EP0947637A2 - Dämmstoffelement zu Wärme- und/oder Schalldämmzwecken sowie Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung, insbesondere Beschichtung von Dämmstoffen - Google Patents

Dämmstoffelement zu Wärme- und/oder Schalldämmzwecken sowie Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung, insbesondere Beschichtung von Dämmstoffen Download PDF

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EP0947637A2
EP0947637A2 EP99101171A EP99101171A EP0947637A2 EP 0947637 A2 EP0947637 A2 EP 0947637A2 EP 99101171 A EP99101171 A EP 99101171A EP 99101171 A EP99101171 A EP 99101171A EP 0947637 A2 EP0947637 A2 EP 0947637A2
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EP
European Patent Office
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thermal insulation
coating
holes
needles
pins
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EP0947637A3 (de
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Gerd-Rüdiger Dr.-Ing. Klose
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Deutsche Rockwool Mineralwoll GmbH and Co OHG
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Deutsche Rockwool Mineralwoll GmbH and Co OHG
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    • E04B2001/8461—Solid slabs or blocks layered
    • E04B2001/8471—Solid slabs or blocks layered with non-planar interior transition surfaces between layers, e.g. faceted, corrugated

Definitions

  • the invention relates to an insulation element for heat and / or sound insulation purposes, especially in connection with thermal insulation composite systems, consisting of a thermal insulation board, in particular of mineral fibers, preferably made of glass or rock wool fibers or polystyrene rigid foam, with an applied at least on a large surface Coating for at least partial gluing of the thermal insulation board with cover layers or load-bearing surfaces.
  • a thermal insulation board in particular of mineral fibers, preferably made of glass or rock wool fibers or polystyrene rigid foam
  • Invention a method for the treatment, in particular coating of Insulating materials with a coating for at least partial bonding a thermal insulation board made of the insulating material with cover layers or load-bearing surfaces, the thermal insulation board in particular Mineral fibers, preferably made of glass or rock wool fibers, or rigid polystyrene foam exists and the coating on at least one large one Surface of the thermal insulation board is applied.
  • the concerns Invention a device for the treatment, in particular coating of Insulating materials according to the above-mentioned procedure.
  • insulation elements for heat and / or Sound insulation is a frictional connection to the load-bearing surfaces on the one hand and / or cover layers on the other hand.
  • Flat roof constructions are known in which the insulation elements are glued to load-bearing concrete or profiled sheet metal surfaces and onto the even a water-draining layer of bitumen sheets or plastic films is glued on.
  • pitched roof insulation water vapor permeable, but water-draining foils through partial gluing connected to the thermal insulation material.
  • the wind suction works in both cases permanently or only during the construction phase of the sloping roof Composite of the insulation element and the cover.
  • thermal insulation composite systems the thermal insulation panels are placed on one Underground, for example an external facade glued on and if necessary plaster layers on the exposed surfaces of the insulation elements or ceramic plates applied non-positively. In these cases, the Dead load in connection with the wind suction on the composite thermal insulation system on.
  • shear-resistant insulation elements for example Made of non-combustible mineral wool, with smooth or profiled surfaces on both sides to glue. These elements are called partitions and / or external walls and / or ceilings and as bulkheads on ships etc.
  • Mineral wool insulation materials rigid polystyrene foams, Rigid polyurethane foams, rigid polyisocyanurate foams and Phenolic resin rigid foams most often used as insulation materials.
  • insulation elements made from cellulose fibers and / or other organic fibers. With these insulation elements exist with regard to their insulation properties and their applicability Advantages and disadvantages that are known per se and not here to be discussed further.
  • Insulation elements made of mineral fibers consist of glassy solidified fibers with different chemical compositions. These fibers are with relatively brittle binders such as thermosetting phenolic resins, ormocers or the like.
  • glass wool and Stone wool insulation materials distinguished, the stone wool insulation materials in usually a higher bulk density compared to glass wool insulation exhibit.
  • Glass wool insulation materials and rock wool insulation materials are listed under the term mineral wool insulation materials summarized, the fibers have average diameters of about three to six microns, different long and smooth or curved in the insulation element are. The fibers are usually parallel or at a very flat angle to the two large surfaces of the insulation element. But there are also known as so-called lamella plates, in which the individual fibers are steep right up to the large, mostly adhesive surfaces are arranged.
  • the tensile and compressive strength of these slat plates is compared to the insulation elements with parallel to the large ones Surface running fibers increased significantly.
  • the anisotropy of strength properties is used, for example, with so-called slat mats exploited.
  • relatively narrow slats are glued to a carrier film.
  • the lamellas are perpendicular to the large surfaces Pressure resistant and compressible in the horizontal direction so that the mats can be rolled up relatively easily and at the same time during application these slat mats on a surface have a sufficiently high compressive strength exhibit.
  • the fibers stored horizontally or flat against the large surfaces, to which an adhesive is to be applied form excellent fine filters, so that only real solutions, nanometer sized particles or up to a few micrometers in diameter can.
  • To allow the glue to penetrate the large surfaces more to enable it is known to the adhesive or a corresponding coating to be incorporated under pressure into the surfaces of the insulation element. It has been shown, however, that the filter effect is due to this pressure by increasing the spacing between the fibers.
  • solvent-free adhesives cannot do without this pressure, to overcome the hydrophobicity of the fibers.
  • the hydrophobicity could also be overcome by adding surfactants. It would then be possible to do without the print.
  • Another special feature of the insulation elements consists of mineral fibers in that not all fibers are evenly fixed with binders. It there are therefore not inconsiderable proportions of unbound fibers within of the insulation element. Through these unbound fibers the Transverse tensile strength of the insulation element significantly reduced, especially since unbound fibers often close to the large ones due to production Surfaces are stored. In addition, they also have an increasing effect Dimensions in the production of insulation elements from mineral fibers introduced recycled fibers reduce strength. These recycled fibers are made in the usual manufacturing process from insulation elements Mineral fibers are blown into a collection chamber, but cannot be integrated into the fiber mass to the same extent as the fibers in statu nascendi.
  • such insulation elements are made from mineral fibers manufactured in the way that natural or artificial stones in melted in a cupola furnace and the melt then one Fiberizer is fed.
  • the Melt defibrated into microfine fibers, which at least subsequently Binding agents are wetted and placed on a continuous conveyor.
  • This Continuous conveyor then forms an endless mineral fiber layer, each processed according to the desired end product, i.e. for example compacted as well as horizontally and vertically.
  • Other processing or Processing stages are also known.
  • insulation elements made of rigid polystyrene foam for the foregoing applications are provided.
  • the surfaces of as Ribbon or block foam expanded polystyrene rigid foam have from Naturally good adhesion, among other things to commercial building adhesives or plastic-doped plasters.
  • the specific surface area increases due to the concave domed membranes of the individual foam balls.
  • the gussets remain stand raised between the foamed balls, so that the Connect adhesive or plastic-doped plaster to the webs from both sides or anchored to the micro scales.
  • the insulation elements described above are usually on site with the appropriate coatings, for example Spread adhesive mortars and / or plastic dispersions before the insulation elements be glued on the building side or the final plaster is applied. But it is also known, the coatings of the insulation elements already provided in the factory, so that the insulation elements provided with a hardened coating on site can be. Both the application of a factory coating as also applying a coating on site, i.e. on site can the above-described disadvantages with regard to processability of the insulation elements.
  • the invention has for its object to provide an insulating element of the generic type with a coating in which the connection between the coating and the insulating element is improved. Furthermore, it is an object of the invention to provide a device and a method for coating an insulating element of the generic type, with which or with which an improved insulating element can be produced in a simple and economical manner.
  • the solution to this problem provides for a generic insulation element that the thermal insulation board is perforated at least in the area of the large surface or surfaces having the coating and has a plurality of holes open to the coating and that the coating forms protrusions that enter the holes intervene so that the hardened coating has a nail-shaped structure anchored in the thermal insulation panel.
