SE513023C2 - Skarvbart elastiskt laminat med gummiegenskaper - Google Patents

Description

10 15 20 25 513 023 baserade på bitumštn eller termoplaster som enkelt kan skarvas med sammansmältning avi materialytor i ett skarvöverlapp genom att värma med varmluft eller liknande och däreñer anbringa tryck medan materialen kallnar.

Det har föreslagits flera sätt att undvika de problem som ovan beskrivits med användning av gummi där skarvning fordras.

Enligt IP-A-6020364ïl) undviks problemet med skarvning av gummi vid tätskikt helt enkelt genom att man lägger skikt av gummi och en termoplastisk elast på avsedd plats så att slçiarvarna hos respektive skikt överlappar varandra och sedan genomför en sammarifogning mellan skikten genom värmning med hjälp av en varrnlufispistol som värmer materialskikten till 400-600°C, varefter de så uppvärmda skikten pxiessas ihop med en tryckrulle vid 5-10 kg/cm. Det torde inses att detta forfarande :endast har begränsad tillämpning på grund av såväl höga material- som arbetskpstnader.

EP-Al-0528296 beskriver en gummiskarv och ett sätt att skarva med ett mellanliggande skikt hv en termoplastisk polyoleñnfllm mellan överlappande ytor av gummiskikt. skarvningen värmes de överlappande områdena till en temperatur något övelrstigande smältpunkten för den termoplastiska filmen. Detta förfaringssätt uppges ge en skarv med högre produktivitet och bättre hållfasthet än en limmad skarv mellan gummiskikt. Jämfört med ovan nämnda sätt att skarva genom vulkning med ett mellanliggande gummiskikt reduceras dock skarvens elastiska egenskaper, :vilket innebär en komplikation även jämfört med användning av smältbara tätskiktslfnaterial av termoplast som ovan omtalas.

US-A-3962018 beski-iver ett forfarande for framställning av en sk flerskikts- komposition av plaist och gummi, varav det ena skiktet är en blandning innehållande terrnoplastisk polyoleñn och 10-40 vikt-% elastomer som sammansmältes vid íen temperatur över 150°C. Blandningen anbringas på en elastomeryta (EPDM: eller butylgummi) som forvärmts till l50°C, vareñer skikten s . . sammanfogas genom] uppvärmning till ca 150-250°C och sammanpressas med ett lO 15 20 25 513 023 tryck av mellan I och 10 kg/cmz . Genom detta förfaringssätt sker beläggning och flerskiktskomposition i en kontinuerlig process. sammanfogning till en Beläggningen som till övervägande del består av en termoplast har emellertid inte tillräckligt elastiska egenskaper för att kunna samverka med gummit så att den färdiga produkten kan komma att uppvisa gummiegenskaper.

EP-Al-0693367 avser ett laminat som framställs genom att sammanfoga en polymerfilm med vulkaniserat EPDM-gummi eller att extrudera dessa tillsammans och därefter vulkanisera den erhållna produkten, Polymertilmen är här baserad på etylen, polypropylen eller formning, polyamid och/eller polyeten, sampolymer av Eftersom tillverkningen med propylen. sammanläggning och sammanbindning sker i en kontinuerlig process är sampolymerer av larninatprodukten ur kostnadssynpurilct attraktiv, men ur skarvningssynpunkt fortfarande otillräckligt elastisk för att mäta sig med gummi.

Laminatet enligt uppfinningen har som syfte att erbjuda ett material med gummiegenskaper, men som inte har de ovan antydda problemen vad gäller skawbarheten, som annars är förknippade med gummimaterial, eller med otillräckligt elastiska skarvar, som är förknippade med hittills kända laminat av gummi och polymerer. Laminatet kan sålunda med fördel utnyttjas som tätskikt for takbeläggning och liknande applikationer för byggnadsändamål, där krav på enkel och snabb skarvning är uttalade.

I detta syfte kännetecknas det skarvbara elastiska laminatet enligt uppfinningen av de drag som framgår av tillhörande produktkrav och framställningen av laminatet av de steg som framgår av förfarandekraven.

