[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtbandrolle aus einem Dichtband aus weichem,
komprimierbarem Schaumstoff, welches zu einer verzögerten Rückstellung nach Komprimierung
imprägniert ist und zumindest in Teilbereichen eine Substanz umfasst, die die Wärmeleitfähigkeit
des Dichtbands reduziert.
[0002] Komprimierbare Dichtbänder werden zum Abdichten von Fugen zwischen einem Rahmenprofil,
z.B. eines Fensters oder einer Tür, und einer Gebäudewand verwendet, um die Fugen
gegen Luftzug und Schlagregen abzudichten. Üblicherweise sind solche Dichtbänder zur
platzsparenden Lagerung, zum Transport und zur besseren Handhabung während der Montage
komprimiert zu Dichtbandrollen aufgewickelt. Werden solche vorkomprimierten Dichtbänder
in einer Fuge zwischen z.B. Fensterrahmen und Hauswand verbaut, stellt sich der Schaumstoff
des Dichtungsbands elastisch zurück und dichtet die Fuge dadurch ab. Neben der Luftdurchlässigkeit
und der Schlagregendichtheit kommt der Wärmeleitfähigkeit des Dichtbands als eine
der wesentlichen Dichtbandeigenschaften besondere Bedeutung zu. Eine geringe Wärmeleitfähigkeit
des Dichtbands erhöht die Wärmedämmung.
[0003] Im Allgemeinen weisen die für die Herstellung von Dichtbändern verwendeten Schaumstoffe
aufgrund zahlreicher luftgefüllter Porenräume zwischen den Zellstegen eine verhältnismäßig
geringe Wärmeleitfähigkeit auf, wodurch sie sich grundsätzlich für eine effektive
Wärmedämmung eignen. Üblicherweise wird der Schaumstoff eines komprimierbaren Dichtbands
jedoch zusätzlich mit einem klebrigen Imprägnat getränkt, um zur besseren Verarbeitbarkeit
auf der Baustelle die Rückstellung des komprimierten Dichtbands in seinen vollständig
expandierten Zustand zu verzögern. Die verzögerte Rückstellung wird bei der Abdichtung
von Fugen oftmals ausgenutzt, indem der Schaumstoff zunächst zusammengedrückt in die
abzudichtende Fuge eingefügt wird, woraufhin sich der Schaumstoff von selbst auf einen
teilexpandierten Funktionszustand ausdehnt und die Fuge verschließt.
[0004] Allerdings hat das Imprägnieren des Schaumstoffs den unerwünschten Effekt, dass aufgrund
der Materialeigenschaften des Imprägnats und dessen homogener Verteilung innerhalb
des Schaumstoffs die Wärmeleitfähigkeit des Dichtbands erhöht wird. Eine mit einem
solchen imprägnierten Dichtband abgedichtete Fuge verfügt dementsprechend über eine
verminderte Wärmeisolierung.
[0005] Maßnahmen zur Verringerung der Wärmeleitfähigkeit von Fugendichtungsbändern sind
beispielsweise aus der
WO 2018/127381 A1 bekannt. Die
WO 2018/127381 A1 offenbart ein Dichtband, das mit einer Imprägniermasse behandelt wurde, die Aerogel-Partikel
aus pyrogener Kieselsäure enthält. Die eingebrachten Aerogel-Partikel sollen einer
Verkleinerung der innerhalb des Schaumstoffs vorhandenen Porenräume aufgrund einer
Komprimierung des Dichtbands entgegensteuern und somit die Wärmeleitfähigkeit des
Dichtbandes insbesondere in einem komprimierten Zustand herabsetzen.
[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zu einer Dichtbandrolle
aufgewickeltes Dichtband bereitzustellen, das die Eigenschaften einer verzögerten
Rückstellung und einer hohen Wärmedämmung mit einer guten Komprimierbarkeit kombiniert.
[0007] Diese Aufgabe wird durch eine Dichtbandrolle nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0008] Eine erfindungsgemäße Dichtbandrolle besteht aus einem Dichtband aus weichem, komprimierbarem
Schaumstoff, das zu einer verzögerten Rückstellung nach Komprimierung imprägniert
ist und zumindest in Teilbereichen mindestens eine Substanz umfasst, die die Wärmeleitfähigkeit
des Dichtbands reduziert. Das Dichtband weist eine Oberseite, eine Unterseite und
zwei die Oberseite und die Unterseite verbindende Seitenflanken, eine Längsrichtung,
die parallel zur Unterseite und zu den Seitenflanken sowie quer zu einer Querrichtung
ausgerichtet ist, und eine Höhenrichtung, die senkrecht zur Unterseite des Dichtbands
ausgerichtet ist, auf. Das Dichtband ist um eine Achse, die sich quer zur Längsrichtung
des Dichtbands erstreckt, zur Dichtbandrolle derart aufgewickelt, dass die Oberseite
einer Windung an der Unterseite einer angrenzenden Windung der Dichtbandrolle anliegt
und die Seitenflanken des Dichtbands Stirnflächen der Dichtbandrolle bilden. Die Substanz
ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus kleinen Kunststoffkugeln, die aus einer
Polymerschale mit darin enthaltenem Gas bestehen und aufgrund von Erhitzung expandiert
sind, oder Graphit. Das Dichtband weist im aufgewickelten Zustand in der Dichtbandrolle
eine komprimierte Höhe in Höhenrichtung von 5-30% der Ausgangshöhe des vollständig
expandierten Dichtbands auf.
[0009] Auf diese Weise wird ein auf eine Dichtbandrolle aufgewickeltes Dichtband mit verzögerter
Rückstellung bereitgestellt, wobei die mindestens eine Substanz die Wärmeleitfähigkeit
des Dichtbands effektiv herabsetzt, wobei die Komprimierbarkeit des Dichtbands immer
noch in hohem Ausmaß gegeben ist.
