DE69623725T2 - Abdichtende membran für dächer - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dachabdichtmembran mit wenigstens einer wasserdichten und feuchtigkeitsdichten ersten Unterschicht aus Bitumen oder ähnlichem Material und einer schützenden zweiten Unterschicht, welche auf der Oberseite der ersten Unterschicht angeordnet ist und die Alterungsbeständigkeit der Bitumenschicht verbessert.
• Abdichtmembrane der in der Einleitung definierten Art sind seit langem bekannt und werden seit langem auf dem Gebiet eingesetzt. In der Alltagssprache werden solche Membrane normalerweise als "Dachpappe" bezeichnet. Jedoch basieren moderne Abdichtmembrane nicht auf Zellulose, sondern basieren meistens auf einem Polyestermaterial. Auf Papier basierende Dachmaterialien sind seit dem Ende des 18. Jahrhunderts bekannt. Das erste, was aufkam, war sogenanntes "Stenpapper" (Steinpapier), gefolgt in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts von handgefertigten Papierbögen, die mit Kohleteer beschichtet waren. Um 1862 wurden zusammenhängende Längen von Rauhpappe hergestellt, die mit schwarzem Kohleteer imprägniert waren. Produkte, die geringere Wartung erforderten und mit auf Öl basierendem Bitumen imprägniert waren, wurden zu Beginn des 20, Jahrhunderts eingeführt, wobei der auf Öl basierende Bitumen sauberer als Kohleteer und auch in der Lage ist, dem Sonnenlicht wirksamer zu widerstehen. Es war seit langem bekannt, eine schützende Lage, in erster Linie eine Sandlage, aufzunehmen, vermutlich seit den frühen 1800ern. Anfänglich war diese sogenannte wartungsfreie asphaltierte Dachpappe mit einer schützenden Lage aus Talkumpuder versehen, welches später in den 1900ern durch ein anderes Material ersetzt wurde, in erster Linie Schieferbruch, von dem man herausfand, daß er die beste Beschichtung alter bekannten Schutzmaterialien liefert, und der auch wirksamer gegen Sonnenlicht schützt als Sand und Talkumpuder.
• Die Abdichtmembran von Dachaufbauten ist vielen verschiedenen Belastungen und Beanspruchungen ausgesetzt und muß auch viele verschiedene Anforderungen erfüllen. Zum Beispiel ist die Membran den Auswirkungen von Wetter und Wind ausgesetzt, und das UV-Licht der Sonne setzt die Asphaltschicht, die hierin auch als die Bitumenschicht bezeichnet wird, unter starke Beanspruchung, was allmählich zu Reißen und Brechen der Membran führt. Der Wind übt anhebende Kräfte auf die Dachmembran aus. Darüber hinaus muß die Dachmembran in der Lage sein, Parallelbewegungen ihrer tragende- Oberfläche zu widerstehen, wenn sich diese Oberfläche als Reaktion auf Veränderungen von Feuchtigkeit und Hitze ausdehnt und zusammenzieht. Die Dachmembran soll natürlich auch ihre Dichtfunktion in Bezug auf Feuchtigkeit und Wasser erfüllen und in der Lage sein, Schneebedeckungen und auch dem Gewicht von jemandem, der auf dem Dach steht, zu widerstehen. Die Membran soll auch in der Lage sein, äußerst starken Kräften zu widerstehen, die durch wiederholtes Vereisen des Daches und Schmelzen der Eisbildungen erzeugt werden, welche beide eine schädigende Auswirkung auf Oberflächenlagen und Oberflächenbeschichtungen haben.
