DE19734943A1

DE19734943A1 - Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungselementes mit Dämmeigenschaften und einer profilierten Oberfläche

Info

Publication number: DE19734943A1
Application number: DE19734943A
Authority: DE
Inventors: Dieter Gessner
Original assignee: THUERINGER DAEMMSTOFFWERKE GMB
Current assignee: Knauf Insulation GmbH Germany
Priority date: 1997-08-12
Filing date: 1997-08-12
Publication date: 1999-03-04
Anticipated expiration: 2017-08-13
Also published as: DE19734943C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungselementes mit Dämmeigenschaften und einer profilierten Oberfläche, dessen aus einem Fasermaterial, insbesondere aus Mineralwolle bestehender Grundkörper, einen zur großen Oberfläche des Elementes senkrecht orientierten Faserverlauf aufweist und einen ein- oder mehrschich tigen Aufbau hat.

Es ist bekannt, Dämmelemente oder auch Verkleidungselemente aus Mineralwolle zu fertigen und deren Oberfläche zu profilieren. Bei einer derartigen Materialverwendung hat das Element eine Struktur mit horizontal zu seinen großen Flächen geordneten Mineral fasern. Bedingt durch die Struktur kommt es zum Nachfedern der horizontal geordneten Mineralfasern, auch bei einem hohen Bindemittelanteil und relativ großer Dichte. Damit eine Prägung der Oberfläche von dauerhafter Gestalt entstehen kann, werden deshalb Mineralfasern mit Bindemitteln vermischt, im feuchten, ungebundenen Zustand in Formen gegeben und darin verformt. Soll nur die Oberfläche des Produktes oberflächenstrukturiert werden, so wird auf die Oberfläche des Elementes eine feuchte Schicht eines Fasermate rials oder Fasergemisches, vermengt mit Bindemitteln und Formstabilisatoren aufgetragen und mit Prägewerkzeugen bearbeitet und danach einem Trocknungsvorgang unterzogen. Es ist auch bekannt, analog zu der dargestellten Technologie des mehrschichtigen Aufbaus solcher Elemente das gesamte Material des Elementes anzufeuchten und in eine Form zu geben, zu pressen und anschließend das Material verfestigend zu trocknen. Die DE 40 40 925 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus ebenen Zuschnitten oder Vorformteilen aus mit Bindemitteln versehenen Zellulose- oder Lignozellulose-Wirrfaservliesen. Analog zu dem bereits dargestellten bekannten Verfahren wird hier ein Wirrfaservlies durch Anwendung von Druck und Temperatur verwendet, bei dem das Vorformteil durch einen einseitig wirkenden Fluiddruck vollflächig gegen ein formgebendes Werkzeug verdichtet und ausgeformt wird. Das Verfahren weist den Nachteil auf, daß hier der gesamte Grundkörper verformt wird und nicht nur die Oberfläche eines zu strukturierenden Verkleidungs- oder Dämmelemen tes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Verklei dungselementes mit Dämmeigenschaften und einer profilierten Oberfläche, dessen aus einem Fasermaterial, insbesondere aus Mineralwolle bestehender Grundkörper, einen zur großen Oberfläche senkrecht orientierten Faserverlauf aufweist und einen ein- oder mehrschichtigen Aufbau hat, zu schaffen, mit dem es möglich ist, Verkleidungs- und Dämmelemente mit hoher Produktivität herzustellen, die große Gebrauchswerteigen schaften, wie Formstabilität und Biegesteifigkeit bei hervorragenden Dämmeigenschaften aufweisen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Profil eines Verkleidungs- und Dämmelementes mittels eines, senkrecht auf die aufrecht zur zu profilierenden Oberfläche stehenden Fasern gerichteten Druckes, ohne einen eigenen Zusatz von Formsta bilisatoren sowie