DE2730357A1 - Verfahren zum beschichten zementartiger massen - Google Patents

Verfahren zum beschichten zementartiger massen

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DE2730357A1
DE2730357A1 DE19772730357 DE2730357A DE2730357A1 DE 2730357 A1 DE2730357 A1 DE 2730357A1 DE 19772730357 DE19772730357 DE 19772730357 DE 2730357 A DE2730357 A DE 2730357A DE 2730357 A1 DE2730357 A1 DE 2730357A1
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Description

Patentanwalt 29 Oldenburg
Patentanmeldung 2730357
Firma Concrete Industries (Monier) Limited u-8 Thomas Street, Chatswood, Few South Wales, Australien
Verfahren zum Beschichten zementartiger Massen
Die Erfindung betrifft die Beschichtung von zementigen Massen mit polymerischen Materialien. Insbesondere betrifft die Erfindung die Beschichtung einer nicht ausgehärteten Zementoberfläche mit polymerischem Material. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel befaßt sich die Erfindung mit der Herstellung von Zement-Dachziegeln, die eine polymerische Umhüllung haben. Obwohl die Erfindung nachstehend vorzugsweise unter Bezugnahme auf die Herstellung von Dachziegeln beschrieben wird, ist es selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf die Herstellung von Dachziegeln beschränkt ist, sondern auch bei der Herstellung anderer Bauelemente, bei Betonplatten und aus Zement gegossenen Wänden sowie einem weiten Gebiet anderer Gebrauchsmöglichiceiten genutzt werden kann.
Betondachpfannen werden gewöhnlich durch einen Preßvorgang oder einen ExtrusionsVorgang hergestellt. Beide Herstellungsverfahren sin.· an sich bekannt. Das Extrusionsverfahren wird heute hauptsächlich benutzt, weil es wirtschaftlicher ist, indem mehr Pfannen in einer Zeiteinheit herstellbar sind.
Um die Nachfrage nach Dachpfannen mit verschiedenen Farben erfüllen zu können, ist es üblich» die Dachpfannen sofort nach
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- 2 ORIGINAL INSPECTED
ihrer Ausformung mit einem Zementbrei zu beschichten, der ein Pigment enthält, welches der Sichtfläche der Dachpfanne die gewünschte Farbe gibt. Solch eine Beschichtung ist nachfolgend beschrieben als ein "Farbmantel". Es ist ebenfalls bekannt, eine polymerische Schicht über den Farbmantel zu bringen, um der Dachpfanne eine freundliche, glänzende Oberfläche zu geben und auch um Verschleiß der Dachpfannen durch Witterung und durch Ausblühung zu verhindern, welches stattfindet, wenn der ungeschützte Farbmantel dem Angriff von atmosphärischem Kohlendioxyd und Wasser ausgesetzt ist. Solche polymerischen Umhüllungen wurden bisher aufgebracht in Form einer Lösung von l-olymeren ( solche wie z. B. Acrylester) in einem organischen Lösungsmittel. Der Gebrauch solcher Lösungen hat zwei größere Nachteile. Der erste Nachteil ist der, daß die benutzten Lösungen teuer sind und sich deshalb kostenungünstig auf die Herstellungskosten der fertigen Dachpfannen auswirken. Der zweite Nachteil ist der, daß solche Lösungen in der Atmosphäre verdampfen und dadurch Umweltprobleme hervorrufen sowie eine Feuergefahr darstellen.
Seit dem gewöhnlich polymerisches Umhüllungsmaterial, und Acrylpolymere insbesondere, fertig erhältlich sind in Form von auf Wasser basierenden Emulsionen, erscheint es wünschenswert, solche auf Wasser basierenden Emulsionen auch für den Zweck zu verwenden, Dachziegel und andere zementige Massen mit polymerischen Beschichtungen zu versehen, trotz der Vorteile, welche zu erwarten sind, wenn die Anwendung organischer Lösüngs-
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mittel verniodon wird, haben sich bisher Versuche, auf sionen basiei'ende BescMcbtungen auf nicht aus^enärtete Zementbreie der eingangs bezeichneten Gattung aufzubringen jedenfalls in einem wii'tschaftlic'i vertretbaren Ua.';i:ien als nicht erfolgreich herausgestellt.
