EP0273105A1 - Process and plant for manufacturing bituminous sealing webs - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung bituminöser Dichtungsbahnen, insbesondere solcher mit thermisch oder/und mechanisch empfindlicher Einlagen oder Kaschierungen, und eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a process for producing bituminous sealing sheets, in particular those with thermally and / or mechanically sensitive inlays or laminations, and a plant for carrying out this process.
Bei bituminösen Dichtungsbahnen werden die mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit und Bruchdehnung in erster Linie durch die Einlage bzw. Kaschierung bestimmt, während Klebkraft, Dichtigkeit und Witterungsbeständigkeit überwiegend eine Funktion der plastischen Beschichtung aus reinem oder mit Kunststoffen und/oder Füllstoffen modifizierten Bitumina ist. Als Einlagen werden Folien, Filze, Vliese, Gewebe, Gewirke, Gestricke und Gitter aus verschiedenen Materialien verwendet, entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Verwendung. So enthalten Dampfsperren beispielsweise Folien aus Metall und Dachdichtungsbahnen Einlagen aus Glas- oder Polyesterfaservliesen, Jute-, Glasfaser- oder Polyesterfasergewebe oder Rohfilzpappen. Wegen ihres günstigen Verhaltens bei Bauwerksbewegungen und Rißüberbrückungen werden heute in verstärktem Maße, besonders bei Polymerbitumenbahnen, dehnfähige Einlagen oder Kaschierungen auf der Basis von Kunststoffen verwendet.In the case of bituminous waterproofing membranes, the mechanical properties such as strength and elongation at break are primarily determined by the inlay or lamination, while adhesive strength, tightness and weather resistance are mainly a function of the plastic coating made of pure or modified with plastics and / or fillers. Foils, felts, nonwovens, fabrics, knitted fabrics, knitted fabrics and grids made of different materials are used as inlays, in accordance with the requirements of the respective use. So included Vapor barriers, for example, foils made of metal and roof sealing sheets, inserts made of glass or polyester fiber fleece, jute, glass fiber or polyester fiber fabric or raw felt cardboard. Because of their favorable behavior in building movements and crack bridging, stretchable inlays or laminations based on plastics are used to an increasing extent, especially in polymer bitumen sheeting.
Dichtungsbahnen mit solchen Einlagen zeigen aber ähnliche Mängel, wie sie von Kunststoff-Dachbahnen bekannt sind (Kunststoffe im Bau, 1983, Seiten 73 bis 75). Die durch die Fertigung bedingten eingefrorenen Spannungszustände werden bei oder nach dem Verlegen frei. Es kommt zu einer Rückverformung, die ein Schrumpfen der Dichtungsbahn, meist in Längsrichtung, bewirkt. Beim Heißverlegen wird diese Rückverformung durch den heißen Kleber oder die direkte Erwärmung der Bahn ausgelöst. Bei kalter Verlegung tritt die Schrumpfung der Bahn erst bei stärkerer Sonneneinstrahlung auf.Sealing membranes with such inserts, however, show similar defects as are known from plastic roofing membranes (Kunststoffe im Bau, 1983, pages 73 to 75). The frozen tension states caused by the production are released during or after laying. There is a return deformation, which causes the sealing membrane to shrink, usually in the longitudinal direction. During hot laying, this deformation is triggered by the hot glue or the direct heating of the web. With cold laying, the shrinkage of the web only occurs when there is more sunlight.
Die Herstellung von bituminösen Dichtungsbahnen auf einer üblichen Dachbahnen-Maschine ist im "Bitumen und Asphalt Taschenbuch", Bauverlag, 5. Auflage, Seiten 96 bis 99, beschrieben. Die Maschine besteht aus einer Vielzahl hintereinander geschalteter Aggregate wie Abwickelbock, Hängevorrichtungen, Imprägniervorrichtungen, Deckmassenauftragsvorrichtungen, Abstreuvorrichtungen, Wendestuhl, Kühlwalzen und Wickelapparatur.The production of bituminous waterproofing membranes on a conventional roofing membrane machine is described in the "Bitumen and Asphalt Taschenbuch", Bauverlag, 5th edition, pages 96 to 99. The machine consists of a large number of units connected in series, such as the unwinding stand, hanging devices, impregnation devices, coating material application devices, spreading devices, turning chair, cooling rollers and winding apparatus.
