DE102008033891A1

DE102008033891A1 - Grundmaterial mit mehrschichtig, wenigstens einseitig aufgebrachter, wässriger, mit Füll- und Zuschlagstoffen versehener, lösemittelfreier Beschichtung auf Acrylatbasis, deren Zusammensetzung/en, Herstellung und Verwendung

Info

Publication number: DE102008033891A1
Application number: DE102008033891A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Schürmann
Original assignee: Ipt & Co KG GmbH
Current assignee: Ipt & Co KG GmbH
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2010-02-04
Also published as: DE202008017740U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Obeflächenbeschichtung einer Dachunterspannbahn auf Polyacrylatbasis.

Description

Aus der EP 0 169 308 B1 ist z. B. eine Unterspannbahn bekannt, deren Oberlage aus einer Polyurethanfolie und deren Unterlage aus einer Vliesschicht besteht, wobei die Folien innig miteinander verbunden sind.
In der Beschreibung wird ausgeführt, dass die Vliesschicht nicht vollständig in die PU-Folie eingebettet ist sondern die PU-Folie nur einseitig auf dem Vlies aufliegt.
Weiterhin sind aus der EP 0 109 928 A1 Polyacrylatdispersionen in Kombination mit anderen Dispersionen, basierend auf vorgegebenen Rezepturmischungen bei Einsatz von Lösungsmitteln, diese Dispersionsmischungen aufgeschäumt und anschließend kalandriert, bekannt.
Gleichwohl bekannt ist die DE 295 12 501 U1 in welcher, auf Acrylsäureesterbasis, Beschichtungen offenbart werden.
Der Nachteil dieser bekannten Beschichtungen liegt darin, dass diese, unter anderem oder als wesentlicher Bestandteil, Lösungsmittel als Additive enthalten.
Aufgabe:
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, unter Vermeidung des Einsatzes von Lösungsmitteln, umweltfreundliche Beschichtungsmöglichkeiten für bandförmige Grundmaterialien, z. B. für Unterspannbahn vorzustellen, bei welcher – ausschließlich mit Wasser als Verdünnungselement – mindestens eine, bevorzugt zwei unterschiedliche Mischungen eingesetzt sind welche in Alleinstellung oder Kombination miteinander den Verbund der einzelnen Schichten untereinander grundsätzlich und mit dem zu beschichtenden Grundmaterial insbesondere, gewährleistet ist.
Lösung:
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass wenigstens eine, bevorzugt zwei, Oberflächenbeschichtung/en auf Acrylatbasis, Polyacrylatbasis oder Reinacrylatbasis, bevorzugt aus einer Reinacrylat-Dispersion oder Reinacrylat-Emulsion basierende Beschichtung/en dergestalt auf einen beliebigen, geeigneten Werkstoff, bevorzugt ein bandförmiges Grundmaterial, aufgetragen ist, dass der erste, ggf. mit Haftverbesserern versehene Auftrag nach dem Aufbringen desselben oberflächlich durch Feuchtigkeitsentzug an-/getrocknet ist um anschließend den zweiten Auftrag, welcher, unter anderem, mit wasserabweisenden Additiven versehen ist oder sein kann, aufnehmen zu können.
Die erfindungswesentlichen Merkmale der vorzustellenden Beschichtung/en liegen im Verzicht von Lösemitteln, in der prozentualen Zusammensetzung der Grundbestandteile der einzelnen Beschichtungen und deren Zusammensetzung unter Verwendung von Wasser als Streckmittel so wie deren Verarbeitung.
Die Grundkomponenten der aufzubringenden Beschichtungen können durch Additivzuschläge und Feststoffanteile so eingestellt sein, dass eine erste Bahnen beschichtung geschaffen ist die eine Haftung auf dem Grundmaterial gewährleistet und eine zweite Bahnenbeschichtung, welche eine, unter anderem, notwendige, wasserabweisende Eigenschaft ausweist.
Die Kombination aus beiden Beschichtungen unter Verwendung von Wasser als Streckmittel und unter Einsatz von einfachen, insbesondere preiswerten, Füllstoffen lässt eine äußerst preisgünstige Produktion der eingangs näher beschriebenen (Beschichtungen zu, insbesondere, wenn der Auftrag der Beschichtungen in direkter Folge auf einem bahnenartigen Grundmaterial, bevorzugt auf Polypropylenspinnvliesen, z. B. für den Einsatz als Dachunterspann- oder Unterdeckbahn vorgenommen wird.
