei der Anlage an gerade Flächen ohne Erhebungen Lufträu me zur Steigerung der Schall- und/oder Wärmedämmung vor es ist eine höhere Griffigkeit bzw. Musterung der Ober fläche erreicht.

Eine Oberflächenseite 6 einer Dämmplatte 7 einer kombi nierten Dämmplatte 8 nach Fig. 2 ist mit abgeflachten ku gelkalottenartigen Noppen 9 zur Erhöhung der Oberflächen griffigkeit bzw. zur Verkleinerung ihrer Anlagefläche oder auch zur Schaffung von Lufträumen versehen, auch diese Nop pen 9 können als Oberflächenmuster in Betracht kommen.

Durch Klebung ist mit der Dämmplatte 7 eine Platte 11 ver bunden. Sie kann aus einer erfindungsgemäßen Dämmplatte, mit gleichen oder unterschiedlichen physikalischen Eigen schaften zur Dämmplatte 7 oder aus einem anderen geeigne ten Werkstoff, wie Kunststoff, Spanplattenmaterial, Holz oder dgl. bestehen.

Die Fig. 3 zeigt eine homogene Dämmplatte 14 mit Längsril len 15 einer Oberflächenseite 16, die in unterschiedlichen Abständen zueinander vorliegen können, ebenfalls um Luft räume bzw. einen erhöhten Luftdurchzug zu erreichen.

Bei einer Kombinationsplatte 18 gemäß Fig. 4 ist mit einer erfindungsgemäßen Dämmplatte 19 eine dünne Kunststoffplat te 20 durch Klebung verbunden. Die Kunststoffplatte 20 kann auch durch eine Furnierplatte 21 aus Holz, Pappe oder eine Metallplatte 22, z. B. aus Kupferblech, ersetzt sein.

Eine Dämmplattenkombination 24 nach Fig. 5 ist mit einer Dämmplatte 25 ausgerüstet, bei der eine Oberflächenseite 26 mit Federn 27 versehen ist, die in Nuten 29 einer Ober flächenseite 28 einliegen, wodurch in der Richtung der Federn 27 und Nuten 29 eine sichere Zuordnung beider Plat ten erreicht ist.

Ein Türblatt 31 nach Fig. 6 besteht im wesentlichen aus Außenplatten 34 zwischen denen sich zwei innere gegenein ander lose angelegte Dämmplatten 32 bzw. 33 befinden, die in unterschiedlichen Dickenmaßen 36 und 37 ausgeführt sein können. Die Außenplatten 34 stellen übliche Türplat ten aus Massivholz, furnierten Holzplatten oder Spanplat ten, außen furniert oder kunststoffbeschichtet oder dgl., dar und die inneren Dämmplatten bestehen je aus einem er findungsgemäßen Werkstoff mit unterschiedlichen physikali schen Eigenschaften, was sich als besonders schalldämmend erwiesen hat. So kann die Dämmplatte 32 aus 75% Gummi haargranulat, 5% Binder und 20% mineralischem Füllstoff in einer Dichte von 800 bis 1000 kg/m³ hergestellt sein und die Dämmplatte 33 aus 63% Gummihaargranulat und 32% gepreßten Schaumstoffflocken sowie 5% Binder in einem Dichtebereich von 400 bis 600 kg/m³
Es zeigte sich, daß ein solches schalldämpfendes Türblatt durch die gegeneinander gelegten Dämmplatten 32 und 33 eine wesentlich höhere Schall- und Wärmedämmung als be kannte Türblätter gleicher Dicke aufweist bzw., daß bei einem ähnlich verlangten Dämpfungsgrad eine dünnere Ge samtbauweise einer schalldämmenden Tür oder Wand ermög licht ist, wobei das Gesamtdickenmaß 35 45 mm betragen kann, wogegen es bei der bislang bekannten Ausgestaltung bei gleicher Dämmwirkung 65 mm betragen mußte, was eine weitere Vereinfachung und Verbilligung bedeutet, da auch die gesamte Türkonstruktion ein geringeres Breitenmaß und geringeres Gewicht aufweist, wobei es vorteilhaft ist, ein loses Gegeneinanderlegen der Dämmplatten 32 und 33 vorzunehmen.