Wenn man davon ausgeht, daß die Bahn mit der Verstärkungseinlage weitgehend nur mittels eines angetriebenen Walzenpaares gefördert wird, so sind beachtliche Zugkräfte erforderlich, um die Bahn durch die verschiedenen Aggregate von dem Auftragen der Deckmassen bis zur Kühlung hindurchzuziehen. Die dabei im warmen Zustand der Bahn hervorgerufene Längenänderung der Einlage aus Kunststoffasern wird auf den Kühlwalzen eingefroren. Die Rückverformung nach dem Verlegen kann dabei zu einer Schrumpfung von 8 cm und mehr je Bahnenlänge führen, was der üblichen Überdeckung entspricht. Dadurch wird eine Nachbesserung erforderlich.If one assumes that the web with the reinforcing insert is largely conveyed only by means of a driven pair of rollers, considerable tensile forces are required to pull the web through the various units from the application of the covering materials to the cooling. The change in length of the insert made of plastic fibers, which is caused when the web is warm, is frozen on the cooling rollers. The reshaping after laying can lead to a shrinkage of 8 cm and more per length of sheet, which corresponds to the usual overlap. This means that improvements are necessary.
Bei Einlagen aus Glasfasern beträgt die Dehnung bei gleicher Zugspannung weniger als 10 % der einer entsprechenden Einlage aus Polyesterfasern. Daher tritt hier keine ins Auge fallende Schrumpfung der verlegten Bahn auf.In the case of inserts made of glass fibers, the elongation at the same tensile stress is less than 10% of that of a corresponding insert made of polyester fibers. Therefore, there is no eye-catching shrinkage of the laid sheet.
Auf dieser Erkenntnis beruhen die Vorschläge, kombinierte Einlagen aus Glas- und Kunststoffasern zu verwenden (DE-OS 27 24 004; DE-GM 71 31 660). Unter der Voraussetzung, daß bei der Herstellung der Einlage selbst keine Spannungen eingefroren wurden, kann hierdurch die Dehnung auf der Dachbahnen-Maschine auf ein zulässiges Maß beschränkt werden, wenn die dabei auftretenden Zugkräfte von den Glasfasern aufgenommen werden. Die Kunststoffaser-Einlage muß eine ausreichende Festigkeit und Dehnfähigkeit besitzen, um die Bauwerksbewegungen aufnehmen zu können.The proposals to use combined inserts made of glass and plastic fibers are based on this knowledge (DE-OS 27 24 004; DE-GM 71 31 660). Provided that no tensions were frozen during the production of the insert itself, the expansion on the roofing membrane machine can hereby be limited to a permissible level if the tensile forces that occur are absorbed by the glass fibers. The plastic fiber insert must have sufficient strength and elasticity to be able to absorb the movements of the building.
Wegen des zusätzlichen Glasfaseranteils sind diese Einlagen schwerer und dicker als die üblicherweise verwendeten, so daß beim Imprägnieren mit einem höheren Bitumenverbrauch zu rechnen ist. Infolge dessen sind die fertigen Bahnen besonders schwer und biegesteif und lassen sich insbesondere bei kalter Witterung nur mühsam verlegen. Dies ist wohl auch der Grund, weshalb sich diese Dichtungsbahnen auf dem Markt nicht durchgesetzt haben.Because of the additional glass fiber content, these inserts are heavier and thicker than those usually used, so that a higher bitumen consumption can be expected when impregnating. As a result, the finished sheets are particularly heavy and rigid and can only be installed with difficulty, especially in cold weather. This is probably the reason why these waterproofing membranes have not become established on the market.
