DE2642825A1

DE2642825A1 - Bitumengetraenkte baupappe

Info

Publication number: DE2642825A1
Application number: DE19762642825
Authority: DE
Inventors: David Creighton Bean; Gerhard Johannes Aug Kennepohl; Laverne John Miller
Original assignee: Gulf Oil Canada Ltd
Current assignee: Gulf Canada Ltd
Priority date: 1975-10-02
Filing date: 1976-09-23
Publication date: 1977-04-14
Also published as: JPS601433B2; US4079158A; AU504008B2; FR2326552A1; FR2326552B1; JPS5351225A; CA1047851A; DE2642825C2; AU1849676A; GB1567917A

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMAN N . DIPL.-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMAN N · DIPL.-ING. W. LEH N D-8000 MÖNCHEN 81 . ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) · TELEFON (08?) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE)

-3.

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GULF OIL CANADA LIMITED Toronto, Ontario, Kanada

Bitumengetränkte Baupappe

Die Erfindung betrifft Baumaterialien auf Basis bitumengetränkter Papierpappbahnen, insbesondere sogenannte Asphaltschindeln mit einem bitumengetränkten Pappträger, der mit einer Schicht aus einem Biturnen-gebundenen Mineralfüllstoffgemisch und gegebenenfalls einem Decküberzug aus reflektierendem und gegebenenfalls dekorativem Steinmehl auf der Wetterseite beschichtet ist.

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Asphaltschindeln sind aufgrund ihrer ausgezeichneten wasserabstoßenden Eigenschaften, insbesondere bei Schrägdächern, Haltbarkeit und geringen Kosten viel verwendete Bedachungsmaterialien. Unter "Papierpappe" werden im folgenden alle porösen Gewebe aus verfilzten oder gewebten Fasermaterialien verstanden, die sich zur Herstellung von Baumaterialien durch Tränken und gegebenenfalls Beschichten mit bituminösen Stoffen eignen.

Die stark gestiegenen Kosten für Erdölprodukte, einschließlich der für Bitumen-getränkte Baupappe verwendeten Qualitäten, haben ein Bedürfnis für Materialien geschaffen, die die für Baumaterialien und insbesondere Asphaltschindeln verwendeten Bitumenqualitäten zumindest teilweise ersetzen können. Zur Herstellung von Bedachungsmaterialien v/erden im allgemeinen zwei verschiedene Bitumenqualitäten eingesetzt. Die sogenannte Papptränkqualität dient zum Tränken des Pappträgers, der dem Material in erster Linie seine Zugfestigkeit und Zerreißfestigkeit verleiht. Die zweite Qualität eignet sich zum Beschichten; sie wird im allgemeinen mit einem inerten Mineralfüllstoff gestreckt, wodurch der Überzug dem Bedachungsmaterial seine Haltbarkeit verleiht. Typische Eigenschaften von handelsüblichem Tränkbitumen, wie sie von der American Roofing Manufacturers Association (ARJIA) angegeben werden, sind in Tabelle I wiedergegeben:

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Tabelle I - Papptränkbiturnen

Eigenschaften

Erweichungspunkt (R&B) (⁰C) Flammpunkt (COC) (⁰C) Penetration bei O⁰C, 200 g

60 sec (dmm)

Penetration bei 25 C, 100 g,

5 see (dmm)

Penetration bei 46°C, 50 g,

5 sec (dmm)

Duktilität bei 25⁰C (cm) Duktilität bei 4°C (cm) Flüchtigkeit bei 165 C, 5 Std. Gewichtsverlust (%) Gesamtbitumenlöslichkeit in Trichloräthylen (%) Hochtemperaturstabilität Erweichungspunkt nach dem Test (R&B)

Minimum Maximum ASTM-Norm

60 260	ω	D-2398 D-92
3	-	D-5
18	50	D-5
-	150	D-5
10 3	0.5	D-113 D-113 D-6

99,5

60

68

D-2042

D-2398

Typische Eigenschaften von Beschichtungsbiturnen, wie es gegenwärtig zur Herstellung von Bedachungsmaterialien angewandt wird, sind in Tabelle II wiedergegeben (nach ARMA):

Eigenschaften

Tabelle II - Beschichtungsbiturnen

Minimum Maximum ASTM-Norm

Erweichungspunkt (R&B) (⁰C) Flammpunkt (COC) (⁰C) Penetration bei OC 200 g,

60 sec (dmm) Penetration bei 25 C, 100 g,

5 sec (dmm j Penetration bei 46 C, 50 g.

