DE102017007010A1

DE102017007010A1 - Schichtsystem für Akustikmodul mit Flammschutz

Info

Publication number: DE102017007010A1
Application number: DE102017007010.5A
Authority: DE
Inventors: Lea Rathgeber; Hans-Joerg Imminger
Original assignee: Bwf Tec & Co KG GmbH
Current assignee: Bwf Tec & Co KG GmbH
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2019-01-31

Abstract

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf ein Schichtsystem für ein Akustikmodul zur Innenausstattung von Räumen. Das erfindungsgemäße Schichtsystem 1 umfasst ein Akustikvlies 2, eine Deckschicht 3 und eine Trennschicht 4, wobei die Trennschicht 4 so zwischen dem Akustikvlies 2 und der Deckschicht 3 angeordnet ist, dass sie die Deckschicht 3 von dem Akustikvlies 2 trennt. Das Akustikvlies 2 weist vorzugsweise PES-Fasern auf und die Trennschicht 4 ist vorzugsweise eine ePTFE-Membran. Ferner besteht die Deckschicht 3 vorzugsweise aus Filz, besonders bevorzugt aus Wollfilz.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Schichtsystem für ein Akustikmodul mit Flammschutz. Das Akustikmodul ist für die Innenausstattung von Räumen vorgesehen und weist ein Schichtsystem auf, das ein Akustikvlies, eine Deckschicht und eine Trennschicht umfasst. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Schichtsystems.
Akustikmodule für die Innenausstattung von Räumen werden verwendet, um die Raumakustik zu verbessern. Das Verbessern der Raumakustik mittels Akustikmodulen hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen, da zum einen erkannt wurde, dass ein angenehmes akustisches Umfeld positive Auswirkungen auf das persönliche Wohlbefinden und damit auch auf die Produktivität hat, insbesondere in Räumen, in denen Menschen viele Stunden täglich leben und arbeiten. Zum anderen weisen aber viele moderne Räume an sich eine unbefriedigende Raumakustik auf, was vor allem auf die Gestaltung von Objekt-, Büro- und Wohnräumen mit schallharten Materialien wie Beton, Stahl oder Glas zurückzuführen ist.
Ein Akustikmodul für die Innenausstattung von Räumen, durch das sich die Raumakustik verbessern lässt, ist aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2013 009 565 A1 der Anmelderin bekannt. Dieses Akustikmodul zeichnet sich besonders durch hervorragende akustische Eigenschaften aber auch durch ein äußerst ansprechendes Äußeres aus. Das Akustikmodul weist vorzugsweise eine Deckschicht aus einem hochwertigen Wollfilz auf, wodurch es einen sehr wertigen Eindruck vermittelt. Nachteilig an dem aus der DE 10 2013 009 565 A1 bekannten Akustikmodul ist jedoch, dass es nur wenig zufriedenstellende flammhemmende Eigenschaften aufweist. Es besteht aber Bedarf an flammhemmenden Akustikmodulen, da diese für die Ausstattung öffentlicher Gebäude aber auch z.B. von Banken oder Bürogebäuden gefordert werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Schichtsystem für ein Akustikmodul für die Innenausstattung von Räumen bereit zu stellen, das flammhemmende Eigenschaften aufweist. Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Schichtsystem flammhemmende Eigenschaften nach DIN EN 13501-1, idealerweise mit der Klassifizierung B-s1, d0, auf.
Diese Aufgabe wird durch das Schichtsystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Schichtsystems sind in den Ansprüchen 2 bis 8 angegeben. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schichtsystems ist in Anspruch 9 angegeben, weitere vorteilhafte Merkmale dieses Verfahrens in Anspruch 10.
Das erfindungsgemäße Schichtsystem für ein Akustikmodul zur Innenausstattung von Räumen umfasst ein Akustikvlies, eine Deckschicht und eine Trennschicht, wobei die Trennschicht so zwischen dem Akustikvlies und der Deckschicht angeordnet ist, dass sie die Deckschicht von dem Akustikvlies trennt. Vorzugsweise wird die Deckschicht durch die Trennschicht so von dem Akustikvlies getrennt, dass das Akustikvlies mit der Deckschicht nicht vollflächig in Kontakt kommt. Die Deckschicht besteht vorzugsweise aus Filz.
Das Akustikvlies besteht erfindungsgemäß aus einem Vlies oder einem Vliesstoff. Darunter werden aus Fasern hergestellte und mechanisch, chemisch oder thermisch verfestigte textile Flächengebilde verstanden, die häufig auch als Nonwoven bezeichnet werden. Als Rohstoffe können natürliche oder synthetische Fasern eingesetzt werden, auch der Einsatz von natürlichen oder synthetischen Bindemitteln ist möglich. Die Länge der Fasern kann sehr breit variieren, je nach Herstellungsverfahren von wenigen mm bis zu endlosen Filamenten.
Das Akustikvlies des erfindungsgemäßen Schichtsystems weist vorzugsweise eine Vlieslage z.B. auf Textilfaser- oder Glasfaserbasis auf. Das Akustikvlies zählt zur Klasse der porösen Absorber, da die Schallenergie durch Abbremsen der Luftteilchen (Reibung) absorbiert wird.
Kenndaten für Akustikvliese sind unter anderem der Schallabsorptionsgrad, das Brennverhalten, die Dicke und das Flächengewicht des Materials. Auf Grundlage dieser Kenndaten kann für den jeweiligen Einsatzbereich das richtige Akustikvlies mit den gewünschten Eigenschaften ausgewählt werden. Für das erfindungsgemäße Schichtsystem können die an sich bekannten Akustikvliese verwendet werden.
Als Faserrohstoffe für das Vliesmaterial des erfindungsgemäßen Akustikvlieses können Polyester, Bikomponenten-Polyester, Polyamide, Polylactide, Polypropylen oder sonstige thermoplastische schweißfähige Fasern und deren Mischungen eingesetzt werden. Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Akustikvlies PES-Fasern auf. Besonders bevorzugt ist das erfindungsgemäße Akustikvlies ein Akustikvlies geringer Dichte aus PES. Das erfindungsgemäße Akustikvlies weist weiter vorzugsweise flammhemmende Eigenschaften auf.
Besonders bevorzugt besteht das erfindungsgemäße Akustikvlies aus einer Mischung von Bikomponenten-PES-Fasern einerseits und flammhemmenden PES-Fasern andererseits. Besonders bevorzugt beträgt das Mischungsverhältnis 50 % zu 50 %. Die Bikomponenten-PES-Fasern weisen vorzugsweise eine Kern/Mantel-Struktur auf mit einem Kern, der eine höhere Schmelztemperatur (z.B. ca. 260 °C) aufweist, und mit einem Mantel, der eine niedrigere Schmelztemperatur (z.B. ca. 110 °C bis 180 °C) aufweist. Mittels dieser Bikomponenten-PES-Fasern lässt sich gut ein stabiles Vlies geringer Dichte herstellen, bei dem der Mantel der Bikomponenten-PES-Fasern als Schmelzkleber für das aus den Faserkernen gebildete Vlies fungiert. Die flammhemmenden PES-Fasern können erfindungsgemäß eine flammhemmende Ausrüstung aufweisen oder der Flammschutz kann erfindungsgemäß in die PES-Fasern einpolymerisiert sein.
Vorzugsweise wird als Akustikvlies ein stoßfestes, formstabiles und besonders gut schallabsorbierendes Akustikvlies eingesetzt. Solche formstabilen Akustikvliese sind leicht zu konfektionieren, beispielsweise durch Schneiden, Fräsen, Sägen oder Prägen, und in bevorzugten Dicken von 5 mm bis 18 mm handelsüblich verfügbar. Die Oberfläche dieser Akustikvliese ist im Vergleich zu Akustikschäumen druckunempfindlich, direkt bedruckbar und kann auf vielfältige Weise oberflächenbehandelt werden.
Das Akustikvlies des erfindungsgemäßen Schichtsystems weist vorzugsweise eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften auf:

