DE60208201T2 - Wasserdampfsperre-unterlage - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung bezieht sich auf strukturelle Gegenstände, die wasserdampfundurchlässige Materialien wie z.B. Metallfolien und vorgeformte Plastikfolien umfassen. Diese erfindungsgemäßen strukturellen Gegenstände, welche Metallfolien umfassen, können auch als Strahlungsenergiebarrieren und als feuer- und wärmeableitende Barrieren nützlich sein.
  • Seit vielen Jahren werden Substrate, wie z.B. Glasfaserstoff, mit verschiedenen Zusammensetzungen beschichtet, um strukturelle Gegenstände herzustellen, die neben anderen Anwendungsmöglichkeiten für die Bauindustrie von Nutzen sind. Das U.S.-Patent Nr. 5,001,005 bezieht sich auf strukturelle Laminate, welche aus Verkleidungsplatten gefertigt sind. Die in diesem Patent beschriebenen Laminate umfassen Duroplast-Schaumstoff und weisen ebene Verkleidungsplatten auf, umfassend 60 bis 90 Gew.-% Glasfasern (ohne Glasmikrofasern), 10 bis 40 Gew.-% nicht aus Glas bestehendes Füllmaterial und 1 bis 30 Gew.-% nicht asphaltartiges Bindematerial. Die angeführten Füllmaterialien sind Ton, Glimmer, Talk, Kalkstein (Calciumcarbonat), Gips (Calciumsulfat), Aluminiumtrihydroxid (ATH), Antimonoxid, Cellulosefasern, Kunststoffpolymerfasern oder eine Kombination aus zwei oder mehreren dieser Substanzen. Weiters ist in diesem Patent erwähnt, dass die Füllmaterialien unter Verwendung von Bindemitteln, wie z.B. von Harnstoff-, Phenol- oder Melaminformaldehydharzen (UF-, PF- und MF-Harzen) oder eines modifizierten Acryl- oder Polyesterharzes, mit den Glasfasern verbunden sind. Gewöhnliche, gemäß der Offenbarung verwendete Polymerlatexstoffe sind Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Ethylenvinylchlorid (EVCl), Polyvinylidenchlorid (PVDC), modifiziertes Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylalkohol (PVOH) und Polyvinylacetat (PVA).
  • Das U.S.-Patent Nr. 4,745,032 offenbart eine Acrylbeschichtung, die aus einem unteren Acrylharz, welches Flugasche umfasst, und einem oberen Acrylharz, welches sich vom unteren Harz unterscheidet, zusammengesetzt ist. Das U.S.-Patent Nr. 4,229,329 offenbart eine flammenresistente Beschichtungszusammensetzung, umfassend Flugasche und eine Vinylacryl-Polymeremulsion. Die Flugasche macht 24 bis 50% der Zusammensetzung aus. Das U.S.-Patent Nr. 4,784,897 offenbart ein Deckschichtmaterial auf Basis einer Matte oder eines Gewebes, die bzw. das ein Calciumcarbonatpulver und eine Polystyrol-Butadien-Dispersion umfasst.
  • Viele verschiedene Beschichtungszusammensetzungen wurden im Laufe der Jahre formuliert, solche Zusammensetzungen drangen jedoch häufig durch Substrate, wie z.B. Glasfasersubstrate, wenn die Substrate nur auf einer Seite beschichtet waren, es sei denn, die Zusammensetzungen wiesen einen hohen Bindemittelgehalt auf und/oder enthielten Viskositätsverbesserer zur Erhöhung der Viskosität der Beschichtungszusammensetzung. Um ein Durchdringen zu verhindern, wurde die Viskosität solcher Beschichtungszusammensetzungen bisweilen erhöht, indem Luft in die Zusammensetzungen geblasen oder geschlagen wurde. Obwohl solche geblasenen Zusammensetzungen nicht bis zur anderen Seite von Matten, wie z.B. Glasfasermatten, durchdrangen, waren die Rohmaterialkosten für die Zusammensetzungen aufgrund der Anzahl der beteiligten Grundelemente hoch.