Die Zuschlagsadditive im Verhältnis zu dem jeweils eingesetzten Streckmittel, welches bevorzugt Wasser ist, ist für den Auftrag der einzelnen Schichten von erfindungswesentlicher Bedeutung.
Ein weiteres, erfindungswesentliches Merkmal liegt darin, dass die in beliebiger, bevorzugt flüssiger Form aufgebrachte Beschichtung des ersten Auftrages die Fasern des Grundmateriales, zumindest die, welche an der Oberfläche desselben liegen, umschließt wodurch ein nahezu unlösbarer Verbund erreicht wird. Dieser kann auch noch sehr hitzebeständig sein.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale zur Herstellung und Verarbeitung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Vorbereitung zum Mischen:
Die Beschichtungsmassen die auf das Vlies aufgebracht werden sollen können kostengünstig in großen Behältern vorgemischt werden.
Zur Vorbereitung der Mischungen sind die einzelnen Komponenten zweckmäßigerweise aus Containern in die dafür vorgesehenen Mischbehälter, z. B.
Mischtrommeln, gepumpt worden. In oder an diese Behältnisse sind Dosierpumpen integriert oder nachgeschaltet, welche geeignet sind, die benötigten Mengen zu fördern.
Die Mischtrommeln stehen – bevorzugt – ebenerdig zu der Beschichtungsanlage und die fertig gemischten Massen können dann wiederum durch geeignete Pumpen an die Beschichtungsanlage verbracht worden.
Der Mischvorgang der einzelnen Beschichtungen selbst ist angesetzt mit ca. ein bis zwei Stunden Zeitaufwand. Die Beschichtungsmassen können abschließend mittels Förderpumpen und Schlauchleitungen an die Beschichtungsstation der Beschichtungsanlage verbracht worden.
Geleerte Mischbehälter können erneut mit den notwendigen Komponenten gefüllt und ein neuer Mischvorgang in Betrieb gesetzt werden. Die Mischbehälter sind vorteilhaft hermetisch geschlossen (Vermeidung von Staub und eventuell Gerüchen). Sie brauchen vor der Neubefüllung mit den Komponenten nicht gereinigt werden. Es entstehen in der Regel keine Abfallstoffe.
Ausdünstungen während des Rührvorgangs sind durch das geschlossene System vermieden.
Bei Beachtung der Zuführung der als bevorzugt angedachten Komponenten und der als bevorzugt definierten Rührgeschwindigkeit finden keine unerwünschten Reaktionen beim Rührprozess statt.
Vorbereitung zum Beschichtungsvorgang:
Zur Beschichtung werden Rollen, z. B. aus Polypropylenspinnvlies oder andere, zur Beschichtung geeignete Materialien in Längen von ca. 2000–3000 Laufmetern und einer geeigneten Breite, z. B. 1,50 m, bereitgestellt.
Diese Großrollen können mittels Gabelstapler in eine Abwickelstationen eingelegt und durch die Beschichtungsmaschine abgewickelt werden.
Das Vlies durchläuft mittels Zugeinrichtung zuerst eine – bevorzugt – gekapselte Beschichtungsstation in der z. B. mittels eines beliebigen Beschichtungsverfahrens, bevorzugt eines Flüssigauftrages in Kombination mit einen nachgeschalteten Rakelverfahrens die erste Beschichtungsmasse in einer dünnen aber flächendeckenden Schichtdicke aufgebracht wird. Danach verlässt das beschichtete Vlies die Beschichtungsstation und durchläuft einen z. B. 15 m langen Trockenofen, dessen Länge durch entsprechende Umlenkschleifen reduziert werden kann.
Die Beschichtungsstation und der Trockenofen werden mittels Luftdurchsatz – bevorzugt – über 20.000 m³/Std belüftet. Bei dem Trocknungsvorgang wird lediglich Wasser freigesetzt.
Die optimale Trocknungstemperatur beträgt, je nach Durchlaufgeschwindigkeit der beschichteten Trägermaterialien ca. 100–120°C.
Gleichwohl ist eine Trocknung in normaler Umgebungstemperatur denkbar – allerdings ist die Trocknung nicht zwingend vorteilhaft weil langwierig.
Es fallen – außer den Verpackungen der Grundkomponenten und Trägermaterialien – keine Abfallstoffe an. Abwasser fällt ebenfalls nicht an, so dass eine Belastung von Abwasserkanälen, Klärwerken und des Grundwassers ausgeschlossen ist.
Das Konfektionieren:
Die fertig beschichtete Ware kann in beliebige Längen konfektioniert, (z. B. zu 50 m langen Rollen), oder zu großen Rollen aufgewickelt werden.
Nachfolgend zwei Rezepturbeispiele für die zwei Mischungen in den Farben antrazith und grau.
Mischungsbeispiele:

Mischung 1 anthrazit		Mischung 1 grau
B 500 (Reinacrylat)	95,24 kg	B 500 (Reinacrylat)	95,24 kg
CEF	9,52 kg	CEF	9,52 kg
H₂O	49,52 kg	H₂O	49,52 kg
Kreide	22,86 kg	Kreide	41,90 kg
Graphit	22,86 kg	Graphit	3,82 kg

Mischung 2 anthrazit		Mischung 2 grau
B 500 (Reinacrylat)	91,74 kg	B 500 (Reinacrylat)	89,49 kg
CEF	9,17 kg	CEF	15,25 kg
H₂O	47,71 kg	H₂O	44,07 kg
Evoral S	7,34 kg	Evoral S	8,47 kg
Kreide	22,02 kg	Kreide	38,98 kg
Graphit	22,02 kg	Graphit	3,73 kg

Die Mengen sind – beispielhaft – berechnet für Mischungen in 200 l Fässern.
Beim Mischen der Komponenten ist unbedingt darauf zu achten, dass sowohl Mischung 1 als auch Mischung 2 getrennt angerührt werden, da in der Mischung des zweiten Auftrages ein Hydrophobierungsmittel enthalten ist.
Sinnvoller Weise werden die Mischungen gesondert gekennzeichnet um Verwechselungen auszuschließen.
Wird die Mischung Nr. 2 nämlich zuerst aufgetragen, ist eine weitere, zweite Beschichtung nicht mehr möglich!!
Die in den Mischungen verwandten Grundstoffe – beispielhaft aber bevorzugt – stehen u. a. für nachfolgende Grundstoffe.

B 500 – (Reinacrylat-Dispersion) auch bekannt unter der Typenbezeichnung PLEXTOL B 500 von der Fa. Polymer Latex GmbH
CEF – Bindemittel – Terpolymer-Dispersion aus Vinylchlorid, Ethylen und Acrylat beispielsweise „VINNAPAS CEF” der Fa. Wacker Polymer Systems GmbH, 84483 Burghausen
– Hydrophobiermittel, beispielsweise „Evoral” der Fa. Schill + Seilacher AG, 71032 Böblingen.
Kreide – z. B. Finntalc
Graphit – z. B. amorpher Pudergraphit

