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Beschichtetes Wärmedämmelement
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Die Erfindung betrifft ein beschichtetes Wärmedämmelement bestehend
aus einem aufgeschäumten Kunststoff, vorzugsweise Polystyrol, und einer auf der
Oberfläche angebrachten Beschichtung als Dampfsperre und ferner ein Verfahren zum
Beschichten von Wärmedämmelementen.
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Es ist allgemein bekannt, daß aufgeschäumte Kunststoffe wie z. B.
aufgeschäumtes Polystyrol oder Polyurethanschaum nur eine sehr geringe Wasseraufnahme
von etwa maximal 3 bis 4 % haben, selbst wenn sie in Wasser liegen. Aufgrund dieser
Eigenschaften sind diese aufgeschäumten Kunststoffe hervorragend zur Herstellung
von Wärmedämmelementen geeignet, insbesondere als wärmedämmendes Unterdach für Dacheindeckungen.
Die beste Wärmedämmung erhält man dabei für perl-oder stäbchenförmig aufgeschäumtes
Polystyrol bei einer Dichte von 3 etwa 25 bis 30 kg/m Aus
Aus der
Praxis ist jedoch seit langem bekannt, daß Wärmedämmelemente, sei es für Dacheindeckungen
oder auch als Fassadenelemente, durch eindringenden Wasserdampf wesentlich mehr
Feuchtigkeit im Innern ansammeln können, und zwar bis zu etwa 40 oder 50 Volumenprozent,
wodurch verständlicherweise die Dämmeigenschaften verloren gehen.
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Eine solche Durchfeuchtung der Wärmedämmelemente setzt insbesondere
dann ein, wenn der eingedrungene Wasserdampf durch die obere Abdeckung nicht ablüften
kann oder wenn der Taupunkt innerhalb des Wärmedämmelementes liegt und eindringender
Wasserdampf im Innern kondensiert. Diese Feuchtigkeit durch Kondensation ist nur
äußerst schwer aus dem Wärmedämmelement herauszuholen, da die durch Kondensation
sich in den Hohlräumen des Dämmaterials niederschlagende Feuchtigkeit eine Art Sperrschicht
bildet, welche den Durchgang von Wasserdampf und damit auch das Herausverdunsten
von Wasser aus dem Wärmedämmelement verhindert, selbst wenn aufgrund cie r der Außentemperaturen
der Taupunkt aus dem Wärmedämmelement herausgewandert ist. Die dampfbremsende Wirkung
dieser durchfeuchteten Schicht veranlaßt einen weiteren Niederschlag im Innern des
Wärmedämmelementes und dadurch eine zunehmende Sättigung mit Feuchtigkeit, wobei
sich langsam alle Hohlräume mit Wasser anfüllen können. Es hat sich gezeigt, daß
selbst gut belüftete Dacheindeckungen im Laufe der Zeit völlig durchnäßt wurden,
da das Eindringen von Wasserdampf aufgrund einer fehlenden ausreichenden Dampfsperre
nicht verhindert werden konnte.
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In diesem Zusammenhang ist auch bereits bekannt, bei einem wärmedämmenden
Unterdach auf der Unterseite eine geschlossene Folienhaut anzubringen, welche die
Funktion der Dampfsperre übernimmt. Zum selben Zweck ist auch bei einem aus einzelnen
Wärmedämmelementen aufgebauten Unterdach die Verwendung von tiefgezogenen Folienschalen
bekannt, die zusammen mit den Wärmedämmelementen verlegt werden und eine
eine
hochqualitative Dampf sperre darstellen. Diese Folienschalen sind besonders zweckmäßig,
wenn im Interesse einer einfachen Verlegung der Wärmedämmelemente diese verhältnismäßig
kompliziert geformt sind und zum Beispiel zwischen die Dachsparren und über die
Dachlatten greifen.
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Äuch das Beschichten von Wärmedämmelementen durch Wasehieren ist bekannt,
jedoch ist dies nur für plattenförmige Elemente mit einem vertretbaren Aufwand möglich
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für kompliziert geforlnt-e Wärmedämmelemente
eine einfach und äußerst rationell sowie billig anzubringende Beschichtung vorzusehen,
die eine zuverlässige Dampfsperre gewährleistet und zusätzlich für die bruch- und
stoßempfindliche Oberfläche derartiger aufgeschäumter Wärmedämmelemente eine Stabilisierung
bewirkt, indem die Oberfläche stoßelastischer und bruchunempfindlicher gemacht wird.