[0010] Dichtbänder erstrecken sich wesentlich weiter in ihrer Längsrichtung als in ihrer
Querrichtung und werden daher zur platzsparendenden Lagerung um eine Drehachse zu
einer Dichtbandrolle aufgewickelt, während dessen der Schaumstoff des Dichtbands stark
komprimiert wird. Auch im teilkomprimierten Einbauzustand liegt keine vollständige
Expansion des Dichtband-Schaumstoffs vor, da ein effektives Abdichten von Fugen auf
diese Weise nicht gewährleistet werden könnte. Der Einbauzustand des Dichtbands ist
als der teilkomprimierte Zustand definiert, in dem das Dichtband in einer Fuge zwischen
einem Rahmenelement, z. B. einem Fenster- oder Türrahmen, und einer Gebäudemauer angeordnet
ist. Dabei erstreckt sich die Längsrichtung des Dichtbands entlang der umlaufenden
Fuge und das Dichtband liegt flächig mit der Unterseite und der Oberseite an dem Rahmenelement
und an der Gebäudemauer an. Eine Seitenflanke des Dichtbands ist dann der Rauminnenseite
und die gegenüberliegende Seitenflanke der Raumaußenseite zugewandt. Die Höhenrichtung
des Dichtbands erstreckt sich senkrecht zur Unterseite zwischen dem Rahmenelement
und der Gebäudemauer.
[0011] Eine hohe Komprimierbarkeit stellt somit eine wesentliche Grundlage für die vielseitige
und flexible Einsetzbarkeit eines Dichtbands dar.
[0012] In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Dichtband auf eine Höhe in Höhenrichtung
von 5-25%, z.B. 10%, 15% oder 20% der Ausgangshöhe des vollständig expandierten Dichtbands
komprimiert sein. Bevorzugt weist das Dichtband im aufgewickelten Zustand eine komprimierte
Höhe in Höhenrichtung von 5-20%, am meisten bevorzugt von 5-15% der Ausgangshöhe des
vollständig expandierten Dichtbands auf.
[0013] Das Dichtband besteht aus einem dauerelastischen Weichschaumstoff. Der Schaumstoff
weist ein netzförmiges Grundgerüst auf, in denen Stege mit zwischengelagerten Zellmembranen
angeordnet sind. Ein für die Erfindung geeigneter Schaumstoff ist ferner rückstellfähig,
d.h., er sollte nach erfolgter Komprimierung wieder selbständig in den unkomprimierten
Ausgangszustand zurückexpandieren. Das Dichtband besteht folglich aus einem beliebigen
offenzelligen oder gemischtzelligen rückstellfähigen Schaumstoff ausgewählt aus der
Gruppe umfassend Polyurethanschaum, Melaminharzschaum, Silikonschaum, PVC-Schaum oder
Polyethylenschaum. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schaumstoff ein Polyurethanschaum
(PU-Schaum). Bevorzugt ist der Schaumstoff ein offenzelliger Schaumstoff, z.B. ein
offenzelliger PU-Schaumstoff. Der Schaumstoff kann alternativ jedoch auch ein gemischtzelliger
Schaumstoff sein, der sowohl offene als auch geschlossene Zellwände aufweist. Ferner
kann der Schaumstoff auch ein retikulierter Schaumstoff (z.B. ein retikulierter PU-Schaumstoff)
sein, bei dem alle oder zumindest ein Teil der Schaumstoffzellwände im Zuge einer
Nachbehandlung perforiert wurden.
[0014] Derartige Rohschaumstoffe weisen ein Raumgewicht von 20-200 kg/m
3, bevorzugt 20-50 kg/m
3, besonders bevorzugt 28-30 kg/m
3 auf.
[0015] Vorzugsweise weist der Weichschaum im Rohzustand eine Stauchhärte von mehr als 2
kPa auf. Bevorzugt liegt die Stauchhärte bei mehr als 2,1 kPa, mehr bevorzugt bei
mehr als 2,2 kPa, besonders bevorzugt bei mehr als 2,3 kPa. Die Stauchhärte beträgt
vorzugsweise weniger als 4 kPa, bevorzugt weniger als 3,8 kPa und mehr bevorzugt weniger
als 3,6 kPa. Die Stauchhärte ist ein Maß für die Festigkeit des Schaumstoffes. Die
hier angegeben Werte sind dabei auf eine Kompression von 40% gegenüber der Ausgangshöhe
bezogen. Die Stauchhärte wird bestimmt nach DIN EN ISO 3386 und es wird der CV40 angegeben.
[0016] Der das Dichtband bildende Schaumstoff ist ferner wenigstens teilweise und bevorzugt
vollständig mit einem klebrigen Imprägnat behandelt, um die Rückstellung des komprimierten
Schaumstoffs nach dessen Kompression zu verzögern und somit ausreichend Zeit für das
Abdichten selbst schwer zugänglicher oder besonders dünner Fugen bereitzustellen.
Das Imprägnat ist vorzugsweise eine klebrige Lösung, Suspension oder Dispersion. Vorzugsweise
weist es eine Acrylatdispersion auf. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist
die Acrylatdispersion in homogener Phase dispergierte Acrylatpolymerteilchen auf.
Besonders bevorzugt ist der Schaumstoff mit einem Gewichtsanteil an Acrylatdispersion
zur verzögerten Rückstellung derart imprägniert, dass das Dichtband bei 20°C und 50%
relativer Luftfeuchtigkeit eine Rückstellung in weniger als 24 Stunden von einem Kompressionsgrad
des Dichtbandes von ca. 9% bis 13% der Ausgangshöhe bis zum Fugenverschluss aufweist.