Die hier beispielhaft beschriebenen Komponenten – für sich oder in sinnvoller Kombination mit anderen Komponenten, z. B. UV-Stabilisatoren, Flammschutzmitteln, Verdickungsmittel, Entschäumungsmitteln, Salzen u. s. w. – bilden nur beispielhafte Merkmale der wassergelösten Mischungen und/oder Auftragsmöglichkeiten.
Auch sind die Anteilsverhältnisse der einzelnen Bestandteile nicht fix sondern variabel und durch andere beliebige Kunststoffe ersetz-. bzw. mit anderen kombinier- und/oder austauschbar wobei sich die prozentualen Anteile Komponenten entsprechend ändern.
Gleichwohl wäre es nämlich denkbar auch andere Kunststoffe, z. B. Acrylkautschuk (ACM), Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM), Brombutyl-Kautschuk (BIIR), Chlorbutyl-Kautschuk (CIIR), Epichlorhydrin-Kautschuk (CO), Chlorbutadien-Kautschuk (CR), Chlorsulfonisiertes Polyethylen (CSM), Ethylenoxid-Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM/EPM), Per-Fluor-Kautschuk (FFPM/FFKM), Fluor-Kautschuk (FPM/FKM), Fluormethyl-Polysiloxan (FVMQ), Butyl-Kautschuk (IIR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Natur-Kautschuk (NR) oder Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) in Form von Dispersionen oder Emulsionen als Basis anstelle oder in Kombination mit Polyacrylat für diese Mischungen unter Nutzung von Wasser als Streckmittel einzusetzen
Vorgehensweise beim Mischen:
Mischung 1
B 500, CEF und Wasser gemeinsam in den Mischbehälter einfüllen und langsam verrühren, wobei die Rührgeschwindigkeit nicht höher als 150 Umdrehungen/Minute betragen soll.
Diese flüssigen Anteile sollten ca. 30 bis 40 Minuten, mit der oben erwähnten Rührgeschwindigkeit, gerührt werden. Dann wird die Kreide langsam dazugegeben, wobei der Zugabeprozess so zu dosieren ist, dass eine Klumpenbildung unbedingt vermieden wird. Diese Mischung sollte ebenfalls eine weitere halbe Stunde gerührt werden.
Anschließend wird dem Rührprozess das Graphit zugeführt. Dieser Vorgang hat ebenfalls langsam zu erfolgen, so dass es zu keiner Klumpenbildung kommt.
Diese Mischung sollte 60 bis 90 Minuten langsam gerührt werden und ist dann zur Verarbeitung bereit.
Mischung 2
B 500, CEF und Wasser gemeinsam in den Mischbehälter einfüllen und langsam verrühren, wobei die Rührgeschwindigkeit nicht höher als 150 Umdrehungen/Minute betragen soll. Anschließend Evoral S langsam hinzufügen.
Diese flüssigen Anteile sollten ca. 30 bis 40 Minuten, mit der oben erwähnten Rührgeschwindigkeit, gerührt werden. Dann wird die Kreide langsam dazugegeben, wobei der Zugabeprozess so zu dosieren ist, dass eine Klumpenbildung unbedingt vermieden wird. Diese Mischung sollte ebenfalls eine weitere halbe Stunde gerührt werden.
Anschließend wird dem Rührprozess das Graphit zugeführt. Dieser Vorgang hat ebenfalls langsam zu erfolgen, so dass es zu keiner Klumpenbildung kommt.
Diese Mischung sollte 60 bis 90 Minuten langsam gerührt werden und ist dann zur Verarbeitung bereit.
Wird die Mischung Nr. 2 zuerst aufgetragen, ist eine weitere Beschichtung nicht mehr möglich!!
Der Trocknungsprozess:
Die Ofentemperatur ist produktionsgeschwindigkeitsabhängig zu steuern.
Sinnvoll ist bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 7 m pro Minute, eine Temperatur von ca. 100 Grad.
Bei höherer Produktionsgeschwindigkeit, z. B. 12 m/Minute, sollte die Trocknungstemperatur ca. 120 Grad betragen. Hier ist jedoch unbedingt darauf zu achten, dass bei dieser Temperatureinstellung die Produktionsgeschwindigkeit nicht verlangsamt wird, da das Vlies evtl. einer Schrumpfung unterliegen könnte.
Die visuelle Darstellung der Beschichtungen:
Die Beschichtung insbesondere bei Auftrag Nr. 1 darf nicht zu dünn und auch nicht zu dick aufgetragen werden.
Zu dünner Auftrag führt zur vorzeitigen, zu dicker Auftrag zu einer verspäteten Trocknung.
Die Beschichtung sollte sich im Auftragsprozess – visuell betrachtet – ganzflächig so darstellen wie eine befeuchtete Strasse.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0169308 B1 [0001]
- EP 0109928 A1 [0003]
- DE 29512501 U1 [0004]