5 see (dmm)

Duktilität bei 25⁰C (cm) Flüchtigkeit bei 165⁰C

5 Std. GewichtsverlUBt (%) Gesamtbitumenlöslichkeit

in Trichloräthylen (%) Hochtemperaturstabilität Erweichungspunkt nach dem Test

(R&B)

96 260 6	107	D-2398 D-92 D-5
12	25	D-5
-	50	D-5
1,5	-	D-113
99,5	0,5	D-6 D-2042
93	107	D-2398

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Es wurde nun gefunden, daß Gemische aus den vorstehenden oder anderen für Baumaterialien verwendeten Bitumenqualitäten mit 10 bis 55 Gewichtsprozent Schwefel dazu verwendet werden können, das Bitumen zu strecken, und Tränk- bzw. Beschichtungsmaterialien herzustellen, die alle für Baumaterialien und insbesondere Asphaltschindeln notwendigen Eigenschaften aufweisen. Überraschenderweise besitzen aus derartigen schwefelhaltigen Bitumenmischungen hergestellte Materialien weit höhere Feuerbeständigkeit als Materialien, die aus denselben schwefelfreien Bitumenqualitäten hergestellt worden sind.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine bitumengetränkte Baupappe, die dadurch erhalten worden ist, daß man eine Papierpappbahn bei einer Temperatur von 115 bis 176⁰C mit einer gleichförmig dispergierten Mischung aus 10 bis 55 % Schwefel in 90 bis 45 % Tränkbitumen tränkt und hierauf preßt, um das Tränkbitumen von den Oberflächen der Bahn zu entfernen, wobei in der Bahn mindestens 140 %, vorzugsweise 160 bis 260 %, Tränkbitumen, bezogen auf die nicht-getränkte Pappe, zurückbleiben.

Gegenstand der Erfindung sind ferner Asphaltschindeln mit

(1) einem Pappträger, der mit einem bituminösen Tränkmittel getränkt ist,und

(2) einem darauf aufgetragenen mineralgefüllten Bindergemisch, das als Binder eine gleichförmige Dispersion aus 10 bis 55 5» Schwefel in 90 bis 45 % Beschichtungsbitumen enthält.

In dieser Beschreibung beziehen sich alle Teile und Prozente auf das Gewicht, falls nichts anderes angegeben ist.

Das Vermischen von elementarem Schwefel mit Dachbelag- oder ähnlichen Bitumenqualitäten kann dadurch erfolgen, daß man flüssigen Schwefel im gewünschten Mengenverhältnis in flüssigem Bitumen bei Temperaturen, die nicht wesentlich oberhalb 176°C liegen, mit genügender Scherkraft dispergiert. Die Scherwirkung kann z.B. mit Hochgeschwindigkeitsrührern, Propeller-

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mischern, Pipeline-Mischern und anderen Mischvorrichtungen mit hoher Scherwirkung erzeugt werden, die eine für die zu mischende Materialmenge ausreichende Größe besitzen. Es ist bekannt, daß sich derart in Bitumen dispergierter Schwefel in einer Menge von etwa 15 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gemisch, in dem Bitumen löst und/oder sich auf andere V/eiso mit diesem homogen kombiniert. Die Menge des homogen dispergierten Schwefels richtet sich in erster Linie nach der Art des Bitumens, herden größere Mengen an flüssigem Schwefel mit flüssigem Bitumen gemischt, so wird der Überschuß über die homogen dispergierbare Menge in Form feiner Tröpfchen von flüssigem Schwefel in dem flüssigen Bitumen heterogen dispergiert und zwar bis zu einem Gesamtschwefelgehalt des Gemischs von etwa 50 bis 60 Gewichtsprozent. Oberhalb dieser Menge kommt es zu einer Inversion und es bildet sich eine Dispersion von flüssigem Bitumen in flüssigem Schwefel. Schwefelmengen oberhalb etwa 55 $o, bezogen auf das Gesamtgewicht von Schwefel und Bitumen, sind daher im Rahmen der Erfindung ungeeignet. Beim Abkühlen der heterogenen Dispersionen von flüssigen Schwefeltröpfchen in flüssigem Bitumen verfestigt sich der Schwefel und kristallisiert aus, so daß er in Form kleiner Teilchen im Bitumen dispergiert bleibt.