Mit Polyesterfasern verstärkte Bitumenbahnen sind seit 1960 in Europa und seit 1965 in Deutschland auf dem Markt erhältlich (Roofing Materials Guide, Vol. 8, Seiten 18 bis 29). Seit dieser Zeit besteht also das geschilderte Problem, und es hat, wie oben beschrieben, nicht an Versuchen gefehlt, es zu lösen. Auch die Verwendung vorgereckter Vliese und das Aufstellen spezieller Verlegevorschriften führten zu keiner dauerhaften Lösung.Bitumen membranes reinforced with polyester fibers have been available in Europe since 1960 and in Germany since 1965 (Roofing Materials Guide, Vol. 8,
Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung schrumpfarmer Dichtungsbahnen der zur Rede stehenden Art und eine hierfür geeignete Anlage zu entwickeln.It was therefore the task of developing a process for producing low-shrinkage sealing sheets of the type in question and a system suitable for this.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gegebenenfalls imprägnierte Verstärkungseinlage (1) oder/und Kaschierung auf eine vorgekühlte, aber noch ausreichend klebrige, bituminöse Membran (13) aufgerollt und, gegebenenfalls nach dem Auftragen weiterer bituminöser Schichten (17) und einer üblichen Abstreuung (18) oder dem Kaschieren mit einer Folie, die fertige Bahn auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird, wobei die genannten Verfahrensschritte nahezu ohne Zugbelastung der Verstärkungseinlage (1) oder Kaschierung durchgeführt werden.The object is achieved in that the optionally impregnated reinforcing insert (1) and / or lamination is rolled onto a precooled, but still sufficiently tacky, bituminous membrane (13) and, if appropriate, after the application of further bituminous layers (17) and a conventional scattering (18) or lamination with a film, the finished web is cooled to ambient temperature, the process steps mentioned being carried out almost without tensile loading of the reinforcing insert (1) or lamination.
Dies wird dadurch erreicht, daß die bituminöse Membran auf eine mit flüssigem oder festem Trennmittel versehenen, mitlaufenden ebenen Stützvorrichtung mit einer Rakel aufgetragen wird. Als Stützvorrichtung kommen Platten- und Bandförderer infrage, insbesondere aber Kühlbänder.This is achieved in that the bituminous membrane is applied with a doctor blade to a moving, level support device provided with liquid or solid release agent. Plate and belt conveyors come into question as support devices, but in particular cooling belts.
Kühlbänder haben den Vorteil, daß die bituminöse Membran sowie die anderen bituminösen Schichten nach einem optimalen Temperatur/Zeit-Programm abgekühlt werden können. Auf diese Weise wird nicht nur die Erwärmung der Einlage oder Kaschierung vermindert. Es wird dadurch ebenfalls möglich, ohne umständliche Transfer-Verfahren (DE-OS 23 06 235) bituminöse Membranen aus Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung herzustellen, ohne daß sich die Schichten untereinander vermischen oder die Schichtdicken schwanken.Cooling belts have the advantage that the bituminous membrane and the other bituminous layers can be cooled according to an optimal temperature / time program. This not only reduces the warming of the insert or lamination. This also makes it possible to produce bituminous membranes from layers of different compositions without cumbersome transfer processes (DE-OS 23 06 235), without the layers mixing with one another or the layer thicknesses fluctuating.
Auf die auf dem Kühlband liegende Membran wird die Verstärkungseinlage aufgerollt. Das durch Kühlabschnitte unterbrochene Auftragen weiterer bituminöser Schichten erfolgt nacheinander mittels Walzenantrag. Zwischen den Schichten können weitere Einlagen, wie beispielsweise Folien, angeordnet sein, wie dies von verschiedenen Dichtungsbahnen bekannt ist. Falls erforderlich, kann die Bahn noch abgestreut oder kaschiert werden, bevor sie das Kühlband verläßt. Um Zugspannungen zu vermeiden, werden die Antrags- und Kaschier- bzw. Andrückwalzen mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit abgetrieben, die der Fördergeschwindigkeit des Kühlbandes entspricht.The reinforcement insert is rolled up onto the membrane lying on the cooling belt. The application of further bituminous layers, interrupted by cooling sections, takes place successively by means of roller application. Further inserts, such as foils, can be arranged between the layers, as is known from various sealing sheets. If necessary, the track can still be sprinkled or be laminated before it leaves the cooling belt. In order to avoid tensile stresses, the application and laminating or pressure rollers are driven at the same peripheral speed that corresponds to the conveying speed of the cooling belt.
