WO1985004199A1 - Materiau de couche de revetement a base de tissu ou de non-tisse - Google Patents

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Description

Decklagenmaterial auf Vlies- oder Gewebebasis
Die Erfindung betri ft ein Decklagenmaterial auf Vlies- oder Gewebebasis zur Herstellung von beidsei- tig mit Decklagen versehenen Platten aus flüssigen bzw. Flüssigkeit enthaltenden Ausgangskomponenten, insbesondere zur Herstellung von Gipsplatten und Polyurethan(PU)-Hartschaumplatten und dessen Verwen- düng in einer kontinuierlichen Plattenerzeugungsan¬ lage.
Beidseitig mit Decklagen versehene Platten, wie Gipsplatten und Schaumstoffplatten aus aufgeschäum- ten Polystyrol, Polyurethan oder Harnstoff-Formalde¬ hydharzen finden in breitem Ausmaß als Bauelemente wie Dachelemente und zur Wärme- und Trittschalliso¬ lierung sowie auch' als Verpackungsmaterial Verwen¬ dung.
Die Herstellung dieser Materialien erfolgt heut in sehr großem Ausmaß in einem kontinuierlichen Ver¬ fahren in sogenannten Plattenanlagen, in denen die Aufschäumung zwischen umlaufenden Plattenbändern er¬ folgt, wobei die Formierung des Kernmaterials bzw. dessen Aufschäumung aus flüssigen Komponenten wie beispielsweise bei Polyurethanschaum gegen diese um- laufenden Plattenbänder erfolgt. Um eine Verklebung mit diesen umlaufenden Plattenbändern zu verhin¬ dern, läßt man PapierIgen anliegend am oberen und unteren umlaufenden Plattenband mitlaufen. Diese Lagen verbinden sich mit dem Kernmaterial, also bei— spielsweise dem Polyurethanschaum und verbleiben üb¬ licherweise als beidseitige Decklagen auch darauf, weil die so hergestellte Platte dadurch an Stabili¬ tät und Festigkeit gewinnt und auch die Oberflächen¬ güte zunimmt. Man hat auch bereits vorgeschlagen, Vlies- oder Gewebebahnen als Decklagenmaterialien zu benutzen, wie Vliese oder Gewebe aus Zellulosefa¬ sern, Polyesterfasern und, insbesondere ihrer Unbrennbarkeit wegen, Glasfaservliese oder -gewebe. Ein weiterer Vorteil solcher Decklagen aus Vlies oder Gewebe besteht darin, daß in die darin vorhan¬ denen Zwischenräume das Kernmaterial wie der Poly¬ urethanschaum eindringen kann und damit eine gute Verankerung zwischen Kernmaterial und Decklagenmate¬ rial gewährleistet ist. Der Verbund zwischen Kern- und Decklagenmaterial aus Papier oder Folie war immer problematisch. Trotzdem haben sich Vlies- und Gewebematerialien als Decklagenmaterial nicht durch¬ setzen können, weil die flüssigen Komponenten durch die im Vlies oder Gewebe vorhandenen Zwischenräume hindurchtreten und wiederum zum Verkleben mit den Plattenbändern führen. Solche flüssigen oder Flüssigkeiten enthaltenden Ausgangskomponenten lie¬ gen insbesondere bei der Herstellung von PU-Hart- schäumen, aber auch bei Harnstoff-Formaldehyd- Schaummaterialien vor, bei denen die Ausgangsmate¬ rialien chemisch reagieren oder abbinden und bei der Herstellung von Gipsplatten, die hydraulisch abbin- den.
Man hat diesem Nachteil bereits versucht dadurch abzuhelfen, daß man die Vlies- oder Gewebemateria¬ lien mit Polyäthylen oder Bitumen beschichtet hat, wobei man im letzteren Fall, um die Decklage über¬ haupt handhabbar zu machen, diese zusätzlich mit Sand bestreuen mußte. Nachteilig an diesen vorbe¬ kannten Materialien ist aber, daß sowohl Polyäthylen als auch Bitumen ziemlich stark in das Vlies oder Gewebe eindringen, dadurch dessen offene Struktur verloren geht und der Verbund zwischen Vlies oder Gewebe und dem den Kern der Platte bildenden Mate¬ rial damit unzureichend wird. Bei PU-Hartschaum- platten, an deren Beispiel die Erfindung nachfolgend beschrieben wird, liegt ein weiterer Nachteil darin, daß beide Materialien leicht brennbar sind und damit die daraus hergestellte, mit Decklagen versehene PU-Hartschaumplatte äußerst schlechte Eigenschaften hinsichtlich ihres Brandverhaltens hat.