  • Das U.S.-Patent Nr. 5,965,257 offenbart einen strukturellen Gegenstand, der eine nur zwei Hauptbestandteile umfassende Beschichtung aufweist, während der Bedarf an Viskositätsverbesserern, an Stabilisatoren und an einem Einblasen eliminiert wird. Der strukturelle Gegenstand des U.S.-Patents Nr. 5,965,257 wird durch Beschichten eines Substrats, das eine ionische Ladung aufweist, mit einer Beschichtung, die im Wesentlichen dieselbe ionische Ladung aufweist, hergestellt. Die Beschichtung besteht im Wesentlichen aus einem Füllmaterial und einem Bindematerial. Durch Beschichten des Substrats mit einer Beschichtung, die im Wesentlichen dieselbe ionische Ladung aufweist, entwickelte der Patentinhaber ein absolut durchdringungsfreies Produkt, wobei er bei der Beschichtung nur zwei Hauptbestandteile verwendete und den Bedarf an kostspieligen und zeitaufwendigen Verarbeitungsschritten, wie z.B. an einem Einblasen, eliminierte. Strukturelle Gegenstände können somit mit einem niedrigen Bindemittelgehalt und ohne Viskositätsverbesserer hergestellt werden. Das U.S.-Patent Nr. 5,965,257 wurde an die Elk Corporation in Dallas, dem Zessionar der vorliegenden Anmeldung, erteilt. Elk stellt gemäß der Erfindung des U.S.-Patents Nr. 5,965,257 ein Produkt her, das als VersaShield® vermarktet wird.
  • Wie im U.S.-Patent Nr. 5,965,257 angeführt, besitzt VersaShield® zahlreiche Verwendungsmöglichkeiten, einschließlich der Nützlichkeit als Feuchtigkeitsperre. Es wurde jedoch festgestellt, dass die Produkte des U.S.-Patents Nr. 5,965,257 nicht in der Lage sind, eine zufriedenstellende Wasserdampfsperre zu schaffen. In neu errichteten Bürogebäuden haben die Besitzer und Mieter häufig den Wunsch, dass auf den Betonböden ein Teppichboden verlegt wird, bevor genügend Zeit zum vollständigen Aushärten des Betons verstrichen ist. Als Ergebnis verfärbt der aus dem Beton aufsteigende Wasserdampf häufig den Teppich, was eine kostspielige Reinigung und/oder Beseitigung erforderlich macht. Obwohl die Produkte des U.S.-Patents Nr. 5,965,257 eine Feuchtigkeitssperre bereitstellen, schaffen sie keine ausreichende Wasserdampfsperre und können demgemäß in Anwendungsgebieten, wo Dampfsperren wichtig sind, wie z.B. bei Zwischenschichten oder Unterlagen zwischen unvollständig ausgehärteten Betonböden und Teppichböden, keine zufriedenstellenden Dienste leisten. Die Anmelder entdeckten jedoch, dass durch Bedecken der strukturellen Gegenstände des U.S.-Patents Nr. 5,965,257 mit Metallfolien oder vorgeformten Plastikfolien diese bedeckten strukturellen Gegenstände im Wesentlichen wasserdampfundurchlässig werden. Außerdem entdeckten die Anmelder, dass die strukturellen Gegenstände auch als Strahlungsenergiebarrieren und als feuer- und wärmeableitende Barrieren nützlich sein können, wenn die strukturellen Gegenstände des U.S.-Patents Nr. 5,965,257 mit Metallfolien bedeckt werden.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Strukturelle Gegenstände können erfindungsgemäß hergestellt werden, indem die beiden Seiten eines Substrats, das eine ionische Ladung aufweist, mit einer Beschichtung, die im Wesentlichen dieselbe ionische Ladung aufweist, beschichtet werden. Die Beschichtung besteht im Wesentlichen aus einem Füllmaterial und einem Bindematerial, die Beschichtung dringt nicht durch das Substrat, und das Bindematerial klebt das Füllmaterial zusammen und bindet es an das Substrat. Bei einer Ausführungsform ist die eine Seite des beschichteten Substrats mit einem wasserdampfundurchlässigen Metallfolienmaterial und die andere Seite des beschichteten Substrats mit einem vorgeformten wasserdampfundurchlässigen Plastikfolienmaterial bedeckt. Beide Materialien sind mit Klebstoff am beschichteten Substrat angebracht. Bei weiteren Ausführungsformen sind beide Seiten des beschichteten Substrats mit demselben wasserdampfundurchlässigen Material beschichtet.
  • Der Klebstoff, der zum Anbringen des wasserdampfundurchlässigen Materials am Substrat oder gegebenenfalls am beschichteten Substrat verwendet wird, ist ausgewählt aus der Gruppe, im Wesentlichen bestehend aus Hochdruck-Polyethylen, Niederdruck-Polyethylen, Polyethylenvinylacetat, Polyester, Polypropylen, Polyvinylidenchlorid, Nylon und Mischungen davon.