• Auf Bitumen basierende Abdichtmembrane müssen daher mit einer schützenden Schicht gegen schädliches UV-Licht neben anderen Dingen versehen sein, so daß ihre Wetterbeständigkeit und andere Eigenschaften, welche die wirksame Lebensdauer der Membran bestimmen, nicht übermäßig beeinträchtigt werden. Mit "Bitumen" ist hierin und nachfolgend sowohl natürlicher Asphalt als auch Ölasphalt gemeint, obwohl andere ähnliche Rohöldestillationsprodukte von dem Begriff erfaßt werden. Früher bestand die Bitumenschicht auf "Dachpappe" aus oxidiertem Bitumen, welcher relativ empfindlich gegenüber UV-Licht ist. Unter oxidiertem Bitumen versteht man ein Produkt, welches man erhält, indem man Luft durch Basisbitumen mit einem Erweichungspunkt von etwa 50°C bläst, so daß man ein oxidiertes Produkt erhält, in welchem der Erweichungspunkt auf etwa 100°C erhöht ist und welches einen wirksamen Temperaturbereich bis herab zu 0°C hat. Moderne Dachmembrane bestehen aus sogenanntem polymermodifiziertem Bitumen, welcher durch Hinzufügen eines stabilen Polymers in einer festen und fein verteilten Form zu einem Basisbitumen hergestellt wird. Auf diese Weise erhält man eine größere Temperaturspanne als diejenige, die das oxidierte Bitumenprodukt bietet, nämlich eine Temperaturspanne von –10°C bis hoch zu 140°C, wenn man einen Kunststoff vom APP-Typ (Ataktisches Polypropylen) hinzufügt, und von –25°C bis 120°C, wenn man ein thermoplastisches Elastomer hinzufügt, z. B. ein Elastomer vom SBS-Typ (Styrol-Butadien-Styrol). Darüber hinaus erreicht man verbesserte Flexibilität und bis zu einem gewissen Maße verbesserte Wetterbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit und damit eine etwas längere Lebensdauer. Wenn das korrekte Polymer ausgewählt und das Gemisch richtig hergestellt ist, kann die Wetterbeständigkeit sogar so wirksam sein, daß sie es erlaubt, die Schutzschicht aus gebrochenem Schiefer wegzulassen. Die Dachmembran ist somit wesentlich besser und sauberer zu handhaben und zu befestigen. Trotz dieser offensichtlichen Vorteile hat jedoch kein Produkt dieser Art in einem großen Ausmaß Einzug in den Markt gehalten, wenigstens nicht in Schweden und anderen nördlichen Staaten, welche ein kaltes Winterklima erfahren, weil man von diesen Membranen offensichtlich annimmt, daß sie andere Nachteile gegenüber den schützend beschichteten Dachmemmbranen haben.
• Trotzdem die Herstellung, Lagerung und Verwendung herkömmlicher Dachmembrane mit Schieferbruchbitumenoberflächen mit Problemen behaftet sind, dominieren diese Membranmaterialien nach wie vor vollständig den Markt. Bei der Herstellung solcher Dachmaterialien ist es erforderlich, gebrochenen Schiefer zu handhaben, welcher am Arbeitsplatz Staub erzeugt, hinsichtlich seines Transports schwer zu beladen und zu entladen ist und auch schwer in einer gleichmäßigen und dichten Schicht bei der Herstellung der Membran aufzubringen ist. Es ist die Schutzschicht, welche im Prinzip die wirksame Lebensdauer der Bitumenschicht bestimmt. Weil Schnee, Eis und Wasser das Schiefergranulat allmählich von der Bitumenschicht abträgt, kommt das Problem auf, die Schutzschicht zu ersetzen oder wiederherzustellen und auch lockere Schieferkörner aus der Dachrinne und aus Drainagen und von der allgemeinen Umgebung zu entfernen. Weil die Schieferschicht relativ schwer ist; wird auch das Dachmaterial schwer zu handhaben und schwer damit zu arbeiten sein. Es ist jedoch nach wie vor erwünscht, die wichtigen Vorteile beizubehalten, die auf Bitumen basie rende Dachmembrane bieten, wie z. B. die Einfachheit, mit der solche Membrane miteinander verbunden werden können, ihre relativ lange wirksame Lebensdauer, die Anwendung vorhandener Fachkenntnis und Erfahrung, die wirksame Dichtfähigkeit solcher Membrane bei geeigneter Herstellung, die Anwendung und die Wartungskosten.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine auf Bitumen basierende Dachmembran bereitzustellen, bei der die wichtigen Vorteile, die durch die Verwendung von Bitumen gewährleistet werden, nach wie vor eingesetzt werden, bei der jedoch die Nachteile, die mit bislang bekannten und verwendeten Dachmembranen einhergehen, vollständig eliminiert wurden.
