DE10334934B4

DE10334934B4 - Plattenförmiges Element zur Bekleidung von Dächern oder Fassaden und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE10334934B4
Application number: DE2003134934
Authority: DE
Inventors: Michael Hofmann; Andreas Holm; Dirk Venschott; Uwe Rothenberger
Original assignee: CVP Clean Value Plastics GmbH
Current assignee: CVP Clean Value Plastics GmbH
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2023-08-01
Also published as: DE10334934A1

Abstract

Plattenförmiges Element zur Bekleidung von Dächern oder Fassaden, das eine Dicke von 3 bis 10 mm aufweist, aus einer Mischung aus Holzpartikeln und zerkleinertem Recyclingkunststoff besteht und die Mischung mittels eines Bindemittels unter Preßdruck und Wärme verpreßt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß zerkleinertes Agglomerat von Recyclingkunststoff verwendet wird, die Holzpartikel und die Partikel des zerkleinerten Agglomerates annähernd die gleiche Größe aufweisen und auf mindestens einer Seite eine Beschichtung mit Bitumen aufgebracht ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein plattenförmiges Element zur Bekleidung von Dächern oder Fassaden nach dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung nach Patentanspruch 8.
Es ist bekannt, Dächer und Wände von Gebäuden mit plattenförmigen Elementen zu verkleiden, die entweder großformatig oder kleinformatig sind. Bei kleinformatigen Elementen wird auch von Dach- oder Fassadenschindeln gesprochen.
Übliche Dach- und Fassadenplatten bestehen häufig aus Faserzement oder Faserbeton. Die Fasern sind entweder mineralisch oder synthetisch. Ferner werden aufbereitete Na turmaterialien verwendet, wie z.B. Schiefer. Für einfache Gebäude ist auch bekannt, Kunststoffplatten mit und ohne Armierung in Form von Fasern, Gittergeweben oder Vliesen für die Dacheindeckung zu verwenden. Faserzement- und -betonplatten werden in den verschiedensten Farben und Formen hergestellt. Faserzementplatten werden in großindustriellen Anlagen nach dem Hatschek-Verfahren hergestellt. Gewellte Faserzementplatten erhalten ihre charakteristische Form in speziellen Presseinrichtungen. Bei der Herstellung von Faserbetonplatten wird das Beton-Fasergemisch in Formen getrocknet.
Nachteilig bei den großformatigen Faserzement- und vor allem bei Faserbetonplatten ist, daß Löcher und Öffnungen häufig bereits werksseitig vorgefertigt werden, da mit dem fortschreitenden Aushärtungsprozeß (Carbonatisierung) vor allem der Faserbetonplatten eine baustellenseitige Bearbeitung nur noch schwer möglich ist. Auch der Zuschnitt dieser Platten auf der Baustelle ist nur mit speziellen Werkzeugen, z.B. langsam laufenden Sägen mit Spezialsägeblatt bei erheblichen Verschleißerscheinungen möglich.
Faserzement- und Faserbetonplatten weisen folgende positive Eigenschaften auf: Sie haben eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, sind witterungsbeständig, fäulnis- und korrosionsbeständig, frostbeständig und nicht brennbar. Sie ermöglichen die Herstellung in den verschiedensten Farben und Formen. Gegenüber Platten aus Kunststoff ergeben sich jedoch folgende Nachteile: Verglichen mit Kunststoffplatten weisen Faserzement- und Faserbetonplatten ein hohes Gewicht auf und sind daher schwierig zu handhaben. Sie sind auch häufig schlecht zu verarbeiten, weil eine spanende Bearbeitung mit herkömmlichen Werkzeugen schwer möglich ist, eine extreme Staub entwicklung zur Folge hat und eine starke Abnutzung der Werkzeuge verursacht. Ferner sind derartige Platten nicht durchsturzsicher; sie sind ferner rißempfindlich und können nachträgliche Verformungen erleiden.
Schindeln aus Faserzement unterscheiden sich im Aufbau von großformatigen Platten aus dem gleichen Material nur insoweit, als sie aus dem Plattenwerkstoff herausgestanzt werden.
Neben der erwähnten Dach- und Wandverkleidung ist auch bekannt, Bitumen und Naturschiefer einzusetzen. Naturschiefer hat aufgrund seines schichtweisen Aufbaus und seiner Sprödigkeit häufig Verarbeitungsprobleme bei der Befestigung am Untergrund, beispielsweise durch ein Brechen der Schindeln. Anders verhält sich dies bei Schindeln aus Bitumen. Vom Prinzip her entspricht das Material von Bitumenschindeln dem der Bitumendachbahnen. Der grundsätzliche Aufbau von Bitumendachschindeln ist der, daß ein Gewebe aus Glasvlies in Bitumen eingelegt wird. Die Oberseite der Bitumenschindeln ist mit Schiefersplitt oder Farbgranulat bestreut. An der Unterseite befindet sich eine Klebefläche, wobei die Verklebung durch Sonneneinwirkung oder eine sonstige Wärmeeinwirkung erfolgt.