Dachj)farmen-jixtrusiorismuHchinen für den koirimerziellen Einsatz stoßen bü bis 1^0 Dachpfannen in der Minute aus. Eine Standarddachpfanne ist in etwa 40 cm lang. Eine Verzögerung, in welcher die verschiedenen Beschichtungen auf die Dachpfanne gebracht werden, erforuert desnalb eine Irroduktionsstraße, deren Länge in etwa sich erstreckt zwischen 26 bis 57 m für jede Minute, die erforderlich ist, um die verschiedenen Beschichtungen aufzubringen. Daraus folgt, daß bei der kommerziellen Produktion der Dachpfannen dor Farbmantel und die polymerische Schicht aus wirtschaftlichen Gründen immer nach der Ausformung der jeweiligen Dachpfanne aufgebracht werden sollte.
Nenn eine polymerische Emulsion direkt auf eine noch nicht ausgehärtete Zementschicht aufgebracht wird (z.B. eine Schicht, die nicht älter als 5 Minuten ist) kann Calziuiahydroxyd,entstehend durch die Hydration des Zements in dem Farbmantel zur äußeren Oberfläche der polymerischen Emulsionslage wandern, wo dann eine Reaktion mit atmosphärischem Kohlendioxyd erfolgt. Diese Reaktion zerstört die wasserabstoßenden Eigenschaften der Umhüllung und ruiniert das optische Äußere,in-dem ein unansehnlicher Film aus Calziumcarbonat gebildet wird.
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J> j ORIQfNA^ INSPECTED
Der Erfindung liegt die -Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, durch welches eine polymerische Emulsionsscnicht auf eine nicht ausgehärtete Zeinentoberf .1 äcne, wie zum Beispiel einen Farbmantel, gegeben weraen kann, vorzugsweise in Bruchteilen der Zeit, die für das Aufbringen des Farbmantels selbst benötigt wird, wobei die beschriebenen Probleme nicht auftreten·
Weiterhin soll eine Mischung einer polymerischen iJinulsion gefunden werden, welche auf eine nicht ausgehärtete Zementoberfläche gegeben werden kann, wobei die eingangs genannten Nachteile nicht auftreten.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine polymerische Beschichtung aufgebracht, indem eine Emulsion eines iol,ymers in Wasser benutzt wird, zu vÄchem eine kleine Menge
Seife zugesetzt ist. Der Erfinder hat entdeckt, daß die Anwesenheit von Seife in der Emulsion die vorstehend diskutierten Probleme beseitigt, indem offenbar das wandern von Calziumhydroxyd in die polymerische Schicht verhindert wird. Es wird angenommen, daß das Calziumhydroxyd, welches durch die Hydration des Zements der Farbmantelschicht entsteht, mit der Seife reagiert und eine Calziumseife entsteht, deren Unlöslichkeit in der Emulsionsschicht die Zerstörung der polymerischen Schicht verhindert ·
Die Erfindung kann bei verschiedenen Polymeremulsionen genutzt werden, jedoch die bevorzugten Polymeremulsionen sind Emulsionen
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ORIGINAL INSPECTED
von Acrylpolymeren des Typs, der vorzugsweise für die Beschichtung von Dachpfannen benutzt wird (in organischen Lösungen). Bevorzugte Emulsionen sind Polymere von Acrylaten und Methacrylatestern, die auch im bestimmten Verhältnis mit anderen Bestandteilen vermischt sein können. Die für solche Zwecke verwendeten Zusatzbestandteile sind an sich bekannt; typische Beispiele sind Acrylsäuren und Glycidylmethacrylate.
Andere Polymere, die ebenfalls genutzt werden können, enthalten Vinylesterhomopolymere (wie z. B. Polyvinylacetat); Vinylestercopolymere wie z. B. Acetatversatate und Acetatitaconatcopolymere; Copolymere von Styren und Acrylate und/oder Methacrylatester; Polyvinylchloride; Polyvinylidenchloride; Copolymere von Vinylchlorid und Vinylidenchloride; Copolymere von Vinylchlorid und/oder Vinylidenchloride mit Acrylat und/ oder Methacrylatestern.