  • Bei einer Ausführungsform ist die Beschichtung zu 84 bis 96% aus Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Flugasche, geladenem Calciumcarbonat, keramischen Mikrokügelchen und Mischungen davon, und zu 16 bis 4% aus Acryllatex-Bindematerialien. Die Beschichtung kann weiters SBR-Kautschuk umfassen. Das Acryllatex-Bindemittel und der Kautschuk können vernetzt sein. Bei bestimmten Ausführungsformen besteht das Substrat im Wesentlichen aus Glasfasern, die durch eine Mischung aus 99 bis 75% Harnstoff-Formaldehydharz und 1 bis 25% Acryllatex miteinander verbunden sind.
  • Das erfindungsgemäße beschichtete Substrat kann jedes geeignete Verstärkungsmaterial sein, das Verarbeitungstemperaturen standhalten kann, wie zum Beispiel Glasfasern, Polyesterfasern, Cellulosefasern, Asbest, Stahlfasern, Aluminiumoxidfasern, Keramikfasern, Nylonfasern, Graphitfasern, Wollfasern, Borfasern, Kohlefasern, Jutefasern, Polyolefinfasern, Polystyrolfasern, Acrylfasern, Phenolformaldehydharzfasern, aromatische und aliphatische Polyamidfasern, Polyacrylamidfasern, Polyacrylimidfasern oder Mischungen davon, die Bikomponentenfasern umfassen können.
  • Der Füllstoff kann Flugasche der Klasse F sein, wobei 90 bis 95 Gew.-% der Flugasche Aluminiumsilikat sind. Eine solche Flugasche, die als Alsil O4TR bekannt ist, wird von JTM Industries in Kennesaw, Georgia, hergestellt. Alternativ kann es sich bei dem Füllstoff um geladenes Calciumcarbonat oder keramische Mikrokügelchen oder ein Gemisch aus Flugasche und Calciumcarbonat oder ein Gemisch aus Flugasche, Calciumcarbonat und keramischen Mikrokügelchen oder irgendeine Kombination dieser Füllmaterialien handeln, um die gewünschten Kosten- und Gewichtskriterien zu erfüllen. Calciumcarbonat und Flugasche-Füllstoff erhöhen das Gewicht des Produkts, die Verwendung von keramischen Mikrokügelchen ermöglicht jedoch die Herstellung eines Produkts mit verringertem Gewicht und verstärkten flammenresistenten Eigenschaften. Keramische Mikrokügelchen können Hitze über 2000°F standhalten. Keramische Mikrokügelchen erhöhen auch die Druckfestigkeit, absorbieren kein Latex und/oder Wasser und ermöglichen somit eine schnellere Trocknung des Produkts. Außerdem erhöhen keramische Mikrokügelchen die Biegsamkeit des Produkts.
  • Weiters helfen keramische Mikrokügelchen, die Topfzeit der Beschichtung zu verlängern. Größere Agglomerate im Calciumcarbonat und Flugasche-Füllstoff neigen dazu, sich in der Nähe des Bodens eines Speicherbehälters abzulagern, obwohl sie möglicherweise nur einen geringen Prozentsatz der Partikel im Füllstoff umfassen. Wenn keramische Mikrokügelchen mit Calciumcarbonat und/oder Flugasche-Füllstoff vermischt werden, wird eine Dispersion hergestellt, die eine verlängerte Topfzeit oder Lagerbeständigkeit aufweist. Ohne an irgendeine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass die dichteren Füllstoffteilchen von den keramischen Mikrokügelchen geringer Dichte getragen werden, wenn die Füllstoffteilchen im Behälter naturgemäß absinken und die keramischen Mikrokügelchen aufsteigen, wodurch ermöglicht wird, dass die Mikrokügelchen in Suspension bleiben, und zumindest in einem gewissen Ausmaß verhindert wird, dass die Füllstoffteilchen zum Boden des Behälters absinken.
  • Die untenstehende Tabelle stellt einige der Kombinationen von Calciumcarbonat, Flugasche und keramischen Mikrokügelchen, die der Anmelder als Füllstoffkomponente in der Beschichtung verwendet hat, in Prozentsätzen dar:
  • TABELLE I
    Figure 00040001
  • Figure 00050001
  • Die Mikrokügelchen lagen in einem 50/50-Verhältnis von W1012-Mikrokügelchen von 3M und G200-Mikrokügelchen von 3M mit geringerem Durchmesser vor oder waren zu 100% G-3500-Mikrokügelchen von 3M. Obwohl die Tabelle mögliche Kombinationen von Calciumcarbonat, Flugasche und keramischen Mikrokügelchen in der Füllstoffkomponente der Beschichtung zeigt, wird angenommen, dass jedwede Kombination dieser Materialien verwendet werden kann.
