DE3411451A1 - Verfahren zur elastomerbeschichtung von mineralwerkstoffen durch heissvulkanisation und nach diesen verfahren hergestellte produkte - Google Patents

Verfahren zur elastomerbeschichtung von mineralwerkstoffen durch heissvulkanisation und nach diesen verfahren hergestellte produkte

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DE3411451A1 DE19843411451 DE3411451A DE3411451A1 DE 3411451 A1 DE3411451 A1 DE 3411451A1 DE 19843411451 DE19843411451 DE 19843411451 DE 3411451 A DE3411451 A DE 3411451A DE 3411451 A1 DE3411451 A1 DE 3411451A1
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Description

Λ. 341U51
VKRKAl IREN ZUR ELASTOMERBESCIIiCHTUNG VON MINERALWKRKSTOFFKN DURCH HKISSVULKANISATION UND NACH DIESEN VERFAHREN HERGESTELLTE PRODUKTE
Die Erfindung betrifft Verfahren,mit deren Hilfe Werkstoffe, die aus mineralischen Substanzen (zB.Zement bzw. Beton,Gips, Ton usw.) sowie Zusätzen und ggf.Zuschlagstoffen und/oder Armierungen bestehen,mit abrieb-,schlag- und stoßfesten sowie dekorativen Oberflächenbeschichtungen ausgerüstet werden können,indem Deckschichten aus besonders wasser- und witterungsbeständigen Natur- und/oder Synthesekautschuken oder anderen elastomeren Stoffen in noch unvulkanisiertem Zustand aufgebracht und dann in einem Heißpreßprozeß durch Heißvulkanisation mit dem Trägermaterial verbunden v/erden.
Durch das Europäische Patent 0 009 053 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von witterungsbeständigen Platten oder Formkörpern bekannt,bei dem mit Bindemitteln versetzte Holzteilchen, lignozellulosehaltige Fasern oder anderweitige aufbereitete Rohstoffe unter großer Hitze gepreßt und zugleich mit einer dabei aus- und aufvulkanisierenden Deckschicht aus heißvulkanisierenden Kautschuken oder Elastomeren versehen werden.Dieses Verfahren kann jedoch bei der Vielzahl all jener Rohstoffkombinationen keine Anwendung finden, bei denen "2P die Materialverformung und -verfestigung nicht durch gleichzeitige äußere Einwirkung von Druck und hohen Temperaturen, son«lern durch vorwiegend kalt ablaufende chemische Abbindeprozesse erfolgt.Aus diesem Grunde muß hier durch zeitliche sowie maschinelle Trennung von Werkstoffproduktion und dem Beschichtungsprozeß ein gänzlich anderer Weg beschritten werden.
Solche Mineralwerkstoffe sind,eben oder verformt,zB.als Leichtoder Porenbetonplatten,als Blähton-Isolierplatten,als Asbestzement- ,Zementspan- oder Gipsplatten seit langem bekannt und
.5- 341U51
vor' allein wof.jcn i.liror Unbrennbarke L t und ihiv erro I, tbai'ke i t als Baustoffe für Außen- und Inneriwandverscha Lungen , Passadonbeklnidun^on und Rodnclmn^cn in großen Mengen Lm Einsatsi.llircr universüllöi Anwendbarkeit sind allerdings vor allem durch ζ die Schwere des Materials und seine außerordentliche Bx'uchempfindlichkeit Grenzen gesetzt.Dem Bestreben,aus Gründen der Gewichtsersparniri die Dicke dieser zumeist plattenförmigen Werkstoffe zu verringern steht im selben Maße gesteigerte Bruchanfälligkeit mit vermehrtem Materialausschuß und -ver- AO lust entgegen,die bistier dünne Platten in wünschenswert großen Formaten nicht erlauben und zu aufwendigen Sicherungsmaßnahmen bei dor Plattenmontago und -befestigung am Bau zwingen.