Die Beispiele erläutern die Erfindung. Die in den Beispielen verwendeten Schwefel-Bitumen-Gemische werden dadurch hergestellt, daß man flüssigen Schwefel mit etwa 250 g flüssigem Bitumen von etwa 149 C in einem Metallbehälter vermengt, der auf einer 1500 W-Heizplatte aufsitzt und außerdem durch ein um die Außenseite gewundenes elektrisches Heizband beheizt wird. Der flüssige Schwefel hat ebenfalls eine Temperatur von etwa 149°C und wird in einer Menge zugesetzt, daß sein Anteil 10%, 25 % bzw. 50 %, bezogen auf das Gewicht des Gemischs, beträgt. Anfangs wurde die Schwefeldispersion in Bitumen dadurch erhalten, daß man 1 bis 2 Minuten mit einem 373 W-Turbinenmischer mischt, der mit einem mit 5000 bis 7000 U/rain arbeitenten Hochgeschwindigkeitsscherkopf ausgerüstet ist. Nach einigen Mischversuchen hat sich jedoch gezeigt, daß eine geeignete Durch-

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mischung durch 2 bis 5 minütiges Mischen unter Verwendung eines luftbetriebenen "Lightnin"-Labormischers Modell ARL erhalten wird, der ein Propellerblatt mit Preßluft von 7 at mit 3000 bis 4000 U/min antreibt. Hierbei entstehen geeignete Schwefeldispersionen in Bitumen, bei denen praktisch alle Schwefeltröpfchen einen Durchmeser unterhalb 50 y. aufweisen, und die mittlere Schwefeltröpfchengröße im Bereich von 1 bis 10^ liegt. Die Temperatur des Gemischs wird mit Hilfe eines Rheostaten, der den elektrischen Strom des Heizbands regelt, auf 149 £ 5⁰C eingestellt? die Heizplatte, auf der der Behälter sitzt, wird auf eine mittlere Heizstufe geschaltet.

Beispiel 1

Trockenes Pappmaterial wird unter Verwendung verschiedener Schwefel-Bitumen-Gemische getränkt. Die erhaltene Pappe eignet sich als Dachpappe zur Herstellung von Kombibelägen (engl. Built-up Roofing) und als Träger für Asphaltschindeln, die auf einer Seite mit einem mineralgefüllten bituminösen Überzug und gegebenenfalls einem Oberflächenbelag aus Mineralgranulat versehen sind, für Biturnen-Rolldachbelag, der auf einer Seite mit einem mineralgefüllten bituminösen überzug und gegebenenfalls einer Oberflächenschicht aus Mineralgranulat versehen ist, und für Bitumen-Rollseitenstücke, die auf einer Seite einen mineralgefüllten bituminösen Überzug und auf gegebenenfalls eine Oberflächenschicht aus Mineralgranulat aufweisen. Das Beispiel erläutert auch die verbesserten flammheramenden Eigenschaften der erfindungsgemäß mit Schwefel und Bitumen getränkten Pappe gegenüber Pappe, die mit gewöhnlichem Bitumen getränkt ist.

Zum Tränken mit den Schwefel-Bitumen-Mischungen bzw. mit gewöhnlichem Bitumen werden Proben von trockener Papierpappe verwendet. Das zum Tränken verwendete Bitumen ist handelsübliches Raffineriebitumen mit einem spezifischen Gewicht von 1,0209