• Die Erfindung ist diesbezüglich durch die in den nachfolgenden Patentansprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet. Die Dachmembran der Erfindung hat eine zweite Unterschicht, eine Schutzschicht, die aus einer Polymerfolie oder einem Polymerfilm besteht, die/der auf die erste Unterschicht, die Bitumenschicht, laminiert ist. Solch eine Dachmembran hat wegen der zweiten Unterschicht eine die Umwelt nicht verstaubende Oberflächenstruktur und ist im wesentlichen völlig wartungsfrei und hat eine brauchbare Lebensdauer, die von den Alterungseigenschaften der Bitumenschicht unabhängig ist. Die wirksame Lebensdauer der Membran wird somit nicht auf die wirksame Lebensdauer der eigentlichen Bitumenschicht beschränkt sein, wie es ansonsten bei herkömmlichen auf Bitumen basierenden Membranen der Fall ist. Wenn die Bitumenschicht reißen oder brechen sollte, wird die Polymerschicht eine wirksame Abdichtung bieten, solange die Polymerschicht selbst nicht bricht oder zerstört wird. Jedes Brechen oder jede Verschlechterung der Polymerschicht kann einfach mit der Hilfe von Hitze und einem Reparaturkit repariert werden. Die schützende Eigenschaft der Polymerschicht liegt vollständig auf dem Niveau der bisher verwendeten Körner.
• Ein thernioplastisches Elastomer, z. B. ein EPDM (Ethylen-Propylen-Dienmonomer), ein TPO (thermoplastisches Olefin); SEBS (Styrol-Ethylen-Butan-Styrol) und EVA (Ethylenvinylacetat), liefert die beste Laminierung und gewährleistet den besten Schutz. Die schützende Polymerschicht kann eine Dicke von bis zu 1 mm haben, obwohl eine Dicke von 0,1–0,5 mm bevorzugt wird. Die Dachmembran kann eine Gesamtdicke von 1–5 mm haben, obwohl eine Dicke von 2–4 mm bevorzugt ist. Die Membran kann auf ihren beiden Seiten mit einem schützenden Polymer versehen sein, um ihre Handhabungseigenschaften und ihre Brauchbarkeit zu verbessern.
• Die Erfindung wird nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen 1 eine schematische Querschnittsansicht einer typischen Dachmembran der Erfindung ist und 2 die Herstellung solch einer Membran erläutert.
• 1 ist eine Querschnittsansicht einer Dachmembran 10. Die Membran 10 hat eine Basis 11, welche geeigneterweise eine nicht gewobene Polyesterverstärkung enthält, auf der auf beiden Seiten der Basis eine Bitumenschicht 12 mit einer typischen Dicke von 1–3 mm aufgebracht wurde. Auf der Oberseite der oberen Bitumenschicht 12A ist eine schützende Schicht 13 aufgebracht, die aus einem Polymerfilm oder einer Polymerfolie besteht und eine Dicke von normalerweise 0,1–0,5 mm hat. Diese schützende Schicht 13 soll die darunter liegende Bitumenschicht 12 vor den Auswirkungen von Wetter und Wind und in erster Linie vor UV-Strahlung der Sonne schützen. Die untere Bitumenschicht 12B wird von einer zweiten schützenden Schicht 14 geschützt, die aus dem gleichen Material wie die schützende Schicht 13 bestehen kann oder aus einem anderen geeigneten Material, wenn es nicht erforderlich ist, gegen Wetter und Wind zu schützen, sondern nur gegen die verschmutzende und verdreckende Wirkung des Bitumens, wenn die Membran aufgerollt und gehandhabt wird.