  • the insulation element thus consists of a thermal insulation panel, for example made of mineral fibers or polystyrene rigid foam, and a coating that is at least on a surface of the thermal insulation panel is arranged.
  • the thermal insulation board has a large number of right angles to the large surface to be coated should, extending openings, in particular holes in which the to be applied Coating can penetrate to deep anchoring in the thermal insulation board to achieve. This will result in a much better liability, especially solvent-free dispersion glue or based on hydraulically hardening binders built up adhesive or combinations achieved from it.
  • thermal insulation boards made of rigid polystyrene foam It has been shown that the more intensive interlocking of the thermal insulation board with the Coating a possible tear of the adhesive or plaster layer on the Counteracts surface of the insulation board, so that such a trained Insulation element has a significantly increased transverse tensile strength.
  • the thermal insulation board is preferably needled. It has proven to be advantageous that the thermal insulation board has 5 to 20 holes per cm 2 , in particular 8 to 10 holes per cm 2 in the case of fibrous thermal insulation boards or 10 to 16 holes per cm 2 in the case of rigid foam thermal insulation boards. This number of holes is sufficient to achieve an intimate connection between the thermal insulation board and the coating over the entire surface of the insulating material element, the thermal insulation board not being significantly weakened.
  • the holes have a diameter of 1 to 5 mm, preferably 2 to 3 mm, depending on their dense arrangement in the large surface of the thermal insulation board, at least in the area of the large surface.
  • the nail-shaped projections of the coating must be dimensioned to be sufficiently stable to prevent the coating from shearing off its nail-shaped projections.
  • good results can also be achieved with coarser punctures and a correspondingly smaller number of punctures or impressions per cm 2 .
  • the structure of the insulation element is essential when dimensioning the number of punctures and the material thickness of the nail-shaped protrusions of the coating that engage in the punctures. This includes fiber orientation, bulk density, binder content and the elasticity of the fibers.
  • the holes are preferably conical and / or frustoconical formed so that each hole ends in a tip.
  • the holes are preferred cylindrical, truncated and / or frustoconical and / or truncated pyramid each with dome-shaped or spherical segment-shaped Ends formed.
  • the holes are dependent on the bulk density of the insulating materials to be treated, so that a safe Placing the coating in the holes is possible.
  • the insulation element to form a thermal insulation board coated on both sides.
  • the holes in both large surfaces of the Thermal insulation board have it proved advantageous to drill the holes in both large surfaces of the Thermal insulation board to be arranged offset to each other, so that a connection the holes on both surfaces do not exist.
  • Such a connection would by applying the coating compound if necessary lead to thermal bridges that prevent such insulation elements are.
  • there is the staggered arrangement of the holes the possibility of deep anchoring in both large surfaces to achieve with such insulation elements that only a small material thickness have so that each anchoring of the coating larger than that Half of the material thickness of the insulation element can be formed.
  • the thermal insulation board is perforated, in particular needled, before and / or when the coating is applied, at least in the region of the surface to be coated.
  • Both large surfaces of the thermal insulation boards are preferred perforated, in particular needled and then coated, the Holes in the opposite surfaces are staggered become.
  • the coating can be done both manually and mechanically the surface of the thermal insulation board can be incorporated.
  • a further improvement of the process in terms of an intimate connection between the thermal insulation board and the coating achieved that a relatively thin adhesive as a coating in the perforation injected and a relatively granular adhesive mortar or the like on the Surface is arranged.
  • thermal insulation materials polyurethane injections have been used as the coating proven, whereas injections with filled silica sol, ormocera, Water glass, phosphate binders or the like with thermally resilient Thermal insulation materials are an advantage. It is procedural finally advantageous, after the first factory coating apply second coating.
  • a device for performing the method described above intended for treatment, in particular coating of insulation materials which consists of at least one carrier with a multitude in the direction aligned with an insulation layer, in particular rotationally symmetrical trained needles or pins, the carrier of a coating device upstream, which is part of a continuous working insulation production plant.
  • the pins or needles are conical to their free end, wherein at least the free end has the taper and the pins or needles are otherwise cylindrical. This configuration enables one as possible non-destructive penetration of the pins or needles in the thermal insulation board.
  • the carrier is preferably opened and closed at right angles to the insulation surface arranged movable down.
  • the carrier to be designed as a rotating roller, the needles or pins being radial are arranged progressively. It is preferred that the needles or pins are frustoconical or truncated pyramid.
  • Another feature of this embodiment is the possibility of the basis the truncated pyramid-shaped needles or pins in the direction of rotation the roller narrower than in the axial direction of the roller.
  • the needles or pins have barbs at their free ends, which in particular are then advantageous if thermal insulation boards made of rigid polystyrene foam should be processed procedurally as these barbs an increase in the specific surface area by tearing open or pulling out allow material from the surface.
  • 8 to 10 punctures per cm 2 are pressed into the surface of the thermal insulation panel in the case of fibrous insulation elements.
  • the diameters of the punctures are, for example, approximately 1 to approximately 5 mm, but preferably 2 to 3 mm.
  • Pins or needles made of high-strength steels, for example, are suitable for producing such holes in a thermal insulation board.
  • the shape of the pins depends on the type of thermal insulation board. In the case of thermal insulation boards, the fibers of which run parallel to the large surfaces, it has proven to be advantageous to preferably let the pins run out into a tip. In thermal insulation boards with fibers arranged essentially at right angles to the surfaces, rounded pins are particularly suitable, since the effect of lateral displacement of the fibers predominates here.
  • the raw density of the thermal insulation board plays a significant role in the selection of the appropriate pins.
  • the pins are mostly for processing thermal insulation boards Slabs of metal, wood, wooden materials put on at right angles be moved up and down to the insulation surfaces. At this The procedure is the effect of cavitation in the surface of the Thermal insulation board largely independent of the orientation of the fibers in the surface zone.
  • Surface-running fibers can also be used in pens frustoconical or truncated pyramid-shaped and on a roller are attached.
  • the base of the truncated pyramid-shaped pins can be in Direction of rotation of the roller be significantly narrower than coaxial to the roller. At In this configuration, the tips of the pins are rounded to one to effect gentle intervention.
  • the openings in the thermal insulation board can with respect to their diameter or opening widths and their depth depending on the characteristic the thermal insulation panel.
  • the viscosity play and the particle size of the adhesives also play an important role.
  • the anchoring technique is limited i.a. in that the thermal resistance of the insulation should not be changed or should only be changed insignificantly.
  • the essential Advantage of the inventive method and the inventive Device is that the treated insulation elements despite the Imperfections common on construction sites and without additional applications Treatment methods, for example in composite thermal insulation systems, are significantly improved in their average transverse tensile strengths. At The manufacture of coatings at the factory can of course affect the quality and Uniformity of the coating can be significantly improved.
  • its depth and the viscosity of the glue is the one on the glue applied pressure down to the depth of the cavity. Under this Pressure the adhesive is also pressed into the side areas of the cavities.
  • the adhesive can also get between the fibers horizontally, so that the anchoring of the coating with the thermal insulation board clearly improved.
  • the fibers are locally compressed, that are between the cavities.
  • the additional side gearing and together increase the local densification around the cavities with the specific bonding area increased by the cavities the strength of the insulation element is very important.
  • the strength properties of the insulation element can be determined increase by varying the injection depth. In extreme cases the penetration can reach the entire thickness of the thermal insulation board. In order to minimize the resulting thermal bridges, that the thermal insulation board on its two large surfaces accordingly the method according to the invention is processed, the perforation is staggered.
  • a thermal insulation board 1 shown in FIG. 1 has a large upper one Surface 2, a lower large surface 3, narrow sides 4 and long sides 5 on.
  • the thermal insulation board 1 is cuboid, so that the surfaces 2, 3 each perpendicular to the narrow sides 4 and Longitudinal sides 5 are arranged.
  • the large surface 2 is in a uniform pattern with the surface 1 open holes 6.