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(15°C), einem Flammpunkt (ASTM-D 92) von 271°C , einer Penetration (ASTM D-5) von 35 (25°C) und einem Ring- und Kugelerweichungspunkt (ASTM D-36) von 65⁰C. Die Schwefel-Bitumen-Ansätze werden dadurch hergestellt, daß man etwas Bitumen mit flüssigem Schwefel bei 148 +_ 5°C zu Mischungen vermengt, die 25 % Schwefel enthalten. Das Mischen erfolgt unter Erwärmen unter Verwendung der vorstehend beschriebenen luftbetriebenen Rührvorrichtung. Bei der visuellen Untersuchung von statistischen Proben unter dem Mikroskop zeigt sich, daß der Schwefel nach nur wenigen Minuten dauerndem Mischen gleichförmig dispergiert ist, wobei die mittlere Schwefeltröpfchengröße unterhalb 10^i liegt und praktisch alle Schwefeltröpfchen einen Durchmesser unterhalb 50 u aufweisen. Quadratische Probenplatten der trockenen, nicht getränkten Platte mit einer Kantenlänge von 30,4 cm und einer Stärke von 0,48 mm werden mit der Hand etwa 45 Sekunden in die Bitumen- bzw. Schwefel-Bitumen-Mischungen bei 149⁰C getaucht, um sie zu tränken und das Durchlaufen einer kontinuierlichen Pappbahn über Walzen durch einen Tauchtank zu simulieren. Hierauf läßt man die Platten 15 Sekunden abtropfen und legt sie dann einzeln zwischen die Platten einer hydraulischen Presse, die auf 104 bis 121⁰C aufgeheizt sind. Hierbei wird überschüssiges Tränkmittel ausgepreßt, so daß eine getränkte Pappe zurückbleibt, die 180 bis 200 Gewichtsprozent Tränkmittel, bezogen auf die trockene Papplatte, enthält. Die getränkten Pappen sind mit Ausnahme der Zusammensetzung des mit Schwefel versetzten Tränkmittels vergleichbar mit handelsüblichen bitumengetränkten Papierpappen, die als Dachbeläge verwendet werden. Zum Vergleich der Flammwidrigkeit der Tränkmittel wird ein modifizierter Verbrennungstest unter Anwendung einer herkömmlichen Vorrichtung durchgeführt. Hierzu v/erden Rahmen in Form eines rechteckigen, umgekehrten "U" aus 3>2 mm starkem Messing mit einer Seitenbreite von 13 mm hergestellt. Der Abstand zwischen den Innenseiten der Rahmenseiten beträgt 51 mm und der Abstand zwischem dem Boden und der oberen Innenseite des umgekehrten ¹¹U" beträgt 254 mm. Zwei Rahmen werden auf beiden Seiten einer 76 χ 254 mm großen Platte aus getränkter Pappe befestigt, so

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. j* ϋ-

daß ein flacher Testkörper mit einer freien Pappkante entsteht. Der Testkörper wird am Rahmen befestigt in einem Winkel von 45° und mit der freien Pappkante nach unten gehalten. Zum gleichmäßigen Entzünden wird die Kerze eines Standard-Cleveland -Brenners verwendet. Die Flamme wird auf eine Länge von 7,6 cm eingestellt, wobei die Spitze der Kerze 5 cm von der Pappoberfläche und 13 mm von der Unterkante angeordnet ist, so daß die Flamme etwa 2,5 cm der Pappoberfläche berührt. Man wiegt jede zu prüfende Materialprobe vor dem Verbrennen und den gesammelten Aschenrückstand sowie den den nicht verbrannten Teil der Probe nach dem Selbstverlöschen. Da ein Drittel der Probe der Verbrennung nicht zugänglich ist, da es zwischen den Seitenteilen ohne Luftzutritt eingeklemmt ist, können bestenfalls zwei Drittel jeder Probe verbrennen.

Teil A: Um die Brenneigenschaften zweier Papproben zu illustrieren, ναι denen die eine mit Bitumen und die andere mit einem Schwefel-Biturnen-Gemisch, das 25 /5 Schwefel enthält, getränkt ist, werden die gewogenen Proben von getränkter Pappe nebeneinander in eine Raumkammer gehängt und gleichzeitig mit identischen Kerzenflammen entzündet, wobei man die Flammen 60 Sekunden an die Proben hält und dann entfernt. Die bitumengetränkte Pappe brennt 30 Sekunden nach Entfernen der Flamme und verbrennt vollständig, d.h. die gesamte freiliegende Pappe wird zu Kohle und Asche verbrannt und während dem Versuch tropfen beträchtliche Bitumenmengen von der Probe. Der Verbrennungsrückstand hat keine Festigkeit und bricht in sich zusammen. Aus dem Gewicht der gesammelten Asche und des Rückstands ergibt sich, daß 67 ti der verbr'ennbaren Anteils der Originalprobe verbrannt sind. Im Gegensatz dazu brennt die mit Schwefel und Bitumen getränkte Pappe nur 19*5 Sekunden nach Entfernen der Flamme. Mit fortschreitender Verbrennung von der Unterkante bildet sich auf der Probenoberfläche eine Schicht aus intumeszenter Kohle. Der Rückstand aus Pappe und intumeszenter Kohle bleibt als intakte Platte im

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Inneren des Rahmens. Während des Versuchs tropft nur wenig Tränkmittel von der Probe ab. Aus dem Gewicht des Rückstands ergibt sich, daß nur 56 % des verbrennbaren Anteils der Probe verbrannt sind.