Es besteht deshalb ein dringendes, technisches Be¬ dürfnis nach einem Decklagenmaterial, daß die oben aufgezeigten Nachteile nicht aufweist, die kontinu¬ ierliche Herstellung von Platten aus flüssigen Aus- gangskomponenten ermöglicht, ohne daß diese durch das Vlies oder Gewebe hindurchtreten und mit den Platten oder Bahnen der Plattenerzeugungsanlage ver¬ kleben. Ein solches Decklagenmaterial soll weiterhin im Brandverhalten möglichst der Baustoffgruppe B2 oder Bl, nach Möglichkeit aber sogar der Baustoff¬ gruppe A2 entspechen. Es soll weiterhin gegenüber heißem Bitumen beständig sein, so daß die Decklage beim häufig üblichen Bituminieren, z.B. eines Flach¬ daches, nicht zerstört wird und keine Blasenbildung, d.h. teilweise Trennung zwischen Decklage und PU- Hartschaum, auftritt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Decklagenmate¬ rial mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentan¬ spruchs, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Vlies oder Gewebe einseitig eine Beschichtung aus 70 bis 94 Gew.% eines pulverförmigen anorganischen Ma- terials und 5 bis 30 Gew.% atro eines Bindemittels aufweist, bevorzugt macht das pulverför ige anorga¬ nische Material in der Beschichtungsmasse sogar 80 bis 94 Gew.% atro der Gesamtbeschichtung aus.
in der DE-OS 31 20 342 wird zwar mit dem Ziel der Schwerentflammbarkeit bereits ein Isolationskörper beschrieben, der eine Außenhaut aus einem Glasfaser¬ vlies aufweist, die eine Beschichtung aus mindestens einem Metalloxyid wie Aluminiumhydroxid und/oder Antimonoxid und Kunststoffmischpolymerisaten auf¬ weist. Die bei der Erfindung gestellten, vorstehend aufgezeigten Erfordernisse können mit der techni¬ schen Lehre diese Vorveröffentlichung aus nachfol¬ genden Gründen nicht erfüllt werden noch wird die Erfindung dadurch nahegelegt. Der Anteil an Metall¬ oxid in der getrockneten Masse liegt zwischen 50 und 70 Gew.%, wobei die Beschichtungsmasse in pastösem, aufgeschäumten Zustand auf das Glasfaservlies aufgetragen und anschließend mittels Strahlungswärme getrocknet wird. Eine solche Beschichtungsmasse mag zwar das dort gestellte Erfordernis der Schwerentflammbarkeit erfüllen, nicht aber die Lösung der hier gestellten Aufgabe. Bei Prozentgehalten von 50 bis 70 Gew.% anorganischem Material handelt es sich um Feststoff¬ konzentrationen, wie sie in Streich- und Beschich- tungsmassen üblich sind. Für den bei der Erfindung verfolgten Zweck sind solche üblichen Beschichtungs- massen mit hohem Anteil an Bindemittel und Flüssig¬ keit deshalb nicht geeignet, weil Flüssigkeit und Bindemittel durch das Vlies oder Gewebe hindurch¬ schlagen und zu der befürchteten Verklebung mit den Plattenbändern der kontinuierlichen Plattenanlage führen. Die erheblichen Mengen an zu entfernender Flüssigkeit führen beim Trockenvorgang außerdem zu Blasen und zum Schrumpf und die Beschichtung trock¬ net nicht rißfrei.
Aus diesem Grunde besteht ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Decklagenmaterials in der Ver¬ wendung einer Beschichtungsmasse mit einem sehr hohen Feststoffanteil, vorzugsweise von 70 bis 80 Gew.%. überraschenderweise ist diese Beschichtung noch mit einer Rakelvorrichtung aufzutragen. Sie wird zweckmäßig mit heißer Umluft getrocknet und ergibt eine einwandfreie geschlossene Beschichtung ohne Blasen, Schrumpf oder Risse.