Falls die Unterseite der Dichtungsbahn zusätzlich z. B. mit Talkum bepudert werden soll, ist im Anschluß an das Kühlband ein Wendestuhl vorzusehen. Daran schließt sich die übliche Hängevorrichtung und die Wickelapparatur mit Schneidvorrichtung an.If the underside of the waterproofing membrane additionally z. B. to be powdered with talc, a turning chair must be provided after the cooling belt. This is followed by the usual hanging device and the winding device with cutting device.
Hohe Zugspannungen sind aber nicht die einzige Ursache für das Schrumpfen dieser Bahnen. Ein weiterer Grund ist in dem bekannten hohen Ausdehnungskoeffizienten von Kunststoffen zu sehen. Auch hier schafft das erfindungsgemäße Verfahren Abhilfe. Durch Vorkühlen der Membran vor dem Aufrollen der Einlage und Kühlen der einzelnen bituminösen Schichten vor dem Aufbringen der folgenden Schicht oder weiterer Einlagen wird die Wärmedehnung so gering gehalten, daß diese Ursache für das Entstehen eingefrorener Spannungen vermieden wird. Entsprechendes gilt für Kaschierungen.However, high tensile stresses are not the only cause of these webs shrinking. Another reason is the well-known high expansion coefficient of plastics. The method according to the invention also remedies this. By pre-cooling the membrane before rolling up the insert and cooling the individual bituminous layers before applying the next layer or further deposits, the thermal expansion is kept so low that this cause for the development of frozen tensions is avoided. The same applies to laminations.
Aus dem gleichen Grund wird auch von der üblichen Tauchimprägnierung mit langen Verweilzeiten abgegangen. Soweit eine Imprägnierung erforderlich ist, erfolgt sie durch Walzenauftrag oder kurzzeitiges Tauchen mit anschließendem Abquetschen des überschüssigen Bitumens und Luftkühlung.For the same reason, the usual immersion impregnation with long dwell times is abandoned. If impregnation is required, it is done by roller application or brief immersion followed by squeezing off the excess bitumen and air cooling.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung können durch geringfügige Änderungen für die Herstellung einer breiten Palette unterschiedlicher Dichtungsbahnen eingesetzt werden, wie anhand der nachfolgenden Beispiele erläutert wird.The method and the device according to the invention can be used by making minor changes for the production of a wide range of different sealing sheets, as will be explained on the basis of the examples below.
Eine mit Elastomeren und Harzen modifizierte bituminöse Masse wird bei einer Temperatur von 180 °C mit einer Rakel auf das mit einer Polypropylenfolie belegte Kühlband in einer 2 mm dicken Schicht aufgetragen. Die bituminöse Masse wird bis auf etwa 70 °C gekühlt und dann mit einer silikonisierten Polyethylenfolie kaschiert. Die mit einer Geschwindigkeit von 30 m/min mitlaufenden Polyethylenfolie verbleibt als abziehbare Trennschicht auf der Dichtungsbahn ohne Verstärkungseinlage. Die fertige Bahn wird in Längen von je 10 m aufgewickelt. Da die verwendete Masse kalt-selbstklebende Eigenschaften hat, kann sie nach Abziehen der Trennschicht ohne zusätzlichen Kleber oder Erwärmung mit dem Untergrund vollflächig verklebt werden. Ein Schrumpfen tritt auch nach längerer Sonneneinstrahlung nicht auf.A bituminous mass modified with elastomers and resins is applied at a temperature of 180 ° C. with a doctor blade to the cooling belt covered with a polypropylene film in a 2 mm thick layer. The bituminous mass is cooled to about 70 ° C and then laminated with a siliconized polyethylene film. The polyethylene film, which moves at a speed of 30 m / min, remains as a removable separating layer on the sealing membrane without a reinforcement insert. The finished web is wound up in lengths of 10 m each. Since the mass used has cold self-adhesive properties, it can be glued to the entire surface after removing the separating layer without additional glue or heating. Shrinkage does not occur even after prolonged exposure to the sun.