Wenn nun diese Mineralwerkstoffe eine schützende und dekorative Oberflächenbehandlung nicht erst am Einsatzort,sondern bereits beim Hersteller erhalten sollen, werden heute, um die erforderlichen Schichtdicken zu erzielen,üblicherweise in meist mehrstufigen Applikations- und Trockenprozessen flüssige Filmbildner aufgebracht oder bereits fertige flächige Beschichtungsmaterialien aufgeklebt.Sie alle haben durchweg den Nachteil, der praktischen Dauerbeanspruchung nicht in dem zu fordernden Umfang gewachsen zu sein.So ist zB.bei durch Verklebung aufgebrachten Blechen,Schichtstoffplatten oder Folien,begünstigt durch Klima-,Temperatur- und Dimensionsschwankungen oft bereits schon nach kurzer Zeit Ablösen infolge Klebstoffermüdung SLS oder -abwanderung zu beobachten,während die flüssig aufgebrachten Anstriche zu Versprödung und Bildung von Rissen neigen, durch die Feuchtigkeit eindringt,die Beschichtung unterwandert und ablöst.Selbst wenn sie die eigentliche Werkstoffsubs tanz nicht angreift oder· zerstört,ist dadurch die Verläßlichkeit der Schutzfunktion nicht mehr gewährleistet.Hinzukommt,daß der Alkaligehalt anorganischer Bindemittel generell eine haftungsfeindliche Wirkung hat,sofern diese nicht durch spezielle Haftgründe und Sperrschichten bzw.sehr teure Klebstoffe oder Ans trichsystenie neutralisiert und eliminiert werden kann.
"Vg. 341H51
Diese Aj>p 1-ika t Lcmsschwie r i gkoi ton bestehen nun für Elastomere in. ganz besonderem Maßo ,'Ja bis heute kein Verfahren bekannt istjckis eine·) imtur ßewi Uorun^bcatibprucliung dauerhaft sichere Verbindung von ausvulkanisierteri Kautschuken bzw. Elas totne- ren mit im allgemeinen alkalischen Mineralwerkstoffen durch kurzzeitige industrielle Fertigungsprozesse in vertretbarem Kostenrahmen erlaubt.Gerade diese elastomere Materialgruppe aber ist aufgrund ihrer Witterungs- und Farbstabilität,Dauerelastizität und der Möglichkeit,sie in physikalisch und mechanisch wirksamer Schichtdicke einzusetzen,für die Außenbeschichtung von Baustoffen in hervorragender und anderen Stoffgruppen signifikant überlegener Weise geeignet.
Die vorliegende Erfindung hat deshalb das Ziel,die >.n>; ,·■ triel-Ie Oberflächenvergütung von Mineralwerkstoffen mit Beschichtungsmaterialien aus der Gruppe der Elastomere zu ermöglichen,die
1. gegenüber flüssig aufzubringenden Beschichtungen eine langfristigere schadensfreie Schutzwirkung haben,sowie einfacher und billiger appliziert werden können, -
2. gegenüber allen bisherigen flächigen Beschichtungsmateri- Z.0 alien sicherer und dauerhafter mit dem Trägerwerkstoff verbunden werden können, - und
3· hierdurch,und infolge der dauerelastischen Materialeigenschaften die Brüchigkeit des Trägerwerkstoffes soweit herabsetzen,daß dessen Materialstärke,Materialgewicht und da— mit seine Einsatzkosten erheblich reduziert werden können.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Elastomerbeschichtung von Werkstoffen,die aus mineralischen Substanzen,Zusätzen sowie ggf.Zuschlagstoffen und/ oder Armierungen bestehen,dadurch gekennzeichnet,daß dem aus einer oder mehrerer dieser Komponenten gebildeten Trägermaterial ein- oder mehrseitig eine Deckschicht aus unvulkanisiertem Natur- und/oder Synthesekautschuk oder anderen elastomeren Stoffen aufgebracht und in einer Presse durch Heißvulkanisation mit ihm verbunden wird.Diese Beschichtungstectinik geht davon aus,daß das zB.folienförmig aufgelegte elastomere BoschichtungSHiaterial nach dem Einfahren in die Heißpresse
durch Würiiiee inw i rkurift /,uniichst in einen Zustand niedriger Vit>~ kosität übergeht und durch den gleichzeitigen Druck iti die Poren des Trägermaterials gepreßt wird,sodann während des woi-Leren VnlkanisaLionsprosseases wieder erhärtet und sich dabei fest in dem Mineralwerkstoff verankert.
