DD212503A5 - Verfahren zur herstellung von bitumen-isolierplatten mit chemiefaservlies-traeger - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bitumen-Isolierplatten mit Chemiefaservlies-Traeger. Ziel der Erfindung ist es, derartige Isolierplatten mit guenstigeren mechanischen Eigenschaften und mit einer verbesserten Elastizitaet herzustellen. Erfindungsgemaess wird auf das Vlies, das auf mechanischem Wege nadelgefilzt und durch eine Waermebehandlung bei 140 bis 190 Grad C waehrend des Verspannens geschrumpft wurde, mit Bitumen oder modifiziertem Bitumen im vorher vorhandenen Temperaturbereich durchgetraenkt, bis die Temperatur des Traegers die des Bitumen erreicht, woraufhin es soweit ausgepresst wird, dass auf dem Traeger Bitumen in der doppelten Menge im Vergleich zur Masse des Traegers verbleibt. Sodann wird abgekuehlt und zum Schluss eine Bitumen-Deckschicht bei einer Temperatur von 130 bis 160 Grad C aufgetragen, wobei das Produkt gegebenenfalls mit Metallpulver oder Sand bestreut, eventuell mit einer selbstklebenden Schicht versehen oder mit einer Aluminiumfolie kaschiert wird.

Description

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Verfahren zur Herstellung von Bitumen-Isolierplatten mit Chemiefaservlies-Träger

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bitumen-Isolierplatten auf Chemiefaservlies-Träger, mit einer verbesserten mechanischen Festigkeit und elastischen Eigenschaften,

Charakteristik der bekannten technischen Losungen:

Es ist bekannt, daß die Erfüllung der verschiedenartigen Anforderungen, die auf den verschiedensten Gebieten der Technik, z.B. im Hoch- und Tiefbau, auftreten, die Verbesserung derEigehschaften dar Situraen-Isolierplatten erforderlich machte.

Bei der Herstellung der Isolierplatten werden als Träger hauptsächlich Papier, gswebte Textilien und eventuell Vlies mit Bitunien-Imprägniarung verwendet. Die Bewegungen der Gebäudekonstruktionen, die bei den Tiefbauobjekten und bei den Gebäuden auftreten, sowie dia Wärmeeinwirkung können diese Isolierplatten nur begrenzt

anschalten. Bei den Isolierplatten, die organische Träger enthalten, können auch eine Verraoderung oder Fäulnis auftreten, die Isolierplatten' widerstehen chemischen Einwirkungen nicht und ihre Rißdehnung ist minimal.

Bei den Isolierplatten, die Chemiefaservließ-Träger enthalten, können die Elastizität und die Wärmebeständigkeit verbessert werden. Die Schwierigkeit der Herstellung des Chemiefaservlieses, das durch eine mechanische Technologie gebildet wird, besteht jedoch darin, daß eine bedeutende Abweichung zwischen den Festigkeitswerten in Längs- und Querrichtung auf trifft, die zwar z.B. durch eine Beschichtung in entgegengesetzter Richtung kompensiert werden kann, wodurch die Herstellung jedoch kompliziert wird. Zur Erhöhung der Festigkeit ist es erforderlich, das gemäß der mechanischen Technologie hergestellte Vlies zu befestigen. Die Befestigung kann durch Anheften, Schrumpfen, dia Anwendung von Bindemitteln, die Behandlung mit Lösungsmitteln oder durch Schweißen bzw. eine Kombination der angeführten Verfahren erfolgen. Das Fasermaterial des Chemiefaservlieses als Träger von Bitumen-Isolierplatten ist im allgemeinen Polyamid, Polypropylen, Polyvinylalkohol und insbesondere Polyester. Die Situmen-Isolierplatten, die Chemiefaservlies enthalten , konnten sich in der technischen Praxis jedoch nur in begrenztem Maße durchsetzen, da die Zuordnung des Trägers und des Bitumens bei der Herstellung Probleme verursachte; das entstandene Produkt hatte im Gesamtquerschnitt keine homogene Struktur und Zusammensetzung, weiterhin konnte nicht eindeutig geklärt werden, wie die anwendungstechnischen Eigenschaf tan der fertigen Platten, die mit Bitumen-Imprägnierung behandelt wurden, durch die Befestigung des nicht durch