Alternativ kann es auch von Vorteil sein, wenn Chlorparaffin oder Bitumen als Basis
für das Imprägnat verwendet werden.
[0017] Das Imprägnat enthält ferner mindestens eine Substanz, die die Wärmeleitfähigkeit
des Dichtbands reduziert. Im Zusammenhang mit der Erfindung sollen die Begriffe "Reduzieren",
"Herabsetzen" oder "Verringerung" der Wärmeleitfähigkeit dahingehend verstanden werden,
dass die Wärmeleitfähigkeit eines Dichtbands aufgrund der mindestens einen Substanz
geringer ist als die eines ansonsten identischen Dichtbands, welches diese Substanz
nicht enthält.
[0018] Die Substanz liegt in dem Imprägnat mit einem Anteil von 1-25 Gew.-%, bevorzugt 1-7
Gew.-%, mehr bevorzugt 3-6 Gew.-%, am meisten bevorzugt 5-6 % Gew.-%, jeweils bezogen
auf 100 Gew.-% Imprägnat vor. Dabei löst sich die Substanz in dem Imprägnat nicht
auf, sondern bleibt darin in Teilchenform vorhanden. Vorzugsweise ist die Substanz
homogen in dem Imprägnat verteilt, d.h. die Substanz ist in dem Imprägnat bevorzugt
dispergiert.
[0019] Das Imprägnat kann ferner einen oder mehrere Bindemittel, Füllstoffe und/oder Hilfsstoffe,
z.B. Flammschutzmittel, Hydrophobierungsmittel, thermoexpandierbare Substanzen, Farbstoffe,
UV-beständige Substanzen oder ähnliches, enthalten. Das Imprägnat kann dem Schaumstoff
und dementsprechend dem Dichtband somit neben einer verzögerten Rückstellfähigkeit
und einer verringerten Wärmeleitfähigkeit weitere Funktionalitäten verleihen, wie
z.B. Flammschutz, UV-Schutz, Hydrophobie, Luftdichtheit oder eine Färbung. Entsprechend
erfüllt das Dichtband vorzugsweise eine Mehrzahl von DIN-Normen hinsichtlich, z.B.
des Brandverhaltens (z.B. DIN 4102-B1, DIN 4102-B2. DIN 4102-≥F30), der Verträglichkeit
mit anderen Baustoffen, der Temperaturstabilität, der Schlagregendichtigkeit oder
der UV-Beständigkeit.
[0020] In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Schaumstoff des Dichtbands mittels
Tränkung mit dem die Substanz umfassenden Imprägnat imprägniert. Dabei wird der Schaumstoff
in das Imprägnat derart eingetaucht, dass das Imprägnat mitsamt der Substanz in die
Schaumstoffzellen eindringt und die innere und äußere Zellstruktur vollständig oder
zumindest teilweise benetzt. Daher sollte das für die Imprägnierung des Dichtbands
verwendete Imprägnat vorzugsweise von durchschnittlicher Viskosität sein. Ferner kann
es vorteilhaft sein, wenn das Dichtband einen offenzelligen Schaumstoff umfasst, um
eine möglichst homogene Durchdringung und Verteilung des Imprägnats und damit der
Substanz im Schaumstoff zu erzielen. Die Menge des vom Schaumstoff aufgenommenen Imprägnats
kann im Anschluss optional durch Ab- bzw. Ausquetschen des getränkten Schaumstoffs
abgestimmt worden sein.
[0021] Ein derart imprägnierter Schaumstoff weist ein Raumgewicht von 30-150 kg/m
3, bevorzugt von 50-70 kg/m
2, z.B. 55 kg/m
2, 60 kg/m
2 oder 65 kg/m
2, auf.
[0022] Durch die Imprägnierung des Schaumstoffs wird die die Wärmeleitfähigkeit herabsetzende
Substanz in das Dichtband eingebracht. Entsprechend wird die Substanz nicht während
der Herstellung des Schaumstoffs den Ausgangsmaterialien beigemischt, sondern dem
bereits hergestellten Rohschaumstoff nachträglich zugeführt. Dies erlaubt eine flexible
Ausstattung des Dichtbands mit der mindestens einen Substanz.
[0023] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Substanz durch das Imprägnieren in dem
Dichtband homogen verteilt, d.h. die Substanz weist eine Verteilung auf, die sich
über die gesamte Breite und die gesamte Länge des Dichtbands weitestgehend gleichmäßig
erstreckt. Erfindungsgemäß liegt die Substanz in dem finalen Dichtband der Dichtbandrolle
mit einem Anteil von 0,2-15 Gew.-%, bevorzugt 0,3-10 Gew.-%, z.B. 0,3 Gew.-%, 1 Gew.-%
oder 3 Gew.-%, vor.
[0024] Optional kann das Dichtband auch in unterschiedliche Teilbereiche eingeteilt sein,
die beispielsweise mittels geeigneter, im Schaumstoff vorhandenen Abtrennschichten
voneinander separiert sind und wobei sich die Substanz lediglich in einem oder mehreren,
jedoch nicht in sämtlichen Teilbereichen des Dichtbands befindet. Auf diese Weise
kann ein Dichtband bereitgestellt werden, bei dem unterschiedliche Teilbereiche verschiedene
Funktionalitäten aufweisen. Die Substanz kann zudem bei Bedarf in den verschiedenen
Teilbereichen mit unterschiedlicher Konzentration vorliegen. In einigen Ausführungsformen
kann es auch vorteilhaft sein, die Konzentration der Substanz durch gezieltes Ausquetschen
des Imprägnats aus dem Schaumstoff graduell entlang der Länge des Dichtbands zu erhöhen
oder zu reduzieren. Infolgedessen können unterschiedliche Teilbereiche des Dichtbands
unterschiedliche Raumgewichte aufweisen.