  • the thermal insulation panel designed in this way 1 is for receiving a coating, for example an adhesive mortar or a plastic dispersion, the one in Figure 1 not coating shown in detail is applied to the surface 2 and penetrates into the holes 6 for intimate anchoring to the thermal insulation panel 1 to enter.
  • FIGS. 2 to 4 show different configurations of insulation elements shown, each of a thermal insulation board 1 and a coating 8 exist.
  • the holes 6 are predominantly cylindrical and are conical in their closed end.
  • the coating 8 can also be parallel to the large surfaces 2, 3 aligned anchoring with the fibers 9 of the thermal insulation board 1 received. It can also be seen in FIG. 2 that the coating 8 is arranged in a region of the thermal insulation panel 1 near the surface.
  • FIG. 3 shows a section of an insulation element 7, in which the coating 8, the thermal insulation board 1 on their penetrates the entire material thickness.
  • the holes 6 are in this embodiment cylindrical.
  • FIG. 4 shows an insulation element 7, which is on both Surfaces 2 and 3 is provided with a coating 8.
  • This one too Embodiment has the thermal insulation element 1 at right angles to its Surfaces 2 and 3 arranged holes 6, which are pyramidal formed and after applying the coatings 8 with coating material are filled out.
  • thermal bridges in the insulating element 7 To avoid, the holes of the two surfaces 2, 3 are offset from one another arranged so that a connection between the in the thermal insulation board 1 reaching wedge made of adhesive does not exist.
  • FIG. 5 shows a device 10 for treatment, in particular Coating of insulation elements.
  • This device 10 is made from a carrier 11, which is linear motors 12 in the vertical direction an insulation layer, not shown, to or from this insulation layer is movable away.
  • the carrier 11 has a plurality of needles 12, which are essentially are cylindrical and have a conical tip. These needles 12 penetrate the thermal insulation board 1 and perforate the thermal insulation board 1 for example with a pattern as shown in Figure 1 is.
  • a part of the needles is designed as a hollow needle 13, each hollow needle 13 a centrally arranged channel 14 running in the axial direction which channel 14 is connected to a supply line 15.
  • Adhesive material 14 is fed to the hollow needle 13 via the feed line 15, which with the support 11 lowered and into the thermal insulation board 1 penetrated needles 12 or 13 is injected into the thermal insulation board 1.
  • all needles 12 correspond to the hollow needles 13 are formed.
  • a thermal insulation board 1 perforated before a coating 8 on the perforated large surface the thermal insulation panel is applied to an insulation element 7 to build.
  • the liquid coating 8 penetrates at least into the holes 6 of the perforation and preferably also in the vicinity of these holes 6 between the fibers 9, so that the coating 8 not only on the Surface of the thermal insulation board 1 adheres, but also indoors the thermal insulation board 1 is anchored.
  • the coating 8 After the coating 8 has hardened, there is the possibility of a further one Apply coating so that insulation elements 7 are produced that are highly resilient and, for example, in composite thermal insulation systems can be provided with clinker cladding.
  • the second Coating can also be done at the factory or on site, i.e. on the site be applied. Make sure that the second coating an intimate connection with the first coating.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dämmstoffelement (7) zu Wärme- und/oder Schalldämmzwecken, insbesondere in Verbindung mit Wärmedämmverbundsystemen, bestehend aus einer Wärmedämmplatte (1), insbesondere aus Mineralfasern, vorzugsweise aus Glas- oder Steinwollefasern oder Polystyrol-Hartschaum mit einer zumindest auf einer großen Oberfläche (2) aufgebrachten Beschichtung zur zumindest partiellen Verklebung der Wärmedämmplatte (1) mit Deckschichten bzw. tragenden Flächen. Um ein Dämmstoffelement (7) mit Beschichtung zu schaffen, bei dem die Verbindung zwischen der Beschichtung (8) und der Wärmedämmplatte (1) verbessert ist, wird vorgeschlagen, daß die Wärmedämmplatte (1) zumindest im Bereich der die Beschichtung (8) aufweisenden großen Oberfläche (2) bzw. Oberflächen (2, 3) perforiert ausgebildet ist und eine Vielzahl von zur Beschichtung (8) hin offenen Löchern (6) aufweist und daß die Beschichtung (8) Vorsprünge ausbildet, die in die Löcher (6) eingreifen, so daß die ausgehärtete Beschichtung (8) eine nagelförmige, in der Wärmedämmplatte (1) verankerte Struktur hat. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Dämmstoffelement zu Wärme- und/oder Schalldämmzwecken, insbesondere in Verbindung mit Wärmedämmverbundsystemen, bestehend aus einer Wärmedämmplatte, insbesondere aus Mineralfasern, vorzugsweise aus Glas- oder Steinwollefasern oder Polystyrol-Hartschaum, mit einer zumindest auf einer großen Oberfläche aufgebrachten Beschichtung zur zumindest partiellen Verklebung der Wärmedämmplatte mit Deckschichten bzw. tragenden Flächen. Darüber hinaus betrifft diese Erfindung ein Verfahren zur Behandlung, insbesondere Beschichtung von Dämmstoffen mit einer Beschichtung zur zumindest partiellen Verklebung einer aus dem Dämmstoff hergestellten Wärmedämmplatte mit Deckschichten bzw. tragenden Flächen, wobei die Wärmedämmplatte insbesondere aus Mineralfasern, vorzugsweise aus Glas- oder Steinwollefasern, oder Polystyrol-Hartschaum besteht und die Beschichtung auf zumindest einer großen Oberfläche der Wärmedämmplatte aufgebracht wird. Schließlich betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Behandlung, insbesondere Beschichtung von Dämmstoffen nach dem voranstehend genannten Verfahren.
Bei vielen Anwendungen von Dämmstoffelementen zur Wärme- und/oder Schalldämmung ist ein kraftschlüssiger Verbund zu den tragenden Flächen einerseits und/oder Deckschichten andererseits erforderlich. Beispielsweise sind Flachdachkonstruktionen bekannt, bei denen die Dämmstoffelemente auf tragende Beton- oder Profilblechflächen aufgeklebt sind und auf die selbst eine wasserableitende Schicht aus Bitumenbahnen oder Kunststoff-Folien aufgeklebt ist. Bei Schrägdachdämmungen werden wasserdampfdurchlässige, aber wasserableitende Folien durch eine partielle Verklebung mit dem Wärmedämmstoff verbunden. In beiden Fällen wirkt der Windsog dauernd oder nur während der Errichtungsphase des Schrägdaches auf den Verbund aus dem Dämmstoffelement und der Abdeckung ein.
Bei Wärmedämmverbundsystemen werden die Wärmedämmplatten auf einen Untergrund, beispielsweise eine Außenfassade aufgeklebt und gegebenenfalls auf den freiliegenden Flächen der Dämmstoffelemente Putzschichten oder Keramikplatten kraftschlüssig aufgebracht. In diesen Fällen wirkt die Eigenlast in Verbindung mit dem Windsog auf das Wärmedämmverbundsystem ein.
Andererseits ist es bekannt, schubsteife Dämmstoffelemente, beispielsweise aus nicht brennbarer Mineralwolle, beidseitig mit glatten oder profilierten Flächen zu verkleben. Diese Elemente werden als Trenn- und/oder Außenwände und/oder Decken sowie als Schotts auf Schiffen usw. eingesetzt.
Darüber hinaus ist es bekannt, Dämmstoffelemente der hier in Rede stehenden Art mit Vliesen oder Geweben aus Glas- und anderen anorganischen und organischen Fasern zu bekleben. Derartig abgedeckte Wärmedämmplatten werden als Deckenbekleidungen, Schalldämpferkulissen, in Lärmschutzwänden, Fassadendämmplatten usw. eingesetzt.