Sollte die normale Konsistenz des Trägermaterials sehr dicht und seine Porosität für ausreichend stabile mechanische Bindung zu gering sein,kann dieser Haftungseffekt durch auf die Materialoberfläche beschränkte künstliche Porenbildung verstärkt werden.Zu diesem Zweck müssen erfindungsgemäß vor dem Abbinden des Mineralwerkstoffes sogenannte Luftporenbildner entweder auf dessen eigene Außenfläche(n) oder auf die Innenseiten des formgebenden Werkzeuges aufgesprüht oder -gestreut werden,so daß ihre Blähwirkung lediglich im Bereich der Ober-ΊΕΓ flächen zu vermehrter Porosität führt.Ein ähnliches Ergebnis läßt sich durch Einbetten von Materialpartikeln (zB.vorge- · schäumte Polystyrolkügelchen) in die Oberfläche(n) erzielen, die,entsprechende Hohlräume hinterlassend,anschließend wieder herausgelöst bzw.während der Heißpressung ausgegast odexv aufgeschmolzen werden.Sie können aber auch als haftvermittelnde Substanzen benutzt werden.
Die so erzielbare Haftfestigkeit kann noch weiter gesteigert werden,indem diese zunächst rein mechanische Verbindung mit einer chemischen gekoppelt wird.Wenn die in der Trägersubstanz enthaltenen Zusätze,Zuschlagstoffe oder Armierungen gänzlich oder teilweise aus elastomeren und/oder thermoplastischen bzw.anderen vernetzbaren Materialien bestehen (zB. Latex;Fasern,Vliese,Gewebe oder Granulat aus Kautschuk,Thermoplasten usw.),kann eine die Beschichtung auch in tieferen Bereichen des Trägermaterials verankernde vulkanisierende Vernetzung und/oder thermoplastische Verschwißung bzw.Verschmelzung die mechanische Haftung ersetzen oder zumindest verstärken und unterstützen.
Das auf diesem Wege entstandene Produkt ist nun mit einer quasi unlösbar haftenden elastomeren Deckschicht versehen,die
aus iiU. mehreren Einze !.sch ic h t:on unterschiedlicher Zusammensetzung uad/odor Konsistenz .-mi'^obanL sein und ihrerseits evtl. wiederum ganz odoi' partiell durch Aufvulkanisieren, Auf schweißen oder Aufkleben weitere Deckschichten zB.aus Kautschuk,Fo- S lien,Blechen usw.erhalten kann.Sofern dies nicht schon im ersten Beschichtungsprozeß geschehen ist,können jetzt auch beispielsweise elektrische Heizleitungen oder Gewebe- bzw. Faserarmierungen eingebettet werden.Weiterhin läßt sich ein mehrschichtiger Beschichtungsaufbau auch so vornehmen,daß zB. ΛΟ die auf das mineralische Trägermaterial aufgelegte Elastomerfolie dupliert ist und aus einer äußeren,uU.ber its an- oder ausvulkanisierten Schicht sowie einer dem Trägermaterial zugekehrten unvulkanisierten Schicht niedrigerer Härte besteht, die in die Trägersubstanz eindringen und die Verankerung übernehmen kann.
In weiterer Ausgestaltung dieser Erfindung besteht schließlich die Möglichkeit,der elastomeren Deckschicht eines ebenen Trägerwerkstoffes beim Beschichtungsprozeß,beispielsweise durch Benutzung strukturierter Trennpapiere,Preßbleche oder Werkzeuge nachträglich plastische Oberflächengestaltungen aufzuformen oder zB.durch bereits eingearbeitete oder aufgestreute Substanzen dekorative und farbige Effekte zu erzeugen.