Eine weitere Steigerung der Schall- und Wärmeisolierung ist durch eine Ausbildung von anliegenden Oberflächensei ten der Dämmplatten und/oder deren Außenseiten mit Nop pen 9 oder Riffel 3, 4 zu erreichen.

Ein wie in Fig. 7 dargestelltes Formteil 39 kann bei ent sprechenden Stückzahlen als fertig ausfallendes Preßteil oder bei Einzel- bzw. Kleinserienfertigung spangebend aus einem entsprechenden Dämmplattenhalbzeug hergestellt wer den. Wenn bei Formteilen 39 ein in den meisten Formbe reichen übereinstimmende Gestaltung vorliegt, zu der Aus führungen mit geringeren, durch Abtragen zu erreichenden Unterschieden verlangt werden, so können diese durch span gebende zusätzliche Bearbeitung erzeugt werden.

Je nach den zu erreichenden Qualitäten der Dämmplatten bzw. Formteile wird die Struktur der einzelnen Bestand teile und die Zusammensetzung des homogenen Gemischs der Preßmasse bestimmt. Es handelt sich um die Korngröße des zerkleinerten Gummihaargranulats bzw. die Flockengröße der Schaumanteile, das Verhältnis Gummihaargranulat zu Schaumflocken sowie um den prozentualen Anteil des Bin demittels sowie den des mineralischen Füllstoffes. Das in die Preßform eingebrachte Gemisch wird zweckmäßiger weise unter einem Druck von etwa 120 N/cm² bei einer Erhitzung von ca. 130° verpreßt.

Eine höhere Eingabe von Bindemitteln in das Gemisch und die Verkleinerung der Korngröße des Gummihaars und der Flocken des Schaumstoffes erhöht die Dichte und die sta tische Festigkeit des Dämmwerkstoffes, so daß hierdurch auch eine gute spangebende Bearbeitung ermöglicht ist.

Der zweckmäßigerweise beizugebende prozentuale Anteil des Binders ist auch abhängig von der geforderten Dichte des herzustellenden Formteiles oder Platte. Bei höherer Dich te wird prozentual weniger Binder verwendet als bei nie drigerer Dichte. Als Binder können alle hierzu geeigneten bekannten Klebstoffe beigegeben werden, z. B. elastischer Polyurethanbinder oder ein natürlicher Binder, z. B. La tex. Ein höherer prozentualer Wert des beigemischten Bin ders erhöht die Haltbarkeit der Platten bzw. der Formkör per.

Folgende Beispiele geben Aufschluß über einige durch die Erfindung zu erreichenden Qualitäten der Dämmplatten bzw. Dämmformteile.

Beispiel 1

Kombination zweier gepreßter Dämmplatten 1 und 2 mit einer Materialstärke von jeweils 16 mm, z. B. für Tür- und Wand dämmung.

Platte 1 besteht aus: 74% gemahlenem Gummihaar, Korn größe etwa 3 mm,
20% mineralischem Füllstoff, z. B. Kreide,
6% Bindemittel.

Der Dichtbereich wird eingestellt auf 800-1000 kg/m³.

Platte 2 besteht aus: 62% gemahlenem Gummihaar, Korngröße etwa 3 mm, bei etwa 50% Latex anteil,
33% geflocktem Schaumstoff, z. B. Polyurethanweichschaum, Floc kengröße 3 mm,
6% Bindemittel.

Alle Mengenangaben sind Gewichtsprozente, bezogen auf das fertige Gemisch. Der Dichtbereich wird eingestellt auf 400 bis 600 kg/m³.