Bitumendachschindeln werden üblicherweise auf eine flächige Holzbrettschalung, auf der zuvor Dachbahnen aus Bitumen aufgebracht worden sind, mittels Nägeln oder Klammern überdeckend im Verband befestigt. Es ist bekannt, bei derartigen Bitumenschindeln Thermoplaste (ataktisches Polypropylen) zuzusetzen. Dadurch wird eine Wär mestandfestigkeit von über 100°C erhalten. Somit ist eine Bedeckung mit Bitumenschindeln widerstandsfähig gegen Funkenflug und strahlende Wärme.
Hochwertige Bitumendachschindeln bestehen aus mehreren Lagen. An der Unterseite dient eine unverrottbare, brandbeständige, frostsichere und stabile Schicht aus Schwerglasvlies als Trägerschicht. Quarzsand bildet die Trennlage zum Unterdach. Als bindende Zwischenschicht wird Plastomerbitumen verwendet, das sich durch Alterungsbeständigkeit, UV-Resistenz und hohe Temperaturbeständigkeit auszeichnet. Das Material ist außerdem kälteflexibel bis zu –10°C und hitzebeständig bis zu 130°C. Es ist ferner trittfest und enthält keine löslichen Schadstoffe, die ausgeschwemmt werden und ins Trinkwasser gelangen können.
Aus US 5,992,116 ist ein plattenförmiges Element zur Bekleidung von Dächern oder Fassaden bekannt geworden, das aus einer Mischung aus Holzpartikeln und zerkleinertem Recyclingkunststoff besteht, wobei die Mischung mittels eines Bindemittels unter Preßdruck und Wärme verpreßt wird. Der Recyclingkunststoff wird von recycelten PVC-Teilen gewonnen, beispielsweise von Gartenschläuchen. Aus DE 36 28 188 A1 ist eine Dachplatte für eine Dacheindeckung mit gleichzeitiger Dämmung bekannt geworden. Die bekannte Dachplatte weist ein keilförmiges Oberteil auf, mit einer unteren Keilfläche, wobei Ober- und Unterteil aus wärmedämmendem Material, wie Hartschaum, Mineralfaser oder ähnlichem hergestellt ist. Die Dachplatten können mit einer Schutzschicht versehen werden.
Eine Holzwerkstoffplatte, bei der die Holzspäne oder -fasern durch gemahlenes oder zerfasertes Agglomerat aus Mischkunststoffen aus der Abfallentsorgung substituiert sind, ist in der DE 103 26 181 A1 beschrieben. Sie ermöglicht eine weitgehende Verwertung von Abfallkunststoffen aus den derzeit bestehenden Sammelsystemen. Hierzu gehört Verpackungsmaterial aus Privathaushalten, wie z.B. Joghurtbecher, Folienverpackungen, Schutzhüllen usw.. Neben den üblichen Folien und Kunststoffen aus LDPE, HDPE und PP fallen auch Folienreste aus Polyamiden, Polycarbonaten, PET und andere Kunststoffe an. Daher sind die Abfallkunststoffe nicht sortenrein. Mit Hilfe geeigneter Sortiervorrichtungen und auch bestimmter Sammelsysteme ist jedoch andererseits möglich, Folienkunststoffe separat zu sammeln und einer Wiederverwertung zuzuführen. Im ersten Fall spricht man von Mischkunststoffen und im letzteren von Reinkunststoffen. Es können auch Mischungen von Reinkunststoffagglomerat (z.B. Folienagglomerat) und Mischkunststoffagglomerat beispielsweise im Verhältnis von 80:20 Reinkunststoffagglomerat:Mischkunststoffagglomerat eingesetzt werden.
Bei der beschriebenen Holzwerkstoffplatte wird ein Teil der Holzpartikel durch Agglomerat aus Mischkunststoff und/oder Reinkunststoff ersetzt.
Die übliche Aufbereitungsform der Mischkunststoffe aus den Sammelsystemen ist das sogenannte Agglomerieren. Dabei werden durch Aufrühren in einem Rührwerk die zerkleinerten Folien durch Reibung so erwärmt, daß diese anschmelzen. Durch das in Intervallen durchgeführte Absprühen des erhitzten Agglomerats mit kaltem Wasser entweicht ein Teil der organischen Bestandteile über den Wasserdampf. Gleichzeitig kühlen die angeschmolzenen Folien ab und agglomerieren zu schüttfähigen, granulatartigen Gebilden. Kunststoffagglomerat weist eine relativ hohe Schüttdichte auf und ist gut transportierbar.
Die Verwertung von Mischkunststoffen aus den Sammelsystemen gestaltet sich problematisch, da der Mischkunststoff keinen einheitlichen Schmelztemperaturbereich aufweist. Manche Stoffinhalte schmelzen bereits bei 105°C bis 115°C (LDPE), während andere Kunststoff erst ab 180°C zu schmelzen beginnen. Der Beginn des Schmelzvorganges, in Form von ersten Anschmelzungen, kann schon bei niedrigen Temperaturen ab ca. 60°C erfolgen.
Die Verwendung des Mischkunststoffagglomerats bei der beschriebenen Holzwerkstoffplatte erfolgt in der Weise, daß das Agglomerat zerkleinert, d.h. gemahlen oder zerfasert wird. Die Partikelgröße beim Zerkleinern ist annähernd gleich der Partikelgröße der zerkleinerten Holzbestandteile, d.h. der Größe der Späne oder Fasern bei Holzspan- und Holzfaserplatten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein plattenförmiges Element zur Bekleidung von Dächern oder Fassaden von Gebäuden zu schaffen, das in seinen Eigenschaften Elementen aus Bitumen nicht nachsteht, sich jedoch in bezug auf den Materialeinsatz und die Herstellung weniger aufwendig herstellen läßt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Das plattenförmige Element nach der Erfindung, das groß- oder kleinformatig sein kann, weist eine Dicke von 3 bis 10 mm auf und besteht aus einer Mischung aus Holzpartikeln, beispielsweise Holzspänen oder Holzfasern und zerkleinertem Agglomerat aus Recyclingkunststoff, wobei nach einer Ausgestaltung der Erfindung der Anteil des Recyclingkunststoffes mindestens 25% der Gesamtrohmasse, bzw. ca. 33% bezogen auf Holzpartikelmasse atro, ausmacht. Die Mischung wird mit Hilfe eines zugegebenen Bindemittels im Warmpreßverfahren zum plattenförmigen Element geformt. Die Herstellung des plattenförmigen Elementes kann auch ohne Zugabe eines Bindemittels, wie z.B. Harnstoffharz, erfolgen.