  • Die Beschichtung wird hergestellt, indem ein Bindematerial wie z.B. ein hitzereaktives Hochleistungs-Acryllatexpolymer verwendet wird, um die Füllmaterialien zusammenzukleben und den Füllstoff an das Substrat zu binden. Ein solches Bindematerial ist das von B. F. Goodrich Company in Cleveland, Ohio, gelieferte Acryllatexpolymer Hycar 2679. Es wird jedoch angenommen, dass jedes lineare Polymer, lineare Copolymer oder verzweigte Polymer bei der Herstellung der Beschichtung von Nutzen sein kann. Mögliche Bindematerialien umfassen Butylkautschuk-Latex, SBR-Latex, Neoprenlatex, Polyvinylalkohol-Copolymer-Emulsionen, SBS-Latex, auf Wasser basierende Polyurethan-Emulsionen und Elastomere, Vinylchlorid-Copolymere, Nitrilkautschuks und Polyvinylacetat-Copolymere.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Beschichtung beinahe 85 Gew.-% des strukturellen Gegenstands. Bei dieser Beschichtung macht Füllstoff ungefähr 84 bis 96 Gew.-% aus, und der Rest ist das Acryllatex-Bindemittel. Der Füllstoff besteht ungefähr zu 92% aus geladenem Calciumcarbonat und zu 8% aus keramischen Mikrokügelchen. Das Substrat umfasst etwa 15 Gew.-% des strukturellen Gegenstands. Glasfasern umfassen ungefähr 12 Gew.-% des Gegenstands, und ein Bindematerial umfasst etwa 3 Gew.-% des Gegenstands. Das Bindemittel, welches die Glasfasern zusammenklebt, besteht zu 99 bis 75 (vorzugsweise 98 bis 94) Gew.-% aus Harnstoff-Formaldehydharz und zu 1 bis 25 (vorzugsweise 2 bis 6) Gew.-% aus Standard-Acryllatex.
  • Das Substrat kann durch Luftbesprühung, Tauchbeschichtung, Rakelbeschichtung, Walzenbeschichtung oder Rotationstiefdruck beschichtet werden. Die Beschichtung kann durch chemische Bindung, mechanische Bindung und/oder thermische Bindung an das Substrat gebunden werden. Eine mechanische Bindung wird erzielt, indem die Beschichtung mit einem Messer auf das Substrat gedrückt wird.
  • Gemäß dieser Erfindung angefertigte, strukturelle Gegenstände können jedwede Form aufweisen und bei einer Vielzahl von Produkten Verwendung finden. Vorzugsweise haben solche Gegenstände eine ebenflächige Form. Das Substrat wird je nach beabsichtigter Verwendung auf einer Seite oder auf beiden Seiten beschichtet. Wenn die eine Seite des Substrats zum Beispiel mit der Füllstoff/Bindemittel-Beschichtung überzogen wird, kann die andere Fläche mit dem geeigneten wasserdampfundurchlässigen Material bedeckt werden.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Strukturelle Gegenstände werden hergestellt, indem ein Substrat, das eine anionische Ladung aufweist, mit einer Beschichtung, die im Wesentlichen dieselbe ionische Ladung aufweist, beschichtet wird. Jedes geeignete Verstärkungsmaterial, das Verarbeitungstemperaturen standhalten kann, kann gemäß der Erfindung als Substrat verwendet werden. Beispiele umfassen unter anderem Glas, Glasfaserstoff, Keramik, Graphit (Kohlenstoff), PBI (Polybenzimidazol), PTFE, Polyaramide wie z.B. KEVLAR und NOMEX, Metalle einschließlich Metalldraht oder -gitter, Polyolefine wie z.B. TYVEK, Polyester wie z.B. DACRON oder REEMAY, Polyamide, Polyimide, thermoplastische Werkstoffe wie z.B. KYNAR und TEFZEL, Polyethersulfone, Polyetherimid, Polyetherketone, Novoloid-Phenolfasern wie z.B. KYNOL, Baumwolle, Asbest und andere natürliche sowie synthetische Fasern. Das Substrat kann ein Garn, ein Filament, ein Monofil oder ein anderes Fasermaterial umfassen, und zwar entweder als solches oder zu einer Textilie oder irgendeinem gewebten, nichtgewebten, gestrickten, mattierten, verfilzten etc. Material zusammengesetzt. Das Polyolefin kann Polyvinylalkohol, Polypropylen, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polyurethan etc. sein, und zwar allein oder in Kombination miteinander. Die Acrylstoffe können DYNEL, ACRILAN und/oder ORLON sein. RHOPLEX AC-22 und RHOPLEX AC-507 sind von Rohm und Haas vertriebene Acrylharze, welche ebenfalls verwendet werden können. Die Cellulosefasern können natürliche Cellulose wie z.B. Holzmasse, Zeitungspapier, Kraftzellstoff und Baumwolle und/oder chemisch verarbeitete Cellulose wie z.B. Reyon und/oder Lyocell sein.