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Für ein beschichtetes Wärmedämmelement wird diese Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Beschichtung aus einer Acrylharzdispersionsfarbe besteht.
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Durch eine solche Beschichtung wird das Wärmedämmelement nicht nur
mit einer voll funktionsfähigen Dampfsperre versehen, vielmehr wird auch durch die
Acrylharzschicht eine S tabilisierung der Falze, Kanten, Ecken sowie Lattennuten
und Wasserführungsnuten gegen Ausbrechen bewirkt, da die zähelastische Acrylharzschicht
die Kerbschlagzähigkeit und die Bruchdehnung der Oberfläche der Wärmedämmelemente
wesentlich erhöht.
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Eine
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht auch
vor, daß die Unterseite des Wärmedämmelementes eine dickere Beschichtung als die
Oberseite hat Auf diese Weise wird erreicht, daß die Oberseite des Elementes nur
in dem Umfang bescllichtet wird wie es für die Stabilisierung der Oberfläch um diese
stoßelastischer und bruchunempfindlicher zu machen, erforderlich ist. Die dickere
Beschichtung auf der Unterseite des Elementes dient der Gewährleistung einer einwandfreien
Dampfsperre.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Beschichten von Wärmedämm -elementen,
vorzugsweise aus aufgeschäumtem Polystyrol, sieht vor, daß unmittelbar nach dem
Ausformen der durch Aufschäumen hergestellten Wärmedämmelemente deren Oberfläche
mit einer Acrylharz dispersionsfarbe beschichtet wird, wobei mit einem ersten Auftrag
eine Schichtdicke von vorzugsweise bis zu 70 u aufgebracht wird.
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Nach einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Acrylharzdispersionsfarbe in einem Airles s - Spritzverfahren auf die noch
feuchte Oberfläche des durch heißen Wasserdampf aufgeschäumten Polystyrols aufgetragen
wird, und daß der Taurückstand der vom Aufschäumen betauten Oberfläche des Wärmedämmelementes
zusammen mit dem Wassergehalt der Acrylharzdispersionsfarbe durch Warmluft oder
durch Wärmestrahlung verdunstet wird. Durch diese Maßnahme wird es möglich, das
Beschichten des Wärmeelementes unmittelbar an das Aufschäumen anzuschließen, wodurch
die Herstellung sehr rationell und kostensparend wird. Die in einem Airless-Spritzverfahren
auf die Oberfläche des von der Herstellung noch nassen Wärmedämmelementes aufgespritzte
Farbe vertreibt den größten Teil der Wasserrückstände auf der Oberfläche und geht
mit der Restfeuchte eine Vermischung ein, die sich weder für den Farbauftrag noch
für die Haftung der aufgebrachten Farbe auf der Oberfläche des Wärmedämm -dämmelementes
nachteilig
auswirkt. Diese Restfeuchte verdunstet zusammen mit dem Wassergehalt der Acrylharzdispersionsfarb
e beim Abtrocknen.
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Da nur die Unterseite des Wärmedämmelementes mit der Dampfsperre zu
versehen ist, sieht die Erfindung ferner vor, daß das Wärmedämmelement auf der Unterseite
mit einer dickeren Beschichtung, vorzugsweise bis zu etwa 120 /u Schichtdicke, und
auf der Oberseite mit einer dünneren Beschichtung, vorzugsweise bis zu etwa 60 /u
Schichtdicke, verstehen wird. Durch diese Maßnahme wird der Verbrauch der Acrylharzdispersionsfarbe
auf ein Minimum optimiert, wobei die dünnere Schicht auf der Oberseite die gewünschte
mechanische Stabilisierung und die dickere Schicht auf der Unterseite zusätzlich
zur gewünschten mechanischen Stabilisierung die erforderliche Dampfsperre liefert.