• gute Schallabsorption
• geringes spezifisches Gewicht
• schwer entflammbar nach DIN 4102-1 (B1) oder nach DIN EN 13501-1, besonders bevorzugt mit der Klassifizierung B-s1, d0
• 100% Polyester, recycelbar
• formstabil, selbsttragend
• vielfältig konfektionierbar.

Die Trennschicht des erfindungsgemäßen Schichtsystems besteht vorzugsweise aus einem nicht entflammbaren Material und ist vorzugsweise porös. Dadurch, dass sie aus einem nicht entflammbaren Material besteht, kann die Trennschicht selbst nicht brennen und beeinflusst daher die Entflammbarkeit des erfindungsgemäßen Schichtsystems nicht negativ. Dadurch, dass die Trennschicht porös ist, kann erreicht werden, dass die Trennschicht die akustischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Schichtsystems nicht oder zumindest nicht erkennbar verschlechtert. Außerdem ist es mit einer porösen Trennschicht nach wie vor möglich, die Deckschicht mit dem Akustikvlies z.B. im Randbereich des Schichtsystems miteinander zu verschweißen und dadurch fest miteinander zu verbinden. Weitere Ausführungen hierzu folgen weiter unten.
Besonders bevorzugt ist die Trennschicht des erfindungsgemäßen Schichtsystems eine ePTFE-Membran, also eine Membran aus expandiertem (gerecktem) Polytetrafluorethylen. Eine derartige ePTFE-Membran ist eine mikroporöse Membran, die vorzugsweise eine Luftdurchlässigkeit zwischen etwa 5 l/(dm^2*min) und 200 l/(dm^2*min), besonders bevorzugt von etwa 110 l/(dm^2*min) aufweist. Aufgrund der porösen, luftdurchlässigen Struktur der ePTFE-Membran beeinträchtigt diese die akustische Wirksamkeit des Schichtsystems nicht oder nur wenig. Durch die Unbrennbarkeit des Polytetrafluorethylen und die hohe Schmelztemperatur von 327 °C bleibt die Trennschicht im Brandfall länger erhalten. Die antiadhäsiven Eigenschaften lassen das schmelzende Polyestermaterial an der Schicht abgleiten. Die ePTFE-Membran ist sehr leicht und wich, so dass sie die Struktur und Gestaltung des Schichtsystems nicht negativ beeinflusst.
Weiter bevorzugt kann die Trennschicht aus einem nicht brennbaren Funkenblocker-Vlies bestehen. Als Faser hierfür dient vorzugsweise eine preoxidierte Polyacrylnitril-Faser (PAN Faser). Diese Faser ist besonders vorteilhaft, da sie bei Flammeneinwirkung nicht schrumpft und auch nicht schmilzt, in Luft nicht brennt und vergleichsweise preiswert ist. Alternativ könnten auch Aramide, Phenol- oder Melaminharzfasern oder Mischungen daraus Verwendung finden. Ein derartiges Trennvlies weist vorzugsweise ein Flächengewicht im Bereich von ca. 50 g/m² oder 60 g/m² bis etwa 200 g/m² auf, besonders bevorzugt etwa 100 g/m².
Seine Dicke liegt vorzugsweise zwischen 0,8 mm und 1,2 mm, besonders bevorzugt beträgt sie etwa 1 mm.
Weiter ist es erfindungsgemäß möglich, als Trennschicht eine andere abweisende, poröse Schicht zu verwenden, wie z.B. eine feinporige (z.B. gelochte) Alufolie oder aber ein leichtes PTFE-Vlies oder -Papier.
Die Deckschicht des erfindungsgemäßen Schichtsystems besteht vorzugsweise aus Wollfilz, besonders bevorzugt aus einem Farbfilz aus Wolle, insbesondere Merinowolle.
Unter einem Filz wird ein textiles Flächengebilde aus einem ungeordneten, nur schwer zu trennenden Fasergut verstanden. Es handelt sich bei Filz also um eine nicht gewebte textile Struktur. Aus Chemiefasern (Synthetikfasern) und auch aus Pflanzenfasern entstehen Filze durch trockene Vernadelung oder durch Verfestigung mit unter hohem Druck aus einem Düsenbalken austretenden Wasserstrahlen. Filz aus tierischem Haar bzw. Wolle (Wollfilz) oder auch geeigneten wollhaltigen Fasermischungen ist ein Walk- oder Pressfilz. Die gereinigte, gekämmte und bis zum Vlies aufbereitete und eventuell gefärbte Rohwolle bzw. deren Fasern werden durch eine meist mechanische Bearbeitung (Filzen und Walken) in einen festen Zusammenhalt gebracht. Die einzelnen Fasern sind dabei miteinander ungeordnet verschlungen. Tierische Haare haben eine schuppenförmige Oberfläche, deren mikroskopisch kleine Plättchen sich beim Filzen dauerhaft ineinander verhaken.