Die Kombination der beiden lose zusammengelegten Platten, die jeweils außen mit einer angeklebten 5 mm dicken Holz spanplatte versehen sein können, ergibt, gemessen im Fen sterprüfstand, 1,9 m², eine Schallreduzierung von 46 dB im Frequenzbereich 35,5 bis 8000 H₂.

Beispiel 2

Eine Dämmplatte in einer Dicke von etwa 20 mm ist durch Pressen bei 100 bis 130° von einem Gemisch folgender Zusammensetzung erzeugt:
32% gemahlenem Gummihaar, Korngröße etwa 4 mm,
62% Schaumstoff (z. B. Polyurethanweichschaum),
6% Binder, z. B. elastischer Polyurethanbinder.

Diese Dämmplatte mit einer Dichte von 300 kg/m³ weist eine dynamische Steifigkeit nach DIN 29052 von 30 MN/m³ auf, wodurch eine Schallreduzierung von 26 dB im Trittbe reich erreicht wird. Bleibende Setzung nach DIN 18 165, Teil 2, beträgt 1 mm.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Dämmplatten und Dämm formteilen zur Schall- und/oder Wärmeisolierung durch Pressen unter Hitzeeinwirkung, wobei auch zerkleiner tes Schaumstoff-Recyclingmaterial verwendet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung ihrer zu erreichenden physikalischen Eigenschaften prozentuale Bestandteile des homogenen Preßgemisches an Gummihaargranulat, mineralischem Füllstoff und Binder oder Gummihaargranulat, mineralischer Füll stoff, Binder und Schaumstoffflocken, sowohl in un terschiedlichen Mengenverhältnissen als auch in un terschiedlichen Körnungen bzw. Flockungen einzuset zen sind, die hierbei als fertige Plattenprodukte (1, 7, 14, 19, 25, 32, 33) oder als Halbzeuge in Blöcken bzw. als Formteile (39) erzeugt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Endprodukte (1, 7, 14, 19, 25, 32, 33) oder Halb zeuge in Blöcken, aus denen durch mechanische Tren nung, wie Spalten, Sägen, Schneiden, Fräsen, Dämm platten (19, 32, 33) mit glatten Oberflächen entste hen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bestandteile aus Gummihaargra nulat und Schaumstoffflocken durch Zerkleinern von Recyclingmaterialien, bedarfsweise durch Verwendung von entsprechenden Neumaterialien, gewonnen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Korngrößen bzw. Flockengrößen der einzusetzenden Granulate bzw. Flockenmassen der Re cycling- und/oder Neuwerkstoffe wählbar zwischen 0,1 bis 8 mm liegen.

5. Dämmplatten nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 hergestellt, dadurch gekennzeichnet, daß min destens eine ihrer Oberflächenseite (2, 6, 16, 26) be sondere Formgebungen, wie Riffel (3, 4), Noppen (9), Rillen (15) und Vertiefungen bzw. paarweise eine zu einander passende Nut- und Federausführung (27, 29) aufweist.

6. Dämmplatten nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 hergestellt und nach dem Anspruch 5 ausgeführt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine ihrer Außenfläche mit einer Kunststoffplatte (20) beschich tet ist.

7. Dämmplatten nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 hergestellt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine ihrer Außenflächen (29) mit Furnier platten (21) oder Pappe oder Preßholz (22) oder Span platten (23) oder Metallplatten (24) durch Kleben verbunden sind.

8. Dämmplatten nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 hergestellt, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise für Einlagen in Türen, Wänden oder dgl. von ihnen zwei Dämmplatten (32, 33) mit unterschied lichen physikalischen Eigenschaften und als Wunsch ausführung unterschiedlichen Dickenmaßen (36, 37) gegeneinander gelegt zum Einbau gelangen, wobei min destens eine der hierbei gegeneinander anliegenden Oberflächenseite mit besonderer Oberflächengestal tung, wie mit Riffel (3, 4), Noppen (29), Rillen (15) versehen, ausgebildet sein kann.