  • Die Flugasche kann von JTM Industries, Inc. in Martin Lake und Jewett, Texas, bezogen werden und weist vorzugsweise eine solche Partikelgröße auf, dass auf einem bewegten 0,1 Zoll × 0,1 Zoll – Sieb weniger als 0,03% zurückbleibt. Keramische Mikrokügelchen werden von Zeelan Industries in 3M Center Bldg., 220-8E-04, St. Paul, Minn. 55144-1000, hergestellt. Calciumcarbonat kann von Franklin Industrial Minerals in 612 Tenth Avenue North, Nashville, Tenn. 37203, bezogen werden.
  • Substrate, die eine ionische Ladung aufwiesen, wurden auf einer und beiden Seiten mit einer Beschichtung, die im Wesentlichen dieselbe ionische Ladung aufwies, beschichtet, und zwar in der Art und Weise, die im U.S.-Patent Nr. 5,965,257 beschrieben ist, dessen gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hier aufgenommen ist. Wie obenstehend angemerkt, sind die ein- und zweiseitig beschichteten strukturellen Gegenstände bei der Elk Corporation in Dallas als das Produkt VersaShield® erhältlich. Der ein- oder zweiseitig beschichtete strukturelle Gegenstand wird danach mit Klebstoff überzogen, damit das wasserdampfundurchlässige Material daran angebracht werden kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform fährt der beschichtete strukturelle Gegenstand auf einem herkömmlichen Band, wo ein Heißkleber auf ihn gespritzt wird. Dann wird eine wasserdampfundurchlässige Metallfolie und/oder ein vorgeformter Plastikfilm von vorgeformten Walzen aufgebracht, und zwar über eine Druckwalze und eine Kühlwalze, die dazu dienen, die Folie oder den Film auf den mit Klebstoff bedeckten, beschichteten strukturellen Gegenstand zu drücken und das Produkt danach sofort abzukühlen. Obwohl der Klebstoff durch jedes traditionelle Mittel, wie z.B. durch Sprühen oder händisches Aufstreichen, aufgebracht werden kann, besteht das von den Anmeldern bevorzugte Verfahren zum Ausbringen des Klebstoffs im Aufspritzen eines heißen dünnen Films. Die Verwendung einer Strangpresse ermöglicht das Inkludieren einer Vielzahl von Komponenten, die in Pelletform erhältlich sind, wie z.B. von Farbzusätzen, Antioxidationsmitteln, Flammschutzmitteln und anderen Bestandteilen.
  • Der Klebstoff kann jegliche Substanz sein, die das wasserdampfundurchlässige Material am beschichteten Substrat ankleben kann. Bevorzugte Klebstoffe sind solche, die zur Heißfilmextrusion in der Lage sind, wie zum Beispiel jene, die ausgewählt sind aus der Gruppe, im Wesentlichen bestehend aus Hochdruck-Polyethylen, Niederdruck-Polyethylen, Polyethylenvinylacetat, Polypropylen, Polyvinylidenchlorid, Polyester, Nylon und Mischungen davon. Der von den Anmeldern bevorzugte Klebstoff ist ein heißer Polyethylenfilm, der auf das beschichtete Substrat gespritzt wird.
  • Die vorgeformte Plastikfolie ist eine kalte vorgeformte Folie mit einer Dicke im Bereich von 0,5 Mil bis 4 Mil. Vorgeformte Niederdruck-Polyethylen-, Polypropylen- und Vinylacetatfolien können verwendet werden, ebenso wie jede andere vorgeformte Plastikfolie, die wasserdampfundurchlässige Eigenschaften aufweist. Die Dicke der Folie wird durch die Permeabilitätsanforderungen der endgültigen Anwendung bestimmt. Der Begriff „wasserdampfundurchlässiges Material", wie er hier von den Anmeldern verwendet wird, bedeutet nicht, dass das Material Wasserdampfdurchlässigkeitsanforderungen von Null g/m2/24 h erfüllen muss. Vielmehr bezeichnet der Begriff Materialien, die Wasserdampf durchlässigkeitsanforderungen von 0 bis 5 g/m2/24 h erfüllen. Die Wasserdampfdurchlässigkeitswerte von verschiedenen getesteten Materialien sind untenstehend dargelegt:
  • BEISPIEL I
  • Eine Beschichtung, die mit den unter Zusammensetzung „C" der Tabelle I beschriebenen Bestandteilen und Prozentsätzen hergestellt wurde, wurde verwendet, um eine Glasfasermatte auf einer Seite zu beschichten. Die Matte wurde von der Elk Corporation in Ennis hergestellt und hatte ein Flächengewicht von 1,7 lb/100 ft2 (1,7 lb/sq.). Das Trockengewicht der aufgebrachten Beschichtung betrug 9,3 lb/sq. („Beschichtete Matte I").