[0025] Die Substanz sollte zudem derart dimensioniert sein, dass sie nach dem Imprägnieren
in den Zellen des Schaumstoffs vorliegt. Die Substanz sollte daher aus einzelnen Teilchen
bestehen, deren Durchmesser kleiner als 500 µm, bevorzugt kleiner als 400 µm, kleiner
als 300 µm, kleiner als 200 µm und am meisten bevorzugt kleiner als 150 µm ist.
[0026] Die Substanz besteht bevorzugt aus Mikrosphären, d.h., aus kleinen Kunststoffkugeln,
die aus einer Polymerschale mit darin enthaltenem Gas bestehen und aufgrund von Erhitzung
expandiert sind, wobei die Kunststoffkugeln in expandiertem Zustand einen Durchmesser
von 30-120 µm, bevorzugt 30-50 µm, z.B. 35 µm, 40 µm oder 45 µm, aufweisen. Optional
können die Oberflächen der Kunststoffkugeln modifiziert sein, z.B. eine hydrophobe
Oberflächenschicht aufweisen.
[0027] Die Kunststoffkugeln werden dem Imprägnat vorzugsweise in einem unexpandierten Zustand
mit einem Durchmesser von ca. 10 µm beigefügt, d.h. sie werden in dem Imprägnat dispergiert.
Ein Expandieren der Kugeln erfolgt anschließend aufgrund der Temperaturerhöhung während
des Trocknens des imprägnierten Schaumstoffs. Der imprägnierte Schaumstoff wird gewöhnlich
bei Temperaturen von 70 °C bis 210 °C, bevorzugt bei ca. 100°C bis 190°C für einen
Zeitraum von ca. 1 bis 20 min getrocknet. Aufgrund der Erhitzung dehnt sich das Gas
innerhalb der Kunststoffkugeln aus und erhöht den Innendruck, während die Polymerschale
hitzebedingt erweicht. Infolgedessen kommt es zu einer Erhöhung des Mikrosphärenvolumens
auf gewöhnlich mehr als das Vierzigfache bis Sechzigfache des Ausgangsvolumens. Gleichzeitig
verringert sich das spezifische Gewicht der Kunststoffkugeln von ungefähr 1.000 kg/m
3 auf etwa 30 kg/m
3. In anderen Ausführungsformen können dem Imprägnat auch teilweise oder bereits vollständig
vorexpandierte Kunststoffkugeln beigemischt werden. Die aufgrund der Erhitzung expandierten
Mikrosphären behalten ihr vergrößertes Volumen langfristig auch unter gewöhnlichen
Temperaturbedingungen bei. Gleichzeitig bleiben die expandierten Kunststoffkugeln
jedoch dauerelastisch, lassen sich also weiterhin innerhalb des Dichtbands komprimieren.
Somit lässt sich das Dichtband trotz der darin befindlichen Kunststoffkugeln stark
vorkomprimiert auf eine Dichtbandrolle aufwickeln.
[0028] Durch das Anlagern der expandierten Kunststoffkugeln innerhalb der Schaumstoffporen
und/oder an den Zellwänden und Stegen der Schaumstoffzellstrukturen bilden die Kugeln
knollenartige, gasgefüllte Vorsprünge, die zu einer Herabsetzung der Wärmeleitfähigkeit
des Dichtbands führen.
[0029] Unter dem Begriff der Wärmeleitfähigkeit (auch Wärmeleitzahl λ, k oder κ) versteht
man die Eigenschaft eines Stoffes, thermische Energie mittels Wärmeleitung in Form
von Wärme zu transportieren, d.h., Wärmeleitfähigkeit ist bestimmt durch die Geschwindigkeit,
mit der sich Wärme durch einen Stoff ausbreitet. Die Wärmeleitfähigkeit wird in Watt
pro Meter mal Kelvin (W/mK) ausgedrückt.
[0030] Vorzugsweise beträgt die Wärmeleitfähigkeit des Dichtbands, das die hierin beschriebenen
Kunststoffkugeln umfasst, sowohl in einem teilkomprimierten Zustand zwischen 10 und
90%, bevorzugt zwischen 10 und 80%, mehr bevorzugt zwischen 40 und 75%, als auch in
einem nicht-komprimierten Zustand ≤ 0,040 W/mK, bevorzugt ≤ 0,395 W/mK. Die im Rahmen
dieser Anmeldung getätigten Angaben zur Wärmeleitfähigkeit beziehen sich auf eine
Bestimmung unter den Normbedingungen gemäß DIN-Norm EN 12667 mit Hilfe eines dafür
vorgesehenen Plattengeräts unter Berücksichtigung der Probenmaße und -dichte bei einer
Mitteltemperatur der Probe von 10°C (siehe Beispiel unten).