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Durch die Maßnahmen der Erfindung ergeben sich für beschichtete Wärmedämmelemente
neben den bereits erwähnten Vorteilen noch weitere Vorteile, wovon insbesondere
die Schutzwirkung der Acrylharzbeschichtung gegen UV-Strahlung zu erwähnen ist.
Eine solche Schutzwirkung gegen UV-Strahlung ist vor allem bei überstehenden Dächern
mit unten offener Unterseite sehr erwünscht, da man bei nicht geschützten Wärmedämmelementen
im Laufe der Zeit ein Verspröden der Oberfläche beobachtet hat, was sowohl für aufgeschäumtes
Polystyrol als auch für Polyurethanschaum gilt. Die Beständigkeit von Acrylharz
gegen UV-Strahlung ist bereits bekannt und wirkt sich zusätzlich vorteilhaft aus.
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Durch die Beschichtung der Wärmedämmelemente mit der Acrylharzdispersionsfarbe
erhält man auch eine gegen Verschmutzung sowohl im Lager als auch auf der Baustelle
wesentlich stabilere Oberfläche, was sehr erwünscht ist, da dadurch das neuwertige
Aussehen der Wärmedämmelemente
dämmelemente besser erhalten werden
kann. Da die nach dem Abtrocknen völlig wasserdichte und auch wasserdampfdichte
Acrylharzdispersionsfarbe nicht nur eine mechanische Stabilisierung der Oberflächen
gegen Stoß und Bruch bewirkt, sondern die Wärmedämmelemente auch noch weniger empfindlich
gegen Verschmutzung macht, ergibt sich daraus als weiterer Vorteil, daß für den
Transport und die Lagerung eine weniger stabile Verpackung erforderlich wird. Damit
lassen sich nicht nur durch die wesentlich rationellere Herstellung der Wärmedämmelemente
in Verbindung mit der Dampfsperre die Kosten der Herstellung, sondern auch die Kosten,
die mit der Verpackung und dem Versand verbunden sind, stark verringern.
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Wegen der erwähnten Eigenschaften der Acrylharzdispersionsfarbe ist
diese besonders für die Beschichtung geeignet. Für aufgeschäumtes Polystyrol wäre
grundsätzlich auch die Verwendung von Farben auf Alkoholbasis möglich, soweit diese
Lackfarben die gewünschte mechanische Stabilisierung und die gewünschte Dampfsperre
bewirken können. Derartige Lackfarben auf Alkoholbasis lassen sich jedoch in einem
Auftrag nur verhältnismäßig dünn aufbringen, wobei maximal eine Schichtdicke von
etwa 20 bis 25 lu mit einem Auftrag erreichbar ist. Daraus ergibt sich, daß für
eine wasserdampfdichte Beschichtung ein Mehrfachauftrag der Lackfarbe erforderlich
wird.
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Eine Beschichtung mit zwei Komponentenfarben dürfte in der Regel nicht
geeignet sein, da diese Farben aushärten und eine sehr harte Oberflächenschicht
ergeben. Diese Oberflächenschicht erhält bei geringstem Druck und kleinsten Biegebeanspruchungen
feine Haarrisse, durch welche Wasserdampf in das Wärmedämmelement eindringen kann,
d. h. die Funktion der Dampfsperre geht bei einer solchen Beschichtung verloren.
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Die Vorteile
Die Vorteile und Merkmale der Erfindung
ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbe ispiele
s in Verbindung mit den Ansprüchen und der aus einer Figur bestehenden Zeichnung,
welche ein Wärme element im Schnitt darstellt, das mit einer Beschichtung gemäß
der Erfindung versehen ist.
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Das Wärmedämmelement 10 besteht aus einem perl- pder stäbchenförmig
aufgeschäumten Polystyrol und ist allseitig, und zwar auf seiner Ober-sowie Unterseite
mit einer Acrylharzdispersionsfarbe 11 beschichtet. Obwohl in der Darstellung nicht
erkennbar, ist die Unterseite des Wärmedämmelementes mit einer dickeren Beschichtung
als die Oberseite versehen.
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Es sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen auf die Beschichtung
der Oberseite ganz verzichtet wird.