Eine Polymeremulsion, welche ganz besonders befriedigende Ergebnisse ergibt, enthält Methylmethacrylat und Butylacrylat in dem Verhältnis von 55 zu 4-5 und hat einen nicht flüchtigen Bestandteil von 50 Gewichtsprozenten·
Seifen, welche bei der praktischen Anwendung der Erfindung nutzbar sin, enthalten die Lithium, Natrium, Kalium und Ammoniumseifen der Karboxylsäuren der hauptsächlichen Formel R - COOH, wobei R eine Alkylkette ist, verzweigt oder nicht verzweigt, gesättigt oder ungesättigt, und hydroxierte Karboxylsäuren wie ricinole Säure oder HydroxydStearinsäure, die zwischen 4-
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bis 20 Kohlenstoffatome (gewöhnlich beschrieben als Fettsäure
"fatty acidx" ); Lithium, Natrium, Kalium und Ammoniumseife aus "Harzsäuren" ("rosin acids") wie z. B. Abietinsäure; Sikarboxylsäuren, enthalten*Doppelsäuren ("dimer acids") und Dreifachsäuren ("trimer acids") und Oxygenatsäuren ("oxygenated acids") wie ζ. χ>· handelsübliche Naphteneäure. Eine Seife, welche in höchstem Maße zufriedenstellende Ergebnisse ergibt, ist die Kaliumseife der Kokosmußölfettsäure, deren Fettsäurebestandteile Laurinsäure und Myristinsäure mit geringeren Anteilen von Palmitin, Capryl, Caprin, Olein, Stearin, Lenol und Kapronsäuren sind. Eine andere Seife, welche in höchstem Maße zufriedenstellende Ergebnisse ergibt, ist die Kaliumseife der Palmitinsäure. Geeignete Ergebnisse ergibt auch die Kaliumseife des Talläls, einem Nebenprodukt der Zellstoffindustrie· Sie Seife wird der Emulsion in vorbestimmten Mengen zugesetzt, um den gewünschten Effekt zu erreichen. Bevorzugt wird die Seife der Polymeremulsion im Verhältnis von 0,2 bis 10 Teilen Seife auf 100 Teile Polymer in der Emulsion zugesetzt. Sie Seife kann zweckdienlich in Form einer wässrigen Lösung eingesetzt werden·
Ser Feststoffanteil der Emulsion ist nicht kritisch, jedoch ist zu bevorzugen, daß der gesamte nicht lösbare Bestandteil zwischen 20 und 60 Gewichtsprozenten beträgt. In der Praxis hat es sich als wünschenswert erwiesen, eine Emulsion zu verwenden, welche den höchsten nicht flüchtigen dauerhaften Bestandteil aufweist, der erhalten werden kann.
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Beschreibung eines bevorzugten Ausfiihrungsbeispiels
Sie vorliegende Erfindung kann ausgeführt werden als ein letzter Schritt in dem Extrusionsverfahren, welches hauptsächlich heute bei der Ausfonnung von Dachpfannen verwendet wird. Wie bei den bekannten Extrusionsverfahren für Betondachpfannen wird der Beton zunächst durch Extrusion auf metallische Unterlagen gegeben. Diese metallischen Unterlagen sind nicht nur dafür da, die Dachpfannen während ihrer Ausformung und ihrer Nachbehandlung aufzunehmen bzw. zu tragen, sondern enthalten auch Elemente, um die Unterseitenformgebung der Dachpfannen auszubilden.