Weben hergestellten Cheraiefaservlieses beeinflußt werden»

Das Chemiefaservlies, das durch die mechanische Technologie gebildet und durch Wärmebehandlung befestigt wird, ist ein komplexes System» dessen Isoliereigenschaften durch eine Bitumenbehandlung herausgebildet werden können, wobei jedoch infolge des warmen 8itumenüberzuges eine erneute Wärmebehandlung erfolgt, die die mechanischen Eigenschaften bzw, die Festigkeitswerte des Vlieses ungünstig beeinflussen kann.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist die Erarbeitung eines Verfahrens zur Herstellung von 3itumen-Isolierplatten mit Chemiefaservlies-Träger, das sich durch einfache Technologie auszeichnet, wobei das Fertigprodukt eine erhöhte Festigkeit und Elastizität aufweisen und im gesamten Querschnitt, homogene Eigenschaften aufweisen soll.

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von elastischen Isolierplatten mit verstärkter mechanischer Widerstandsfähigkeit, die als Träger Chemiefaservlies enthalten, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies auf Chemiefaserbasis, das auf mechanischem Wege nadelgefilzt und durch eine Wärmebehandlung bei 140 bis.'190⁰C während des Vorspannens geschrumpft wurde, mit Bitumen oder modifiziertem Bitumen im vorher vorhandenen Temperaturbereich durchtränkt wird, bis die. Temperatur des Trägers die des Bitumens erreicht, woraufhin es soweit ausgepreßt wird, daß auf dam Träger Bitumen in der doppelten Menge im Vergleich zur Masse des· Trägers var-

bleibt» Sodann wird das Material abgekühlt und zum Schluß eine Bitumen-Schutzschicht bei einer Temperatur von 130 bis &6Q C aufgetragen. Gewünschtenfalls kann es mit Mineralpulver oder Kiesel bestreut, eventuell mit einer selbstklebenden Schicht versehen oder mit einer Aluminiurafolia kaschiert werden.

Als Träger wird homogenes oder gemischtes Chemiefaser-

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vlies mit einem Gewicht von 200 bis 400 g/m und einer Zerreißfestigkeit von 30 bis 60 kp verwendet. Aus dem Träger werden zweckmäßigerweise Isolierplatten in der Qualität von mittleren.oder schweren Platten hergestellt» d.h./daß sie mit Bitumen oder modifiziertem Bitumen in einer 10 bis 15-fachen Menge im Vergleich zum Gewicht des Trägers imprägniert und überzogen werden. Die erhaltenen Isolierplatten werden im Hochbau zur Oachisolierung, -diexaus Fertigelementen hergestellt werden, und im Tiefbau zur Wasserisolierung z.3. beim Straßenbau und bei sonstigen Ob-jekten verwendet. Die Isolierplatten körinen mit einer Bitumenemulsion, einer Flamme oder mit warmer Luft geschweißt bzw. geklebt werden, sie können aber auch auf einer Seite mit einer selbstklebenden Deckschicht versehen werden. Bei der selbstklebenden Ausführung wird auf der einen Seite der PaItte auch eine Schutzschicht aus Papier aufgetragen. Die-angestiegene Widerstandsfähigkeit der Isolierplatte gegenüber mechanischen Belastungen ist ein wichtiger Faktor im Tiefbau, da der Asphalt durch defl Kraftfahrzeugverkehr an der Oberfläche weniger gewellt wird, weil das Produkt sehr widerstandsfähig gegenüber einer Perforierung und Ermüdung ist.