• 2 erläutert eine Stufe bei der Herstellung einer Dachmembran 10 gemäß der Erfindung. Die Figur erläutert die Art und Weise, in welcher die obere schützende Schicht 13 auf die Bitumenschicht 12A aufgebracht wird, während sich die Membran in der Figur nach rechts bewegt, dargestellt durch den Pfeil. Der Polymertilm oder die Polymerfolie 17 wird von einer Vorratsspule 15 abgenommen und von einer Rolle 16 stark gegen und nach unten in die Bitumenschicht 12A gepreßt, solange diese Schicht noch klebrig ist.
• Obwohl nur der obere Teil der Membran 10 in der Figur gezeigt wird, ist es klar, daß eine zweite schützende Schicht (nicht dargestellt) gleichzeitig oder in Verbindung mit dem Aufbringen der oberen schützenden Schicht 13 auf die untere Bitumenschicht 12B aufgebracht werden kann.
• Wie es nachfolgend gezeigt wird, bietet eine schützende Schicht; welche die Form eines Polymerfilms oder einer Polymerfolie hat, wichtige Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Dachmembranmaterialien. Diese Vorteile sind:
• – Eine gleichmäßige und glatte Oberfläche..
• – Sie liefert den Eindruck von Gummi anstelle von Dachpappe, was ein bestimmtes Statusgefühl verleihen kann.
• – Die Oberfläche kann gefärbt und geprägt sein, z. B. mit einer Ziegelstruktur.
• – Das Fehlen von Schieferschindeln, welche dazu neigen, Drainagen und die Dachrinne zu blockieren und schmutzige und mit Abfall versehene Umgebungen zu schaffen.
• – Eine erhebliche Gewichtsreduzierung, was ergonomische Vorteile hat, wenn man die Membran handhabt, und größere Abmessungen, dickere und/oder längere zu verwendende Rollen, weniger Verbindungen und weniger betriebsbedingte Trennungen bei der Herstellung erlaubt.
• – Eisdichte, d. h. Wasser ist nicht in der Lage, in die Schicht einzudringen und zu bewirken, daß die Schicht aufgesprengt wird, wenn es gefriert.
• – Es ermöglicht eine Rezyklierung und erleichtert den Betriebszyklus für diese Produkte.

Claims (6)

1. Abdichtmembran für ein Dach mit wenigstens einer wasser- und feuchtigkeitsdichten ersten Unterschicht aus Bitumen und einer zweiten Unterschicht, welche über der ersten Unterschicht angebracht ist und welche die Alterungsbeständigkeit der Bitumenschicht verbessert, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Unterschicht aus einem Polymerfilm oder einer Polymerfolie besteht, die auf die erste Unterschicht laminiert ist, wobei die Dachmembran durch die zweite Unterschicht eine im wesentlichen vollständig wartungsfreie und umweltfreundliche, nicht staubende Oberflächenstruktur und eine tatsächliche Lebensdauer, die von den Alterungseigenschaften der Bitumenschicht unabhängig ist, erhält.
2. Dachmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer ein thermoplastisches Elastomer ist.
3. Dachmembran nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Elastomer vom Typ EPDM, TPO, SEBS oder EVA ist.
4. Dachmembran nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schützende Polymerschicht eine Dicke von höchstens 1 mm und vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0,1–0,5 mm hat.
5. Dachmembran nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdicke 1–5 mm und vorzugsweise 2–4 mm beträgt.
6. Dachmembran nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten der Membran mit schützendem Polymer beschichtet sind.