In diesen Bereichen werden Mineralwolle-Dämmstoffe, Polystyrol-Hartschäume, Polyurethan-Hartschäume, Polyisocyanurat-Hartschäume sowie Phenolharz-Hartschäume am häufigsten als Dämmstoffe verwendet. Daneben ist es auch bekannt, Dämmstoffelemente aus Zellulosefasern und/oder anderen organischen Fasern herzustellen. Bei diesen Dämmstoffelementen bestehen hinsichtlich ihrer Dämmeigenschaften und ihrer Anwendbarkeit Vor- und Nachteile, die an sich bekannt sind und hier nicht weiter erörtert werden sollen.
Dämmstoffelemente aus Mineralfasern bestehen aus glasig erstarrten Fasern mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen. Diese Fasern sind mit relativ spröden Bindemitteln wie duroplastischen Phenolharzen, Ormoceren oder dergleichen gebunden. Es werden hierbei Glaswolle- und Steinwolle-Dämmstoffe unterschieden, wobei die Steinwolle-Dämmstoffe in der Regel eine höhere Rohdichte gegenüber den Glaswolle-Dämmstoffen aufweisen. Glaswolle-Dämmstoffe und Steinwolle-Dämmstoffe werden unter dem Begriff Mineralwolle-Dämmstoffe zusammengefaßt, wobei die Fasern mittlere Durchmesser von ca. drei bis sechs µm aufweisen, unterschiedlich lang und glatt oder in sich gekrümmt in dem Dämmstoffelement angeordnet sind. Die Fasern liegen zumeist parallel oder in einem ganz flachen Winkel zu den beiden großen Oberflächen des Dämmstoffelementes. Es sind aber auch sogenannte Lamellenplatten bekannt, bei denen die Einzelfasern steil bis senkrecht zu den großen, zumeist mit Klebemitteln versehenen Oberflächen angeordnet sind. Die Zug- und Druckfestigkeit dieser Lamellenplatten ist im Vergleich zu den Dämmstoffelementen mit parallel zu den großen Oberflächen verlaufenden Fasern deutlich erhöht. Die Anisotropie der Festigkeitseigenschaffen wird beispielsweise bei sogenannten Lamellenmatten ausgenutzt. Hier werden relativ schmale Lamellen auf eine Trägerfolie aufgeklebt. Die Lamellen sind senkrecht zu den großen Oberflächen gegen Druck resistent und in horizontaler Richtung kompressibel, so daß die Matten relativ leicht aufgerollt werden können und gleichzeitig bei der Applikation dieser Lamellenmatten auf eine Fläche eine ausreichend hohe Druckfestigkeit aufweisen.
Die horizontal oder flach gegenüber den großen Oberflächen gelagerten Fasern, auf die ein Kleber aufgebracht werden soll, bilden hervorragende Feinfilter, so daß nur echte Lösungen, Teilchen in Nanometergröße oder bis zu einigen Mikrometern Durchmesser überhaupt in die Oberfläche eindringen können. Um ein stärkeres Eindringen der Kleber in die großen Oberflächen zu ermöglichen, ist es bekannt, den Kleber bzw. eine entsprechende Beschichtung unter Druck in die Oberflächen des Dämmstoffelementes einzuarbeiten. Es hat sich aber gezeigt, daß durch diesen Druck die Filterwirkung durch die Verringerung der Abstände zwischen den Fasern erhöht wird. Bei lösungsmittelfreien Klebern kann aber auf diesen Druck nicht verzichtet werden, um die Hydrophobie der Fasern zu überwinden. Die Hydrophobie könnte auch durch das Hinzufügen von Tensiden überwunden werden. Es wäre dann möglich, auf den Druck zu verzichten. Die Zuhilfenahme von Tensiden verbietet sich aber in der Regel, da weder bei der werkseitigen Applikation aber schon gar nicht bei einer Applikation auf der Baustelle sichergestellt werden kann, daß nicht Reste der Tenside in dem Dämmstoff verbleiben. Diese Tensidereste würden relativ schnell die Durchfeuchtung des gesamten Dämmstoffes oder großer Teile davon bewirken, so daß die erwünschten Verarbeitungsqualitäten nicht erreichbar sind. Bei Dämmstoffelementen mit rechtwinklig oder steil zu den Oberflächen angeordneten Fasern ist es prinzipiell leichter, Kleberpartikel zwischen die Fasern zu drücken. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Fasern naturgemäß in axialer Richtung steifer sind und zum anderen beim Eindrücken der Kleberpartikel relativ zueinander ausweichen können. Darüber hinaus können die Abstände zwischen den einzelnen Fasern bzw. Faserbüscheln durch ein Aufwölben der Oberfläche vergrößert werden.
Eine weitere Besonderheit der Dämmstoffelemente aus Mineralfasern besteht darin, daß nicht alle Fasern gleichmäßig mit Bindemitteln fixiert sind. Es liegen somit nicht unbeträchtliche Anteile ungebundener Fasern innerhalb des Dämmstoffelementes vor. Durch diese ungebundenen Fasern wird die Querzugfestigkeit des Dämmstoffelementes deutlich reduziert, zumal die ungebundenen Fasern produktionsbedingt häufig in der Nähe der großen Oberflächen eingelagert sind. Darüber hinaus wirken auch die in zunehmenden Maße bei der Herstellung von Dämmstoffelementen aus Mineralfasern eingebrachten Recyclingfasern festigkeitsmindernd. Diese Recyclingfasern werden beim üblichen Herstellungsprozeß von Dämmstoffelementen aus Mineralfasern in eine Sammelkammer eingeblasen, können aber nicht in gleichem Maße in die Fasermasse eingebunden werden, wie die Fasern in statu nascendi. Grundsätzlich werden derartige Dämmstoffelemente aus Mineralfasern in der Art hergestellt, daß natürliche oder künstliche Steine in einem Kupolofen aufgeschmolzen und die Schmelze anschließend einem Zerfaserungsgerät zugeführt wird. In diesem Zerfaserungsgerät wird die Schmelze in mikrofeine Fasern zerfasert, die anschließend zumindest mit Bindemitteln benetzt und auf einem Stetigförderer abgelegt werden. Auf diesem Stetigförderer bildet sich dann eine endlose Mineralfaserlage aus, die je nach gewünschtem Endprodukt weiterverarbeitet, d.h. beispielsweise verdichtet sowie horizontol und vertikal geschnitten wird. Andere Verarbeitungs- bzw. Bearbeitungsstufen sind ebenfalls bekannt.
Darüber hinaus sind Dämmstoffelemente aus Polystyrol-Hartschäumen für die voranstehenden Anwendungen vorgesehen. Die Oberflächen von als Band- oder Blockschaum expandiertem Polystyrol-Hartschaum weisen von Natur aus eine gute Haftfestigkeit u.a. zu handelsüblichen Bauklebern bzw. kunststoffdotierten Putzen auf. Bei den gesägten oder geschnittenen Oberflächen von Blockschaumplatten kommt hinzu, daß die Oberfläche durch die mechanische Beanspruchung in mikroskopischem Maßstab schuppenartig aufreißt. Weiterhin erhöht sich die spezifische Oberfläche durch die konkav gewölbten Mebranen der einzelnen Schaumkugeln. Dabei bleiben die Zwickel zwischen den aufgeschäumten Kugeln erhaben stehen, so daß sich der Kleber oder kunststoffdotierte Putze von beiden Seiten mit den Stegen verbinden bzw. an den Mikroschuppen verankem können. Diese Effekte führen zu normalerweise ausreichenden Haftzugfestigkeiten. In Wärmedämmverbundsystemen können die auf die tragende Fläche aufgeklebten Dämmplatten normalerweise die aus Eigenlast und Windsog resultierenden Kräfte übernehmen. Kommt es jedoch zu einer langanhaltenden Durchfeuchtung der Dämmplatten, so sinkt die Querzugfestigkeit der Verbindung ab. Der Abriß der Kleber- oder Putzschicht erfolgt überwiegend auf der Oberfläche der Dämmstoffplatte.