[0031] In der Regel erhöht sich die Wärmeleitfähigkeit eines Dichtbands, wenn es komprimiert
wird, da die Zellwände der einzelnen Schaumstoffzellen zusammengedrückt werden. Da
das Dichtband auch im eingebauten Zustand zumindest teilweise komprimiert sein muss,
um eine Fuge vollständig abzudichten, sollte die Wärmeleitfähigkeit bei einer Komprimierung
des Dichtbands um zumindest 50% nicht > 0,040 W/mK sein. Die Wärmeleitfähigkeit des
Dichtbands kann unter Umständen durch Variieren der Volumengröße der Mikrosphären
und durch deren Menge in dem Dichtband weiter herabgesetzt werden. So kann beispielsweise
durch Erhöhung der Volumengröße der Kugeln die Wärmeleitfähigkeit des Dichtbands entsprechend
herabsetzt werden. Die Erfinder ermittelten, dass ein Anteil der Kunststoffkugeln
an dem Imprägnat von 6 Gew.-% (bezogen auf 100 Gew.-% Imprägnat) die Leitfähigkeit
des damit imprägnierten Dichtbands merklich herabsetzte (siehe Beispiel). Der Anteil
der Kunststoffkugeln in dem finalen Dichtband liegt somit vorzugsweise bei 0,2-15
Gew.-%, besonders bevorzugt bei 0,3-10 Gew.-%, beispielsweise bei 0,3 Gew.-%, 5 Gew.-%
oder 10 Gew.-% (jeweils bezogen auf 100 Gew.-% Dichtband). Bei diesem Anteil wird
eine verringerte Wärmeleitfähigkeit und hohe Komprimierbarkeit des Dichtbands gewährleistet.
[0032] In einer alternativen Ausführungsform besteht die mindestens eine Wärmeleitfähigkeit
herabsetzende Substanz aus Graphit, vorzugsweise aus Graphit in Form von Graphitstaub
bestehend aus Graphitpartikeln mit einer mittleren Partikelgröße von 5-500 nm, bevorzugt
5-200 nm, z.B. 100 nm. Dem Fachmann sind verschiedene Verfahren zur Ermittlung von
Partikelgrößen aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise kann die durchschnittliche
Partikelgröße der Graphitstaubpartikel mittels Laserdiffraktometrie oder spektroskopischer
Verfahren gemessen werden. Das Graphit kann auch in Form größerer Graphitflocken mit
einer mittleren Partikelgröße von 5-500 µm, vorzugsweise 5-200 µm, mehr bevorzugt
5-100 µm, 5-50 µm, 5-25 µm, am meisten bevorzugt 5-15 µm, z.B. 10 µm, vorliegen. Bevorzugt
liegt das Graphit nicht in Form rigider, d.h. nicht komprimierbarer, Aerogelpartikel
vor.
[0033] Das Graphit, vorzugsweise der Graphitstaub, wird über das Imprägnat in den Schaumstoff
eingebracht und verteilt sich somit homogen innerhalb der Zellstruktur. Vorzugsweise
ist der Graphitstaub so fein und ist derart in dem komprimierbaren Schaumstoff angeordnet,
dass sich die einzelnen Graphitstaubpartikel selbst in dem stark vorkomprimierten
Dichtband auf der Dichtbandrolle untereinander nicht oder zumindest kaum berühren.
Dies bewirkt, dass die Wärmeleitung zwischen den einzelnen Graphitpartikeln gestört
oder, bevorzugt, vollständig unterbunden wird. Ohne an die Theorie gebunden zu sein,
reflektiert das gleichmäßig in dem Schaumstoff verteilte Graphit Wärmestrahlung und
setzt dadurch den Wärmetransport innerhalb des Dichtbands herab.
[0034] Die Wärmeleitfähigkeit des Dichtbands, welches das Graphit, bevorzugt das Graphitpulver,
umfasst, beträgt sowohl in einem teilkomprimierten Zustand von zwischen 10 und 90%,
bevorzugt zwischen 10 und 80%, mehr bevorzugt zwischen 40 und 75%, der Ausgangshöhe
als auch im unkomprimierten Zustand ≤ 0,040 W/mK, bevorzugt ≤ 0,0385 W/mK. Das genaue
Ausmaß der Wärmeleitfähigkeitsreduktion durch das Graphit lässt sich u.a. über die
Menge des Graphits steuern, die dem Imprägnat vor dem Imprägnieren des Schaumstoffs
beigemischt wird. So kann es vorteilhaft sein, wenn das Imprägnat mehr als 2 Gew.-%,
mehr als 7 Gew.-% oder sogar mehr als 10 Gew.-% Graphit jeweils bezogen auf 100 Gew.-%
Imprägnat enthält. In manchen Ausführungsformen kann das Imprägnat bis zu 15 Gew.-%
Graphit enthalten. Ein deutlich höherer Graphitanteil in dem Imprägnat würde jedoch
dazu führen, dass der Schaumstoff während des Imprägnierens zu viel Graphit aufnimmt,
sodass die einzelnen Graphitpartikel überwiegend in direktem Kontakt zueinander stehen.
Dadurch kann es zu einer unerwünschten Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit kommen, die
das gewünschte Prinzip der Wärmestrahlungsreflexion überlagern würde. Vorzugsweise
liegt der Anteil des Graphits in dem finalen Dichtband bei 0,1-10 Gew.-%, besonders
bevorzugt bei 0,2-7 Gew.-%, beispielsweise bei 0,2 Gew.-%, 1 Gew.-% oder 3 Gew.-%
(jeweils bezogen auf 100 Gew.-% Dichtband).
[0035] Das finale Dichtband hat in einem vollständig expandierten Zustand eine Höhe von
5 mm - 200 mm, bevorzugt 10 mm - 120 mm, besonders bevorzugt 10 mm - 90 mm oder 20-80
mm.
[0036] Schließlich ist es von Vorteil, dass die Unterseite des Dichtbands eine Klebeschicht
zur Verbindung des Dichtbands mit einem Rahmenelement aufweist. Die Unterseite des
Dichtbands ist im zur Dichtbandrolle aufgewickelten Zustand radial nach außen gerichtet.