Die Dachpfannenmaschine ist Teil eines geschlossenen Fördererkreislaufs, welcher einen Strom von plattenartigen Metallformen aufnimmt. Während diese Formplatten durch die Maschine getrieben werden, wird ein Trennmittel auf die obere Oberfläche jeder Formplatte gesprüht. Während der Vorwärtsbewegung der plattenartigen Formen mit eingegebenem Beton äeht eine angetriebene Walze damit in Wirkverbindung. Diese Walze reduziert zunächst einmal den Beton zu einem kompakten Band, welches auf dem Strom der Formplatten liegt. Ein keilförmiges Blech verläuft als an sich bekanntes Gleitblech gegen die vorstehende Fläche der Walze. Das Band aus Beton wird daher gequetscht,und während der Vorwärtsbewegung des Formplattenstroms und des Betonbands geben beide, die Walze und das Gleitblech, die gewünschten Konturen auf die Oberflächen der Dachpfanne. Ein guillotineartiges
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Messer zerteilt das Band am Ende jeder Formplatte in die separaten Sachpfannen.
Die geschnittenen Dachpfannen, immer noch in der Strombewegung, passieren dann den Arbeitsbereich einer Endbearbeitungseinrichtung, welche den Farbmantel in Form eines gefärbten zementartigen Breis aufgibt. Obwohl es nicht notwendig ist, können die Dachpfannen, unmittelbar bevor der Farbmantel aufgegeben wird, erhitzt werden. Eine solche Erhitzung hat den Effekt, den Farbmantel teilweise zu trocknen, sobald er aufgebracht ist, indem Feuchtigkeit vom Körper der Dachpfannen aufgesogen wird.
Innerhalb von Sekunden nach dem Aufbringen des Farbmantels passieren die geschnittenen Dachpfannen eine Beschichtungszone, in der eine Polymeremulsion, die eine Seife gemäß der Erfindung enthält, aufgebracht wird. Die Polymeremulsion kann durch jedes gebräuchliche Element aufgegeben werden, so z. B. aufgesprüht werden oder durch eine rotierende Bürste aufgetragen werden. Solche Elemente sind bereits vorhanden, um farbummantelte Dachpfannen mit organischen Polymerlösungen zu beschichten.
Es hat sich herausgestellt, daß Einrichtungen zum Trocknen der Emulsion, unmittelbar nachdem sie aufgebracht ist, von Vorteil sind. So eine Trocknung kann z. B. durch Aufblasen von heißer Luft oder durch Infrarot- oder Mikrowellenstrahler erzeugt werden. Es wurde herausgefunden, daß solche beschleunigte Trocknung das Wasser-Abstoßvermögen der Polymerbeschichtung begünstigt, und diese Eigenschaft ist ein Ergebnis des schnelleren Aufbrechens der Emulsion unter forcierter Trocknung.
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Bei einem Airführungsbeispiel der Erfindung kann eine verbesserte Polymerbeschichtung auch dadurch erhalten werden, daß Wärme auf den Farbmantel gebracht wird, unmittelbar bevor die Emulsionsschicht aufgebracht wird. Auch solche Wärme kann durch aufgeblasene heiße Luft, durch Infrarot- oder Mikrowellenstrahler oder andere geeignete Elemente erzeugt werden. Hitze in diesem Stadium der Herstellung beschleunigt das Aufbrechen der Emulsion, indem der Farbmantel teilweise getrocknet wird und dadurch konsequenterweise aus der Emulsion Wasser entaeht.
/ I t
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Claims (1)

  1. Fat ent ansprüche:
    Λί Verfahren zur Beschichtung von nicht abgebundenen
    zementartigeη Massen, indem auf diese Masse eine wässrige Emulsion eines filmbildenden Polymermaterials aufgebracht
    dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion mindestens eine lösliche Seife enthält.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seife in einer Größenordnung von 02, bis 10 Teilen auf 100 Gewichtsteile Polymer in der Emulsion vorhanden ist und daß die Seife ausgewählt ist aus der Gruppe der Lithium-, Natrium-, Kalium- und Ammoniumseifen und Säuren der Gruppen von Karboxylsäuren mit der Hauptformel R - COOH (wobei R eine gesättigte oder ungestättigte, verzweigte oder nicht verzweigte Alkylkette ist), hydroxierten Karboxylsäuren enthaltend zwischen 4 bis 20 Kohlenstoffatome, Harzsäuren, Dikarboxylsäuren und Oxygensäuren.