  • Eine vorgeformte 0,002 Zoll (2 Mil) – Folie aus Niederdruck-Polyethylen (HDPE) wurde auf die unbeschichtete Seite der beschichteten Matte I geschichtet, wobei 0,6 lb/sq. lineares Hochdruck-Polyethylen-Extrudat als Klebstoff verwendet wurde.
  • BEISPIEL II
  • In derselben Art und Weise wie in Beispiel I wurde eine 1,7 lb/sq.-Glasfasermatte auf beiden Seiten mit der Beschichtung „C" der Tabelle I beschichtet. Das gesamte Trockengewicht der aufgebrachten Beschichtung betrug 16,4 lb/sq. („Beschichtete Matte II").
  • Eine vorgeformte 0,508 mm – Folie aus Niederdruck-Polyethylen (HDPE) wurde auf die zweite beschichtete Seite der beschichteten Matte II geschichtet, wobei 2,9 kg/m2 lineares Hochdruck-Polyethylen-Extrudat als Klebstoff verwendet wurde.
  • BEISPIEL III
  • Eine Aluminiumfolie von 0,0076 mm wurde auf die unbeschichtete Seite der beschichteten Matte I geschichtet, wobei 2,9 kg/m2 lineares Hochdruck-Polyethylen-Extrudat als Klebstoff verwendet wurde.
  • BEISPIEL IV
  • Eine Aluminiumfolie von 0,0076 mm wurde auf die zweite beschichtete Seite der beschichteten Matte II geschichtet, wobei 2,9 kg/m2 lineares Hochdruck-Polyethylen-Extrudat als Klebstoff verwendet wurde.
  • TESTVERFAHREN HINSICHTLICH DES WASSERDAMPFDURCHLÄSSIGKEITSGRADS
  • Bei dem angewandten Verfahren handelt es sich im Wesentlichen um jenes, das in ASTM E-96 beschrieben ist. Etwa 30 Gramm Wasser werden in eine Dampfdruckmesserschale (Thwing-Albert, Philadelphia, PA) gegeben. Ein ausgestanzter Prüfkörper mit einem Durchmesser von 7,62 cm wird in den Flansch am oberen Ende der Schale gegeben, der abgedichtete Flanschdeckel wird über der Probe positioniert, und die sechs Maschinenschrauben werden mit einer Zange angezogen. Die gesamte Schalenanordnung wird auf einer Analysenwaage gewogen.
  • Die Dampfdruckmesserschalenanordnung wird in ein Drierit (wasserfreies Calciumsulfat) enthaltendes Trockengefäß gegeben. Nach ungefähr sieben Tagen (die genaue Zeit wird erfasst) wird die Dampfdruckmesserschalenanordnung aus dem Trockengefäß herausgenommen und erneut gewogen. Der Wasserdampfdurchlässigkeitsgrad (WVT) in Gramm pro Quadratmeter pro 24 Stunden (g/m2/24 h) wird aus der exponierten Fläche des Prüfkörpers, dem Verlust an Wassergewicht von der Schale und der Zeit berechnet. TABELLE II WASSERDAMPFDURCHLÄSSIGKEITSWERTE
    Bezeichnung des beschichteten Produkts Wasserdampfdurchlässigkeit Menge (g/m2/24 h)
    beschichtete Matte I 394,9
    beschichtete Matte II 383,5
    Beispiel I 0,9
    Beispiel II 0,9
    Beispiel III 4,3
    Beispiel IV 2,3
  • Das wasserdampfundurchlässige Metallfolienmaterial kann Aluminium, Kupfer, Zink oder jedes andere Material sein, das in eine leichte biegsame Folie geformt werden kann. Die Dicke der Folien beträgt vorzugsweise 0,013 mm oder weniger. Die wasserdampfundurchlässige(n) Metallfolie(n) oder vorgeformte(n) Plastikfolie(n) kann bzw. können auf beiden Seiten eines beschichteten Substrats aufgebracht werden, indem das Material, wie obenstehend beschrieben, auf der einen Seite aufgebracht und der Vorgang danach auf der anderen Seite wiederholt wird. In solchen Fällen können die Metallfolien, welche die beiden Seiten des beschichteten Substrats bedecken, gleich oder unterschiedlich sein. Gleichermaßen können dieselben oder andere vorgeformte Plastikfolien die beiden beschichteten Seiten des Substrats bedecken. Ebenso kann auf der einen Seite des beschichteten Substrats eine wasserdampfundurchlässige Metallfolie und auf der anderen Seite des beschichteten Substrats eine wasserdampfundurchlässige Plastikfolie aufgebracht werden.