Der Vorteil des Decklagenmaterials nach der Erfin¬ dung liegt darin, daß durch den ungewöhnlich hohen Anteil an anorganischem Material das Vlies oder Ge¬ webe undurchlässig für die flüssigen Ausgangsbe- standteile wird, dadurch rückseitig die offene Struktur des Vlieses bzw. -gewebes erhalten bleibt und damit eine gute Verankerung des Decklagenmate¬ rials mit dem Kernmaterial der Platte bei der spä- teren Formierung bzw. Aufschäumung gewährleistet ist.
Der hohe Anteil an anorganischem Material bewirkt außerdem, daß eine mit diesem Decklagenmaterial ver- sehene PU-Hartschaumbahn gegenüber heißem Bitumen, beispielsweise von 180 Grad, beständig ist, die Decklage nicht zerstört wird und keine Blasenbildung zwischen Decklage und PU-Hartschaum auftritt. Außer¬ dem ist durch den hohen Anteil an anorganischem Ma- terial die Entflammbarkeit gegenüber vorbekannten Materialien weiter herabgesetzt.
Als Bindemittel kommen sowohl solche auf anorgani¬ scher Grundlage, wie Wasserglas, als auch solche auf organischer Grundlage, insbesondere Kunststoffbasis, in Betracht. Da Wasserglas als Bindemittel die Deck¬ lage ziemlich spröde macht, empfehlen sich dabei auch Abmischungen mit Bindemitteln auf Kunststoff¬ basis. Anorganische Bindemittel haben den Vorzug, daß sie die Entflammbarkeit weiter herabsetzen.
Die Bindemittel auf Kunststoffbasis werden vorzugs¬ weise als Kunststoffdispersionen mit einem Fest¬ stoffgehalt von 35 bis 70 Gew.% eingesetzt. In Be- tracht kommen insbesondere Polyvinylchlorid und
Polyvinylidenchlorid, die den Vorteil haben, schwer entflammbar zu sein und Co- und Terpolymerisate des Vinylacetats mit Maleinsäure und Acrylsäure. Beson- ders bevorzugt sind wegen ihrer guten Bindemittel¬ eigenschaften gegenüber den anorganischen Beschich- tungsbestandteilen Styrol-Butadien-Mischpolymerisate und Polymerisate bzw. Mischpolymerisate der Acryl- säure bzw. Methacrylsäure. Die Menge an eingesetzter Kunststoffdispersion hängt etwas vom Feststoffgehalt ab, wobei man, um die für die Trocknung der Be¬ schichtung aufzuwendenden Energie gering zu halten, mit Dispersionen möglichst hohen Feststoffanteils arbeitet.
Als anorganisches Material sind die verchiedendsten pulverförmigen Stoffe geeignet, insbesondere solche auf mineralischer Basis, wie Silikate, Clays u.a.. Wegen seiner leichten Zugänglichkeit und damit ver¬ tretbaren Preisgestaltung hat sich Calciumcarbonat als besonders bevorzugt erwiesen.
Zur Erzielung besserer Werte im Bandverhalten em- pfiehlt sich als anorganisches Material besonders Aluminiumhydroxid oder Aluminiumoxidhydrat, mit dem sich die Entflammbarkeitsstufe A2 erzielen läßt.
Um wirtschaftlich zu bleiben, besteht in einer be- vorzugten Ausgestaltung der Erfindung das anorga¬ nische Material aus einer Mischung aus 10 bis 50 Gew.% Calciumcarbonat und 90 bis 50 Gew.% Aluminium¬ hydroxid oder Aluminiumoxidhydrat für die Beschich¬ tung. Dabei wird das Decklagenmaterial und die damit abgedeckte PU-Hartschaumplatte um so flammfester, je höher der Anteil an Aluminiumhydroxid oder Alumini¬ umoxidhydrat ist. Zweckmäßig enthält die Beschichtung noch gewisse Anteile an organischen oder mineralischen Farbstof¬ fen, um dadurch verschiedene Güteklassen der Platte, beispielsweise hinsichtlich des Brandverhaltens zu kennzeichnen. Um dem Deckmaterial seine Transparenz zu nehmen und ein Hindurchschimmern des oft gelb¬ lichen Pü-HartSchaumes zu verhindern, hat sich eine Einfärbung des Deckmaterials mit Ruß als bevorzugt erwiesen, weil dabei schon geringe Mengen flächen- deckend sind.