Das plattenförmige Element ist ferner mit Bitumen beschichtet.
Das erfindungsgemäße plattenförmige Element zur Bekleidung von Dächern oder Fassaden setzt sich aus zerkleinerten Holzpartikeln und zerkleinertem Agglomerat aus Recyclingkunststoff zusammen, wobei jedoch der Anteil an Recyclingkunststoff hoch ist, nämlich mindestens 25% der gesamten Rohmasse bzw. 33% bezogen auf Holzpartikelmasse atro ausmacht. Vorzugsweise ist der Anteil an zerkleinertem Agglomerat aus Recyclingkunststoff bis 80% der Gesamtrohmasse bzw. 400% bezogen auf Holzpartikelmasse atro. Eine Ausgestaltung kann mindestens 50% Agglomerat aus Recyclingkunststoff aufweisen. Die Dicke des erfindungsgemäßen plattenförmigen Elements ist relativ gering, nämlich 3 bis 10 mm.
Plattenförmige Elemente nach der Erfindung weisen folgende Vorteile auf: Sie weisen eine hohe Witterungsbeständigkeit auf, sind resistent gegenüber holzzerstörenden Insekten und Pilzen, sind verglichen mit Faserzement- und Faserbetonprodukten sehr leicht und lassen sich mit herkömmlichen Werkzeugen leicht und einfach verarbeiten, beispielsweise nageln oder klammern. Erfindungsgemäße plattenförmige Elemente sind warm nachverformbar und können durch Zugabe von Farbpigmenten in vielen verschiedenen Farben hergestellt werden. Sie können auch nachträglich beispielsweise mit Granulaten oder auch biologischen Substraten (z.B. bei der Grünbedachung) beschichtet werden. Ein besonderer Vorteil ist die Verwertungsmöglichkeit für Recyclingkunststoff, der anderenfalls nur schwer sonstigen Verwertungen zugeführt werden kann.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung enthält das Gemisch aus zerkleinertem Agglomerat von Kunststoff und Holzwerkstoff auch Reinkunststoff. Wird hierzu niedrig schmelzender Reinkunststoff verwendet (z.B. LDPE), kommt es bezüglich des Reinkunststoffes beim Warmpreßverfahren zu einem Aufschmelzen dieses Kunststoffanteils, wodurch eine engere Bindung zwischen den einzelnen Partikeln gewährleistet wird und es sogar zu einer einseitig geschlosseneren Holz-Kunststoff-Schicht kommen kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das plattenförmige Element mindestens auf einer Seite eine Kunststoffbeschichtung auf. Eine Bitumenschicht wird vorzugsweise nachträglich aufgebracht. Alternativ kann auf die Oberfläche des plattenförmigen Elements eine Granulatschicht aufgebracht werden, wobei das Granulat vorzugsweise teilweise eingepreßt ist, um die Trittsicherheit zu erhöhen. Es versteht sich, daß das Granulat auch auf die Beschichtung des plattenförmigen Elements, z.B. Bitumen, aufgebracht werden kann.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist auf der der Beschichtung gegenüberliegenden Seite der Kunststoffanteil durch stärkere Erwärmung weitgehend geschlossen zur Bildung einer durchgehenden Holz-Kunststoff-Schicht. Diese funktioniert bei einer Beschichtung als sogenannte Gegenzugschicht, um etwaigen Formänderungen entgegenzuwirken.
Durch Zugabe von Farbpigmenten kann das erfindungsgemäße plattenförmige Element in den verschiedensten Farben eingefärbt werden. Die gewünschte Farbgebung kann auch durch das Bestreuen der Plattenoberfläche mit Schiefergranulaten, Schiefersplitt oder anderen Granulaten erhalten werden. Das Bestreuen der Plattenoberfläche mit Granulat sowie die Fixierung des Granulats auf der Plattenoberfläche kann direkt im Anschluß an die Plattenherstellung oder auch nachträglich in herkömmlichen Kurztaktpressen erfolgen. Durch Wärmeeinwirkung in einem Bereich von 60–130°C wird das thermoplastische Recyclingkunststoffmaterial (Mischkunststoff und/oder Reinkunststoff) erneut plastisch verformbar und ermöglicht das Eindrücken des Granulats in die Plattenoberfläche.
Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen plattenförmigen Elements zur Bekleidung von Dächern oder Fassaden sieht die folgenden Schritte vor:
Agglomerat aus Mischkunststoff und gegebenenfalls Agglomerat aus einer Mischung von Reinkunststoff und Mischkunststoff aus der Abfallentsorgung wird zerkleinert