Flüssigkeiten trocken geprägt wird, wobei die in konkav geprägten Berei chen des Profils, dem Druck des Prägewerkzeuges ausgesetzten Fasern und Faserbereiche, an der Oberfläche gebrochen und so verbogen werden, daß die ihre Verformung irrever sibel ausgebildet wird. Die Erfindung ist sinnvoll ausgebildet, wenn die irreversibel verformten und/oder gebrochenen Fasern und Faserbereiche in die geprägten Flächen, deren Oberflächenbereiche verdichtend eingepreßt werden und an den Prägestellen eine glatte, gleichmäßig verdichtete, mit einem Prägemuster ausgestattete Profilfläche auf dem Grundkörper erzeugt wird. Es ist eine Ausübungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn die Prägung trocken, als Druckprofilierung der Oberflächen der Grundkörper der Verkleidungs- bzw. Dämmelemente in einem Dichtebereich des Materials von 50 kg/m³ bis 170 kg/m³ vorgenommen wird. Die Erfindung ist dadurch vorteilhaft ausgebildet, daß vorrangig die zur Prägung vorgesehene große Oberfläche des Faservlieses einer Bearbei tung unterzogen, mit welcher die Oberfläche glatt und ebenflächig gestaltet wird. Es ist ein vorteilhafter Verfahrensschritt nach der Erfindung, daß die zu profilierende Oberfläche des Elementes vor dem Prägen durch eine aushärtende Imprägnierung verfestigt wird. Das Verfahren gestaltet sich dadurch erfindungsgemäß vorteilhaft, daß die Profilierung durch einen senkrecht auf die zu prägende Oberfläche des Grundkörpers gerichteten Druck eines Prägewerkzeuges vorgenommen wird. Es ist eine Ausbildung der Erfindung, daß zur Profi lierung der Oberfläche der Grundkörper Prägewerkzeuge benutzt werden, die platten förmig oder walzenartig ausgebildet sind. Die erfindungsgemäße Lösung ist fortgeführt, indem die geprägte Oberfläche nach dem Profilieren einer oder mehrerer Imprägnierungen unterzogen wird. Ausgestaltend erhält das Produkt mit profilierter Oberfläche anschließend an die Imprägnierung ein oder mehrere Beschichtungen, die farbintensiv oder nichtfärbend sind und dem Produkt ein gefälliges, an seinen Verwendungszweck anpaß bares Aussehen verleiht. Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist in die geprägte Oberfläche eines jeden Verkleidungselementes mit Dämmeigenschaften ein in sich abge schlossenes Profil eingearbeitet. In Varianz zur erfindungsgemäßen Lösung kann in die geprägte Oberfläche eines jeden Verkleidungselementes mit zugeordneten Dämmeigen schaften ein in sich nicht abgeschlossenes, sich auf den daneben anordnenbaren Elementen fortführendes Profil oder Muster aufgeprägt werden. Es ist für das Verfahren erfinderisch, daß die Verkleidungselemente mit den ihnen eigenen Dammeigenschaften in einem kontinuierlichen Herstellungsprozeß, unter Verwendung eines ungeteilten, sich durch die Fertigungseinrichtung bewegenden Faservlieses geprägt und das nach dem Prägen das Faservlies, entsprechend der Elementenart, in beliebige Größen und Formate zerteilt wird. Die erfindungsgemäße Lösung weist den Vorteil auf, daß jetzt mit einem äußerst wirtschaftlichen Verfahren das Oberflächenprofil eines Verkleidungselementes mit hervor ragenden Dämmeigenschaften in einem Trockenprägeverfahren hergestellt werden kann. Dem Fachmann ist sofort verständlich, daß hier mit dem Herstellungsverfahren eine signi fikante Einsparung an Energie, Arbeitszeit und allgemeinen Fertigungskosten einhergeht. Das Verfahren gestattet es, Elemente zu prägen, deren Profil formkonstant bleibt, eine gleichmäßige Oberflächendichte sowie Rauhtiefe bei einer signifikanten Glätte seiner Oberfläche, auch