Teil B: Um die Brenneigenschaften dickerer Platten der getränkten Pappe zu illustrieren, werden doppelt dicke getränkte Pappen dadurch hergestellt, daß man zwei quadratische getränkte Papplatten mit einer Kantenlänge von 30,4 cm aufeinander legt und durch Pressen zwischen den erhitzten Platten laminiert. Das Tränken und Pressen erfolgt auf die vorstehend beschriebene Weise. Die Brenneigenschaften von zv/ei Proben, die mit Bitumen bzw. einem Schwefel-Bitumen-Gemisch, das 25 % Schwefel enthält, getränkt worden sind, werden wie in Teil A verglichen. Von den doppelt dicken Papproben (etwa 1,02 mm Stärke) verbrennt die bitumengetränkte Pappe 60 Sekunden nach der Entzündung vollständig und zerfällt auch vollständig, wobei 72 % des verbrennbaren Anteils verbrannt sind. Die mit Schwefel und Bitumen getränkte Pappe verlöscht 60 Sekunden nach dem Entzünden, nachdem die Flamme 85 % der Strecke bis zum oberen Ende der Pappe zurückgelegt hat. Nur 37,5 % des verbrennbaren Anteils des Probengewichts sind verbrannt. Zum Vergleich mit einem handelsüblichen Material wird eine 7,6 χ 25,4 cm große und 0,89 mm starke Probe aus bitumengetränkter gewalkter Pappe, die Teil einer im Handel vertriebenen Bitumenpapprolle ist, wie die anderen Proben befestigt und 60 Sekunden entzündet. Die Probe verbrennt vollständig und zerfällt 64 Sekunden nach dem Entzünden. 67 % des verbrennbaren Anteils des Probengewichts sind verbrannt.

B ei s Pi e 1 2

Die flammhemmenden Eigenschaften von Asphalt schindeln, die im raineralgefüllten Bitumenüberzug Schwefel bzw. keinen Schwefel enthalten, werden miteinander verglichen. Hierzu

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werden zahlreiche Schindeln dadurch hergestellt, daß man einen mineralgefüllten Überzug auf handelsübliche bitumengetränkte Papierpappe von 0,69 mm Dicke aufbringt. Als Füllstoff dient pulverisierter Kalkstein, wie er üblicherweise in Asphaltschindeln verwendet wird. Die asphaltgetränkte Trägerpappe ist ebenfalls ein Handelsprodukt, das üblicherweise für Asphaltschindeln verwendet wird- Sie enthält keinen Schwefel im Tränkbitumen. Für die verschiedenen gefüllten Beschichtungsmassen wird handelsübliches 210 MeIt-Beschichtungsbitumen mit einer API-Wichte von 6,1 (15 5⁰C), einem spezifischen Gewicht von 1,028 (15,5⁰C), einem Flammpunkt (COC) von 274°C (ASTM D 92), einem Erweichungspunkt von 103⁰C (ASTM D 36) und einer Penetration (ASTM D 5) von 14 (25⁰C; 100 g, 5 see) verwendet. Die Bitumenproben werden einzeln in der vorstehend beschriebenen Heizvorrichtung auf 149 + 5°C erhitzt, wobei man die schwefelhaltigen Proben mit soviel flüssigem Schwefel versetzt, daß dessen Gewichtsanteil im Gemisch 10 ti, 25 ti bzw. 50 % beträgt. Die Zugabetemperatur des Schwefels beträgt ebenfalls 149 £ 5°C, so daß die Temperatur der Mischung während des Vermengens nicht über diesen Bereich steigt. Das flüssige Bitumen bzw. die Schwefel-Bitumen-Mischungen v/erden bei dieser Temperatur mit einer abgewogenen Menge pulverisiertem Kalkstein versetzt, der auf dieselbe Temperatur vorerhitzt ist. Die Herstellung der gefüllten Beschichtungsmasse erfolgt unter Verwendung desselben Mischers, jedoch mit geringerer Geschwindigkeit als beim Dispergieren des flüssigen Schwefels im Bitumen. Um eine möglichst wirksame Benetzung des Füllstoffs mit Bitumen bzw. dem Schwefel-Bitumen-Gemisch zu erzielen, beträgt die Rotationsgeschwindigkeit des Mischers etwa 1/10 der Geschwindigkeit beim Dispergieren des Schwefeis. Während dem Mischen wird die Temperatur der gefüllten Beschichtungsmasse auf 149 £ 5⁰C thermostatisiert. Der Anteil des Füllstoffs beträgt in jedem Fall 50 Gewichtsprozent der gefüllten Masse. Zur Herstellung von Schindeln wird ein 30,5 x 35,5 cm