Das Dichtband lässt sich dadurch entlang eines Rahmenelements abrollen und schnell
mittels der Klebeschicht an diesem befestigen. Die Klebeschicht ist vorzugsweise als
doppelseitiges Klebeband ausgebildet, das auf einer Außenseite mit einer abziehbaren
Schutzfolie bedeckt ist. Die Klebeschicht kann zusätzlich oder alternativ auch auf
der Oberseite des Dichtbands ausgebildet sein. Das Dichtband kann mittels der Klebeschicht
auch mit der Gebäudemauer anstelle des Rahmenelements verbunden werden.
[0037] Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
- Fig. 1
- zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtbandrolle in einer perspektivischen
Ansicht; und
- Fig. 2a-b
- zeigen schematische vergrößerte Querschnittsansichten eines Schaumstoffs, aus denen
die Zellstruktur des Schaumstoffs und die innerhalb der Schaumstoffzellen befindlichen
Kunststoffkugeln (Fig. 2a) bzw. Graphitpartikel (Fig. 2b) ersichtlich sind.
[0038] Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Dichtbandrolle 1 in einer perspektivischen Ansicht.
Die Dichtbandrolle 1 umfasst ein aufgewickeltes Dichtband 2. Das Dichtband 2 ist in
Fig. 1 zur besseren Veranschaulichung seiner Bestandteile teilweise von der Dichtbandrolle
1 abgewickelt dargestellt, wobei ein bezüglich der Dichtbandrolle 1 äußeres Ende des
Dichtbands 2 nicht zur Dichtbandrolle 1 aufgewickelt ist. Wie zu erkennen ist, ist
das Dichtband 2 komprimiert zu der Dichtbandrolle 1 aufgewickelt, um eine platzsparende
Lagerung der Dichtbandrollen 1 zu ermöglichen. Das Dichtband 2 ist zur verzögerten
Rückstellung imprägniert. Der nicht zur Dichtbandrolle 1 aufgewickelte Teil des Dichtbands
2 ist in Fig. 1 in einem vollständig expandierten Zustand dargestellt. Die Höhe (H1)
des Dichtbands 2 im komprimierten Zustand in der Dichtbandrolle 1 beträgt 5-30 % der
Ausgangshöhe (H2) des vollständig expandierten Dichtbands (2).
[0039] Das Dichtband 2 besteht aus weichem, komprimierbarem Schaumstoff und weist eine Oberseite
4, eine Unterseite 6 und zwei die Oberseite 4 und die Unterseite 6 verbindende Seitenflanken
8, 10 auf. Eine Längsrichtung L des Dichtbands 2 ist parallel zur Unterseite 6 und
zu den Seitenflanken 8, 10 und quer zur Querrichtung Q ausgerichtet. Im abgewickelten
Zustand des Dichtbands 2 liegt dieses auf einer ebenen Oberfläche, beispielsweise
auf einer Außenseite eines Rahmenelements auf, wobei in diesem Zustand die Seitenflanken
8, 10 senkrecht zur Oberseite 4 und zur Unterseite 6 ausgerichtet sind und sich das
Dichtband 2 in einem vollständig expandierten Zustand befindet. Im komprimierten Zustand
des Dichtbands 2 weisen die Seitenflanken 8, 10 eine geringere Höhe (H1) auf als im
expandierten Zustand des Dichtbands 2 (Höhe H2). D. h., dass der Abstand zwischen
der Oberseite 4 und der Unterseite 6 im komprimierten Zustand geringer ist als im
expandierten Zustand. Der Abstand zwischen den Seitenflanken 8, 10 bleibt beim Komprimieren
des Dichtbands 2 im Wesentlichen unverändert.
[0040] Das Dichtband 2 ist um eine Achse A, die sich senkrecht zur Längsrichtung L und senkrecht
zu den Seitenflanken 8, 10 des Dichtbands 2 erstreckt, zur Dichtbandrolle 1 aufgewickelt.
In der Dichtbandrolle 1 liegt die Oberseite 4 einer Windung an der Unterseite 6 einer
angrenzenden Windung der Dichtbandrolle 1 an und die Seitenflanken 8, 10 des Dichtbands
2 bilden Stirnflächen 12, 14 der Dichtbandrolle 1. Die Unterseite 6 ist bezüglich
der Achse A bzw. der Dichtbandrolle 1 radial nach außen gerichtet ist, während die
Oberseite 4 des Dichtbands 2 radial nach innen gerichtet ist. Eine Mantelfläche der
Dichtbandrolle 1 umfasst daher die Unterseite 6 der äußersten Windung des Dichtbands
2 der Dichtbandrolle 1.
[0041] Vorzugsweise weist die Unterseite 8 des Dichtbands 2 eine Klebeschicht 16 zur Verbindung
des Dichtbands 2 mit einem Rahmenelement auf. Beispielsweise wird diese Klebeschicht
16 durch ein doppelseitiges Klebeband gebildet, das mittels einer Klebefläche an dem
Schaumstoff befestigt ist. Eine gegenüberliegende, vom Schaumstoff abgewandte Klebefläche
des Klebebands ist mit einer Abdeckschicht 18 bedeckt, um die Klebefläche zu schützen
und ein Verkleben der einzelnen Windungen der Dichtbandrolle 1 zu vermeiden. Zur Montage
des Dichtbands 2 ist eine solche Abdeckschicht 18 von der Klebeschicht 16 stückweise
abzuziehen und die Dichtbandrolle 1 ist entlang einer Außenfläche eines Rahmenelements
abzurollen. Die Abdeckschicht 18 besteht beispielsweise aus Silikonpapier. Durch die
Klebeschicht 16 wird die Unterseite 6 des Dichtbands 2 mit dem Rahmenelement verbunden.
Es können auch zunächst Dichtbandstreifen von der Dichtbandrolle 1 in der benötigten
Länge abgeschnitten werden, die dann am Rahmenelement befestigt werden.