in den konkav geformten Oberflächenteilen aufweist. Weil das Grund material so variiert werden kann, daß es erheblichen physikalischen Belastungen standhält ist es jetzt möglich, dem Material des Grundkörpers Strukturen und Materialarten zuzu ordnen, die eine hohe Brandsicherheit gewährleisten. Neben den hohen dekorativen Eigen schaften, welche den Verkleidungselementen bei ihrer Anwendung als Decken- oder Wandverkleidungen zugemessen sind, verzeichnet die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, daß durch die irreversible Einformung der Faserbestandteile, insbesondere in den merklich konkav geprägten Bereichen des Profils, aber auch in den erhabenen Bereichen eine gleichmäßig große Oberflächendichte und -glätte erhalten wird, die den Verkleidungs elementen neben ihren hervorragenden akustischen Eigenschaften einen großen dekora tiven bzw. Schauwert verleihen. Die bereits vorteilhaft erwähnte geringe Rauhtiefe der geprägten Oberflächen ist die Voraussetzung für eine wirksame, mit geringen Schicht dicken aufzutragende Oberflächenbeschichtung der Verkleidungselemente. Es ist nach der erfindungsgemäßen Lösung ein großer Vorteil, daß die bereits erwähnte geringe Rauhtiefe und gleichmäßig große Oberflächendichte der geprägten Oberflächen auch eine Verwen dung der Elemente, unter Auslassen einer nachträglichen Beschichtung mit Farb- oder La surschichten möglich werden läßt, ohne deren Schauwert zu beeinträchtigen. Durch die lamellierte Struktur der mit ihren Fasern senkrecht orientierten Grundelemente entsteht ein wiederkehrendes, aus ästhetischer Sicht angenehmes Muster. Sollte es erforderlich sein, die Oberflächen zu beschichten, so brauchen die geprägten Bereiche nach dem Prägen nicht glättend vorbehandelt werden. Ein signifikant als Vorteil herauszuhebender Ver fahrensbestandteil ist darin zu sehen, daß die Herstellbarkeit großformatiger Platten mit durchgängiger oder partieller Prägung ebenso möglich ist, wie die Herstellung beliebiger Formen, Dimensionierungen und Ausführungsarten in Format und Oberflächenprägung der Elemente. Die erfindungsgemäße Form der Prägung und Oberflächenausbildung der Verkleidungs- bzw. Dämmelemente ist vorteilhafterweise anhand von Grundelementen dargestellt, die zweischichtig, mit sich kreuzenden, stegartigen Lamellen ausgebildet sind. Diese Ausführungsform hat den erheblichen Vorteil einer großen Formstabilität, Verwin dungssteifigkeit und hervorragenden Dämmwirkung. Sie wurde deshalb ausgewählt, da sie neben den guten statischen Eigenschaften den Prägedruck des Werkzeuges besser aufneh men kann. So ist es vorteilhafterweise auch möglich, bei zweischichtig ausgebildeten Grundelementen die Schichtstärken in unterschiedlichen Mächtigkeiten anzuordnen. Auch ist es nicht ausgeschlossen, daß die untere Schicht einen Faserverlauf erhält, der parallel zu den großen Flächen des Elementes gerichtet ist. Vorteilhafterweise ist es jetzt möglich, die untere Schicht mit einem Material zu versehen, das hohe Brandschutzeigenschaften aufweist und sehr hitzebeständig ist. Selbstverständlich erhalten die zu prägenden Verklei dungselemente eine erfindungsgemäß gleichwertig hohe Qualität, wenn sie innerhalb des Verfahrens mit Elementen ausgebildet werden, die einschichtig strukturiert sind, da sie in dieser einen Schicht die gleiche stegartige Lamellenausbildung mit einem senkrecht orientierten Faserverlauf aufweisen.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Verkleidungselement in einer Draufsicht mit tiefgeprägten Ornamenten,