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Die Acrylharzdispersionsfarbe bewirkt einen Überzug, der sehr zähelastisch
und wasserdampfundurchlässig ist. Das auf diese Weise mit Acrylharz beschichtete
Wärmedämmelement hat eine mechanisch sehr stabile Oberfläche, die es nicht nur gegen
Bruchbeschädigung wesentlich besser schützt, verglichen mit einem unbeschichteten
Element, sondern auch das Eindringen von Wasserdampf in das Innere des Wärmedämmelementes
verhindert, so daß sich in diesem infolge von Kondensation auch keine Feuchtigkeit
ansammeln kann.
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Durch eine Beschichtung des Wärmedämmelementes auch auf der Oberseite,
wobei diese Beschichtung dünner als auf der Unterseite sein kann, wird neben der
mechanischen Stabilisierung die Oberfläche auch noch wasserdicht gemacht, was im
Interesse der Wasserführung als vorteilhaft angesehen wird.
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Das Verfahren zur Herstellung des beschichteten Wärmedämmelementes
geht bei aufgeschäumtem Polystyrol von einem allgemein bekannten Schäumverfahren
aus, bei dem das Polystyrol in einer Form durch Einwirkung
Einwirkung
von heißem Wasserdampf aufgeschäumt wird. Nach dem Schäumvorgang wird das fertig
geformte Wärmedämmelement aus der Schäumform genommen, wobei seine Oberfläche noch
naß bzw.
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betaut ist. Auf diese noch nasse bzw. betaute Oberfläche wird die
Acrylharzdispersionsfarbe gespritzt, wobei ein Airless-Spritzverfahren besonders
vorteilhaft ist, da die mit verhältnismäßig hohem Druck aufgespritzte Farbe die
auf der Oberfläche des frisch aufgeschäumten Wärmedämmelementes haftende Feuchtigkeit
einerseits verdrängt und andererseits mit der Restfeuchtigkeit eine Vermischung
eingeht, so daß die Haftung der Acrylharzdispersionsfarbe auf der Oberfläche des
Wärmedämmelementes nicht beeinträchtigt wird.
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Die unter verhältnismäßig hohem Druck aufgebrachte Acrylharzdispersionsfarbe
geht eine gute Verbindung mit der Oberfläche des Wärmedämmelementes ein, wenn der
Wasseranteil aus der Dispersionsfarbe zusammen mit der Restfeuchtigkeit verdunstet.
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Nach dem Verdunsten der Wasserbestandteile überzieht die Acrylharzdispersionsfarbe
das aufgeschäumte Element mit einer sehr zähelastischen Oberfläche, welche die perl-
oder stäbchenförmig aufgeschäumten Polystyrolteilchen fest miteinander verbindet
und damit die Haftung dieser Teilchen aneinander im Oberflächenbereich wesentlich
verbessert.
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Da die aufgeschäumten Wärmedämmelemente im Innern beim Herstellen
bzw. Aufschäumen frei von Feuchtigkeit bleiben, und sich der für die Wärmezufuhr
verwendete Dampf nur als Feuchtigkeit auf der Oberfläche niederschlägt, erhält man
nach der Fertigstellung der Beschichtung ein Wärmedämmelement mit der gewünschten
niederen Wärmeleit fähigkeit und hohen Wasserfreiheit, da die an der Oberfläche
haftende Feuchtigkeit zusammen mit dem Wassergehalt aus der Acrylharzdispersionsfarbe
farbe
beim Trocknen der Farbe verdampft bzw. verdunstet.
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Der Auftrag der Acrylharzdispersionsfarbe kann nicht nur ini Spritzverfahren,
sondern auch von Hand mit einem Pinsel oder einem sonstigen bekannten Beschichtungsverfahren
erfolgen. Beim Be schichten mit einem Spritzverfahren läßt sich nicht nur der Farbauftrag
mengenmäßig optimalisieren, sondern es bietet sich auch die Möglichkeit einer Vollautomatisation,
da das aus der Schäumform genommene feuchte Wärmedämmelement unmittelbar in den
Spritzautomaten eingeleitet und beschichtet werden kann. Im Anschluß an den Spritzautomaten
läuft das beschichtete Element sogleich durch einen Trockenkanal, in dem der Wassergehalt
der Kunstharzdispersionsfarbe und der Restfeuchtigkeit vom Aufschäumen verdunstet
wird.
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