DE4319175A1 - Fasermatte - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Fasermatte. Derartige Faser
matten werden zum Beispiel als Dämmstoffe im Hoch- und Tief
bau eingesetzt. Als Fasern finden unterschiedlichste Ma
terialien Anwendung. So sind Dämmstoffe auf Basis von Stein
wolle, Glaswolle, Schlackenwolle ebenso bekannt wie Faser
matten aus Kokosfasern, Sisal, Stroh oder Flachsfasern.
Im Rahmen zunehmenden Umweltbewußtseins finden vor allem
natürliche Fasern pflanzlichen oder tierischen Ursprungs
zunehmende Bedeutung.
Soweit Flachsfasern im Stand der Technik verwendet wurden,
erfolgte dies zusammen mit einem Kunstharz-Bindemittel
(Piltz-Härig-Schulz: Technologie der Baustoffe, 8. Auflage,
550). Für die Festigkeit und Stabilität einer so hergestell
ten Flachsfaser-Matte ist dabei vor allem das Kunstharz ver
antwortlich.
Auch sind Dämmstoffmatten aus Flachsfasern bekannt, die kein
oder nur sehr wenig Bindemittel aufweisen. Hierbei handelt
es sich um voluminöse, leichte Vliese mit einem Raumgewicht
von weniger als 20 kg/m³, die zur mechanischen Stabilisie
rung ober- und unterseitig kaschiert werden. Nachteilig bei
diesen Flachsfaser-Matten ist das schlechte Relaxationsver
halten der Flachsfasern. Unter Druckbeanspruchung knicken
die Fasern, so daß die Dämmstoffmatte dünner und dichter
wird und damit ihre Dämmeigenschaften zum Teil verliert.
Versuche haben gezeigt, daß die Sprödigkeit der Flachsfasern
so ungünstig ist, daß ihr ursprüngliches Raumgewicht von
beispielsweise 20 kg/m³ nach mehrmaligem Zusammenpressen der
Matte auf Werte von über 50 kg/m³ steigt.
Die vorstehend beschriebenen Eigenschaften der Flachsfasern,
insbesondere Flachskurzfasern, gelten analog auch für andere
spröde Naturfasern, beispielsweise aus der Gruppe der
Cellulosefasern.
Während die Grobfaserlängen zwischen 10 bis 20 cm liegen,
betragen die Längen der Flachs-Einzelfasern üblicherweise
zwischen 1 und 5 cm, wobei die gegeneinander zugespitzten
Enden ineinander verkeilt sind und die Grobfaserlänge er
geben. Charakteristisch für das Werkstoffverhalten ist in
jedem Fall aber die weitgehend defibrillierte Flachskurz
faser.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit
aufzuzeigen, wie Dämmatten (Dämmvliese) mit möglichst ge
ringem Raumgewicht (entsprechend hohen Wärmedämm-Eigen
schaften) auch unter Verwendung spröder Fasern, wie
Cellulosefasern, hergestellt werden können.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde,
daß dieses Ziel auf verblüffend einfache Weise durch eine
mechanische Vermengung der spröden Faserkomponente mit einer
hochelastischen weiteren Faserkomponente erreicht werden
kann, wobei gleichzeitig die Zugabe eines Bindemittels ent
behrlich beziehungsweise allenfalls noch in geringen Mengen
notwendig ist.
Fasern extrem hoher Elastizität sind zum Beispiel Fasern
tierischen Ursprungs, wie Schafwolle oder synthetische
Fasern.
In ihrer allgemeinsten Ausführungsform schlägt die Erfindung
eine Fasermatte vor, die aus einem Gemisch aus 40 bis 90
Gew.-% einer natürlichen spröden Faser A und 60 bis 10 Gew.-%
einer elastischen Faser B besteht.
Durch die innige Vermischung der beiden Fasern (A, B) werden
die spröden Fasern von den elastischen Fasern umgeben oder
anders ausgedrückt: die elastischen Fasern "betten" die
spröden Fasern ein, so daß bei einer Druckbeanspruchung die
Druckkräfte von den elastischen Fasern aufgenommen werden,
ohne daß die spröden (mechanisch instabilen) Fasern knicken.
Die elastischen Fasern umgeben die spröden Fasern also quasi
wie ein "Puffer".
Unter Verwendung einer Flachskurzfaser (A) und Schafwolle
(B) führt dabei bereits die Zugabe von 10 Gew.-% Schafwolle
zu 90 Gew.-% Flachsfasern zu einer deutlichen Verbesserung
der Relaxationsfähigkeit der so gebildeten Dämmstoffmatte,
die selbstverständlich mit zunehmendem Gehalt an elastischen
Fasern (B) weiter ansteigt.
Die Fasern können in einer Länge von 0,5 bis 8 cm eingesetzt
werden; bevorzugt sind Faserlängen, sowohl der spröden wie
der elastischen Faser, zwischen 1 und 5 cm.
Im Ergebnis steht ein voluminöses, leichtes Vlies mit einem
Raumgewicht zwischen 10 bis 40 kg/m³ zur Verfügung, das
reversible Verformungseigenschaften aufweist.