Fig. 2 den Schnitt I-I in Fig. 1,

Fig. 3 ein sechseckig formatiertes Element mit dreieckig ausgebildeten, geprägten Segmenten,

Fig. 4 den Schnitt II-II in Fig. 3,

Fig. 5 die schematische Darstellung eines Fertigungsverlaufs für die Herstellung der Elemente.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen zwei ausgewählte Lösungen geprägter und formatierter Verklei dungs- bzw. Dämmelemente 1; 3. Das Prägemuster 2 bzw. die Prägungsart stellen eine Auswahl aus einer Vielzahl von Möglichkeiten dar. Sie sind deshalb ausgewählt worden, da hier einmal die Form einer heterogenen Prägung 2 mit einem bizarren Muster, einer sich nicht wiederholenden oder gleichförmigen Prägung 2 und zum anderen im zweiten Beispiel dargestellt, ein Muster ausgewählt wurde, das nicht bizarr, aber in sich abgeschlossen und mit anderen, sich anschließenden, gleichartigen Elementen 3 in eine sich flächenhaft ergänzende, in eine sich über das Element 3 hinaus erstreckende Wirkung gebracht ist. Fig. 1 zeigt ein quadratisches Element 1, dessen Oberfläche mit einer nicht harmonischen, bizarr ausgebildeten Prägung 2 versehen ist. Die zugehörige Fig. 2 zeigt in ihrer Schnittdarstellung, daß die Oberfläche 11 partiell tief eingeprägt und im rechten Randbereich flach eingeprägt ist. Dieses Element 1 eignet sich für einen dekorativ wirksamen Versatz von Bauwerkstoffen oder anderen zu verkleidenden Flächen, bei denen sich das Muster in den anschließenden Platten nicht fortsetzt, sondern sich jedesmal wiederholt. Durch die lamellierte, stegartige Ausbildung der Schichten 12; 13, mit der vorgenommenen, kreuzförmigen Überlagerung der so ausgebildeten Schichten 12; 13, liegt jetzt ein Element 1 von grundsätzlich hoher Stabilität und Verwindungssteifigkeit vor. Durch das Prägen nur der oberen Schicht 12 bleibt die Stabilität des Grundelementes voll ständig erhalten. Die erwähnte kreuzförmige Überlagerung des Grundkörpers des Elementes 1 ist insbesondere geeignet, den spezifisch hohen Prägedruck des Werkzeuges, insbesondere bei einer Tiefenprägung aufzunehmen, ohne die Struktur und den inneren Zu sammenhalt des Materials zu beeinträchtigen. Selbstverständlich ist es auch möglich, und das sieht der Fachmann beim Betrachten der Zeichnung, ein annähernd gleiches Verklei dungselement auch dann zu fertigen, wenn dieses nur aus einer, nicht kreuzgitterartig ausgebildeten Schicht des Grundelementes gefertigt. Fig. 3 zeigt ein sechseckig forma tiertes Verkleidungselement 3 mit Segmenten 4; 5, die wechselnd in zwei Dreiergruppen geprägt sind. Für diese Gruppen sind die Segmente 4; 5 ausgewählt worden, die im Element 3 je dreifach in gleichmäßiger Anordnung vorhanden sind. Das Segment 4 ist in seiner äußeren Randzone tiefer geprägt und in der inneren, dem Mittelpunkt angenäherten Zone, wenig geprägt. Das Segment 5 weist eine entgegengesetzte Prägungsform auf. Hier ist die äußere Randzone wenig und die innere, dem Mittelpunkt zugewendete Randzone stark geprägt. Das Element 3 mit seinem Sechseckformat mit sechs Segmenten 4; 5, aufge teilt in zwei ungleiche Segmentgruppen, stellt ein Verkleidungselement dar, dessen Muster sich in dem an die Außenkanten angelegten Element 3 fortsetzt. Die Fig. 4 zeigt im Schnitt partiell die unterschiedlich geprägten Neigungen der Segmente 4; 5. Dabei ist erkennbar, daß das Segment 5 mit seiner Außenkante nicht geprägt und das Segment 4 an seiner Außenkante stark geprägt ist. Die Prägung ist, da das Element aus zwei Schich ten 12; 13 geprägt ist, bis in die Nähe der unteren Schicht 13 geführt worden. Fig. 5 zeigt schematisch die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte zur kontinuierlichen Herstellung der Verkleidungs- bzw. Dämmelemente 1; 3. Die für die Verfahrensstufen zu benennenden Bearbeitungsstationen 7; 8; 9; 10; 15 sind über einem kontinuierlich durchlaufenden, auf einem Förderband angeordneten Faservlies 6 schematisch dargestellt. Eine die Oberfläche des zu bearbeitenden Vlieses 6 ebenflächig herstellende Bearbeitungsstation 15, ist der Bearbeitungsstation 7 vorlaufend angeordnet, welche die Oberfläche des bereits mit Binde mitteln versehenen Faservlieses 6 mit einer aushärtenden Imprägnierschicht versieht. Schematisch ist danach eine Aushärtezone 14 zwischengeordnet, der eine Prägestation 8 nachgeordnet ist. Die Prägestation 8 ist mit den entsprechenden Prägewerkzeugen bestückt und prägt das Profil der Elemente auf die Oberfläche des noch nicht geteilten Faservlie ses 6 auf. In der Kontinuität weitergleitend, erreicht das jetzt an der Oberfläche geprägte Faservlies 6 die Bearbeitungsstation 9, in der die profilierte Oberfläche einer entsprechen den Beschichtung unterzogen wird. Die Station 9 ist dakultativ in Betrieb zu setzen und kann dann aus ihrer Funktion genommen werden, wenn Verkleidungselemente zu fertigen sind, die keine Beschichtung ihrer profilierten Oberfläche erhalten sollen. Die Bearbei tungsstation 10 ist als Trenn- und Formatierungsstation ausgerüstet. Sie verfügt über entsprechende Trenneinrichtungen, wie Sägen, Schmelzdrähte, Laserstrahltrenneinrich tungen und Messer, die es ermöglichen, jedes erdenkliche Format in jeder handhabbaren Größe eines Verkleidungselementes entsprechen dem benötigten Oberflächenprofil und seiner Flächenaufteilung im Faservlies 6 aufzuteilen. Alle Bearbeitungsstationen 7; 8; 9; 10; 14; 15 können der Vorlaufgeschwindigkeit des Faservlieses 6 angepaßt folgend, reversibel arbeiten oder auch unbewegt über dem Faservlies 6 angeordnet sein.