Die voranstehend beschriebenen Dämmstoffelemente werden in der Regel auf der Baustelle mit den entsprechenden Beschichtungen, beispielsweise Klebemörteln und/oder Kunststoffdispersionen bestrichen, bevor die Dämmstoffelemente bauwerkseitig aufgeklebt werden bzw. der abschließende Putz aufgetragen wird. Es ist aber auch bekannt, die Beschichtungen der Dämmstoffelemente bereits werkseitig vorzusehen, so daß die Dämmstoffelemente mit einer ausgehärteten Beschichtung baustellenseitig zur Verfügung gestellt werden können. Sowohl das Aufbringen einer werkseitigen Beschichtung als auch das Aufbringen einer Beschichtung vor Ort, d.h. auf der Baustelle kann die voranstehend beschriebenen Nachteile hinsichtlich der Verarbeitbarkeit der Dämmstoffelemente aufweisen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Dämmstoffelement der gattungsgemäßen Art mit einer Beschichtung zu schaffen, bei welchem die Verbindung zwischen der Beschichtung und dem Dämmstoffelement verbessert ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beschichtung eines Dämmstoffelementes der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit welcher bzw. mit welchem ein verbessertes Dämmstoffelement in einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung sieht bei einem gattungsgemäßen Dämmstoffelement vor, daß die Wärmedämmplatte zumindest im Bereich der die Beschichtung aufweisenden großen Oberfläche bzw. Oberflächen perforiert ausgebildet ist und eine Vielzahl von zur Beschichtung hin offenen Löchern aufweist und daß die Beschichtung Vorsprünge ausbildet, die in die Löcher eingreifen, so daß die ausgehärtete Beschichtung eine nagelförmige in der Wärmedämmplatte verankerte Struktur hat.
Erfindungsgemäß besteht das Dämmstoffelement somit aus einer Wärmedämmplatte, beispielsweise aus Mineralfasern oder Polystyrol-Hartschaum, und einer Beschichtung, die zumindest auf einer Oberfläche der Wärmedämmplatte angeordnet ist. Die Wärmedämmplatte hat eine Vielzahl rechtwinklig zu der großen Oberfläche, die mit der Beschichtung versehen werden soll, verlaufende Öffnungen, insbesondere Löcher, in die die aufzubringende Beschichtung eindringen kann, um eine tiefe Verankerung in der Wärmedämmplatte zu erzielen. Hierdurch wird eine wesentlich bessere Haftung, insbesondere lösungsmittelfreier Dispersionskleber oder auf der Basis von hydraulisch erhärtenden Bindemitteln aufgebauten Kleber bzw. Kombinationen daraus erzielt. Bei Wärmedämmplatten aus Polystyrol-Hartschaum hat sich gezeigt, daß die intensivere Verzahnung der Wärmedämmplatte mit der Beschichtung einen möglichen Abriß der Kleber- oder Putzschicht auf der Oberfläche der Dämmstoffplatte entgegen wirkt, so daß ein derartig ausgebildetes Dämmstoffelement eine deutlich erhöhte Querzugfestigkeit hat.
Die Wärmedämmplatte ist vorzugsweise genadelt. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Wärmedämmplatte 5 bis 20 Löcher pro cm2, insbesondere 8 bis 10 Löcher pro cm2 bei faserigen Wärmedämmplatten bzw. 10 bis 16 Löcher pro cm2 bei Hartschaum-Wärmedämmplatten aufweist. Diese Anzahl der Löcher ist ausreichend, um eine innige Verbindung zwischen der Wärmedämmplatte und der Beschichtung über die gesamte Fläche des Dämmstoffelementes zu erzielen, wobei die Wärmedämmplatte nicht wesentlich geschwächt wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Löcher in Abhängigkeit ihrer dichten Anordnung in der großen Oberfläche der Wärmedämmplatte zumindest im Bereich der großen Oberfläche Durchmesser von 1 bis 5 mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm aufweisen. Bei dieser Ausgestaltung der Löcher ist zu berücksichtigen, daß die Dämmeigenschaften des Dämmstoffelementes nicht durch zu große nagelförmige Verankerungen der Beschichtung negativ beeinflußt werden. Andererseits müssen die nagelförmigen Vorsprünge der Beschichtung ausreichend stabil bemessen sein, um ein Abscheren der Beschichtung von ihren nagelförmigen Vorsprüngen zu vermeiden. Allerdings sind auch mit gröberen Einstichen und einer dementsprechend geringeren Zahl von Einstichen respektive Einprägungen pro cm2 gute Ergebnisse erzielbar. Wesentlich bei der Bemessung der Anzahl der Einstiche und der Materialstärke der in die Einstiche eingreifenden nagelförmigen Vorsprünge der Beschichtung ist die Struktur des Dämmstoffelementes. Hierunter sind die Faserorientierung, die Rohdichte, die Bindemittelgehalte sowie die Elastizität der Fasern zu verstehen.
Bei Mineralfasern, die im wesentlichen parallel zu den großen Oberflächen verlaufen, sind die Löcher vorzugsweise kegel- und/oder kegelstumpfförmig ausgebildet, so daß jedes Loch in einer Spitze ausläuft.
Bei Dämmstoffelementen, deren Mineralfasern im wesentlichen rechtwinklig oder geneigt zu den großen Oberflächen verlaufen, sind die Löcher vorzugsweise zylindrisch, kegel- und/oder kegelstumpfförmig und/oder pyramidenstumpfförmig mit jeweils kalottenförmigen oder kugelabschnittförmigen Enden ausgebildet. In jedem Fall sind die Löcher in Abhängigkeit der Rohdichte der zu behandelnden Dämmstoffe auszubilden, so daß ein sicheres Einbringen der Beschichtung in die Löcher möglich ist.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, das Dämmstoffelement aus einer beidseitig beschichteten Wärmedämmplatte auszubilden. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Löcher in beiden großen Oberflächen der Wärmedämmplatte versetzt zueinander anzuordnen, so daß eine Verbindung der Löcher beider Oberflächen nicht besteht. Eine derartige Verbindung würde durch das Aufbringen der Beschichtungsmasse gegebenenfalls zu Wärmebrücken führen, die bei derartigen Dämmstoffelementen zu verhindern sind. Andererseits besteht durch das versetzte Anordnen der Löcher in beiden großen Oberflächen die Möglichkeit, eine tiefe Verankerung auch bei solchen Dämmstoffelementen zu erzielen, die nur eine geringe Materialstärke aufweisen, so daß jede Verankerung der Beschichtung größer als die Hälfte der Materialstärke des Dämmstoffelementes ausgebildet sein kann.
Bei Hartschaum-Wärmedämmplatten hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Löcher mit einer Axiallänge von kleiner gleich 5 mm auszubilden, da dann bereits die voranstehend beschriebenen Problematiken hinsichtlich des Abrisses der Kleber- oder Putzschichten auf der Oberfläche der Dämmstoffplatte wesentlich verringert werden.
Seitens des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zur Lösung der Aufgabenstellung vorgesehen, daß die Wärmedämmplatte vor dem und/oder beim Aufbringen der Beschichtung zumindest im Bereich der zu beschichtenden Oberfläche perforiert, insbesondere genadelt wird.
Hierbei werden in die zu beschichtende große Oberfläche 5 bis 20 Löcher pro cm2, insbesondere 8 bis 10 Löcher pro cm2 bei faserigen Wärmedämmplatten bzw. 10 bis 16 Löcher pro cm2 bei Hartschaum-Wärmedämmplatten eingebracht.
Vorzugsweise werden beide großen Oberflächen der Wärmedämmplatten perforiert, insbesondere genadelt und anschließend beschichtet, wobei die Löcher in den gegenüberliegenden Oberflächen versetzt zueinander angeordnet werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Beschichtung werkseitig aufzubringen. Hierbei kann die Beschichtung sowohl manuell als auch maschinell in die Oberfläche der Wärmedämmplatte eingearbeitet werden.