Bei der Herstellung der Isolierplatten werden sowohl die mittlere als auch die schweren Platten mit feinem Sand oder Schiefermehl bestreut. Es ist auch die An-

bringung von Aluminiumfolie oder einer anderen Deckplatte an der Isolierplatte möglich, und zwar mit Hilfe von Bitumen, modifiziertem Bitumen bzw. einem anderen geeigneten organischen Bindemittel, so daß durch die Kaschierung bei der Dachisolierung oder der Isolierung von Rohren in einem Herstellungsschritt ein Material gewonnen werden kann, das eine Wärme- und Wasserisolierung gewährleistet» Das Produkt mit Sandwich-Struktur schützt vor Wärmestrahlungen der Umgebung, besitzt auch ein verstärktes Wärmexsolierungsvennögen, und wenn die Schicht mit Sandwich-Struktur durch Aufstreichen aufgetragen wird, kann sogar auch ein Erzeugnis, das für Korrosionsschutzzwecke geeignet ist, hergestellt werden.

Bei der Zuordnung von Trägermaterial und Bitumen werden die Eigenschaften des Erzeugnisses anhand der Erfahrungen bereits durch die Herstellung des Chemiefaservlisses stark beeinflußt» Aus Elementarfasern mit einer zweckmäßigen Faserfeinheit von 6,7 bis 17 Denier und einer Faserlänge von 60 bis 90 ram , die durch eine Wolfung gelockert wurden, wird ein gekräuseltes (wirres) Vlies durch ein aerodynamisches Verfahren hergestellt, so daß ein Erzeugnis hergestellt werden kann, das im gesamten Querschnitt isotrope mechanische Eigenschaften besitzt. Das gekräuselte (wirre) Vlies wird durch das Heften mittels Nadeln mit Kämmbart verdichtet, wodurch die Zerreißfestigkeit erhöht wird. Durch die weitere Wärmebehandlung des Vlieses auf dem obersten Grenzwert des Erweichungspunktes der Chemiefaser oder der im flüssigen Medium gemessenen Schrumpfungstamperatur kann eine weitere Verbesserung erzielt werden; das Material bewahrt seine Elastizität, im Laufe der Wärmsbehandlung von einigen Zehntel Sekunden entstehen punktartige Verbin-

düngen zwischen den Oberflächen der Elementarfasern. Diese punktartigen Verbindungen werden bei der Imprägnierung mit Bitumen durch eine Wärmeschockbehandlung ebenfalls beim Erweichungspunkt der Chemiefaser bzw. der im flüssigen Medium gemessenen Schrumpfungstemperatur behandelt, wobei sich die entstandenen Verbindungen nicht auflösen, sondern stärker werden. Dadurch wird das Fertigprodukt außerordnetlich widerstandsfähig, sein elastisches Rückbildungsvermögen wird besser, während der Träger im Vergleich zu seiner ursprünglichen Größe um 10 bis 15 % zusammenschrumpft. Die Schrumpfungs-Wärmebahandlung, die bei der Imprägnierung des Trägers mit Bitumen angewandt wird, ist die Voraussetzung dafür, daß sich die mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Isolierplatte vorteilhaft gestalten. Die Struktur des Systems,, das durch die zweifache Wärmebehandlung gebildet wurde, wird bei der Herstellung durch ein schnelles Abkühlen stabilisiert. Auf den imprägnierten Träger wird eine Bitumen-Schutzschicht bei einer niedrigeren Temperatur als zuvor aufgetragen. Bei dieser Behandlung wird das Produkt jedoch nicht mehr in seinem gesamten Querschnitt erwärmt, so daß sich auch seine Struktur nicht ändert. Das Wesen der Wechselwirkung zwischen Träger und Bitumen-Imprägniermittel wird dadurch bestätigt, daß die Zerreißfestigkeit der Trägertextilien, die eine Zerreißfestigkeit von 30 bis 50 kp haben, nach der Durchtränkung mit Bitumen sowohl in Längs- als auch in Querrichtung auf das Zweifache ansteigt, wobei das Endprodukt eine-Zerreißdehnung von 30 bis 60 % aufweist.

Bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung können folgende Elementarfasern als Träger eingesetzt werden:

- Polypropylen-Fasern mit einem Schmelzpunkt von 165°C, einem Erweichungspunkt von 145 bis 15O⁰C, einem spezifischen Gewicht von 1,14 g/ml, einer ZerreiSfestigkeit von S p/tex, die beständig gegenüber Chemikalien sind und ein Feuchtesaugvermögen von O haben,

- Polyakrylnitril-Fasern mit einem Schmelzpunkt unter 235 C, einer Zerreißfestigkeit von 3 bis 4 p/tex, die beständig gegenüber Chemikalien, jedoch empfindlich gegenüber Laugen sind, ein spezifisches Gewicht von 1,34 g/ml und ein Feuchtesaugvermögen von 0,1 %. haben,

- Polyamid-Fasern mit einem Erweichungspunkt von 200 C, einem spezifischen Gewicht von 1,14 g/ml, einer Festigkeit von 5 bis 6 p/tex und einem Feuchtssaugvermögen von 0,4 %,

- Polyester-Fasern mit einem Schmelzpunkt von 240⁰C-, einer Schrumpfungstemperatur in Flüssigkeit von 20O⁰C, einem spezifischen Gewicht von 1,34 g/ml, einer Festigkeit von 6 bis 7 p/tex und einem Feuchtesaugvermögen von O.

Es können natürlich auch Vliese verwendet werden, die aus einem Geraisch der obigen Fasern gebildet werden.

Die charakteristischen Eigenschaften des Bitumens, der zur Imprägnierung des Trägers verwendet wird, sind folgende:

Kennwerte

Erweichungspunkt C (Ring-Kugel) Penetration bei 25⁰C /0,1 mm/

SzS-90	SzS-30	.MK-4
47	63	77
86	24	36

1500	343	57
1,015	1,029	1,019
- 13	' - 10	- 14
12,8	20,7	29,5
1,7	1,7	2,9
337	343	263

Duktilität bei 25 C, mm über Oichte bei 25⁰C Bruchpunkt (It. Fraass) Asphalten-Gehalt, % Paraffin-Gehalt, % Flammpunkt, C

Ausführungsbeispiel;

Bei der Herstellung des Isolierstoffes in der Qualität von schweren Platten aus dem zuvor erwähnten Träger und aus Bitumen ist derart vorzugehen, daß auf das gekräuselte (wirre) Polypropylen-Vlies mit einem spezifischen

ρ Gewicht von 0,9, einem 3uad ratine tar gewicht von 250 g/m , einem Schmelzpunkt von 155 G, einer Zerreißfestigkeit von mindestens 50 kp und einer Zerreißdehnung von 50 bis 80 %, das auf mechanischem Wege durch Haften und eine Wärmebehandlung hergestellt wurde, je Quadratmeter in zwei Schritten insgesamt 3200 g 3itumen bei 145 C mittels Wärmeschockbehandlung und danach durch die Bitumen-Beschichtung der imprägnierten Platte aufgetragen werden.

Im Laufe der Herstellung der schweren Platte wird der

Träger, der mit einer Spannkraft von 3 kp/cm ausgezogen wird, zuerst mit der auf der entsprechenden Temperatur gehaltenen Bitumenschmelze getränkt und danach ausgepraßt. Nach dem Auspressen verbleibt 3itumen in der doppelten Menge im Vergleich zum Gewicht dss Trägers auf diesem.,, es wird mit Wasser abgekühlt, danach wird eine Deckschicht bis zum Erreichen der Menge von 3200 g/cra Bitumen aufgetragen, wobei kein Pressen mehr erfolgt. Die Isolierplatte, die mit einer Deckschicht versehen wurde, wird mit Sand bestreut und verpackt.