Die Deckschicht des erfindungsgemäßen Schichtsystems kann auch Synthetikfasern aufweisen oder daraus bestehen. Erfindungsgemäß möglich ist beispielsweise insbesondere eine Deckschicht aus Polyesterfilz oder aus einer Mischung aus Wolle/Viskose bzw. Wolle/Polyester.
Ein Filz aus Wolle als Deckschicht (oder eventuell auch wollhaltige Mischungen, z.B. mit Viskose oder Synthetikfasern) ist einem reinen Synthetikfilz aber sowohl optisch als auch haptisch überlegen. Der Wollfilz sieht also besser aus als ein Synthetikfilz und fühlt sich auch besser an. Insgesamt vermittelt ein Wollfilz einen deutlich hochwertigeren Eindruck als ein Synthetikfilz, insbesondere hinsichtlich Farbbrillanz und Warenbild. Deshalb ist eine Deckschicht aus Wollfilz erfindungsgemäß besonders bevorzugt. Ein weiterer Vorteil eines Wollfilzes besteht darin, dass er über ein hohes Aufnahmevermögen von Luftschadstoffen verfügt und auch klimaregulierend wirkt. Außerdem ist er besonders dimensionshaltig und rückstellfähig, weshalb er als Deckschicht des erfindungsgemäßen Schichtsystems besonders geeignet ist.
Die Deckschicht des erfindungsgemäßen Schichtsystems ist vorzugsweise flammhemmend ausgerüstet oder beinhaltet - im Falle von Synthesefaserbeimischung - einen einpolymerisierten Flammschutz. Besonders bevorzugt ist die Deckschicht ein flammhemmend ausgerüsteter Wollfilz, der insbesondere flammhemmende Eigenschaften nach DIN EN 13501-1 aufweist, idealerweise mit der Klassifizierung B-s1, d0.
Besonders bevorzugt weist das erfindungsgemäße Schichtsystem eine Deckschicht aus einem Wollfilz und ein Akustikvlies aus PES auf, wobei sowohl die Deckschicht als auch das Akustikvlies jeweils für sich betrachtet flammhemmende Eigenschaften aufweisen, insbesondere nach DIN EN 13501-1, idealerweise mit der Klassifizierung B-s1, d0.
Bei dieser Materialkombination ist die Trennschicht des erfindungsgemäßen Schichtsystems besonders wichtig, da diese Trennschicht dafür sorgt, dass auch das Schichtsystem insgesamt flammhemmende Eigenschaften aufweist, insbesondere nach DIN EN 13501-1, idealerweise mit der Klassifizierung B-s1, d0. Ohne diese Trennschicht ist es nämlich in der Regel nicht möglich, die Anforderungen der DIN EN 13501 -1 gemäß Klassifizierung B-s1, d0 zu erfüllen. In Tests hat die Anmelderin festgestellt, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass bei den gemäß der Norm durchzuführenden Flammtests der in der Flamme schmelzende Polyester des PES-Akustikvlieses nicht ungehindert ablaufen bzw. abtropfen und somit aus dem Einwirkungsbereich der Flamme entkommen kann, sondern zumindest teilweise in dem verkohlenden Gerüst des Wollfilzes hängenbleibt und somit weiterhin der Flamme ausgesetzt bleibt. Es besteht dann die Gefahr, dass dieser an dem verkohlten Wollfilz haftende Polyester zu brennen beginnt.
Über die erfindungsgemäße Trennschicht lässt sich dieser Effekt verhindern. Die Trennschicht sorgt dafür, dass im Brandfall der schmelzende Polyester nicht mit der Wolle in Kontakt kommt und an dieser haften bleibt. Stattdessen kann der schmelzende Polyester ungehindert an der Trennschicht entlang ablaufen und gegebenenfalls abtropfen, bevor er Feuer fängt. Durch die erfindungsgemäße Trennschicht lassen sich also die beiden Komponenten flammhemmend ausgerüsteter, farbiger Wollfilz und Akustikvlies geringer Dichte aus PES so kombinieren bzw. miteinander verbinden, dass die für die Einzelkomponenten bestätigten flammhemmenden Eigenschaften auch für das Gesamtsystem (auch als Composite bezeichnet) zutreffen. Eine ePTFE-Membran kann aufgrund ihrer ausgeprägten antiadhäsiven Eigenschaften das Anhaften der PES-Schmelze an der verkohlten Gerüststruktur des Wollfilzes oder auch am unbeschädigten Wollfilz besonders gut verhindern.