Um einen innigen Verbund der Beschichtung mit der Wärmedämmplatte zu erzielen ist es vorteilhaft, die Beschichtung unter Druck auf die Oberfläche der Wärmedämmplatte zu applizieren und in die Perforation einzupressen.
Eine weitere Verbesserung des Verfahrens hinsichtlich einer innigen Verbindung zwischen der Wärmedämmplatte und der Beschichtung wird dadurch erzielt, daß ein relativ dünnflüssiger Kleber als Beschichtung in die Perforation injiziert und ein relativ dazu körniger Klebemörtel oder dergleichen auf der Oberfläche angeordnet wird.
Bei Wärmedämmstoffen haben sich als Beschichtung Polyurethan-Injektionen bewährt, wohingegen Injektionen mit gefülltem Kieselsol, Ormoceren, Wasserglas, Phosphatbindern oder dergleichen bei thermisch belastbaren Wärmedämmstoffen von Vorteil sind. Verfahrensmäßig ist es schließlich vorteilhaft, nach der ersten werkseitigen Beschichtung eine zweite Beschichtung aufzubringen.
Zur Durchführung des voranstehend dargestellten Verfahrens ist eine Vorrichtung zur Behandlung, insbesondere Beschichtung von Dämmstoffen vorgesehen, welche aus zumindest einem Träger mit einer Vielzahl in Richtung auf eine Dämmstofflage ausgerichteten, insbesondere rotationssymmetrisch ausgebildeten Nadeln oder Stiften besteht, wobei der Träger einer Beschichtungseinrichtung vorgeschaltet ist, die Bestandteil einer kontinuierlich arbeitenden Dämmstoffproduktionsanlage ist.
Die Stifte oder Nadeln sind zu ihrem freien Ende konisch ausgebildet, wobei zumindest das freie Ende die Konizität aufweist und die Stifte oder Nadeln im übrigen zylindrisch ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht ein möglichst zerstörungsfreies Eindringen der Stifte oder Nadeln in die Wärmedämmplatte.
Der Träger ist vorzugsweise im rechten Winkel zur Dämmstofffläche auf- und niederbewegbar angeordnet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Träger als rotierende Walze auszubilden, wobei die Nadeln oder Stifte radial verlaufend angeordnet sind. Hierbei ist bevorzugt, daß die Nadeln oder Stifte kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet sind. Nach einem weiteren Merkmal dieser Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, die Basis der pyramidenstumpfförmig ausgebildeten Nadeln oder Stifte in Drehrichtung der Walze schmaler als in Achsrichtung der Walze auszubilden.
Um die Beschichtung tief in die Wärmedämmplatte zu injizieren, ist vorgesehen, daß zumindest ein Teil der Stifte oder Nadeln hohl ausgebildet ist und einen Kanal zur Durchleitung eines dünnflüssigen Klebers aufweist.
Schließlich ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß die Nadeln oder Stifte an ihren freien Ende Widerhaken aufweisen, die insbesondere dann vorteilhaft sind, wenn Wärmedämmplatten aus Polystyrol-Hartschaum verfahrensmäßig bearbeitet werden sollen, da diese Widerhaken eine Vergrößerung der spezifischen Oberfläche durch Auf- bzw. Herausreißen von Material aus der Oberfläche ermöglichen.
Gemäß der Erfindung werden bei faserigen Dämmstoffelementen 8 bis 10 Einstiche pro cm2 in die Oberfläche der Wärmedämmplatte gedrückt. Die Durchmesser der Einstiche betragen beispielsweise ca. 1 bis ca. 5 mm, vorzugsweise jedoch 2 bis 3 mm. Für die Herstellung derartiger Löcher in einer Wärmedämmplatte eignen sich beispielsweise Stifte oder Nadeln aus hochfesten Stählen. Die Form der Stifte ist abhängig von der Art der Wärmedämmplatte. Bei Wärmedämmplatten, deren Fasern parallel zu den großen Oberflächen verlaufen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Stifte vorzugsweise in eine Spitze auslaufen zu lassen. Bei Wärmedämmplatten mit im wesentlichen rechtwinklig zu den Oberflächen angeordneten Fasern eignen sich insbesondere abgerundete Stifte, da hier der Effekt der seitlichen Verdrängung der Fasern überwiegt. Bei der Auswahl der entsprechenden Stifte spielt die Rohdichte der Wärmedämmplatte eine nicht unerhebliche Rolle.
Die Stifte sind für die Bearbeitung von Wärmedämmplatten zumeist auf Platten aus Metall, Holz, Holzwerkstoffen aufgesetzt, die im rechten Winkel zu den Dämmstoffoberflächen auf- und niederbewegt werden. Bei dieser Vorgehensweise ist der Effekt der Hohlraumbildung in der Oberfläche der Wärmedämmplatte weitgehend unabhängig von der Orientierung der Fasern in der Oberflächenzone.
Bei Wärmedämmplatten mit im wesentlichen rechtwinklig zu den großen Oberflächen verlaufenden Fasern können auch Stifte verwendet werden, die kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet und auf einer Walze befestigt sind. Die Basis der pyramidenstumpfförmigen Stifte kann dabei in Laufrichtung der Walze deutlich schmaler sein, als koaxial zur Walze. Bei dieser Konfiguration werden die Spitzen der Stifte abgerundet, um einen schonenden Eingriff zu bewirken.
Die Öffnungen in der Wärmedämmplatte können hinsichtlich ihrer Durchmesser bzw. Öffnungsweiten sowie ihrer Tiefe in Abhängigkeit der Charakteristik der Wärmedämmplatte ausgebildet sein. Hierbei spielen die Viskosität und die Teilchengröße der Kleber ebenfalls eine wesentliche Rolle. Darüber hinaus ist auch die erforderliche Festigkeit des Verbundes aus Wärmedämmplatte und Beschichtung von Bedeutung. Begrenzt wird die Verankerungstechnik u.a. dadurch, daß der Wärmedurchlaßwiderstand des Dämmstoffs nicht oder nur unwesentlich verändert werden soll. Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die behandelten Dämmstoffelemente trotz der auf Baustellen üblichen Imperfektionen und ohne Anwendungen zusätzlicher Behandlungsmethoden, beispielsweise bei Wärmedämmverbundsystemen, in ihren durchschnittlichen Querzugfestigkeiten deutlich verbessert sind. Bei der Herstellung werkseitiger Beschichtungen kann naturgemäß die Güte und Gleichmäßigkeit der Beschichtung deutlich verbessert werden. Hierbei werden die auf die Oberfläche aufgebrachten Kleber durch Abstreifschienen, maschinell angetriebene Spachtel, rotierende Scheiben und andere Einrichtungen in die Hohlräume der Wärmedämmplatte eingedrückt bzw. auf der Oberfläche der Wärmedämmplatte verteilt. In Abhängigkeit von der Hohlraumgröße, seiner Tiefe und der Viskosität der Kleber wird der auf den Kleber ausgeübte Druck bis in die Tiefe des Hohlraumes wirksam. Unter diesem Druck wird der Kleber auch in die Seitenbereiche der Hohlräume gepreßt. Bei Wärmedämmplatten mit parallel zu den großen Oberflächen ausgerichteten Fasern kann der Kleber auch horizontal zwischen die Fasern gelangen, so daß sich die Verankerung der Beschichtung mit der Wärmedämmplatte deutlich verbessert. Gleichzeitig erfolgt eine lokale Verdichtung der Fasern, die sich zwischen den Hohlräumen befinden. Die zusätzliche seitliche Verzahnung und die lokale Verdichtung um die Hohlräume herum erhöhen zusammen mit der durch die Hohlräume erhöhten spezifischen Verklebungsfläche ganz wesentlich die Festigkeit des Dämmstoffelementes.
Bei Wärmedämmplatten mit rechtwinklig zu den großen Oberflächen verlaufenden Fasern wirkt der injizierte Kleber ähnlich, wenn auch die horizontale Ausbreitung geringer ist als bei solchen Wärmedämmplatten, die einen Faserverlauf mit im wesentlichen parallel zu den großen Oberflächen ausgerichteten Fasern aufweisen.