In der praktischen Anwendung ist über das hier dargestellte Prinzip hinaus eine Vielzahl weiterer Materialkombinationen bzw.Varianten der Verfahrensschritte denkbar.Für das Schutzbegehren entscheidend bleibt allein der Erfindungsgedanke, Mineralwerkstoffe bzw.Materialien,die mineralische,anorganische Bindemittel enthalten in einem Heißpreßprozeß mit dabei ausvulkanisierenden elastomeren Deckschichten auszurüsten,die sich gleichzeitig durch mechanische Verankerung und/oder Vernetzung sowie eventuelle thermoplastische Reaktionen mit dem Trägermaterial verbinden.
_9_ 341H51
Die Erfindung wird mit Hilfe der folgenden Zeichnungen erläutert.
Figur 1: Vergrößerte Darstellung eines Mineralwerkstoff-Schnittes 1.Die elastomere Deckschicht 2 wurde während der Heißvul-5" kanisation in die Werkstoffporen gepreßt und in ihnen verankert 3-
Figur 2: Der Mineralwerkstoff 1 wurde bei der Herstellung nur auf der Oberfläche vermehrt porös ausgebildet. In diese zusätzlichen und größeren Poren h wurde während der Heißvulkani- ΛΟ sation die elastomere Deckschicht 2 hineingepreßt und in ihnen verankert.
Figur 3: Der Mineralwerkstoff 1 ist mit Zusätzen bzw.Zuschlagstoffen 5 durchsetzt,mit denen die elastomere Deckschicht 2 während der Heißvulkanisation durch Vernetzung und/oder Ver- AS Schmelzung und/oder Verklebung eine Verbindung eingeht.
Figur_4^ In die Oberfläche des Mineralwerkstoffes 1 sind vor dessen Aushärtung Partikel von Substanzen 6 eingebettet worden, mit denen die elastomere Deckschicht 2 während der Heißvulkani— sation durch Vernetzung und/oder Verschmelzung und/oder Verkle- Qjo bung verbunden wird.
Figur 5'· Aufbringen der elastomeren Deckschicht 2 auf den Mineralwerkstoff 1 durch Aufgießen.
Figur 6: Aufbringen der elastomeren Deckschicht 2 auf den Mineralwerkstoff 1 durch Aufspachteln.
"ZS Figur 7: Aufbringen der elastomeren Deckschicht 2 auf den Mineralwerkstof f 1 durch Aufwalzen.
Figur 8: Aufbringen der elastomeren Deckschicht 2 auf den Mine* ralwerkstoff 1 durch Aufsprühen.
Figur 9i Px^inzipdarstellung des Beschichtungsprozesses.Der platzt? tenförmige Mineralwerkstoff T wird mit der elastomeren Deckschicht 2 hier in Form einer von der Rolle 9 abgewickelten unvulkanisierten Folie 8 belegt.Anschließend erfolgt in der Heißpresse 10 die Verbindung von Träger- und Beschichtungsmaterial während und durch dessen Vulkanisation.
Selbstverständlich können alle hier dargestellten Methoden der WerkstoffverbLndung und des Materialauftrages wahlweise miteinander kombiniert zur Anwendung gelangen.
, '40 ■·♦
Leerseite -

Claims (17)

  1. REINHARD HERING.D 7801 SCHALLSTADT-LEUTERSBERG.SCHÖNBERGSTRASSE 56
    VERFAHREN ZUR ELASTOMERBESCHICHTUNG VON MINERALWERKSTOFFEN DURCH HEISSVULKANISATION UND NACH DIESEN VERFAHREN HERGESTELLTE PRODUKTE
    PATENTANSPRÜCHE
    ί 1 .) Verfahren zur Elastomerbeschichtung von Werkstoffen,die aus mineralischen Substanzen,Zusätzen sowie ggf.Zuschlagstoffen und/oder Armierungen bestehen,dadurch gekennzeichnet, daß dem aus einer oder mehreren dieser Komponenten gebildeten C^ Trägermaterial ein- oder mehrseitig eine Deckschicht aus unvulkanisiertem Natur- und/oder Synthesekautschuk oder anderen elastomeren Stoffen aufgebracht und in. einer Heißpresse durch Heißvulkanisation mit dem Trägermaterial verbunden wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,daß die Ober- y\0 flächen des Trägermaterials gegenüber der Gesamtsubstanz vermehrt porös ausgebildet werden.