Claims

Dachunterspannbahn, bestehend aus einem bandförmigen Grundmaterial – bevorzugt aus Polypropylenspinnvlies – mit einer Oberflächenbeschichtung auf Acrylatbasis, bevorzugt Polyacrylat oder Reinacrylat, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung mindestens einseitig, bevorzugt in zwei Beschichtungsgängen und/oder in flüssiger Form aufgebracht und anschliessend getrocknet ist, und ausser dem Acrylat Wasser und ein Hydrophobierungsmittel aufweist.
Dachunterspannbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung ein Bindemittel, Kreide und/oder Graphit oder einen anderen Farbstoff oder andere Füllstoffe aufweist.
Dachunterspannbahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung kein chemisches Lösemittel aufweist.
Dachunterspannbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Reinacrylat-Dispersion oder Reinacrylat-Emulsion aufweist.
Dachunterspannbahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung ein Terpolymer oder eine Terpolymer-Dispersion als Bindemittel aufweist.
Dachunterspannbahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die zuerst aufgebrachte Oberflächenbeschichtung wenigstens die Oberflächenfasern des Grundmateriales umschließt und/oder in das Grundmaterial, zumindest oberflächlich, eindringt.
Dachunterspannbahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Beschichtungsauftrag aus ca. 48% Acrylat besteht, der prozentuale Anteil eines Bindemittels bei ca. 4,3% liegt, der prozentuale Anteil eines Streckmittels, vorzugsweise Wasser, bei ca. 24,8% liegt und die Füllstoffe und ggf. Additivzuschläge einen Anteil von ca. 22,9% besitzen, wobei Abweichungen in der prozentualen Zusammensetzung der Bestandteile zwischen 2% und 60%, bevorzugt zwischen 5% und 30% nach oben oder nach unten gleichwohl denkbar sind.
Dachunterspannbahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite aufgebrachte Beschichtung mit der Oberfläche der ersten Beschichtung einen homogenen Verbund eingeht.
Dachunterspannbahn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet das ein (der zweite) Beschichtungsauftrag aus ca. 46% Acrylat besteht, der prozentuale Anteil eines Bindemittels bei ca. 4,2% liegt, der prozentuale Anteil eines Streckmittels, vorzugsweise Wasser, bei ca. 23,9% liegt, der prozentuale Anteil eines Hydrophobiermittels bei ca. 4,2% liegt und die Füllstoffe und ggf. weitere Additivzuschläge einen Anteil von ca. 22,2% besitzen wobei Abweichungen in der prozentualen Zusammensetzung der Bestandteile zwischen 2% und 60%, bevorzugt zwischen 5% und 30% nach oben oder nach unten gleichwohl denkbar sind.
Dachunterspannbahn nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite aufgebrachte Beschichtung wasserabweisende Inhaltsstoffe aufweist, welche nach dem Entzug des zur Herstellung der Mischung verwendeten Wassers auf dem Grundmaterial verbleibt.
Dachunterspannbahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung Acrylkautschuk (ACM), Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM), Brombutyl-Kautschuk (BIIR), Chlorbutyl-Kautschuk (CIIR), Epichlorhydrin-Kautschuk (CO), Chlorbutadien-Kautschuk (CR), Chlorsulfonisiertes Polyethylen (CSM), Ethylenoxid-Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM/EPM), Per-Fluor-Kautschuk (FFPM/FFKM), Fluor-Kautschuk (FPM/FKM), Fluormethyl-Polysiloxan (FVMQ), Butyl-Kautschuk (IIR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Natur-Kautschuk (NR) oder Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) in Form von Dispersionen oder Emulsionen als Basis für die Mischungen der Oberflächenbeschichtung/en anstatt oder in Kombination mit Polyacrylat – unter Nutzung von Streckmitteln – bevorzugt Wasser, aufweist.