Larninatet enligt uppfinningen innefattar således som inledningsvis antytts två sammanfogade skikt uppbyggda av icke-polära kolvateföreningar, varav det ena skiktet är en tennoplastisk elast (TPE) och det andra är tvärbundet vulkaniserat gummi av EPDM- eller butyltyp. Det kännetecknas av att den termoplastiska n _ _.. ia... ._ ...___.,._...-..l._.i A1 10 15 20 25 30 Ä sizgozz i i elasten innehåller niirist 10 vikt-% av en elastisk sampolymer som är blandbar med fyllmedel och flamskyiddsmedel till en blandning med minst 50 vikt-% fyllmedel. i En terrnoplastisk elasít (TPE) är en elast, dvs ett polymermaterial med stor elastisk töjbarhet, i vilken: de för materialets elastiska deformation nödvändiga sammanhållningskrañšerna är av fysikalisk natur och varvid således, till skillnad mot gummi, dessa kan iipphävas genom uppvärmning eller smältning, varigenom materialet blir plastis it formbart vid förhöjd temperatur for att vid avkylning återgå till sitt högelastiska tiillstånd.

Den elastiska sampolymeren väljs med fördel bland sådana som håller eten och okten i förhållanden :från 1:10 till 4:10, helst 2110-3110. Den kan även lämpligen innehålla petroleumharts i en mängd av 1-20 vikt-%, vilket ger god vidhäftningsformåga pch för att avpassa viskositet och elasticitet. l Den terrnoplastiska eiasten skall lämpligen innehålla fyllmedel i en mängd av 20-80 vikt-%, företrädesvisf40-ó0 vikt-%. Som fyllmedel kan därvid lämpligen utnyttjas kalciumkarbonat, kilmrök eller silikat och som flamskyddande tillsats aluminiurnhydrat ellef: magnesiumhydrat. i I asten skall lämpligen ha en sammansättning som ger den en Den termoplastiska e viskositet inom tenilperaturområdet 70-l50°C som ligger inom 0,01-1 Nm, företrädesvis 0,05-O,ë Nm. Härvid kan viskositeten hos detta skikt optimeras för att erhålla god vidhäftning (vätning) till EPDM-skiktet vid skarvningen genom värrnesvetsning samt för att undvika hopklibbning vid vulkanisering, hantering och lagring av laminatet i iullar. i l Båda skikten i laminatet kan med fördel innehålla peroxider i en mängd av mindre än l vikt-% i avsikt latt erhålla en ökad förnätning genom kol-till-kol-bindningar med det termoplastisliït elastiska skiktet. i I i i i i 10 15 20 25 30 513 023 Termoelastskiktet i laminatet är normalt mindre än 0,5 mm tjockt och gummiskiktet mer än 0,5 mm tjockt. Ett lämpligt intervall för termoelastskiktets tjocklek är O,2-O,4 mm och för gummiskiktet är det O,7-0,9 mm. Om så anses lämpligt kan en trådförstärkning vara infogad i gummiskiktet och/eller termoelastskiktet. För vissa ändamål kan termoelastskiktet vara infärgat till en förutbestämd kulör, vilket är av betydelse for tak och taksystem i design och för förbättrad värmereflektion.

Avsikten är att termoelastskiktet vid taktäckning eller liknande applikationer skall läggas vänt mot underlaget och vid skarvarna överlappa det angränsande laminatets från underlaget vettande del, dvs gummiskiktet.

Laminatet enligt uppfinningen tillverkas genom att ovulkaniserat gummi av EPDM- eller butyltyp och en folie eller film av termoplastisk elast (TPE) innehållande rninst 10 vikt-% elastisk sampolymer kalandreras eller strängsprutas tillsammans till en sammanhängande folieformad bana. Den formade banan rullas sedan upp på en trumma och wlkaniseras däreñer i autoklav. Härvid erhålls dels vidhäftning mellan den terrnoplastiska elasten och gummit, dels tvärbinds gummit och blir icke smältbart. Det termoplastiska elastskiktet behåller däremot sina termoplastiska egenskaper och bildar ett smältbart skikt. Med ”kalandrering” förstås en bearbetning i en maskin med två eller flera valsar försedda med anordningar för uppvärmning och avkylning och med inställbart inbördes avstånd. Med ”strängsprutning” förstås här sk bredslitssträngsprutning där de ingående komponenterna sprutas genom ett plant munstycke med öppning i form av en bred spalt, dvs med ringa tjocklek i förhållande till bredden.