Für besondere Anwendungszwecke, insbesondere dann, wenn man an einem weißten Decklagenmaterial und da¬ mit einer weißen PU-Hartschaumplatte bzw. einer weißen Gipsplatte interessiert ist, hat sich die
Zumischung von bis zu 5 Gew.% Titanoxid-Pulver, be¬ zogen auf die Gesamtmenge aus anorganischem Material als bevorzugt erwiesen.
Das für das Decklagenmaterial verwendete Vlies oder Gewebe hat zweckmäßig ein Flächengewicht zwischen 35 und 350 g/qm, bevorzugt von 40 g/qm bis 150 g/qm und die Auftragsgewichte der Beschichtung liegen zweck¬ mäßig zwischen 150 und 450 g/qm, wobei diese Gewich- te in starkem Ausmaße vom Einsatzzweck, der Dicke des Kernmaterials u.a. Faktoren abhängig sind. Als Vlies- und Gewebematerial hat sich besonders Glas¬ faservlies bzw. -gewebe bewährt, da es nicht brenn¬ bar ist. Als Vlies- und Gewebematerial auf organi- scher Basis wird zweckmäßig ein solches auf Cellu- losebasis eingesetzt. Seines guten Festigkeitswertes wegen ist ein Polyesterfaservlies bevorzugt geeig¬ net. Bei Decklagenmaterial für Gipsplatten wird zweckmäßig sowohl Vlies- als auch ein Gittergewebe gemeinsam verwendet, weil dadurch die Bruchanfällig¬ keit der Gipsplatten ganz wesentlich verringert wer¬ den kann. Durch die gemeinsame Verwendung von Vlies und Gittergewebe läßt sich ganz generell die Längs¬ und Querfestigkeit beträchtlich erhöhen.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung des erfin¬ dungsgemäßen Decklagenmaterials für die Herstellung beidseitig mit Decklagen versehener Platten in einer kontinuierlichen Plattenerzeugungsanlage mit Ober- und Unterband. Es eignet sich natürlich auch als Kaschiermaterial zum nachträglichen Aufkaschieren beispielsweise auf aus einem Block aus aufgeschäum- ten Polystyrol herausgeschnittene Polystyrolschaum¬ platten, wobei auch hier die nicht beschichtete Vlies- oder Gewebeseite für den guten Verbund des Decklagenmaterials mit dem Kernmaterial über das Kaschiermaterial zur Verfügung steht.
Nachfolgend wird die Erfindung an bevorzugten Bei¬ spielen anhand des Herstellungsverfahrens für die Decklagen näher erläutert:
Beispiel 1:
Auf ein Glasfaservlies mit einem Flächengewicht von ca.60 g/qm wird in einer Rakelstreichanlage eine Beschichtungsmasse aus CaCO -Pulver einer statisti¬ schen mittleren Korngröße von ca. 10 um und einer Polystyrol-Butadien-Dispersion mit einem Feststoff¬ gehalt von 57 Gew.% unter Zusatz von 1,5 g üblicher Hilfsmittel, wie Entschäumer, Netzmittel und Konser¬ vierungsmittel aufgetragen, wobei der Feststoffge- halt der Beschichtungsmasse insgesamt ca. 75 Gew.% beträgt. Dabei sind die Mengenanteile an CaCO -Pul¬ ver und Kunststoffdispersion in der Beschichtungs¬ masse so gewählt, daß nach der Trocknung mit heißer Umluft in einem Trockenkanal die Beschichtung zu 92 Gew.% aus anorganischem Material und zu 6,5 Gew.% aus Bindemittel und der Rest aus Hilfsstoffen be¬ steht. Die Beschichtungsmenge beträgt 250 g/qm atro.