[0042] Fig. 2a-b zeigen schematische vergrößerte Querschnittsansichten eines Schaumstoffs
20, aus denen die Zellstruktur des Schaumstoffs 20 und die innerhalb der Schaumstoffzellen
22 befindlichen Kunststoffkugeln 24 (Fig. 2a) bzw. das Graphit 26 (Fig. 2b) ersichtlich
sind. Die einzelnen Schaumstoffzellen 22 sind durch Zellstege 28 voneinander getrennt.
Die Kunststoffkugeln 24 bzw. das Graphit 26 wurden über ein Imprägnat nachträglich
in die Schaumstoffzellen 22 des Dichtbands 2 eingebracht. Daraufhin lagern sich die
Kunststoffkugeln 24 bzw. das Graphit 26 innerhalb der Schaumstoffzellen 22 und/oder
an den Zellstegen 28 an und reduzieren die Wärmeleitfähigkeit des Dichtbands 2.
[0043] Die vorliegende Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter veranschaulicht,
aber nicht beschränkt.
Beispiele
1. Vergleich der Wärmeleitfähigkeit von Dichtbändern mit oder ohne Kunststoffkugeln
[0044] In dem hierin beschriebenen Beispiel wurde die Wärmeleitfähigkeit gemäß DIN EN 12667
bei einer mittleren Probentemperatur von 10°C an vier unterschiedlichen Dichtbandproben
mit einer Dicke von jeweils 30 mm und einer Rohdichte zwischen 62 kg/m
3 und 66 kg/m
3 gemessen. Es wurde keine Konditionierung der Probenkörper vorgenommen. Zur Vermeidung
einer Massenänderung während der Prüfung wurden die Probekörper in dünne Klarsichtfolie
eingepackt.
[0045] Die folgenden Proben wurden gemessen:
| Probe 1: |
PU-Schaumstoff Dichtband + Imprägnat ohne Kunststoffkugeln (unkomprimiert) |
| Probe 2: |
PU-Schaumstoff Dichtband + Imprägnat ohne Kunststoffkugeln (auf 64% der Ausgangshöhe
komprimiert) |
| Probe 3: |
PU-Schaumstoff Dichtband + Imprägnat mit Kunststoffkugeln (unkomprimiert) |
| Probe 4: |
PU-Schaumstoff Dichtband + Imprägnat mit Kunststoffkugeln (auf 64% der Ausgangshöhe
komprimiert) |
[0046] Die Messergebnisse für die Wärmeleitfähigkeit der unterschiedlichen Dichtbandproben
sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Tab.1 Wärmeleitfähigkeitsmessung von Dichtbändern mit oder ohne Kunststoffkugeln
| Proben-Nr. |
Wärmeleitfähigkeit λ in W/mK |
| 1 |
0,0440 |
| 2 |
0,0445 |
| 3 |
0,0391 |
| 4 |
0,0394 |
[0047] Aus den in Tabelle 1 zusammengefassten Messergebnissen geht hervor, dass in Gegenwart
von Kunststoffkugeln die Wärmeleitfähigkeit eines imprägnierten Dichtbands aus PU-Schaumstoff
sowohl im teilkomprimierten Zustand (Einbausituation) als auch im unkomprimierten
Zustand um über 11 % verringert werden konnte.
2. Vergleich der Wärmeleitfähigkeit von Dichtbändern mit oder ohne Graphit
[0048] Nachfolgend wurde die Wärmeleitfähigkeit von Dichtbändern gemessen, die zuvor optional
mit einem Graphit umfassenden Imprägnat behandelt wurden. Die Wärmeleitfähigkeit wurde
gemäß DIN EN 12667 bei einer mittleren Probentemperatur von 10°C an vier unterschiedlichen
Dichtbandproben mit einer Dicke von jeweils 30 mm und einer Rohdichte zwischen 55
kg/mm
3 und 62 kg/m
3 gemessen. Wie im vorhergehenden Beispiel wurde keine Konditionierung der Probenkörper
vorgenommen und sämtliche Probenkörper in dünne Klarsichtfolie gepackt, um eine Massenänderung
während der Prüfung zu vermeiden.
[0049] Die folgenden Proben wurden gemessen:
| Probe 1: |
PU-Schaumstoff Dichtband + Imprägnat ohne Graphit (unkomprimiert) |
| Probe 2: |
PU-Schaumstoff Dichtband + Imprägnat ohne Graphit (auf 50% der Ausgangshöhe komprimiert) |
| Probe 3: |
PU-Schaumstoff Dichtband + Imprägnat mit Graphit (unkomprimiert) |
| Probe 4: |
PU-Schaumstoff Dichtband + Imprägnat mit Graphit (auf 50% der Ausgangshöhe komprimiert) |
[0050] Die Messergebnisse für die Wärmeleitfähigkeit der unterschiedlichen Dichtbandproben
sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Tab. 2 Wärmeleitfähigkeit von Dichtbändern mit oder ohne Graphit
| Proben-Nr. |
Wärmeleitfähigkeit λ in W/mK |
| 1 |
0,0420 |
| 2 |
0,0430 |
| 3 |
0,0372 |
| 4 |
0,0379 |
[0051] Aus den in Tabelle 2 zusammengefassten Ergebnissen geht hervor, dass in Gegenwart
von Graphit die Wärmeleitfähigkeit eines imprägnierten Dichtbands aus PU Schaumstoff
sowohl im teilkomprimierten Zustand (Einbausituation) als auch im unkromprimierten
Zustand um über 11 % verringert werden konnte.