Durch die Verwendung von Hohlnadeln kann relativ dünnflüssiger Kleber gezielt in die Oberfläche der Wärmedämmplatte injiziert werden, während auf der Oberfläche ein relativ dazu körniger Klebemörtel verteilt wird.
Die Festigkeitseigenschaften des Dämmstoffelementes lassen sich darüber hinaus durch eine Variation der Injektionstiefen vergrößern. Im Extremfall kann die Penetration die gesamte Dicke der Wärmedämmplatte erreichen. Um die dadurch verursachen Wärmebrücken zu minimieren, ist vorgesehen, daß die Wärmedämmplatte auf ihren beiden großen Oberflächen entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet wird, wobei die Perforation versetzt zueinander angeordnet wird.
Bei Wärmedämmplatten aus Polystyrol-Hartschaum ist die Zahl der Pentrationen in die Oberfläche mit ca. 10 bis 16 Einstichen pro cm2 deutlich größer als bei Wärmedämmplatten aus Mineralfasern, bei denen eine zu große Dichte an Einstichstellen zu einer partiellen Zerstörung der Oberflächenstruktur führen kann, was in der Folge den gewünschten Verstärkungseffekt wieder abmindert. Da Polystyrol-Hartschäume Rückstelleffekte aufweisen, wird eine Penetrationsstärke von größer 2 mm vorgesehen. Bei dieser Größenordnung wird das thermoplastische Verhalten des Polystyrol-Hartschaums soweit kompensiert, daß eine ausreichend große Penetrationsbreite für das Eindringen der Beschichtung verbleibt. Bei derartigen Dämmstoffelementen mit Polystyrol-Hartschaumplatten steht eine deutliche Erhöhung der spezifischen Oberfläche im Vordergrund, so daß Einstichtiefen von weniger als 5 mm ausreichen, um den erwünschten Verbindungseffekt zwischen Beschichtung und Wärmedämmplatte zu erzielen.
Weitere Merkmale und Vorteil der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Dämmstoffelementes dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1
eine Wärmedämmplatte für ein Dämmstoffelement in perspektivischer Ansicht;
Figur 2
ein Abschnitt eines Dämmstoffelementes im Querschnitt;
Figur 3
eine zweite Ausführungsform eines Dämmstoffelementes im Querschnitt;
Figur 4
eine dritte Ausführungsform eines Dämmstoffelementes im Querschnitt und
Figur 5
einen Abschnitt einer Vorrichtung zur Beschichtung von Dämmstoffen in Seitenansicht.
Eine in der Figur 1 dargestellte Wärmedämmplatte 1 weist eine obere große Oberläche 2, eine untere große Oberfläche 3, Schmalseiten 4 und Längsseiten 5 auf. Die Wärmedämmplatte 1 ist quaderförmig ausgebildet, so daß die Oberflächen 2, 3 jeweils rechtwinklig zu den Schmalseiten 4 und den Längsseiten 5 angeordnet sind.
Die große Oberfläche 2 ist in einem gleichmäßigen Muster mit zur Oberfläche 1 offenen Löchern 6 versehen. Die derart ausgebildete Wärmedämmplatte 1 ist zur Aufnahme einer Beschichtung, beispielsweise eines Klebemörtels oder einer Kunststoffdispersion vorbereitet, wobei die in Figur 1 nicht näher dargestellte Beschichtung auf die Oberfläche 2 aufgebracht wird und in die Löcher 6 eindringt, um eine innige Verankerung mit der Wärmedämmplatte 1 einzugehen.
In den Figuren 2 bis 4 sind unterschiedliche Ausgestaltungen von Dämmstoffelementen dargestellt, die jeweils aus einer Wärmedämmplatte 1 und einer Beschichtung 8 bestehen.
In Figur 2 ist zu erkennen, daß die Löcher 6 im überwiegenden Teil zylindrisch und in ihren geschlossenen Ende kegelförmig ausgebildet sind. Beim Aufbringen der Beschichtung 8 auf die Oberfläche 2 der Wärmedämmplatte 1 dringt die Beschichtung 8 in die Löcher 6 ein und füllt diese vollständig aus. Hierbei kann die Beschichtung auch eine parallel zu den großen Oberflächen 2, 3 ausgerichtete Verankerung mit den Fasern 9 der Wärmedämmplatte 1 eingehen. In Figur 2 ist ferner zu erkennen, daß die Beschichtung 8 in einem oberflächennahen Bereich der Wärmedämmplatte 1 angeordnet ist.
Demgegenüber zeigt die Figur 3 einen Ausschnitt eines Dämmstoffelementes 7, bei welchem die Beschichtung 8 die Wärmedämmplatte 1 über ihre gesamte Materialstärke durchdringt. Die Löcher 6 sind bei diesem Ausführungsbeispiel zylindrisch ausgebildet.
Figur 4 zeigt demgegenüber ein Dämmstoffelement 7, welches auf beiden Oberflächen 2 und 3 mit einer Beschichtung 8 versehen ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Wärmedämmelement 1 rechtwinklig zu seinen Oberflächen 2 und 3 angeordnete Löcher 6 auf, die pyramidenförmig ausgebildet und nach Aufbringen der Beschichtungen 8 mit Beschichtungsmaterial ausgefüllt sind.
Um bei diesem Ausführungsbeispiel Wärmebrücken im Dämmstoffelement 7 zu vermeiden, sind die Löcher der beiden Oberflächen 2, 3 versetzt zueinander angeordnet, so daß eine Verbindung zwischen den in die Wärmedämmplatte 1 reichenden Keile aus Klebermasse nicht besteht.
Die Figur 5 zeigt schließlich eine Vorrichtung 10 zur Behandlung, insbesondere Beschichtung von Dämmstoffelementen. Diese Vorrichtung 10 besteht aus einem Träger 11, der über Linearmotore 12 in vertikaler Richtung auf eine nicht näher dargestellte Dämmstofflage zu bzw. von dieser Dämmstofflage weg bewegbar ist.
Der Träger 11 weist eine Vielzahl von Nadeln 12 auf, die im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sind und eine kegelförmige Spitze haben. Diese Nadeln 12 dringen in die Wärmedämmplatte 1 ein und perforieren die Wärmedämmplatte 1 beispielsweise mit einem Muster, wie es in Figur 1 dargestellt ist.
Ein Teil der Nadeln ist als Hohlnadeln 13 ausgebildet, wobei jede Hohlnadel 13 einen in Achsrichtung verlaufenden, zentrisch angeordneten Kanal 14 aufweist, welcher Kanal 14 an einer Zufuhrleitung 15 angeschlossen ist. Über die Zufuhrleitung 15 wird Klebermaterial 14 der Hohlnadel 13 zugeführt, welches bei abgesenktem Träger 11 und in die Wärmedämmplatte 1 eingedrungenen Nadeln 12 oder 13 in die Wärmedämmplatte 1 injiziert wird. Es ist aber auch denkbar, daß sämtliche Nadeln 12 entsprechend den Hohlnadeln 13 ausgebildet sind.
Mit der voranstehend beschriebenen Vorrichtung wird eine Wärmedämmplatte 1 perforiert, bevor eine Beschichtung 8 auf die perforierte große Oberfläche der Wärmedämmplatte aufgebracht wird, um ein Dämmstoffelement 7 zu bilden. Die flüssige Beschichtung 8 dringt hierbei zumindest in die Löcher 6 der Perforation und vorzugsweise auch in den Nahbereich dieser Löcher 6 zwischen die Fasern 9 ein, so daß die Beschichtung 8 nicht nur auf der Oberfläche der Wärmedämmplatte 1 haftet, sondern auch im Innenbereich der Wärmedämmplatte 1 verankert ist.