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großer Abschnitt der bitumengetränkten Pappe auf die untere Backe einer 50 t-Hydraulischen Presse gelegt und mit 200 g der heißen gefüllten Überzugsmasse beschichtet, die grob verteilt wird, indem man sie etwa 2,15 mm dick zwischen metallische Abstandhalter gießt. Dieser Aufbau wird dann mit einem Blatt von Teflon-beschichtetem Schnelltrennpapier belegt, worauf man die Backen der Presse schließt und den Aufbau 5 Minuten mit 10 t (9100 kg) preßt. Während der Herstellung und dem Pressen der Schindeln werden die Backen der Presse bei 104 +. 5⁰C gehalten. Nach dem Entnehmen aus der Presse werden die Schindeln in kaltes Wasser eingebracht und das Schnelltrennpapier sowie die Abstandhalter werden entfernt. Man untersucht die Dicke der Schindeln an verschiedenen Punkten und schneidet einen geeigneten 76,5 χ 254 mm großen Bereich mit im wesentlichen gleichmäßiger Dicke von 2,15 mm aus, der als Testprobe für den Entflammbarkeitstest dient. Die Testproben sind mit Ausnahme der Zusammensetzung des schwefelhaltigen mineralgefüllten Überzugs vergleichbar mit gleich großen Testproben, die aus handelsüblichen Asphaltschindeln ausgeschnitten wurden, die einen 50 % mineralgefüllten Bitumenüberzug aufweisen. Zum Vergleich der Entflammbarkeit der verschiedenen Proben werden diese in die Testrahmen aus Beispiel 1 eingespannt und 60 Sekunden mit der Standardkerze entzündet. Einige Proben werden vor dem Entzünden gewogen und auch der Rückstand nach der Selbstverlöschung wird gesammelt, um den Gewichtsverlust zu bestimmen. Die visuelle Untersuchung der Schindeln nach dem Selbstverlöschen zeigt, daß reine Asphaltschindeln nach dem Entzünden leicht brennen und im allgemeinen mit nur einmaliger Entzündung vollständig verbrennen. Während des Brennens tropfen an der Unterkante große Bitumenmengen ab. Die Asphaltschindel ist nach dem Brennen kaum mehr intakt und der Pappträger weist zahlreiche Riße und durchgebrannte Löcher auf. Im Gegensatz dazu entwickeln Schindeln mit einem Schwefel-Bitumen-Überzug an der Flammenbasis mit fortschreitender Verbrennung eine intumeszente Kohleschicht