1. Dichtbandrolle (1) aus einem Dichtband (2) aus weichem, komprimierbarem Schaumstoff
(20), wobei das Dichtband zu einer verzögerten Rückstellung nach Komprimierung imprägniert
ist und zumindest in Teilbereichen mindestens eine Substanz umfasst, die die Wärmeleitfähigkeit
des Dichtbands (2) reduziert,
wobei das Dichtband (2) eine Oberseite (4), eine Unterseite (6) und zwei die Oberseite
(4) und die Unterseite (6) verbindende Seitenflanken (8, 19), eine Längsrichtung (L),
die parallel zur Unterseite (6) und zu den Seitenflanken (8, 10) sowie quer zu einer
Querrichtung (Q) ausgerichtet ist, und eine Höhenrichtung (H), die senkrecht zur Unterseite
(8) des Dichtbands (2) ausgerichtet ist, aufweist;
wobei das Dichtband (2) um eine Achse (A), die sich quer zur Längsrichtung (L) des
Dichtbands (2) erstreckt, zur Dichtbandrolle (1) derart aufgewickelt ist, dass die
Oberseite (4) einer Windung an der Unterseite (6) einer angrenzenden Windung der Dichtbandrolle
(1) anliegt und die Seitenflanken (8, 10) des Dichtbands (2) Stirnflächen (12, 14)
der Dichtbandrolle (1) bilden;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Substanz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus kleinen Kunststoffkugeln
(24), die aus einer Polymerschale mit darin enthaltenem Gas bestehen und aufgrund
von Erhitzung expandiert sind, oder Graphit (26), und
das Dichtband (2) im aufgewickelten Zustand in der Dichtbandrolle (1) eine komprimierte
Höhe (H1) in Höhenrichtung (H) von 5-30 % der Ausgangshöhe (H2) des vollständig expandierten
Dichtbands (2) aufweist.
2. Dichtbandrolle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtband (2) im aufgewickelten Zustand in der Dichtbandrolle (1) eine komprimierte
Höhe (H1) in Höhenrichtung (H) von bevorzugt 5-25 %, mehr bevorzugt von 5-20 %, am
meisten bevorzugt von 5-15 % der Ausgangshöhe (H2) des vollständig expandierten Dichtbands
(2) aufweist.
3. Dichtbandrolle (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der komprimierbare Schaumstoff (20) des Dichtbands (2) mit einem klebrigen Imprägnat
imprägniert ist, wobei das Imprägnat die mindestens eine Substanz enthält, wobei die
Substanz in dem Imprägnat mit einem Anteil von 1-25 Gew.-%, bevorzugt 1-7 Gew.-%,
mehr bevorzugt 3-6 Gew.-%, am meisten bevorzugt 5-6 % Gew.-%, jeweils bezogen auf
100 Gew.-% Imprägnat vorliegt.
4. Dichtbandrolle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der imprägnierte Schaumstoff (20) ein Raumgewicht von 30-150 kg/m3, bevorzugt von 50-70 kg/m2, aufweist.
5. Dichtbandrolle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoff (20) ein rückstellfähiger Schaumstoff ausgewählt aus der Gruppe umfassend
Polyurethanschaum, Melaminharzschaum, Silikonschaum, PVC-Schaum oder Polyethylenschaum
ist.
6. Dichtbandrolle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz in dem Dichtband (2) mit einem Anteil von 0,2-15 Gew.-%, bevorzugt 0,3-10
Gew.-%, jeweils bezogen auf 100 Gew.-% Dichtband vorliegt.
7. Dichtbandrolle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz in dem Dichtband (2) homogen verteilt ist.
8. Dichtbandrolle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz derart dimensioniert ist, dass sie in den Zellen (22) des Schaumstoffs
(20) des Dichtbands (2) vorliegt.
9. Dichtbandrolle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (6) des Dichtbands eine Klebeschicht (16) zur Verbindung des Dichtbands
(2) mit einem Rahmenelement aufweist.
10. Dichtbandrolle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Substanz aus kleinen Kunststoffkugeln (24) besteht, die aus einer
Polymerschale mit darin enthaltenem Gas bestehen und aufgrund von Erhitzung expandiert
sind, wobei die Kunststoffkugeln in expandiertem Zustand einen Durchmesser von 30-120
µm, bevorzugt 30-50 µm, aufweisen.
11. Dichtbandrolle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffkugeln in expandiertem Zustand komprimierbar sind.
12. Dichtbandrolle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit des Dichtbands (2) sowohl in einem teilkomprimierten Zustand
mit einer Höhe von zwischen 10 und 90%, bevorzugt zwischen 40 und 75% der unkomprimierten
Ausgangshöhe (H2) des Dichtbands (2), als auch in einem unkomprimierten Zustand des
Dichtbands (2) ≤ 0,040 W/mK, bevorzugt ≤ 0,395 W/mK beträgt.
13. Dichtbandrolle (1) nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz (4) Graphit (26) ist und in Form von Graphitstaub mit einer mittleren
Partikelgröße von 5-500 nm, bevorzugt 5-200 nm, in dem imprägnierten Dichtband (2)
vorliegt.
14. Dichtbandrolle (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Graphitstaub derart in dem komprimierbaren Schaumstoff (20) angeordnet ist, dass
die Partikel des Graphitstaubs sich in dem Dichtband (2) auf der Dichtbandrolle (1)
untereinander nicht berühren.
15. Dichtbandrolle (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit des Dichtbands (2) sowohl in einem teilkomprimierten Zustand
mit einer Höhe von zwischen 10 und 90%, bevorzugt zwischen 40 und 75% der unkomprimierten
Ausgangshöhe (H2) des Dichtbands (2), als auch in einem unkomprimierten Zustand des
Dichtbands (2) ≤ 0,040 W/mK, bevorzugt ≤0,0385 W/mK beträgt.