  • Wie obenstehend angemerkt, sind die erfindungsgemäßen strukturellen Gegenstände besonders geeignet für die Verlegung von Teppichen auf feuchtem Beton. Bei Verwendung der strukturellen Gegenstände als solche Teppichunterlagen oder Zwischenschichten wird angenommen, dass der beschichtete Teil des Gegenstand Wasser und Wasserdampf absorbiert und das wasserdampfundurchlässige Material den Teppich vor Verfärbung schützt.
  • Typische Eigenschaften der erfindungsgemäßen Teppichunterlagen oder Zwischenschichten sind in der untenstehenden Tabelle III dargelegt: TABELLE III
    Flächengewicht (g/m2) 942
    Dicke (mm) 1,07
    Frazier-Porosität (cc/cm2s) < 0,5
    Zugfestigkeit MD 16,07
    (kg/cm Breite) CD 7,85
    Weiterreißfestigkeit MD 638
    (Gramm) CD 1374
    Wasserdampfdurchlässigkeit (kg/m2/24 h) 927,7
    Wasserduschtest – 4 Stunden bestanden
  • Wasserdampfdurchlässigkeitstests wurden gemäß ASTM E-96 unter Verwendung von Dampfdruckmesserschalen durchgeführt. Wasser wurde in die Schalen und Drierit in das Trockengefäß gegeben, und zwar für einen 100 bis 0%igen Gradienten über den Prüfkörper.
  • Die bevorzugte Anordnung einer Teppichunterlage besteht darin, die Film- oder Folienseite nach oben zu platzieren. Die Beschichtung auf der anderen Seite absorbiert Feuchtigkeit aus dem Beton, während die Folie oder der Film eine undurchdringbare Feuchtigkeitssperre bildet, auf welcher der Teppich platziert werden kann. Das Säumen der Unterlage kann unter Verwendung eines Klebstoffs oder eines wasserfesten Streifens erzielt werden. Eine Überlappung der Unterlagenschichten wird nicht empfohlen, da die Dicke einer jeden Schicht von 1,07–1,12 mm zu einer unebenen Oberfläche führen könnte, welche Wasserdampfdurchlässigkeit ermöglichen könnte.
  • Mit wasserdampfundurchlässigen Metallfolien bedeckte, erfindungsgemäße strukturelle Gegenstände können auch als Strahlungsenergiebarrieren dienen. Mögliche Verwendungen umfassen das Anbringen der Strahlungsbarriere an einem Dach (mit der Folienseite nach oben) zur Verwendung unter Dachschindeln und das Anbringen der Strahlungsbarriere im Dachboden einer Wohnung, wobei die Folienseite des strukturellen Gegenstands am Dachsparren platziert wird. Da die Beschichtung auf der einen Seite des strukturellen Strahlungsbarriere-Gegenstands den Folienfilm schützt, kann ein dünnerer und daher weniger kostspieliger Folienfilm verwendet werden, um bei einer Reihe von Anwendungsmöglichkeiten eine Strahlungsbarriere zu schaffen. Der strukturelle Gegenstand gemäß der Erfindung der Anmelder kann beispielsweise in Streifen geschnitten und z.B. in Ölfeldern, Industrieanlagen und -gebäuden um heiße Rohre gewickelt werden. Wenn die Folie am Rohr angebracht ist, wird sie von der festen, haltbaren Beschichtung auf der anderen Seite des Substrats geschützt, und die Wärme wird in das Rohr zurückgestrahlt, wodurch Energiekosten gesenkt werden.
  • Die mit dampfundurchlässigen Metallfolien bedeckten, erfindungsgemäßen strukturellen Gegenstände können auch als feuer- und wärmeableitende Barrieren dienen. Mögliche Verwendungen umfassen Kombinationen mit einer Hartfaserplatte zur Verwendung bei Bürotrennwänden und ähnlichen Konstruktionen, um die Standards hinsichtlich der Produktentflammbarkeit zu erfüllen. Bei solchen Ausführungsformen kann der Gegenstand an der Hartfaserplatte angebracht werden, um ein resultierendes Produkt zu erhalten, das bei Bürotrennwänden eine feuer- und wärmeableitende Barriere darstellt. Die Hartfaserplatte kann ein 3,175 mm bis 9,525 mm dicker warmgepresster Verbundwerkstoff aus Holz- und Papierfasern und Phenolformaldehydharz sein. Der Gegenstand kann unter Verwendung von Klebstoffen oder wohlbekannten Befestigungsmitteln wie z.B. Nägeln oder Schrauben an der Hartfaserplatte befestigt werden. Vorzugsweise wird der Gegenstand durch wohlbekannte Laminiertechniken auf die Hartfaserplatte geschichtet, um eine resultierende feuer- und wärmeableitende Laminatbarriere herzustellen.