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und diese Schicht ist vermutlich dafür verantwortlich, daß die Flammen schneller verlöschen und das Bitumen nicht von der Schindel abschmilzt. Mach vollständiger Verbrennung, die gewöhnlich 2 oder 3-rnaliges Entzünden mit der Kerze erfordert, sind die Schindeln immer noch intakt ur.d weisen keine durchgebrannten Löcher auf. Um die Ergebnisse objektiver zu gestalten, werden zahlreiche Verbrennungsversuche paarweise gleichzeitig mit benachbarten Duplikatrahmen und -kerzen durchgeführt, so daß Streuwerte keine Verzerrung der Ergebnisse bewirken können. Der Gewichtsverlust beim vollständigen Verbrennen, ausgedrückt als Prozentsatz des verbrennbaren Anteils des Schindelgewichts, ist die beste Bewertungs grundlage für die Feuerbeständigkeit der Vergleichsproben. Hierbei ist die Feuerbeständigkeit um so höher, je geringer der Gewichtsverlust ist. Quantitativ läßt sich feststellen, daß Schindeln mit einem schwefelfreien Uberzugsbitumenbinder 67 bis 85 % ihres verbrennbaren Gewichts bei der vollständigen Verbrennung verlieren, während Schindeln, die 10 ^c/a Schwe fel im Überzugsbinder enthalten, 33 bis 47 %, Schindeln, die 25 /a Schwefel im Überzugsbinder enthalten, etwa 30 % und Schindeln, die 50 ^c/o Schwefel im Überzugsbinder enthalten, etwa 13 % ihres verbrennbaren Gewichts bei der vollständigen Verbrennung verlieren. Zum weiteren Nachweis der relativen Flammbeständigkeit von Schindeln, die Schwefel im Bitumenüberzug enthalten, wird eine Probe aus oxidiertem Beschichtungsbitumen,das mit 0,3 ti Eisen(lII)-chlorid oxidiert worden ist, zur Herstellung von Schindeln auf die vorstehende Weise verwendet (handelsübliche Asphaltschindeln mit FeCl^- oxidiertem Beschichtungsbitumen werden in die Feuerklasse A für Dächer eingereiht, während Asphaltschindeln mit normal oxidiertem Beschichtungsbitumen nur in die Klasse B eingereiht werden). Die vorstehend erhaltenen Schindeln mit FeCl₇ oxidiertem Beschichtungsbitumen verlieren im vorstehenden Test 52 bis 57 % ihres verbrennbaren Gewichts bei der vollständigen Verbrennung. Schindeln, die nur 10 % Schwefel im

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Bitumenüberzugsbinder enthalten, besitzen somit größere Flammbeständigkeit als die in die Feuerklasse A eingereihten handelsüblichen Schindeln.

Beispiel 5

Dieses Beispiel erläutert die Überlegenheit von Asphaltschindeln, bei denen sowohl das Tränkmittel des Pappträgers als auch der Binder des gefüllten Überzugs 25 ^CA Schwefel und 75 % Bitumen enthalten. Das Schwefel-Bitumen-Gemisch wird gemäß Beispiel 1 hergestellt und gemäß Beispiel 1 (Teil B) zu einer laminierten Platte von 1,02 mm Dicke verarbeitet- Die getränkte Platte wird dann gemäß Beispiel 2 mit einem 50 ^ι;ό mineralgefüllteri Überzug versehen, der 25 % Schwefel und 75 /o 210 Melt-Beschichtungsbitumen im Binder enthält. Aus der entstandenen Platte mit einer Dicke von etwa 2,15 mm

ein .
wird 7,6 χ 25,4 cm großer Bereich mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Dicke von 2,15 mm ausgeschnitten und wie in den vorstehenden Beispielen befestigt und 60 Sekunden entzündet. Nach der Entzündungsperiode verlischt die Flamme wieder, nachdem sie in 6 Sekunden 7,6 cm die Testprobe hinaufgebrannt ist. Beim Brennen der Testprobe entwickelt sich an der Flammenbasis eine dichte intumeszente Kohle. Der Gewichtsverlust während des anfänglichen Brennens beträgt 3>6 Beim Wiederentzünden mit der Kerzenflamme, die zur Aufrechterhaltung der Verbrennung kontinuierlich gegen die Schindel gehalten wird, verbrennt die Probe schließlich vollständig. Der Gewichtsverlust beim vollständigen Verbrennen beträgt nur 23,2 % des verbrennbaren Anteils der Probe. Im Vergleich hierzu beträgt in Beispiel 2 der Gewichtsverlust von Schindeln, die 25 /6 Schwefel und 75 /» Bitumen im Binder des gefüllten Überzugs, jedoch keinen Schwefel im Tränkbitumen des Trägers enthalten, etwa 30 % des verbrennbaren Ge\/ichts bei der vollständigen Verbrennung.