Die Eigenschaften der hergestellten schweren bzw. mittleren Platten werden im weiteren mit den entsprechenden Eigenschaften einer schweren Platte aus Glasvlies verglichen:

Kennwerte Schwere Platte Schwere Mittlere

mit Glasvlies- Platte

Träger mit Ehemiefaservlies-Trager

Zerreißfestigkeit /kp/ min. 30 min» 60 min. Dehnung max. 2 % 30 bis 40%30 bis 40%

Quadratmetergewicht 4000 g 4400 g . 2800 g

2 Bitumen g/m 3200 3360 2000

Wasseraufnahme g/dm max. 2,0 max. 2,0 Biegbarkeit bei 5°C entsprechend entsprechend Wärraebeständigkeit oC 60 60

Die Bitumen-Qeckschicht, die auf die mittlere Platte auf-

2 getragen wird, beträgt 2000 g/m .

Ein besonderer.Vorteil der Isolierplatte mit Chemiefaservlies-Träger besteht darin,, daß ihre Dehnung elastisch -is-t, so daß sie eine periodisch zurückkehrende Belastung gut aushält. Auch ihr Widerstandsvermögen gegen Kälte ist günstig, weiterhin vermodert oder verfault sie nicht wie einige organische Trägermaterialien.

Die erhaltene schwere Platte kann zur isolierung von Dächern, die aus Fertigelementen hergestellt werden, verwendet werden. Sie ist zum Bau von Bürgersteigen und FuS-gängerwegen geeignet, wobei auf das ebene Sandfundament die Isolierplatten auügelegt und heiß asphaltiert werden. Mit dieser Methode kann ein fester Belag mit einem großen Lasttragevermögen hergestellt werden. Für StraSenbau- und sonstige Arbeiten können sie zur Wasserisolierung

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zwischen dem Beton und den Asphaltschichten verwendet werden, indem die Isolierplatten auf den Beton aufgelegt werden, wobei eine Überlappung von mindestens 5 cm erforderlich ist _t danach wird der heiße Asphalt aufgebracht Zur Isolierung haben sie sich insbesondere an den Stellen bewährt, an denen infolge der 3ewegung der isolierten Elemente Zug- und Scherkräfte in Platten- und Seitenrichtung auftreten, da sich die Isolierplatten infolge ihrer Elastizität und verstärkten Zerreißfestigkeit wie eine Membran verhalten.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   1·. Verfahren zur Herstellung von Isolierpiatten mit Cheraisfaservlies-Träger, dadurch gekennzeichnet-, daß das Vlies auf Cheraiefaserbasis, das auf mechanischem Wege nadelgefilzt und. durch eine Wärmebehandlung bei 140 b.is 190 C während des Verspannens geschrumpft wurde, mit Bitumen oder modifiziertem Bitumen im vorher vorhandenen Temperaturbereich durchtränkt wird, bis die Temperatur des Trägers die des Bitumens erreicht,, woraufhin es soweit ausgepreßt wird, daß auf dem Träger Bitumen in der doppelten Menge im Vergleich zur Masse des Trägers verbleibt, daß sodann abgekühlt wird und zum Schluß eine Bitumen-Deckschicht bei einer Temperatur von 130 bis 160 C aufgetragen wird-, wobei das Produkt gegebenenfalls mit Mineralpulver oder Sand, bestreut, eventuell mit einer selbstklebenden Schicht versehen oder mit einer Alumniurafolie kaschiert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   als Träger ein gemischtes Chemiefäservliss, das ein

   Gewicht von 200 bis 400 g/m und eine Zerreißfestigkeit von 30 bis 60 kp aufweist, verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger in zwei Schritten mit Bitumen oder modifiziertem Bitumen in einer 10 bis 15-fachen Menge im Vergleich zum Gewicht des Trägers imprägniert und überzogen wird.

   Verfahren nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß als Träger ein gekräuseltes (wirres) Vlies, das man durch ein aerodynamisches Verfahren aus Elementarfasern mit einer Faserfeinheit von 6,7 bis 17 Denier und einer Faserlänge von 60 bis 90 ram hergestellt, verwendet wird.