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Schichtsystem weiter eine Verbindungsschicht, die zwischen der Deckschicht und der Trennschicht angeordnet ist und die die Deckschicht mit der Trennschicht verbindet, vorzugsweise flächig verbindet. Damit kann bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schichtsystems vorab die Trennschicht auf die Deckschicht kaschiert werden. Dieses Laminat aus Trennschicht und Deckschicht kann dann einfach mit dem Akustikvlies verschweißt werden. Auf diese Weise lässt sich verhindern, dass bei der Herstellung des Schichtsystems drei Einzellagen (Deckschicht, Trennschicht, Akustikvlies) separat geführt bzw. verschweißt werden müssen.
Die erfindungsgemäße Verbindungsschicht ist vorzugsweise ein Schmelzklebegitter oder Schmelzklebevlies, eine gelochte oder geschlitzte Folie, oder eine anderweitig poröse Schicht. Dass die Verbindungsschicht porös ist, also keinen vollflächigen luftundurchlässigen Film bildet, ist wichtig, um sicherzustellen, dass die akustischen Eigenschaften des Schichtsystems durch die Verbindungsschicht nicht negativ beeinflusst werden. Anstelle einer flächigen Verbindungsschicht kann erfindungsgemäß auch ein punktuell (bzw. in einem Rastermuster) aufgetragener Kleber, beispielsweise mittels Pastenpunktauftrag, zum Einsatz kommen. Der Kleber ist vorzugsweise thermoplastisch. Erfindungsgemäß besonders geeignet zum Verbinden der Deckschicht mit der Trennschicht ist ein Schmelzkleber auf Basis von Copolyamid, Copolyester, Copolyolefin, Polyurethan und Polypropylen, insbesondere in Form von Klebepunkten, Klebevlies, Klebenetz oder Klebegitter mit einem Flächengewicht zwischen 4 g/m² und 60 g/m² und einer Schmelztemperatur im Bereich von ca. 60 °C bis 190 °C, bevorzugt im Bereich von etwa 80 °C bis 110 °C. Besonders bevorzugt ist ein Schmelzklebevlies auf Basis eines Copolyesters mit einem Flächengewicht von 8 g/m² bis 20 g/m² und einem Schmelzbereich von 80 °C bis 110 °C.
Bei dem erfindungsgemäßen Schichtsystem sind die Deckschicht, die Trennschicht und das Akustikvlies vorzugsweise in einem Randbereich des Schichtsystems miteinander verschweißt. Vorzugsweise sind die Schichten des Schichtsystems in dem Randbereich des Schichtsystems vollumfänglich verschweißt, so dass sie einen vollumfänglich geschweißten Rand bilden. Dieser vollumfänglich geschweißte Rand gibt einem aus dem Schichtsystem bestehenden Akustikmodul ausreichend Stabilität, so dass das Akustikmodul z.B. als Deckenpaneel in die Rastervorrichtung einer abgehängten Decke eingelegt werden kann. Alternativ kann dieser Rand auch genutzt werden, um das Schichtsystem in einem Rahmen zu fixieren.
Das Verschweißen der Schichten des Schichtsystems im Randbereich erfolgt erfindungsgemäß vorzugsweise mittels Hochfrequenzschweißens (HF-Schweißen). Beim HF-Schweißen handelt es sich um ein Druckschweißverfahren. Beim HF-Schweißen entsteht die benötigte Schweißwärme durch Molekularschwingungen in einem Hochfrequenzfeld direkt am Material, also durch die Wärme, die durch das Reiben der Moleküle an- und gegeneinander entsteht. Diese Erwärmung führt dazu, dass die zu verbindenden Werkstoffe mit thermoplastischen Eigenschaften zunächst erweichen oder sich verflüssigen und anschließend zusammengepresst werden können. Durch den Druck entsteht die Schweißverbindung, wobei es günstig ist, wenn die Werkstoffe solange zusammengepresst bleiben, bis sie erkaltet sind. Durch Hochfrequenzschweißen können alle polaren Materialien verbunden werden, deren Moleküle