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DE3145266A1 - "dach- und abdichtungsbahn" - Google Patents

"dach- und abdichtungsbahn"

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DE3145266A1
DE3145266A1 DE19813145266 DE3145266A DE3145266A1 DE 3145266 A1 DE3145266 A1 DE 3145266A1 DE 19813145266 DE19813145266 DE 19813145266 DE 3145266 A DE3145266 A DE 3145266A DE 3145266 A1 DE3145266 A1 DE 3145266A1
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DE
Germany
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nonwoven
roofing
organic material
membrane according
fibers
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Ludwig Dipl.-Chem. Dr. Hartmann
Ivo Dipl.-Ing. 6750 Kaiserslautern Ruzek
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Carl Freudenberg KG
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Carl Freudenberg KG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Description

DR. H. WEISSENFELD - RICHTERS PATENTANWALTIN
6940 Weinheim/BersStrl 4 5 Z Ό U Höhnerwao 2 · 4 Telefon 06201 -80-4494 + 8618 Telex 4 65 531
22.Oktober 1981 Dr.W/F L 948/Deu.
Anirelderin: Firma Carl Freudenberg, Weinheim Dach- und abdichtungsbahn
Die Erfindung betrifft eine hochfeste elastische Dachdichtungsbahn bestehend aus wenigstens einer Vliesstoffschicht aus organischem Material/ gegebenenfalls v/enigstens einer weiteren Vlies- bzw. Vliesstoffschicht aus anorganischem Material und einer beidseitigen Bitumenbeschichtung, wobei die Vliesstoffschicht (en) mit dem Bitumen durchdrängt ist (sind).
3U5266
Es ist seit langem bekannt, Flächen, z.B. Dächer, mit bituminösen Abdeckbahnen abzudichten. Die bituminösen Abdeckbahnen bestehen. üblicherweise aus einem Träger, der mit Bitumen getränkt und/oder beschichtet ist. Als Trägermaterial werden oft Vliese, Vliesstoffe oder Filze aus Textilabfallen, z.B. Wolle, verwendet. Derartige Träger besitzen jedoch nur eine geringe Festigkeit und. nahezu keine Elastizität.
Zur Beschichtung der bekannten bituminösen Dachbahnen wird sogenanntes oxidiertes Bitumen verwendet, dessen viskoelastisches Verhalten sehr stark tenperaturabhänig ist. So fließt das oxidierte Bitumen leicht bei höheren Temperaturen, deformiert sich dauernd im mittleren Temperaturbereich und wird bei niederen Tenperaturen, schon um den Gefrierpunkt, spröde und brüchig.
Herkömmliche Dachkonstruktionen unter Verwendung bituminöser Dachbahnen, die einigermaßen dicht sein sollen, enthalten in der Rsgel mehrere, oft sogar mehr als fünf Lagen der vorstehend beschriebenen einfachen Dachpappen. Trotzdem werden Schädigungen durch mangelnde Elastizität der Dachdichtungsbahnen und durch Dilataticnsbewegungen der Dachkonstruktion häufig beobachtet. Die Verlegungskosten sind überdies sehr hoch, weil es notwendig ist, viele Bahnen übereinander zu schichten. Die Ausführung der Dachdeckerarbeiten bei niederen Terrperaturen ist wegen des Versprödens der Dachbahnen nahezu unmöglich.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die-Qualität der bituminösen Dachdichtungsbahnen durch die Verwendung von Glas- oder Mineralfaservliese bzw. -Gewebe, gegebenenfalls zusammen mit organischen Synthesefasern, zu verbessern. Ein derartiger Vorschlag ist in DE-GM 77 23 beschrieben. Diese Trägermaterialien weisen zwar im Vergleich mit den ursprünglich verwendeten Dachpappen wesentlich höhere Festigkeiten auf, ihre Reißcehnunr: ist jedoch sehr gering und beträgt maistens etwa 2 bis 5 %. Die durch ede Dilatation hervor-
- ,abgerufenen Dimansionsänderungen führen in der Regel bereits wegen mangelnder Elastizität und schlechten Arbeitsaufnahmevermögens zu einem Riß..
Eine weitere Verbesserung der bituminösen Dachdichtungsbahnen wurde durch Einführung von MDdifikatoren versucht, die das viskoelastische Verhalten des Bitumens verbessern sollten. So wird in DE-GM 79 05 eine Mischung aus Bitumen und Äthylencopolyrrerisat vorgeschlagen. Auf diese Weise kann das viskoelastische Verhalten des Bitumens, insbesondere seine starke Itemperaturabhängigkeit, verbessert werden, so daß derartige Dachpappen auch bei niederen Temperaturen handhabbar sind.