  • Außerdem können die erfindungsgemäßen strukturellen Gegenstände als relativ kostengünstige dünne Folienfilm-Hygienebarrieren verwendet werden, zum Beispiel in der Milchindustrie beim Auffangen von Rohmilch.
  • Es sollte verstanden werden, dass die obenstehenden Beispiele nur veranschaulichend sind.

Claims (10)

  1. Struktureller Gegenstand, umfassend ein Substrat, das eine ionische Ladung aufweist und auf beiden Seiten mit einer Beschichtung beschichtet ist, die im Wesentlichen dieselbe ionische Ladung aufweist, wobei die Beschichtung im Wesentlichen aus einem Füllmaterial und einem Bindematerial besteht, das Bindematerial das Füllmaterial zusammenklebt und an das Substrat bindet und wobei die Beschichtung nicht durch das Substrat dringt; wobei die eine Seite des beschichteten Substrats mit einem Metallfolien-Wasserdampfsperrschichtmaterial bedeckt ist und die andere Seite des beschichteten Substrats mit einem vorgeformten wasserdampfundurchlässigen Plastikfolienmaterial bedeckt ist; und wobei die beiden wasserdampfundurchlässigen Materialien mit Klebstoff am beschichteten Substrat angebracht sind.
  2. Struktureller Gegenstand, umfassend ein Substrat, das eine ionische Ladung aufweist und auf beiden Seiten mit einer Beschichtung beschichtet ist, die im Wesentlichen dieselbe ionische Ladung aufweist, wobei die Beschichtung im Wesentlichen aus einem Füllmaterial und einem Bindematerial besteht, das Bindematerial das Füllmaterial zusammenklebt und an das Substrat bindet und wobei die Beschichtung nicht durch das Substrat dringt; wobei die beiden Seiten des beschichteten Substrats mit einem vorgeformten wasserdampfundurchlässigen Plastikfolienmaterial bedeckt sind und das wasserdampfundurchlässige Material mit Klebstoff am beschichteten Substrat angebracht ist.
  3. Struktureller Gegenstand, umfassend ein Substrat, das eine ionische Ladung aufweist und auf beiden Seiten mit einer Beschichtung beschichtet ist, die im Wesentlichen dieselbe ionische Ladung aufweist, wobei die Beschichtung im Wesentlichen aus einem Füllmaterial und einem Bindematerial besteht, das Bindematerial das Füllmaterial zusammenklebt und an das Substrat bindet und wobei die Beschichtung nicht durch das Substrat dringt; wobei die beiden Seiten des beschichteten Substrats mit einem wasserdampfundurchlässigen Metallfolienmaterial bedeckt sind und das wasserdampfundurchlässige Material mit Klebstoff am beschichteten Substrat angebracht ist.
  4. Struktureller Gegenstand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Klebstoff ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Hochdruck-Polyethylen, Niederdruck-Polyethylen, Polyethylenvinylacetat, Polypropylen, Polyvinylidenchlorid, Nylon, Polyester und Mischungen davon.
  5. Struktureller Gegenstand gemäß Anspruch 4, wobei die Beschichtung zu 84 bis 96% Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Flugasche, geladenem Calciumcarbonat, keramischen Mikrokügelchen und Mischungen davon, und zu 16 bis 4% Acryllatex-Bindematerial ist.
  6. Struktureller Gegenstand gemäß Anspruch 5, wobei die Beschichtung weiters Styrol-Butadien-Kautschuk umfasst.
  7. Struktureller Gegenstand gemäß Anspruch 6, wobei das Acryllatex-Bindemittel und der Kautschuk vernetzt sind.
  8. Struktureller Gegenstand gemäß Anspruch 7, wobei das Substrat im Wesentlichen aus Glasfasern besteht, die durch eine Mischung aus 99 bis 75% Harnstoff-Formaldehyd und 1 bis 25% Acryllatex miteinander verbunden sind.
  9. Verwendung eines strukturellen Gegenstands gemäß Anspruch 4 als Teppichunterlage.
  10. Struktureller Gegenstand gemäß Anspruch 4, wobei der Gegenstand an einer Hartfaserplatte befestigt ist.
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