En lämplig gummityp för användning vid uppfinningen är EPDM, ett etenpropengummi, som är baserad på terpolymerer av eten, propen och en dien, vars återstående omättade del går in i sidoställning till huvudkedjan Uppfinningen skall nu ytterligare beskrivas med hänvisning till praktiska exempel och med ytterligare diskussion av tekniska och praktiska fördelar, 10 15 20 25 30 513 023 i Uppfinningen är således baserad på en elastisk sampolymer. Den senaste utvecklingen på områïidet metallocenkatalysatorer har gjort det möjligt att tillverka termoplaster med teimoplastiskt elastiska egenskaper som ligger mycket nära gummíts egenskaper: Det terrnoplastiska elastiska skiktet i laminatet enligt föreliggande uppfinniiig är således baserat på en elastisk sampolymer som kan modifieras så att _ v den kostnadseffektivt kan lamineras till gummiduk av butyl- eller EPDM-typ i en konventionell kzitlandrerings- eller extruderingsprocess v laminatet kan vulkimiseras så att vidhäftningen mellan skikten förstärks utan att skikten förlorar sinia gummi- respektive termoplastiskt elastiska egenskaper . 0 laminatet kan skaršlfas genom att värme tillförs till en överlappsskarv, varvid det terrnoplastiskt elasítiska skiktet smälter och vidhäftar till gummiskiktet så att en tät skarv med elastiska egenskaper bildas när skarven sammanpressas och avkyls 0 skarvningen kan genomföras med i branschen allmänt tillgängliga svetsapparater i Genom uppfinningeri är det således möjligt att åstadkomma tätskikt med gummiegenskaper ocíh som är skarvbara under praktiska arbetsförhållanden på samma sätt som tidigare kända bitumen- och termoplastbaserade tätskikt, vilket sålunda är en mycket: viktig teknisk fördel, och i detta sammanhang i princip en förutsättning, som tidigare inte kunnat åstadkommas med gummibaserade tätskikt.

Till skillnad mot bítqïmen-och termoplastbaserade tätskikt uppvisar dock laminat enligt uppfinningen eíh skarv med gummielastiska egenskaper i alla riktningar och som därutöver kan ilpplösas utan att laminatet skadas genom att värme tillförs genom gummiskíktetšså att det termoplastiskt elastiska skiktet smälter och förlorar sin hållfasthet varefteir skarven kan öppnas. Skarvsvetsning kan utföras med hjälp av tidigare kända meïioder för termoplastiska tätskikt genom att överlägget värms till svetstemperatur iiied varm luft eller värmekil, varefter skarven avkyls under tryck. 10 20 513 023 Skarvhållfasthet och elasticitet är i samma storleksordning som for en konventionell vulkaniserad skarv. Dragprov på en 25 mm remsa med skarv utfört med en draghastighet av 100 mm/min har givit följande resultat.

TABELL SkarVtvD Hållfasthet (N/mmzl BrottöLninSI (Vol Varrriluftsvetsad skarv av elastiskt laminat 8,2 450 Vulkaniserad skarv 10,4 425 Jämfört med gummi- respektive TPE- komponenten i laminatet uppvisar detta vidare en hållfasthet i samma storleksordning upp till en töjning av ca 150 % och vid ytterligare töjning en hållfasthet närmare gummi- än TPB-komponenten.

Det har vidare vid praktiska forsök med utforande av provtak med laminatet enligt uppfinningen visat sig att appliceringstiden kunnat reducerats med cirka 30% mot for hittills kända och tillgängliga material och metoder samt att övriga nödvändiga tillbehör vid takläggningen kunnat nedbringas till 2 st mot tidigare 5 st.

Tätskikt utförda av laminat enligt uppfinningen kan appliceras på avsedd plats genom ej penetrerande infastning genom att det svetsas till remsor eller brickor som fasts mekaniskt i underlaget. Det elastiska laminatet appliceras sedan med det termoplastiskt elastiska skiktet vänt mot remsan eller brickan. Värme tillförs till exempel genom kontaktvärme, strålningsvärme eller varmluft till den exponerade gummiytan, varvid vármet leds ned genom gummiskiktet och smälter det termoplastiskt elastiska skiktet. Infastningen sker sedan genom att tryck appliceras på infastningsytan, exempelvis med en pressdyna eller ett tryckhjul under kylning av materialet. 10 15 20 513 023 i i Laminatet enligt uppfinningen är unikt och uppvisar fördelar i flera avseenden, av vilka bl. a. kan nämnah: Ett skarvsystem rliöjliggörs som innebär att endast varmluft behövs för att skarva laminatenš och denna skarvning kan genomföras med hjälp av konventionella varinluftspistoler.