Für die eigentliche Verbesserung der Dichtungsfunktion bituminöser Dachbahnen ist jedoch nicht allein die Verbesserung der Bitumenelastizität ausreichend, denn die Elastizität der Abdichtungsbahn wird wesentlich durch die Eigenschaften des textlien oder mineralischen Trägermaterials bestimmt und begrenzt. Weder die aus unterschiedlichen Abfallfasem gefertigten herkömmlichen Pappen, noch die gegebenenfalls auch hochfeste Trägermaterialien aus Glas, Vliesen oder Geweben besitzen die erforderliche temperaturunabhängige Elastizität, so daß es auf dem Dach durch thermische Dilatation inner wieder zu Rissen bzw. Undichtigkeiten kommen kann.
Dar Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, an sich bekannte bituminöse Dach- und Abdichtungsbahnen derart zu verbessern, daß sie in einem großen Temperaturintervall komplikationslos verlegt werden können, wobei es auch nach langen Lagerzelten bei problematischen Cbjekten, z.B. Flachdächern, nicht zu Rissen und Undichtigkeiten kommen darf.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen wiedergegebene hochfeste elastische Dach- und Abdichtungsbahn gelöst.
- 4
In diesem Zusamnenhang wurde gefunden, daß eine besonders vorteilhafte Verbesserung der Eigenschaften bekannter bituminöser Abdichtungsbahnen durch die -Verwendung der erfindungsgemäßen Vliesstoffbahnen, die in ihrer Elastizität speziell auf die Behebung der bekannten Mängel abgestellt ist. Es ist besonders vorteilhaft, diese Vliesstoffbahnen in Kombination mit elastischen modifizierten Bitumentypen zu verwenden. Als Modifikatoren werden Plastonere mit hinreichend niedrigen Glasunwandlungspunkten, z.B. ataktisches Polypropylen und insbesondere thermoplastische Elastomere auf Basis von Styrol-Butadien-Blockcopolymeren (SBR) vorgeschlagen. Die letztgenannten Elastomeren bilden durch die Kombination von starren Styrol- und elastischen Butadienblöcken ein physikalisch zusammengehaltenes Netzwerk und weisen eine gute Elastizität auf, die bis zu dem Glasunwandlungspunkt von Polystyrol von etwaigen Temperaturänderungen nahezu unabhängig ist. Durch die Beimengung von geeigneten Msdifikatoren, insbesondere der elastcmeren Blockcopolymeren, kann das viskoelastische Verhalten des Bitumens, besonders jedoch seine starke Temperaturabhängigkeit, nachhaltig verbessert werden. Die mit derartigen Bitumenmassen hergestellen Abdichtungsbahnen sind auch bei niedrigen Temperaturen komplikatiensfrei handhabbar.
Es ist möglich, die elastischen Dach- und Abdichtungsbahnen relativ dünn auszubilden, wobei in der Itegel Dicken von 2 bis 8 mm ausreichen. Wesentlich ist, daß die Oberflache stets durch eine hinreichend starke und kompakte Bitumenschicht gebildet wird. Es ist weiterhin zweckmäßig, daß die elastische faserverstärkte Dachdichtungsbahn über ihren Querschnitt hinweg eine abgestufte Zusammensetzung aufweist. Dies ist so zu verstehen, daß der Anteil dor Verstürkungs fasern für die Abdeckungsbahn nach innen zunimmt. Die Oberfläche ist somit im wesentlichen faserfrei, während die Faserdichte progressiv nach innen hin ansteigt.
3U5266
Unabhängig von dem Aufbau der Dach- bzw. Abdichtungsbahn, d.h. von der Verwendung einer oder mehrerer Vliesstoff schichten, die aus hydrophoben Synthesefasern und gegebenenfalls einer zusätzlichen Verwendung einer oder mehrerer Vliesstoff schichten aus anorganischem Material besteht, ist es erfindungswesentlich, daß der Vliesstoffträger eine so hohe Elastizität aufweist, daß im Tenperaturintervall zwischen -20 C und +70 C und im Bereich, einer durch Spannung verursachten Zwangsverformung £s von 0,03 bis 0,30 nach der Aufhebung der Spannung und der dadurch erfolgten Relaxation eine bleibende Restdeformation £^ aufweist, deren Wert höchstens
29,6226 ·£ο 3 - 15,5418.£2 + 2,9359 ·£ - 0,0769
S SS
beträgt.
Durch geeignete einfache Versuche läßt sich jeweils die optimale Rastdeformation der Vliesstoffträger ermitteln.
Die im Temperaturintervall zwischen -20 C und +70° C geforderten Werte der Etestde formation sind insbesondere für die Dauerbeanspruchung der Dach- und Abdichtungsbahn von eminenter Bedeutung, überraschenderweise lassen sich so die Gebrauchseigenschaften der fertigen Dachbahn in einfacher Weise durch Analyse und Definition des Trägermaterials messen.