durch Reibung aktiviert werden, beispielsweise Hart- und Weich-PVC, Polyamid, Polyester, Polyurethan oder Verbundmaterialien. Es können auch Anteile nicht thermoplastischer Materialien verschweißt werden, wenn eine ausreichende Eindringtiefe des geschmolzenen Materials in die nicht schmelzenden Anteile, z. B. aus Wolle oder Viskose, erzielt wird. Reicht der Prozentsatz der durch Hochfrequenz aktivierbaren Stoffe nicht aus oder sollen durch das HF-Schweißen Materialien verbunden werden, deren Moleküle durch Reibung nicht aktiviert werden können, etwa Textilien, können diese mittels Schweißhilfsfolien oder mit HF-aktivierbaren Klebstoffschichten verbunden werden.
Bei dem erfindungsgemäß besonders bevorzugten Schichtsystem mit einer Deckschicht aus Wollfilz, einer Trennschicht aus einer ePTFE-Membran und einem PES-Akustikvlies dient der Polyester des PES-Akustikvlieses als verbindendes Material. Im Randbereich des Schichtsystems, in dem die Schichten miteinander verbunden werden sollen, wird das PES-Akustikvlies beim HF-Schweißen geschmolzen und die Schichten des Schichtsystems werden zusammengepresst. Der geschmolzene Polyester dringt durch die mikroporöse ePTFE-Membran in den Wollfilz ein und verbindet sich mit diesem. Wenn der geschmolzene Polyester schließlich abkühlt, erstarrt er wieder, wodurch eine feste Verbindung zwischen Deckschicht, Trennschicht und Akustikvlies hergestellt wird.
Eine Verbindungsschicht, die bei einem erfindungsgemäßen Schichtsystem zwischen Deckschicht und Trennschicht angeordnet sein kann, hat auf diesen Prozess keine negativen Auswirkungen. Zum einen ist die Verbindungsschicht ohnehin porös, so dass der geschmolzene Polyester des PES-Akustikvlieses auch die Verbindungsschicht durchdringen kann. Außerdem besteht die Verbindungsschicht selbst vorzugsweise aus einem thermoplastischen Material, so dass auch sie beim HF-Schweißen schmelzen kann und für eine zusätzliche Verbindung der Schichten sorgen kann.
Das erfindungsgemäße Schichtsystem ist in seinem Randbereich vorzugsweise stufenartig ausgebildet, wobei das Akustikvlies eine Stufe aufweist und die Deckschicht zusammen mit der Trennschicht der Kontur der Stufe folgt und entlang der Stufe an dem Akustikvlies anliegt. Wenn die Schichten des erfindungsgemäßen Schichtsystems im Randbereich mittels HF-Schweißens miteinander verbunden werden, lässt sich eine derartige stufenartige Geometrie des Randbereichs besonders einfach erzielen.
Beim HF-Schweißen wird das Schichtsystem im Randbereich fest zusammengepresst. Dabei wird insbesondere das Akustikvlies stark komprimiert, wodurch seine Dicke stark abnimmt, so dass ein flacher Randbereich entsteht, dessen Dicke deutlich unter der des nichtkomprimierten Schichtsystems liegt. Das Akustikvlies ist im Ergebnis daher zum Randbereich hin stufenartig ausgebildet. Die Deckschicht und die Trennschicht folgen diesem stufenartigen Verlauf des Akustikvlieses, da sie beim HF-Schweißen an das Akustikvlies angepresst werden. Sie liegen somit entlang der Stufe an dem Akustikvlies an. Auf diese Weise lässt sich durch nahtlose Verarbeitung eine sehr stabile umlaufende textile Kante erzeugen.
Bei einer derartigen stufenartigen Ausbildung des Randbereichs des erfindungsgemäßen Schichtsystems ist es besonders vorteilhaft, wenn die Deckschicht aus Filz besteht. Denn Filz zeichnet sich durch eine hohe Drapierfähigkeit aus, die es ermöglicht, den Filz im Stufenbereich ohne störende Falten oder Risse an die Geometrie der Stufe anzupassen. So können auf einfache Art und Weise ästhetisch sehr ansprechende dreidimensional verrundete Materialkanten geschaffen werden.
Das erfindungsgemäße Schichtsystem lässt sich besonders gut durch ein erfindungsgemäßes Verfahren herstellen, das die folgenden Schritte umfasst:

- Aufbringen der Deckschicht und der Trennschicht auf das Akustikvlies derart, dass die Trennschicht zwischen der Deckschicht und dem Akustikvlies angeordnet ist;
- Verbinden der Deckschicht, der Trennschicht und des Akustikvlieses in einem Randbereich des Schichtsystems durch Verschweißen.

Das Verbinden der Schichten des Schichtsystems erfolgt vorzugsweise mittels Hochfrequenzschweißens. Der Randbereich, in dem die Schichten des Schichtsystems miteinander verbunden werden, umgibt das Schichtsystem vorzugsweise entlang seines gesamten Umfangs. Dies führt einerseits zu einer sehr stabilen und dauerhaften Verbindung der Schichten und sorgt andererseits für eine zusätzliche Stabilisierung des gesamten Schichtsystems.
Zum HF-Schweißen des erfindungsgemäßen Schichtsystems werden vorzugsweise die einzelnen Komponenten des Schichtsystems entsprechend der beschriebenen Reihenfolge in ein Schweißwerkzeug eingelegt. Dieses Werkzeug besteht vorzugsweise aus Aluminium und weist vorzugsweise einen rechteckigen Rahmen auf. Dieses Werkzeug bildet die untere Elektrode für das HF-Schweißen. Nur in dem Bereich des Rahmens wird das Material später auch verschweißt. Das befüllte Werkzeug wird in eine Schweißmaschine eingefahren, in der dann von oben die obere Elektrode in Form einer Platte auf das Schweißwerkzeug gepresst wird. Dadurch werden die eingelegten Materialien im Bereich des Rahmens stark miteinander verpresst. Während des Schweißvorgangs wird zwischen den beiden Elektroden ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugt. Dadurch werden die Moleküle der thermoplastischen Komponenten zum Schwingen angeregt. Durch die Wärme, die durch das Reiben der Moleküle an- und gegeneinander entsteht, werden die thermoplastischen Komponenten erweicht. Durch den hohen Druck wird der erweichte Thermoplast komprimiert und verbindet sich mit den angrenzenden Materialien. Der Druck und die Verweilzeit bilden definierte Schweißparameter. Nach Ablaufen der Schweißzeit wird das elektromagnetische Feld ausgeschaltet. Das Material verweilt zum Erkalten weiterhin unter Druck in der Presse. Daraufhin wird die Presse wieder geöffnet und das Schweißwerkzeig zusammen mit dem fertig geschweißten Paneel ausgefahren.
Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schichtsystems des Weiteren den folgenden Schritt auf:

- Herstellen eines Laminats aus Deckschicht und Trennschicht.

Zweckmäßigerweise wird dieser Schritt durchgeführt, bevor Deck- und Trennschicht auf das Akustikvlies aufgebracht werden. Durch das Herstellen eines Laminats aus Deckschicht und Trennschicht (kann als Rollenware, also rasch und in großen Mengen gemacht werden) wird die Herstellung des erfindungsgemäßen Schichtsystems deutlich vereinfacht. Denn so kann vermieden werden, dass drei Einzellagen (Deckschicht, Trennschicht, Akustikvlies) separat geführt und miteinander geschweißt werden müssen. Stattdessen kann zunächst das Laminat aus Deckschicht und Trennschicht hergestellt werden. Die Trennschicht wird erfindungsgemäß vorzugsweise unter Druck und bei erhöhter Temperatur auf die Rückseite der Deckschicht kaschiert. Dies kann mittels Bandkalander, Walzenkalander, Flachbettlaminiermaschine, Doppelbandpresse oder Plattenpresse durchgeführt werden, vorzugsweise durch einen Walzenkalander. Weitere Angaben zu der Herstellung des Laminats wurden bereits bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Schichtsystems gemacht. Das erfindungsgemäße Schichtsystem wird dann dadurch gebildet, dass das Laminat (das aus Deckschicht und darauf aufkaschierter Trennschicht besteht) auf das Akustikvlies aufgebracht wird und im Randbereich mit diesem verbunden wird.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Schichtsystems ist gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung folglich ein zweistufiger Prozess. In der ersten Stufe wird das Laminat hergestellt, in der zweiten Stufe wird dieses Laminat mit dem Akustikvlies verbunden.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben. Es zeigen:

1: eine Detailansicht einer schematischen Querschnittsdarstellung des erfindungsgemäßen Schichtsystems;
2: eine weitere schematische Querschnittsdarstellung des erfindungsgemäßen Schichtsystems.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Schichtsystem 1 im Querschnitt in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung, in der die einzelnen Komponenten des erfindungsgemäßen Schichtsystems 1 gut zu erkennen sind. Das Schichtsystem 1 weist ein Akustikvlies 2, eine Deckschicht 3 und eine Trennschicht 4 auf, wobei die Trennschicht 4 so zwischen dem Akustikvlies 2 und der Deckschicht 3 angeordnet ist, dass sie die Deckschicht 3 von dem Akustikvlies 2 trennt. Die Deckschicht 3 ist über eine Verbindungsschicht 5 mit der Trennschicht 4 verbunden.
Hinsichtlich der bevorzugten Eigenschaften der Schichten des Schichtsystems 1 sei auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Das Akustikvlies 1 kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein. Ein einlagiges Akustikvlies weist erfindungsgemäß vorzugsweise eine Dicke von 15 mm auf. Ein zweilagiges Akustikvlies weist dann entsprechend vorzugsweise eine Dicke von 30 mm auf, ein dreilagiges eine Dicke von 45 mm. Die Deckschicht 3 weist vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 2 mm auf, besonders bevorzugt etwa 2 mm. Die Dichte der Deckschicht 3 liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 0,18 g/cm³ bis 0,40 g/cm³, besonders bevorzugt bei etwa 0,30 g/cm³. Das Flächengewicht der Deckschicht 3 liegt vorzugsweise in dem Bereich von 200 g/m² bis 600 g/m². Die Deckschicht 3 besteht vorzugsweise aus Wollfilz.
Die Trennschicht 4 hat vorzugsweise eine gegenüber der Dicke der Deckschicht 3 bzw. des Akustikvlieses 2 verschwindend geringe Dicke, die Verbindungsschicht 5 ebenso.
2 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Schichtsystems 1 für ein Akustikmodul zur Innenausstattung von Räumen (nicht maßstabsgetreu). Das Schichtsystem 1 umfasst wieder ein Akustikvlies 2, eine Deckschicht 3 und eine Trennschicht 4. Bevorzugt umfasst das Schichtsystem 1 außerdem eine Verbindungsschicht, die in 2 jedoch nicht dargestellt ist. Wie in 2 zu erkennen ist, ist das Schichtsystem 1 in seinem Randbereich 6 stufenartig ausgebildet. Dabei weist das Akustikvlies 2 eine Stufe 7 auf und die Deckschicht 3 folgt zusammen mit der Trennschicht 4 der Kontur der Stufe 7.
Das aus Trennschicht 4 und Deckschicht 3 gebildete Laminat liegt entlang der Stufe 7 an dem Akustikvlies 2 an. Im Randbereich 6 sind alle Schichten des Schichtsystems 1 miteinander verbunden, also insbesondere die Deckschicht 3, die Trennschicht 4 und das Akustikvlies 2. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wurden die Schichten mittels HF-Schweißens miteinander verbunden. Dadurch ist ein fester Randbereich 6 entstanden, der das Schichtsystem 1 rundum umgibt und es mechanisch stabilisiert. Das Schichtsystem 1 ist vorzugsweise rechteckig.
Die Maße und Gewichte des erfindungsgemäßen Schichtsystems 1 bzw. des aus diesem gebildeten Akustikmoduls können in Abhängigkeit vom Verwendungszweck variieren. Das Schichtsystem 1 kann beispielsweise eine Größe von bis zu 1800 mm x 800 mm (inklusive Randbereich) aufweisen. Dabei haben sich die folgenden Maße als besonders günstig erwiesen: Dicke: von 1,5 cm bis 5 cm; 60 cm x 60 cm; 120 cm x 60 cm; 180 cm x 60 cm.
Bezugszeichenliste

1: Schichtsystem
2: Akustikvlies
3: Deckschicht
4: Trennschicht
5: Verbindungsschicht
6: Randbereich
7: Stufe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013009565 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 13501-1 [0004, 0013, 0023, 0024, 0025]
DIN 4102-1 (B1) [0013]

Claims

Schichtsystem (1) für ein Akustikmodul zur Innenausstattung von Räumen, umfassend ein Akustikvlies (2), eine Deckschicht (3) und eine Trennschicht (4), wobei die Trennschicht (4) so zwischen dem Akustikvlies (2) und der Deckschicht (3) angeordnet ist, dass sie die Deckschicht (3) von dem Akustikvlies (2) trennt.
Schichtsystem (1) nach Anspruch 1, wobei das Akustikvlies (2) PES-Fasern aufweist.
Schichtsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Trennschicht (4) eine ePTFE-Membran ist.
Schichtsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Deckschicht (3) einen Filz, vorzugsweise einen Wollfilz, aufweist.
Schichtsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Deckschicht (3) flammhemmend ausgerüstet ist.
Schichtsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend eine Verbindungsschicht (5), die zwischen der Deckschicht (3) und der Trennschicht (4) angeordnet ist, und die die Deckschicht (3) mit der Trennschicht (4) verbindet.
Schichtsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Deckschicht (3), die Trennschicht (4) und das Akustikvlies (2) in einem Randbereich (6) des Schichtsystems (1) miteinander verschweißt sind.
Schichtsystem (1) nach Anspruch 7, wobei das Schichtsystem (1) im Randbereich (6) stufenartig ausgebildet ist, wobei das Akustikvlies (2) eine Stufe (7) aufweist und die Deckschicht (3) zusammen mit der Trennschicht (4) der Kontur der Stufe (7) folgt und entlang der Stufe (7) an dem Akustikvlies (2) anliegt.
Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend die Schritte - Aufbringen der Deckschicht (3) und der Trennschicht (4) auf das Akustikvlies (2) derart, dass die Trennschicht (4) zwischen der Deckschicht (3) und dem Akustikvlies (2) angeordnet ist; - Verbinden der Deckschicht (3), der Trennschicht (4) und des Akustikvlieses (2) in einem Randbereich (6) des Schichtsystems (1) durch Verschweißen.
Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems (1) nach Anspruch 9, ferner umfassend den Schritt - Herstellen eines Laminats aus Deckschicht (3) und Trennschicht (4).