Bezugszeichenliste

1

;

3

Element

2

Prägung

4

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5

Segment

6

Faservlies

7

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8

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9

;

10

;

15

Bearbeitungsstationen

11

Oberfläche

12

;

13

Schichten

14

Aushärtezone

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungselementes mit Dämmeigenschaften und einer profilierten Oberfläche, dessen aus einem Fasermaterial, insbesondere aus Mineralwolle bestehender Grundkörper, einen zur großen Oberfläche senkrecht orien tierten Faserverlauf aufweist und einen ein- oder mehrschichtigen Aufbau hat, gekennzeichnet dadurch, daß das Profil mittels eines, senkrecht auf die aufrecht zur profilierenden Oberfläche stehenden Fasern, gerichteten Druckes ohne einen Zusatz von Formstabilisatoren sowie Flüssigkeiten, trocken geprägt wird, wobei die in konkav geprägten Bereichen des Profils dem Druck des Prägewerkzeuges ausge setzten Fasern- und Faserbereiche an der Oberfläche gebrochen und/oder irreversibel verformt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die irreversibel verformten und/oder gebrochenen Fasern und Faserbereiche in die geprägten Flä chen, deren Oberflächenbereiche verdichtend, eingepreßt werden und eine glatte, in den Prägestellen verdichtete, mit einem Prägemuster versehene Profilfläche erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die trockene Druckprofilierung der Oberflächen der Grundkörper in einem Dichtebereich von 50 kg/m³ bis 170 kg/m³ vorgenommen wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die zu prägende Oberfläche vor dem Prägen ebenflächig in einer Bearbeitungsstation ausge bildet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die zu profilierenden Oberflächen vor dem Prägen durch eine aushärtende Imprägnierung verfestigt werden.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Profi lierung durch einen senkrecht auf die zu prägende Oberfläche des Grundkörpers gerichteten Druck eines Prägewerkzeuges vorgenommen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß für eine Profilierung der Oberflächen Prägewerkzeuge benutzt werden, die plattenförmig oder walzenartig ausgebildet sind.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die geprägte Oberfläche nach dem Profilieren einer oder mehrerer Imprägnierungen unterzogen wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen bis 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die geprägte Oberfläche nach dem Profilieren eine oder mehrere Beschichtungen erhält.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß in die geprägte Oberfläche eines jeden Verkleidungselementes ein in sich abgeschlossenes Profil eingearbeitet wird.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß in die geprägte Oberfläche eines jeden Verkleidungselementes ein in sich nicht abgeschlos senes, sich auf daneben anordnenbaren Elementen fortführendes Profil aufgeprägt wird.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich net dadurch, daß das Verkleidungselement einschließlich seiner profilierenden Prägung in einem kontinuierlichen Herstellungsprozeß unter Verwendung eines ungeteilten, sich durch die Fertigungseinrichtung bewegenden Faservlieses geprägt und das Faservlies nach dem Prägen, in einer Bearbeitungsstation, entsprechend der Elementenart, in beliebige Größen und Formate zerteilt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet dadurch, daß in dem kontinuierlichen Herstellungsprozeß die aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstationen, Station zum Ebenen der zu prägenden Oberfläche, Imprägnierstation, Aushärtestation, Prägesta tion Beschichtungsstation und Trenn- und Formatierungsstation, vorgesehen werden.