Während die erfindungsgemäße Dach- und Abdichtungsbahn grundsätzlich unter Verwendung normaler Bitumenmischungen hergestellt werden kann, ist es in vielen Fällen jedoch zweckmäßig, elastische modifizierte Bitumsnmischungen zu verwenden. Auch in diesem Falle wird jedoch das elastische Verhalten der Abdichtungsbahn ausschließlich durch die vorstehend definierten elastischen Eigenschaften des Trägermaterials bestimmt,,
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Dach- und. Abdichtungsbahn liegt in der Verwendung eines Trägers aus weitgehend hydzophcben Synthesefaservliesen. Das.-.Quadratnetergewicht der Vliese_ liegt nach dem Verwendungszweck zwischen 50 und. 350 g/nu . Wegen der Art der Beanspruchung auf dem Dach ist es notwendig, daß die als Träger verwendeten Vliesstoffe keine bevorzugte geometrische Richtung bezüglich ihrer Eigenschaften aufweisen. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß bereits eine zweidimensionale Verteilung der Festigkeitseigenschaften, wie sie bei Geweben vorkonntt, sehr nachteilig ist.
Die vorgeschlagene Vliesstoffeinlage für die bituminöse Dach- und Abdichtungsbahn weist außer der geschilderten hohen Elastizität noch weitere wesentliche Eigenschaften auf. Die Höchstzugkraft, gemessen nach DIN 58 857 an 5 an breiten Streifen beträgt mindestens 250 N umgerechnet auf ein Flächenge*
liegt zwischen 30 % und 60 %.
umgerechnet auf ein Flächengewicht von 100 g/m . Die Höchstzugdehnung
Die als Träger vorgeschlagene Vliesstoffbahn wird zweckmäßig durch glatte oder strukturierte Kalanderwalzen verfestigt. Eine bevorzugte Ausführung besteht aus einem zweistufig verfestigten Vliesstoff, wobei dieser zunächst mit Hilfe eines beheizten Kalanders vorverfestigt und dann mit einer Bindemitteldispersion endverfestigt ist.
Die Fasern des Vliesstoffes sind weitgehend hydrophobe Synthesefasern, insbesondere Polyesterfasern. Besonders vorteilhaft sind Spinnvliese aus Polyesterfasern.
Für manche Zwecke ist es angebracht, bituminöse Dach- bzw. Abdichtungsbahnen zu verwenden, welche neben den textlien Vliesstoffen zuzüglich weniger elastische Träger, z.B. Glasvliese oder Glasgewebe enthalten. Hier dient die elastische Trägerbahn aus textlien Vliesstoffen als Sicherung in Kraft, wenn durch Uber-
— 7 -
schreitung der Elastizitätsgrenze des weniger elastischen anorganischen Vliesstoffes die Dach- und Abdichtungsbann ohne Mitvervendung des textlien Trägematerials brechen würde. Der mitverwendete wenig elastische Träger gewährleistet jedoch durch seinen hohen Anfangsmodul, insbesondere bei hohen Temperaturen von 180 bis 200° C eine gute Verarbeitbarkeit bei der Beschichtung im Bitumenbad, selbst dann, wenn aus Kostengründen mit einem sehr leichten elastischen Träger gearbeitet wird»
Die Herstellung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dach- und Abcachtungsbahnen kann nach mehreren Verfahren erfolgen. Bewährt hat sich das Tauchverfahren, bei dem das Trägermaterial durch ein beheiztes Bitumenbad geführt und so beschichtet wird. Die Abdichtungsbahn kann jedoch auch nach einem Kalander-Beschichtungsverfahren hergestellt werden, wobei die Bitumenschicht in einem Kalanderspalt gebildet und mit dem Träger kaschiert wird.
Die Messung der geforderten Elastizität erfolgt in Anlehnung an die Festigkeitsprüfung bei Textilien nach DIN 58 857. Als Prüflinge werden dabei 5 cm breite Streifen verwendet, die Einspannlänge beträgt 20 cm. Bei der Prüfung der Elastizität wird der Prüfling durch Auflegung einer dazu notwendigen Zugspannung um einen Betrag von z.B. 10 %, 20 % oder 30 % gedehnt. Danach wird die Spannung weggenommen, so daß der Prüfling frei relaxieren kann.