Nach dem Aushärten der Beschichtung 8 besteht die Möglichkeit, eine weitere Beschichtung aufzubringen, so daß Dämmstoffelemente 7 hergestellt werden, die hochbelastbar sind und beispielsweise bei Wärmdämmverbundsystemen mit einer Klinkerbekleidung versehen werden können. Die zweite Beschichtung kann ebenfalls werkseitig oder vor Ort, d.h. auf der Baustelle aufgebracht werden. Hierbei ist sicherzustellen, daß die zweite Beschichtung mit der ersten Beschichtung eine innige Verbindung eingeht.

Claims (30)

  1. Dämmstoffelement zu Wärme- und/oder Schalldämmzwecken, insbesondere in Verbindung mit Wärmedämmverbundsystemen, bestehend aus einer Wärmedämmplatte, insbesondere aus Mineralfasern, vorzugsweise aus Glas- oder Steinwollefasern, oder Polystyrol-Hartschaum, mit einer zumindest auf einer großen Oberfläche aufgebrachten Beschichtung zur zumindest partiellen Verklebung der Wärmedämmplatten mit Deckschichten bzw. tragenden Flächen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wärmedämmplatte (1) zumindest im Bereich der die Beschichtung (8) aufweisenden großen Obefläche (2) bzw. Oberflächen (2, 3) perforiert ausgebildet ist und eine Vielzahl von zur Beschichtung (8) hin offenen Löchern (6) aufweist und
    daß die Beschichtung (8) Vorsprünge ausbildet, die in die Löcher (6) eingreifen, so daß die ausgehärtete Beschichtung (8) eine nagelförmige, in der Wärmedämmplatte (1) verankerte Struktur hat.
  2. Dämmstoffelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wärmedämmplatte (1) genadelt ist.
  3. Dämmstoffelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wärmedämmplatte (1) 5 bis 20 Löcher (6) pro cm2, insbesondere 8 bis 10 Löcher (6) pro cm2 bei faserigen Wärmedämmplatten (1) bzw. 10 bis 16 Löcher (6) bei Hartschaum-Wärmedämmplatten (1) aufweist.
  4. Dämmstoffelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Löcher (6) in Abhängigkeit ihrer dichten Anordnung in der großen Oberfläche (2) der Wärmedämmplatte (1) zumindest im Bereich der großen Oberfläche (2) Durchmesser von 1 bis 5 mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm aufweist.
  5. Dämmstoffelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Mineralfasern im wesentlichen parallel zu den großen Oberflächen (2, 3) verlaufen und die Löcher (6) kegel- und/oder kegelstumpfförmig ausgebildet sind.
  6. Dämmstoffelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Mineralfasern im wesentlichen rechtwinklig oder geneigt zu den großen Oberflächen (2, 4) verlaufen und die Löcher (6) zylindrisch, kegelund/oder kegelstumpfförmig und/oder pyramidenstumpfförmig mit jeweils kalottenförmigen oder kugelabschnittförmigen Enden ausgebildet sind.
  7. Dämmstoffelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Löcher (6) im wesentlichen rechtwinklig zu den großen Oberflächen (2, 3) der Wärmedämmplatte (1) ausgerichtet sind.
  8. Dämmstoffelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Löcher (6) in beiden großen Oberflächen (2, 3) der Wärmedämmplatte (1) versetzt zueinander angeordnet sind.
  9. Dämmstoffelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Löcher (6) bei Hartschaum-Wärmedämmplatten eine axiale Länge kleiner gleich 5 mm aufweisen.
  10. Verfahren zur Behandlung, insbesondere Beschichtung von Dämmstoffen mit einer Beschichtung zur zumindest partiellen Verkleben einer aus dem Dämmstoff hergestellen Wärmedämmplatte mit Deckschichten bzw. tragenden Flächen, wobei die Wärmedämmplatte insbesondere aus Mineralfasern, vorzugsweise aus Glas- oder Steinwollfasern oder Polystyrol-Hartschaum besteht und die Beschichtung auf zumindest einer großen Oberfläche der Wärmedämmplatte aufgebracht wird,
    dadurch kennzeichnet,
    daß die Wärmedämmplatte (1) vor dem und/oder beim Aufbringen der Beschichtung (8) zumindest im Bereich der zu beschichtenden Oberfläche (2) perforiert, insbesondere genadelt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in die zu beschichtende große Oberfläche (2) 5 bis 20 Löcher pro cm2, insbesondere 8 bis 10 Löcher pro cm2 bei faserigen Wärmedämmplatten (1) bzw. 10 bis 16 Löcher pro cm2 bei Hartschaum-Wärmedämmplatten (1) eingebracht werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beide großen Oberflächen (2, 3) der Wärmedämmplatte (1) perforiert, insbesondere genadelt und anschließend beschichtet werden, wobei die Löcher (6) in den gegenüberliegenden Oberflächen (2, 3) versetzt zueinander angeordnet werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Beschichtung (8) werkseitig aufgebracht wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Beschichtung (8) manuell und/oder maschinell in die Oberfläche (2) der Wärmedämmplatte (1) eingearbeitet wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Beschichtung (8) unter Druck auf die Oberfläche (2) der Wärmedämmplatte (1) appliziert und in die Perforation eingepreßt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß als Beschichtung (8) ein relativ dünnflüssiger Kleber gezielt in die Perforation injiziert und relativ dazu körniger Klebemörtel oder dergleichen auf der Oberfläche (2) angeordnet werden.
  17. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß als Beschichtung (8) Polyurethan-Injektionen bei Wärmedämmstoffen oder Injektionen mit gefülltem Kieselsol, Ormoceren, Wasserglas, Phosphatbindern oder dergleichen bei thermisch belastbaren Wärmedämmstoffen verwendet werden.
  18. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß nach der ersten werkseitigen Beschichtung eine zweite Beschichtung aufgebracht wird.
  19. Vorrichtung zur Behandlung, insbesondere Beschichtung von Dämmstoffen nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 10 bis 18, bestehend aus zumindest einem Träger (11) mit einer Vielzahl in Richtung auf eine Dämmstofflage ausgerichteten, insbesondere rotationssymmetrisch ausgebildeten Nadeln oder Stiften, wobei der Träger (11) einer Beschichtungseinrichtung vorgeschaltet ist, die Bestandteil einer kontinuierlich arbeitenden Dämmstoffproduktionsanlage ist.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stifte oder Nadeln (12) zu ihrem freien Ende hin konisch ausgebildet sind, wobei zumindest das freie Ende die Konizität aufweist und die Stifte oder Nadeln (12) im übrigen zylindrisch ausgebildet sind.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Träger (11) im rechten Winkel zur Dämmstofffläche auf- und niederbewegbar angeordnet ist.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Träger (11) als rotierende Walze ausgebildet ist, wobei die Nadeln (12) oder Stifte radial verlaufend angeordnet sind.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 22,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Nadeln (12) oder Stifte kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet sind.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 23,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Basis der pyramidenstumpfförmig ausgebildeten Nadeln (12) oder Stifte in Drehrichtung der Walze schmaler als in Achsrichtung der Walze ausgebildet ist.
  25. Vorrichtung nach Anspruch 22,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die freien Enden der Nadeln (12) oder Stifte abgerundet ausgebildet sind.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Träger (11) höhenverstellbar gelagert ist.
  27. Vorrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zumindest ein Teil der Stifte oder Nadeln (12) hohl ausgebildet ist und einen Kanal (14) zur Durchleitung eines dünnflüssigen Klebers aufweist.
  28. Vorrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Träger (11) pro cm2 5 bis 20 Nadeln (12) oder Stifte, insbesondere 8 bis 10 Nadeln (12) oder Stifte bei der Penetration faseriger Wärmedämmplatten (1) bzw. 10 bis 16 Nadeln (12) oder Stifte bei der Penetration von Hartschaum-Wärmedämmplatten (1) aufweisen.
  29. Vorrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Nadeln (12) oder Stifte einen Durchmesser größer gleich 2 mm aufweisen.
  30. Vorrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Nadeln (12) oder Stiften an ihren freien Enden Widerhaken aufweisen.
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