Bei der Herstellung einer Schweißbahn wird auf das mit einem Glycerinfilm als Trennmittel versehene Kühlband bei 170 °C mit einer Rakel eine 2 mm dicke Schicht Bitumen 100/25 aufgetragen. Nach dem Abkühlen auf 100 °C wird mit einer Antragswalze eine 1 mm dicke Schicht aus mit ataktischem Polypropylen (APP) modifizierte bituminöse Masse mit einer Temperatur von 160 °C auf die erste Bitumenschicht aufgetragen. Nach Abkühlen der Oberfläche auf 100 °C wird ein Polyesterfaservlies mit einem Flächengewicht von 200 g/m², das zuvor mit einer APP-modifizierten Bitumenmasse durch Walzenantrag und Abquetschen imprägniert wurde, auf diese bituminöse Membran aufgerollt. Nach einem weiteren Abkühlen auf 60 °C wird mit einer Antragswalze eine 2 mm dicke Deckschicht aus einer mit APP modifizierten bituminösen Masse auf das Vlies aufgetragen und mit Schiefersplitt abgestreut. Nach dem Abkühlen auf 30 °C wird die Bahn über einen Wendestuhl gefahren und auf der Rückseite mit Talkum bepudert, bevor sie in Längen von 5 m aufgewickelt wird. Die Abzugsgeschwindigkeit beträgt dabei 25 m/min. Bei fachgerechter Verlegung auf dem Dach treten keine Schrumpfungen auf.When producing a welding track, a 2 mm thick layer of bitumen 100/25 is applied to the cooling belt with a glycerin film as a release agent at 170 ° C with a doctor blade. After cooling to 100 ° C, a 1 mm thick layer of bituminous mass modified with atactic polypropylene (APP) with a temperature of 160 ° C is applied to the first bitumen layer with an application roller. After cooling the surface to 100 ° C, a polyester fiber fleece with a basis weight of 200 g / m², which was previously impregnated with an APP-modified bitumen mass by roller application and squeezing, is rolled onto this bituminous membrane. After further cooling to 60 ° C, a 2 mm thick top layer of a bituminous mass modified with APP is applied to the fleece with an application roller and sprinkled with slate chippings. After cooling to 30 ° C, the web is moved over a turning chair and powdered with talcum powder on the back before it is wound up in lengths of 5 m. The take-off speed is 25 m / min. With proper laying on the roof, no shrinkage occurs.
Als Trennmittel können neben den üblichen Feststoffen alle flüssigen oder pastösen Mittel verwendet werden, die bituminöse Stoffe nicht lösen und deren Siedepunkt oberhalb der Verarbeitungstemperatur der verwendeten bituminösen Stoffe liegt, wie z. B. Glycerin oder Talkumaufschlämmungen. Sie werden auf die Oberfläche des Kühlbandes gesprüht oder gestrichen. Das Band kann auch mit trockenem Talkum bepudert oder mit feinem Sand bestreut werden. Beim Auflegen einer Trennfolie ist ein zusätzlicher Abwickelbock eventuell mit Hängevorrichtung notwendig.In addition to the usual solids, all liquid or pasty agents which do not dissolve bituminous substances and whose boiling point is above the processing temperature of the bituminous substances used, such as e.g. B. glycerin or talcum slurries. You will surface of the cooling belt sprayed or painted. The tape can also be powdered with dry talc or sprinkled with fine sand. When placing a release film, an additional unwind stand may be necessary with a hanging device.
Der Aufbau der Anlage wird anhand der Fig. beispielhaft für die Herstellung einer Dachdichtungsbahn mit Polyestereinlage beschrieben, die auf der Unterseite mit Talkum bepudert und auf der Oberseite mit Schiefersplitt abgestreut ist. Die Bahn ist für die vollflächige Verklebung mit Heißbitumen geeignet. Für Bahnen mit anderem Aufbau muß die Anlage mit entsprechenden bekannten Aggregaten umgerüstet werden.The structure of the system is described using the figures as an example for the production of a roof sealing membrane with a polyester insert, which is powdered with talc on the underside and is sprinkled with slate chippings on the top. The membrane is suitable for full-surface gluing with hot bitumen. For trains with a different structure, the system must be converted with appropriate known units.