Nach 10 Minuten wird die Restlänge des Prüflings festgestellt. Die Zwangsdeformation und die Restdeformation werden dabei wie folgt definiert:
= . Ls."Lo = ^Ls
— L
Lo Lo
3Η5266
wo L die Ausgangslänge des Prüflings (Einspannlänge) L die Länge des Prüflings unter Spannung L die Länge des Prüflings nach der Relaxation
Ausführungsbeispiel
Ein Polyester-Spinnvlies wurde durch Ausspinnen von Polyethylenterephthalat zu Endlosfäden, die mittels eines aerodynamischen Abzugkanals in einem Luftstrahl abgezogen und dabei gleichzeitig verstreckt und durch eine Pendelbewegung verteilt wurden, gebildet. Sein
2
Flächengewicht betrug 220 g/m . Dieses Spinnvlies wurde in dem Spalt eines auf 140 C beheizten Kalanders mit glatten Walzen vorverfestigt, so daß es eine 0,55 mm dicke Schicht bildete. In einem Foulard wurde dieses Vlies mit einer Dispersion eines Binders getränkt, der aus Styrol, Acrylsäure, Acrylnitril, Acrylamit_und Butylacrylat bestand._ Das getränkte Vlies wurde getrocknet und bei Temperaturen von 200° C nachkondensiert. Der fertige Vliesstoff wies folgende Eigenschaften auf:
Flächengewicht Dicke
Höchstzugkraft längs
quer
Höchstzugdehnung längs quer
250 g/m2 N
0,55 im N
880 %
830 %
56
55
Die Elastizität des Materials wurde, wie oben beschrieben, bei folgenden Temperaturen geprüft: -20° C, +20? C und +7O0L C Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 wiedergegeben:
- /14
Tabelle 1
Versuch
Zwangsdeformation
Temperatur
Restdeformation
C 0,0645
0,15 -20 0,0605
0,15 +20 0,0610
0,15 +70 0,096
0,20 -20 0,100
0,20 +20 0,090
0,20 +70 0,186
0,30 -20 0,180
0,30 +20 0,156
0,30 +70
Für die geprüften Ebenen der Zwangsdeformation gelten aus der Gleichung
- ^29,6226 -C
-e>o ' <— S
folgende Maximalwerte
- 15,5418 · £2 + 2,9359 ' Qs - 0,0769
= °'15 gilt £^^0,1138 = 0,20 gilt £^^0,1256 = Of30 gilt
10 -

Claims (9)

Patentansprüche
1.] Hochfeste elastische Dach- und Abdichtungsbahn bestehend aus wenigstens einer Vliesstoffschicht aus organischem Material, gegegebenenfalls wenigstens einer weiteren Vlies- bzw. Vliesstoffschicht aus anorganischem Material und einer beidseitigen Bitumenbeschichtung, wobei die Vliesstoffschicht (en) mit dem Bitumen" durchdrängt ist (sind), dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff aus organischem Material
a) ein Flächengewicht von 50 bis 350 g/m aufweist und
b) im Temperaturbereich zwischen -20° C und +70° C im Bereich einer durch Spannung verursachten Zwangsverformung (Dehnung) F = 0,03 bis 0,30 % nach Relaxation eine bleibende Restver-
formung ^00 besitzt, deren Wert höchstens C.
429,6226 · έ3 - 15,5418 · £2 + 2,9359 . £* - 0,0769
S S^
beträgt, und
daß die Biturenbeschichtung gegebenenfalls aus einem durch Zusatz von Modifikatoren, z.B. Plastoireren mit hinreichend niedrigen Glasunwandlungspunkten elastisch gemachtem Bitumen besteht.
2. Dach- und Abdichtungsbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Vliesstoffschichten enthält, wobei der durch die Schichten bewirkte Faseranteil im Querschnitt der Bahn so verteilt ist, daß die Oberfläche im wesentlichen faserfrei ist, während die Faserdichte nach innen progressiv zunimmt.
3. Dach- und Abdichtungsbahn nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff aus organischem Material ein weitgehend hydrophober Vliesstoff aus synthetischen Fasern ist.
- 11 -
3U5266
4. Dach- und Abdichtungsbahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff aus organischem Material ein Spinnvliesstoff aus Polyesterfasern ist.
5. Dach- und Abdichtungsbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff aus organischem Material bei einer spezifischen Höchstzugkraft nach DIN 58 857, gemessen
2 an 5 an breiten Streifen, von wenigstens 250 N pro 100 g/m Flächengewicht eine Höchstzugdehnung zwischen 30 % und 60 % aufweist.
6. Dach- und Abdichtungsbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff aus organischem Material in sämtlichen geometrischen Richtungen eine im wesentlichen gleiche Höchstzugkraft aufweist.
7. Dach- und Äbdichtungsbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff aus organischem Material aus Synthesefasern besteht und durch Kalandrieren und gegebenenfalls zusätzlich durch Bindemittel verfestigt ist.
8. Dach- und Abdichtungsbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff aus organischem Material ein solches Gemisch aus Synthesefasern enthält, das bis zu 25 Gew.% thermoplastische Bindefasern zum Verfestigen des Vliesstoffes enthält. - - _
9. Dach- und Äbdichtungsbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff aus anorganischem Material Fasern aus Glas- und/oder Asbest- und/oder Mineralfasern enthält.
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