Skarvning kan skeí genom att gummiskiktet värms upp så att värme leds genom gummit till det terlrioplastiskt elastiska skiktet till rätt svetstemperatur uppnås, varefter skarven s I manpressas och avkyls.

Skarvbart på hela; laminatytan, varvid alla genomföringar på tak kan utföras enkelt utan behov åv några specialprodukter.

Möjlighet till icke perforerande infastning på olika underlag genom att tätskiktet svetsas till fastdon form av remsor eller brickor.

Skarvar kan öppnzhs så att tätskikt kan demonteras genom att gummiskiktet värms så att värmet leds genom gummit till det termoplastiskt elastiska skiktet tills detta smälter clch förlorar sin hållfasthet.

Olika kulör kan väljas.

Armering kan utfpras genom exempelvis en väv av glasfiber eller polyester mellan skikten i 'laminatet eller genom en fiberfilt som lamineras till det termoplastiskt elastiska skiktet_ Termiskt stabil- vlket innebär att laminatet som helhet således ej kan smälta eller smältas, som iknande PVC- eller bitumenprodukter.

Laminatet är elastiskt i alla riktningar och kan töjas flera hundra procent med bibehållna gummiegenskaper.

Claims (9)

10 15 20 25 30 513 023 PATENTKRAV
1. l. Skarvbart elastiskt laminat med gummiegenskaper innefattande två sammanfogade skikt uppbyggda av icke-polära kolväteföreningar, varav det ena skiktet är en termoplastisk elast (TPE) och det andra är tvärbundet vulkaniserat gummi av EPDM- eller butyltyp, k ä n n e t e c k n a t a v att den termoplastiska elasten innehåller minst 10 vikt-% av en elastisk sampolymer, som är blandbar med fyllmedel och flamskyddsmedel till en blandning med minst 50% fyllmedel.
2. 2. Skarvbart elastiskt laminat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att den elastiska sampolymeren innehåller eten och okten i förhållanden från 1:10 till 4: 10.
3. 3. Skarvbart elastiskt laminat enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t a v att den elastiska sampolymeren innehåller eten och okten i förhållanden från 2:10 till 3:10.
4. 4. Skarvbart elastiskt laminat enligt krav 1 och 2, k ä n n e t e c k n a t a v att den elastiska sampolymeren innehåller petroleumharts i en mängd av l-ZO vikt-%, företrädesvis 8-12 vikts-%.
5. 5. Skarvbart elastiskt laminat enligt krav 1-4, k ä n n e t e c k n a t a v den termoplastiska elasten innehåller fyllmeclel, såsom kalciumkarbonat, kimrök eller silikat, i en mängd av 20-80 vikts-%, företrädesvis 40-60 vikts-%.
6. 6. Skarvbart elastiskt larninat enligt krav 1-5, k ä n n e t e c k n a t a v att den termoplastiska elasten har en sammansättning som ger den en viskositet inom temperaturintervallet 70-150°C som ligger inom 0.01-1 Nm, företrädesvis 0,05-0.6 Nm
7. 7. Förfarande för framställning av det skarvbara laminatet enligt föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v a t t ovulkaniserat gummi av EPDM- 10 513 023 lO eller butyltyp och folie eller filrn av termoelast (TPE), innehållande minst lO vikt-% elastisk sampolymer, kalandreras eller strängsprutas tillsammans till en sammanhängande folieformad bana och att den bildade banan rullas upp på en trumma och dareñerš vulkaniseras i autoklav, varvid dels vidhañning äger rum mellan termoelast oiph gummi i banan, dels gummit tvarbinds och blir icke smältbart, medan terírnoelastskiktet behåller sina termoplastiska egenskaper och bildar ett smältbart sl-qikt.
8. 8. Användïning av larninatet enligt något av krav l-6 som tätskikt for takbeläggning.
9. 9. Anvåndiiing av larninatet enligt något av krav 1-6 som tätskikt vid l bro- och tunnelbyggeii eller i bassänger och liknande konstruktioner.