  3. 3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2,dadurch gekennzeichnet,daß die Oberflächen des Trägermaterials durch nur auf die Oberflächen einwirkende Luftporenbildner gegenüber der Gesamtsubstanz ver- AS mehrt porös ausgebildet werden.
  4. k. Verfahren nach Anspruch 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet,daß die Oberflächen des Trägermaterials durch zunächst in die Oberflächen eingebettete,vor odex· während der Elastomerbeschichtung jedoch wieder herausgelöste Partikel gegenüber der Gesamtsubstanz vermehrt porös ausgebildet werden.
  5. 5- Verfahren nach Anspruch 1 bis k,dadurch gekennzeichnet,daß die Elastomerbeschichtung vorwiegend durch mechanische Verankerung mit dem Trägermaterial verbunden wird.
  6. 6. Vorfahren nach Ausspruch 1 b i .s 3»dadurch gekennzeichnet ·, daß dio elas fconiure( n.) Deuksch i ch t ( <mi ) während der Heißpressung durch Vorne tzutig und/udur Verschmelzung und/oder Verklebung mit den Zusätzen und/oder Zuschlagstoffen und/oder Armierungen des Q Tr<;igerrnatei~ials verbunden werden.
  7. 7- Vorfahren nach Anspruch 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet,daß die elastomere(n) Deckschicht(en) aus mehreren Einzelschichten von ggf.unterschiedlicher Zusammensetzung und/oder Konsistenz gebildet werden.
  8. Ό 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7»dadurch gekennzeichnet,daß in die elastomere(n) Deckschicht(en) plastische Oberflächenstrukturen eingeformt werden.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8,dadurch gekennzeichnet,daß die Oberflächen der elastomeren Deckschicht(en) durch eingarbeitecr te Substanzen dekorativ gestaltet werden.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9»dadurch gekennzeichnet,daß in die elastomere(n) Deckschicht(en) Leitungsdrähte bzw.Armierungen zB.in Form von Geweben, Vliesen, Geflechten usav. eingebettet werden.
  11. > 11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10,dadurch gekennzeichnet,daß die elastomere(n) Deckschicht(en) ganz oder teilweise mit zusätzlichen Belägen versehen werden.
  12. 12.Werkstoffe aus mineralischen Substanzen,Zusätzen sowie ggf» Zuschlagstoffen und/oder Armierungen,dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einer oder mehreren Oberflächen mit einer durch Ileißvulkanisation verbundenen, fest haftenden Deckschicht aus Natur- und/oder Synthesekautschuk oder anderen elastomeren Stoffen versehen sind.
  13. 3 . Werkstoffe nach Arvspruch 12,dadurch (^kennzeichnet , daß die elastomere ( η ) Deckschicht ( en ) aus mehreren Einzelscliicliten von ggf.unterschiedlicher Zusammensetzung und/oder Konsistenz bestehen.
  14. K. Werkstoff e nach Anspruch 12 und 1 3 ι dadurch, gekennzeichnet, daß in die elastomere(n) Deckschicht^ en) plastische Oberflächenstrukturen eingeformt sind.
  15. 15. Werkstoffe nach Anspruch 12 bis 1k,dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der elastomeren Deckschicht(en) dux'ch eingearbeitete Substanzen dekorativ gestaltet sind.
  16. 16.Werkstoffe nach Anspruch 12 bis 15>dadurch gekennzeichnet, daß in die elastomere(n) Deckschicht(en) Leitungsdrähte bzw. Armierungen zB.in Form von Geweben,Vliesen,Geflechten usw. eingebettet sind.
  17. 17.Werkstoffe nach Anspruch 12 bis 16,dadurch gekennzeichnet, daß die elastomere(n) Deckschicht(en) ganz oder teilweise mit zusätzlichen Belägen versehen sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Kautschuk + Gummi · Kunststoffe, 2/1980, S.95-100
Kautschuk + Gummi È Kunststoffe, 2/1980, S.95-100 *

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