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Die erfindungsgemäßen Biturnen-Dachbeläge, in denen ein Teil des Bitumens im mineralgefüllten Bitumenüberzug oder im Tränkbitumen durch Schwefel ersetzt ist, -werden zusätzlich in einem beschleunigten Bewitterungstest unter Verwendung einer Atlas Xenon-Bewitterungsvorrichtung (ASTM D I669), einer Untersuchung der physikalischen Eigenschaften im Vergleich zu den Eigenschaften von handelsüblichen Papptränk- und -beschichtungsbitumeiiqualitäten und einer Umweltuntersuchung unterworfen, die eine mögliche Luftverschmutzung durch den zugesetzten Schwefel feststellen soll. Hierbei zeigt sich, daß der Einschluß von Schwefel in den Proben keine schädlichen Nebenwirkungen zeigt. In Abhängigkeit vom Mengenanteil in der flüssigen Schwefel-Bitumen-Mischung senkt der Schwefel die Viskosität des flüssigen Materials bei Temperaturen oberhalb etwa 110⁰C, so daß beim Handhaben, Mischen und Auftragen des Materials niedrigere Temperaturen angewandt werden können. Die Schwefel-Bitumen-Mischungen werden daher gewöhnlich bei einer Temperatur von etwa 149 + 5°C hergestellt und angewandt, was ihre Verwendung zur Herstellung von Biturnen-Dachbelägen nicht ausschließt, obwohl mineralgefüllte Bitumenüberzüge auf Schindeln bisher im allgemeinen bei etwas höheren Temperaturen, z.B. etwa 175°C, aufgetragen wurden und Papierpappe im allgemeinen bei noch höheren Temperaturen, z.B. etwa 204⁰C, mit Bitumen getränkt wurde. Temperaturen oberhalb 149 £ 5⁰C können bei Schwefel-Bitumen-Mischungen angewandt werden, wenn geeignete Vorrichtungen zum Abziehen der durch Schwefel verursachten Luftverunreinigungen vorhanden sind.

Die vorstehend beschriebenen Dachbeläge mit einem mineralge-. füllten Schwefel-Bitumen-Uberzug können gegebenenfalls Decküberzüge aus reflektierenden und/oder dekorativen feinteiligen Steinmaterialien aufweisen. Anstelle der beschriebenen Bahnen aus Papierpappe können auch Bahnen aus Hadernpappe verwendet werden, die ebenso wie Papierpappe leicht ver-

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brennbar ist und durch Tränken und/oder Beschichten mit Schwefel-Bitumen-Mischungen flammfest gemacht werden kann. Auch Bahnen aus Asbes.tfaserpappe und verfilzte oder gewobene Fiberglasbahnen, die selbst unbrennbar sind, weisen beim Tränken und/oder Beschichten mit Schwefel-Bitumen-Mischungen anstelle von herkömmlichem Tränk-Beschichtungsbiturnen erhöhte Flaminwidrigkeit auf.

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Claims

Patentansprüche

1. Bitumengetränkte Baupappe, hergestellt durch Tränken einer Bahn von Papierpappe in einer gleichförmig dispergierten Mischung aus 10 bis 55 % dispergiertem Schwefel in 90 bis 45 % Tränkbitumen bei einer Temperatur von 115 bis 176⁰C und anschließendes Entfernen des Tränkbituraens von der Bahnoberfläche durch Pressen, so daß in der Bahn mindestens 140 Gewichtsprozent, bezogen auf die nicht getränkte Pappe, Tränkbitumen zurückbleiben.

2. Pappe nach Anspruch,1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn 160 bis 260 Gewichtsprozent, bezogen auf die nicht getränkte Pappe, Tränkbitumen enthält.

3· Asphaltdachschindel, gekennzeichnet durch (1) einen mit einem bituminösen Tränkmittel getränkten Pappträger und (2) ein darauf aufgebrachtes mineralgefülltes Bindergemisch, wobei der Binder eine gleichförmige Schwefel-Bitumen-Mischung aus 10 bis 55 Gewichtsprozent dispergiertem Schwefel und 90 bis 45 Gewichtsprozent Beschichtungsbitumen ist.

4. Schindel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pappe mit einer gleichförmigen Schwefel-Bitumen-Mischung aus 10 bis 55 Gewichtsprozent Schwefel und 90 bis 45 Gewichtsprozent Tränkbitumen getränkt ist. -

5. Schindel nach Anspruch 3, dadurch gee kennzeichnet, daß der Pappträger eine bitumengetränkte Baupappe nach Anspruch 1 ist.

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Baupappe, die mit einem bituminösen Tränkmittel getränkt und gegebenenfalls mit einem mineralgefüllten . bituminösen Bindergemisch beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, da.ß das bituminöse Tränkraittel und/oder der bituminöse Binder eine gleichförmige Dispersion aus 10 bis 55 Gewichtsprozent Schwefel in 90 bis 45 Gewichtsprozent Bitumen ist.

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