Beispiel 2:
Ein Vlies auf Cellulosebasis, das flammfest ausge¬ rüstet ist und ein Gewicht von 50 g/qm hat, wird in einer Rakelstreichanlage mit einer Beschichtungs¬ masse aus Aluminiumhydroxid, Calciumcarbonat und einer Kunststoffdispersion aus einem Terpolymerisat des Vinylacetats, der Maleinsäure und des Methacryl- säureesters mit einem Feststoffgehalt von 50 Gew.% und 3 g der üblichen Hilfsmittel beschichtet, wobei der Feststoffgehalt der Beschichtungsmasse insgesamt ca. 73 Gew.% beträgt. Dabei sind die Mengenanteile an Aluminiumhydroxid, Calciumcarbonat und Kunst¬ stoffdispersion in der Beschichtungsmasse so ge¬ wählt, daß nach der Trocknung mit heißer Umluft in einem Trockenkanal die Beschichtung zu 60 Gew.% aus Aluminiumhydroxid, zu 22 Gew.% aus Calciumcarbonat und zu 15 Gew.% aus Bindemittel, der Rest Hilfs¬ stoffe besteht. Die Beschichtungsmenge beträgt ca. 250 g/qm atro.
Beispiel 3:
Auf ein Vlies aus Polyesterfasern mit einem Flächen¬ gewicht von 40 g/qm wird eine Beschichtungsmasse aus 25 g Aluminiumhydroxid, 43 g Calciumcarbonat, 4 g Titandioxid, 8 g einer Kunststoffdispersion aus einem Terpolymerisat des Vinylacetats, der Malein¬ säure und eines Methacrylsäuresters mit einem Fest¬ stoffgehalt von 57 Gew.% und ca. 1 g üblicher Ver- dickungs-, Netz- und Konservierungsmittel und 23 g Wasser in einer Rakelstreichanlage aufgetragen und mit heißer Umlauft in einem Trockenkanal getrocknet. Dies Decklagenmaterial zeichnet sich durch die Mit¬ verwendung von Titandioxid durch seine weiße Farbe aus und findet bei der Herstellung von weißen Plat- ten Verwendung, die als Wandverkleidungen eingesetzt werden. Die Beschichtungsmenge auf der getrockneten Decklage beträgt ca. 270 g/qm atro.

Claims

Patentansprüche
1. Decklagenmaterial auf Vlies- oder Gewebebasis zur Herstellung von beidseitig mit Decklagen versehenen Platten aus flüssigen bzw. Flüssig¬ keit enthaltenden Ausgangskomponenten, insbeson¬ dere zur Herstellung von Gipsplatten und Poly¬ urethan(PU)-Hartschaumplatten, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Vlies oder Gewebe einseitig eine Beschichtung aus 70 bis 94 Gew.% eines pulverförmigen anorganischen Materials und 6 bis 30 Gew.% atro eines Bindemittels aufweist.
2. Decklagenmaterial nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das pulverförmige anorganische Material in der Beschichtung 80 bis 94 Gew.% atro der Gesamtbeschichtung ausmacht.
3. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus einer Kunststoffdispersion mit 35 bis 70 Gew.% Feststoffanteil gebildet ist.
4. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus einem Latex auf Basis von Styrol-Butadien-Misch- polymerisaten gebildet ist.
5
5. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus einem Latex auf Basis von Polymerisaten oder Mischpolymerisaten der Acrylsäure bzw. Metha- ° crylsäure gebildet ist.
6. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Material Calciumcarbonat ist. 5
7. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Ma¬ terial Aluminiumhydroxid oder* Aluminiumoxid¬ hydrat ist. 0
8. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Ma¬ terial eine Mischung aus 10 bis 50 % Calcium¬ carbonat und 90 bis 50 % Aluminiumhydroxid oder -> Aluminiumoxidhydrat ist.
9. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung or¬ ganische oder mineralische Farbstoffe enthält.
10. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Ma¬ terial zusätzlich bis zu 5 Gew.% Titandioxid- pulver, bezogen auf die Gesamtmenge an anorgani¬ schem Material, als mineralischen Farbstoff enthält.
11. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies oder Gewe¬ be ein Flächengewicht zwischen 35 und 350 g/qm hat und das Auftragsgewicht der Beschichtung zwischen 150 und 450 g/qm liegt.
12. Verfahren zur Herstellung des Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine Beschichtungsmasse mit einem Feststoffgehalt von 70 bis 80 Gew.% mit einer Rakelvorrichtung auf das Vlies oder Gewebe auf¬ getragen und mittels Umlufttrocknung getrocknet wird.
13. Verwendung des Deckmaterial nach einem der An- sprüche 1 bis 12 zur Herstellung von beidseitig mit Decklagen versehenen Platten in einer konti¬ nuierlichen Plattenerzeugungsanlage mit Ober- und Unterband.
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