Wie in der Fig. dargestellt, wird das Polyesterfaservlies (1) (Flächengewicht 200 g/m²) mit dem Zugwalzenpaar (2) von dem Abwickelbock (3) abgezogen und in die Hängevorrichtung (4) gefördert. Mit der Antragswalze (5) wird 180 °C heißes Bitumen B200 einseitig aufgetragen und in dem Zugwalzenpaar (6) in das Vlies (1) hineingepreßt, so daß eine ausreichende Imprägnierung erfolgt.As shown in the figure, the polyester fiber fleece (1) (basis weight 200 g / m²) with the pair of pulling rollers (2) is pulled off the unwinding stand (3) and conveyed into the hanging device (4). Bitumen B200 hot at 180 ° C is applied to one side with the application roller (5) and pressed into the fleece (1) in the pair of pull rollers (6), so that sufficient impregnation takes place.
Das Kühlband (7) wird mittels eines Gebläses (8) und Breitschlitzdüsen (9) mit Talkum (10) bepudert. Die Fördergeschwindigkeit des Bandes (7) beträgt 35 m/min. Aus dem Behälter (11) wird die 160 °C heiße mit APP modifizierte bituminöse Deckmasse gleichmäßig auf das Band (7) aufgegeben und mit der Rakel (12) zu einer 1,5 mm dicken Membran (13) ausgestrichen. Nach Abkühlung auf 120 °C wird auf die Membran (13) das imprägnierte Vlies (1) mit der Andrückwalze (14) aufkaschiert, deren Umfangsgeschwindigkeit der Fördergeschwindigkeit entspricht. Nach einem weiteren Abkühlen auf 60 °C wird mit der Antragswalze (15) aus dem Behälter (16) eine 1,5 mm dicke Deckschicht (17) aus 160 °C heißer, mit APP modifizierter bituminöser Deckmasse auf das Vlies aufgetragen. Anschließend wird die Oberfläche mit Schiefersplitt (18) der Körnung 0,5 bis 2 mm aus dem Behälter (19) abgestreut. Der Splitt (18) wird mit der Andrückwalze (20) angedrückt und die ungebundenen Körner entfernt. Nach Abkühlen auf 30 °C wird die Bahn in die Hängevorrichtung (21) gefördert, von wo aus sie von dem Zugwalzenpaar (22) über die Schneidvorrichtung (23) der Wickelapparatur (24) zugeführt wird.The cooling belt (7) is powdered with talc (10) by means of a blower (8) and wide slot nozzles (9). The conveyor speed of the belt (7) is 35 m / min. From the container (11) the 160 ° C hot modified with APP modified bituminous covering is evenly on the Tape (7) is applied and spread with a doctor blade (12) to a 1.5 mm thick membrane (13). After cooling to 120 ° C., the impregnated fleece (1) is laminated onto the membrane (13) with the pressure roller (14), the peripheral speed of which corresponds to the conveying speed. After further cooling to 60 ° C., the application roller (15) from the container (16) is used to apply a 1.5 mm thick cover layer (17) made of 160 ° C. hot bituminous cover compound modified with APP to the fleece. Then the surface is sprinkled with slate chippings (18) with a grain size of 0.5 to 2 mm from the container (19). The grit (18) is pressed on with the pressure roller (20) and the unbound grains are removed. After cooling to 30 ° C., the web is conveyed into the hanging device (21), from where it is fed from the pair of pull rollers (22) via the cutting device (23) to the winding apparatus (24).
Die Maßänderung der erfindungsgemäß hergestellten Bahn wird in Anlehnung an die DIN 16 937 nach Lagerung bei 80 °C bestimmt und die Ergebnisse mit denen an einer entsprechenden auf einer üblichen Dachbahnen-Maschine hergestellten Bahn verglichen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle gegenübergestellt.
Claims (7)
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