Zur Herstellung eines solchen Vlieses schlägt die Erfindung
vor, eine Mischung aus den spröden und elastischen Fasern
(A, B) vor einer Karde (einem Krempel) auf ein Auflageband
zu geben und die Mischung entlang der Karde zu einem Primär
vlies aufzubereiten, welches anschließend weiterverarbeitet
wird. Die Formgebung mittels einer Karde optimiert die
innige Vermischung der spröden und elastischen Fasern.
Die Weiterverarbeitung des Primärvlieses erfolgt in Abhän
gigkeit von den gewünschten Eigenschaften der Dämmatte (des
Vlieses). So kann das Primärvlies beispielsweise über einen
bekannten Kreuzleger zu einem Sekundärvlies weiterverarbei
tet werden, wobei das Primärvlies alternierend mit einem
bestimmten Versetzungswinkel übereinandergelegt wird, so daß
die Dicke des Sekundärvlieses höher ist als die Dicke des
Primärvlieses.
Die Weiterverarbeitung kann auch darin bestehen, daß das
Primär- oder Sekundärvlies kaschiert wird. Hierzu kann zum
Beispiel auf der einen oder auf beiden Oberflächen eine
Beschichtung, zum Beispiel ein Papier oder Karton, aufge
bracht werden, wobei die Schichten anschließend miteinander
versteppt werden. Die Dicke des fertigen Produkts liegt
üblicherweise zwischen 2 und 20 cm.
Um die Eigenstabilität der Dämmstoffmatte zu erhöhen, ist es
ebenfalls möglich, dem Fasergemisch Bindefasern oder Binde
mittel zuzumischen. So können Kunststoffasern zugegeben wer
den, die unter Wärme aufschmelzen und über die anschließend
wieder erstarrende Schmelzphase ein Bindegerüst bilden. Es
ist selbstverständlich, daß das Vlies dazu einer Wärmebe
handlung unterworfen werden muß. Auch können Bindemittel,
beispielsweise Acrylatdispersionen, auf das Fasergemisch
aufgesprüht werden. Ebenso ist die Zugabe von Polymeren in
Pulverform in das Fasergemisch möglich. In jedem Fall er
folgt eine anschließende Temperaturbehandlung, damit die
Bindemittel aufschmelzen, die Fasern untereinander vernetzen
und nach Abkühlung und Erstarrung stabilisieren. Im Gegen
satz zum Stand der Technik übernimmt das Bindemittel hier
nur eine Vernetzungsfunktion und ist grundsätzlich nicht
notwendig.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merk
malen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungs
unterlagen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs
beispieles näher erläutert.
15 Gew.-% Schafwolle-Fasern mit einer Länge zwischen 2 und 5
cm werden mit 85 Gew.-% Flachs-Kurzfasern, ebenfalls mit
einer Faserlänge zwischen 2 und 5 cm, vermischt und als
Mischung einem Auflageband aufgegeben. Der Faserstrom durch
läuft anschließend eine Karde, so daß ein Primärvlies ge
bildet wird, welches entlang eines Kreuzlegers in mehreren
Lagen zu einem Sekundärvlies mit folgenden Merkmalen weiter
verarbeitet wird:
Dicke: 10 cm
Raumgewicht: 15 kg/m³.
Raumgewicht: 15 kg/m³.
Das so hergestellte Sekundärvlies kann als Dämmstoffmatte
mit günstigen Relaxationseigenschaften Verwendung finden.
Claims (13)
1. Fasermatte, bestehend aus einem Gemisch aus 40 bis 90
Gew.-% einer natürlichen spröden Faser A und 60 bis 10
Gew.-% einer elastischen Faser B.
2. Fasermatte nach Anspruch 1, bei der die spröde Faser A
aus Cellulosefasern besteht.
3. Fasermatte nach Anspruch 2, bei der die Cellulosefasern
aus Flachskurzfasern bestehen.
4. Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die
elastischen Fasern B aus tierischen Fasern bestehen.
5. Fasermatte nach Anspruch 4, bei der die tierischen
Fasern aus Schafwolle bestehen.
6. Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die
Fasern jeweils eine Länge von 0,5 bis 8 cm aufweisen.
7. Fasermatte nach Anspruch 6, bei der die Fasern jeweils
eine Länge von 1 bis 5 cm aufweisen.
8. Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer
ein- oder zweiseitigen Kaschierung, die mit der mittigen
Faserschicht versteppt ist (sind).
9. Verfahren zur Herstellung einer Fasermatte nach einem
der Ansprüche 1 bis 8, bei der eine Mischung aus den
Fasern A, B vor einer Karde auf ein Auflageband gegeben
und die Mischung entlang der Karde zu einem Primärvlies
aufbereitet und anschließend weiterverarbeitet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das Primärvlies über
einen Kreuzleger zu einem mehrlagigen Sekundärvlies
weiterverarbeitet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem der Faser
mischung vor der Karde ein Bindemittel und/oder Binde
fasern zugemischt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem dem Fasergemisch
Kunststoff-Bindefasern zugemischt und das Primär- und/
oder Sekundärvlies anschließend einer Temperaturbehand
lung unterworfen wird, bei der die Kunststoff-Binde
fasern aufschmelzen.
13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem eine Bindemittel
dispersion vor der Karde auf die Fasermischung aufge
sprüht und das Primär- und/oder Sekundärvlies an
schließend einer Temperaturbehandlung unterworfen wird.
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