– die Holzspäne oder -fasern haben annähernd die gleiche Partikelgröße wie die Kunststoffpartikel
– die Platte wird auf mindestens einer Seite anschließend mit einer witterungsbeständigen Beschichtung versehen

Der Anteil zerkleinerten Agglomerats beträgt mindestens 25%, gegebenenfalls bis zu 80%, der gesamten Rohmasse atro bzw. 33% bis 400% bezogen auf Holzpartikelmasse atro.
Die Mischung wird unter Zugabe von Bindemittel zu einer Platte von 3 bis 10 mm Dicke im Warmpreßverfahren gepreßt.
Wie schon erwähnt, weisen derartig hergestellte plattenförmige Elemente hervorragende Eigenschaften für die Anwendung im Außenbereich auf, insbesondere durch den hohen Kunststoffanteil. Hygrische Formänderungen sind nicht zu befürchten. Die Platten weisen außerdem mit steigendem Mischkunststoffanteil eine größere Elastizität auf.
Durch ungleichmäßige Erwärmung des plattenförmigen Elements, z.B. in einer Kalanderanlage, werden die Kunststoffpartikel durch die beheizte Kalanderwalze nur auf einer Seite vollständig angeschmolzen. Diese Platte weist daher auf der einen Seite eine geschlossene Kunststoff-Holz-Schicht auf, die bei der Beschichtung als Gegenzugschicht wirken kann, um Formänderungen entgegenzuwirken.
Das erfindungsgemäße plattenförmige Element kann je nach Anwendung groß- oder kleinformatig eingesetzt werden. Das Kleinformat wird durch Ausstanzen aus großformatigen Platten erhalten.
Das Warmverpressen der plattenförmigen Elemente erfolgt in üblichen Anlagen, wie sie sonst zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten verwendet werden. Daher kann die Fertigung im kontinuierlichen oder auch diskontinuierlichen Verfahren stattfinden.
Nachstehend einige Beispiele für plattenförmige Elemente nach der Erfindung:
Beispiel 1:
Ausgangsstoffe:

Kunststoffe: Mischkunststoffagglomerat (Anteil 100% bezogen auf atro Späne), Folienkunststoffagglomerat (Anteil 100% auf atro Späne)
Holzrohstoff: Holzspäne, Nadelholz, Holzfeuchte u = 6%
Additive: 4% UF-Harzanteil (jeweils bezogen auf atro Späne) in wässriger Lösung (1:1) mit Härterzugabe und mit 1% Festparafin
Bitumen
Verfahrensparameter: Heizzeit 1,8 min, Preßtemperatur 225°C, spezifischer Preßdruck ca. 6–7 bar

Beispiel 2:
Ausgangsstoffe:

Kunststoffe: Folienkunststoffagglomerat (Anteil 150% bezogen auf atro Späne)
Holzrohstoff: Holzspäne, Nadelholz, Holzfeuchte u = 6%
Additive: 4% UF-Harzanteil (jeweils bezogen auf atro Späne) in wässriger Lösung (1:1) mit Härterzugabe und mit 1% Festparafin
Bitumen
Verfahrensparameter: Heizzeit 1,8 min, Preßtemperatur 200°C, spezifischer Preßdruck ca. 6–7 bar

Beispiel 3:
Ausgangsstoffe:

Kunststoffe: Mischkunststoffagglomerat (Anteil 100% bezogen auf atro Späne), Folienkunststoffagglomerat (Anteil 100% bezogen auf atro Späne)
Holzrohstoff: Holzspäne, Nadelholz, Holzfeuchte u = 6%
Additive: 4% UF-Harzanteil (jeweils bezogen auf atro Späne) in wässriger Lösung (1:1) mit Härterzugabe und mit 1% Festparafin
Bitumen
Verfahrensparameter: Heizzeit 1,8 min, Preßtemperatur 225°C, spezifischer Preßdruck ca. 6–7 bar

Claims

Plattenförmiges Element zur Bekleidung von Dächern oder Fassaden, das eine Dicke von 3 bis 10 mm aufweist, aus einer Mischung aus Holzpartikeln und zerkleinertem Recyclingkunststoff besteht und die Mischung mittels eines Bindemittels unter Preßdruck und Wärme verpreßt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß zerkleinertes Agglomerat von Recyclingkunststoff verwendet wird, die Holzpartikel und die Partikel des zerkleinerten Agglomerates annähernd die gleiche Größe aufweisen und auf mindestens einer Seite eine Beschichtung mit Bitumen aufgebracht ist.
Plattenförmiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zerkleinertes Agglomerat von Recyclingkunststoff mit mindestens 25% bis hin zu 80% der gesamten Rohmasse vorgesehen ist.
Plattenförmiges Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus zerkleinertem Agglomerat aus Reinkunststoff und Mischkunststoff vorgesehen ist.
Plattenförmiges Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es auf mindestens einer Seite mit einer Kunststoffbeschichtung versehen ist.
Plattenförmiges Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Oberfläche mit einem Granulat beschichtet ist.
Plattenförmiges Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat teilweise eingepreßt ist.
Plattenförmiges Element nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es auf der der Beschichtung gegenüberliegenden Seite durch stärkere Erwärmung eine weitgehend geschlossene Holz-Kunststoff-Schicht aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines plattenförmigen Elementes zur Bekleidung von Dächern oder Fassaden, mit folgenden Schritten: – Recyclingkunststoff wird zerkleinert und mit Holzspänen oder -fasern gemischt, – Der Anteil zerkleinerten Kunststoffs beträgt bis zu 80%, bezogen auf die gesamte Rohmasse atro, – Die Mischung wird unter Zugabe von Bindemittel zu einer Platte von 3 bis 10 mm Dicke im Warmpreßverfahren gepreßt, gekennzeichnet durch weitere Schritte: – Agglomerat aus Mischkunststoff oder gegebenenfalls Agglomerat aus einer Mischung aus Mischkunststoff und Reinkunststoff aus der Abfallentsorgung wird zerkleinert, – Die Holzspäne oder -fasern haben annähernd die gleiche Partikelgröße wie die Kunststoffpartikel – Die Platte wird auf mindesten einer Seite anschließend mit einer witterungsbeständigen Beschichtung versehen.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung auch auf die Kantenflächen aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beschichten mit Granulat erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat in das erwärmte plattenförmige Element teilweise gepreßt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aufgewalzt, aufgesprüht oder aufgepreßt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschichtung mit Kunststoff erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschichtung mit einem Lack erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite des plattenförmigen Elements während des Warmpreßverfahrens soweit erwärmt wird, daß durch weitgehendes Aufschmelzen des Kunststoffes eine einseitige durchgehende Holz-Kunststoff-Schicht gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmpressen im kontinuierlichen Verfahren in einer Kalanderanlage durchgeführt wird.