    ^ Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seife aus einer Gruppe gewählt ist, welche aus Lithium-, Natrium-, Kalium- und Ammoniumseifen der Fettsäuren besteht.
    4^ Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymermaterial aus einer Gruppe gewählt ist, die besteht aus Acrylpolymeren, Vinylesterhomopolymeren und Copolymeren, Copolymere des Styrens mit Acrylaten und/ oder Methacrylatestern, Polyvinylchloriden, Polyvinylidecloriden, Copolymeren des Vinylchlorids un Vinylidenclorida
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    und Copolymeren des Vinylchlorids und/oder Vinylidenelrods mit Acrylat und/oder Methacrylatestern.
    i Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion einen nicht lösbaren Bestandteil von 20 bis 60 Gewichtsprozenten hat.
    6. Verfahren nach Anspruch 4, oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Polymermaterial enthält ein Polymer des Acrylats und Methacrylatesters, welche mit anderen Bestandteilen vermischt sein können.
    ± Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zementige Masse die äußere Oberfläche einer Betondachpfanne aufweist.
    8_^ Verfahren zum Herstellen einer Betondachpfanne, gekennzeichnet durch Gießen, Extrudieren, Ziehen oder andere Formgebungen des Körpers der Dachpfanne, Aufgeben eines zementhalt igen Breies auf die Oberfläche des Körpers und, bevor die Breilage abgebunden hat, die Aufgabe einer wässrigen Emulsion aus einem filmbildenden polymerischen Material auf diese Lage-jwobei diese Emulsion mindestens eine lösliche Seife enthält.
    i Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper der Dachpfanne vor der Aufgabe des Breies erhitzt wird.
    10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeich-
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    net, daß die Lage aus Brei unmittelbar vor der Aufbringung der Emulsion erhitzt wird.
    11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Dachpfanne erhitzt wird, nachdem die Emulsion aufgebracht ist, um die Emulsion aufzubrechen.
    12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Seife in einer Größenordnung von Q2 bis 10 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Polymers in der Emulsion vorhanden ist und daß die Seife ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Kalium-, Natrium-, Lithium- und Ammoniumseifen der Säuren aus der Gruppe der Karboxylsäuren der hauptsächlichen Formel H - COOH (wobei B eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder nicht verzweigte Alkylkette ist), Hydroxyl-Kayoxyl-Säuren enthaltend 4-20 Kohlenstoffatome, Harzsäuren, Dikarboxylsäuren und Oxygensäuren besteht.
    13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Seife aus der Gruppe der Lithium-, Natrium-, Kalium- und Ammoniumseifen der Fettsäuren ausgewählt ist.
    14. Verfahren nach einem der Ansprüche^ bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymermaterial aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Acrylpolymeren, Vinylesterhomopolymeren und Copolymeren, Copolymeren des Styrene mit Acrylaten und/ oder Methacrylatestern, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenerchlorid, Copolymeren des Vinylchlorids und Vinylidenchlorids, und Co-
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    polymeren des Vinylchlorids und/oder Vinylidenchlorids mit Acrylat und/oder Methacr^latestern.
    Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion einen nicht lisbaren Bestandteil von 20 - 60 Gewichtsprozenten hat.
    16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymermaterial ein Polymer des Acrylate und Methacrylatesters enthält, welches mit anderen Bestandteilen vermischt sein kann.
    17. Mischung für eine Beschichtung,gekennzeichnet durch eine wässrige Emulsion aus einem filmbildenden Polymermaterial, welcher die wässrige Phase einer lösbaren Seife zugesetzt ist.
    18. Mischung nach Anspruch 17» gekennzeichnet durch eine Größenordnung von Q£ bis 10 Gewichtsteilen Seife auf 100 Gewichtsteile des Polymers in der Emulsion und durch eine Auswahl der Seife aus der Gruppe, die besteht aus Lithium-, Natrium-, Kalium- und Ammoniumseifen der Säuren aus der Gruppe,
    b/
    die enthält Kayoxylsäuren der hauptsächlichen Formel H - COOH (wobei R eine gesättigte oder ungesättigte, verzweigte oder nicht verzweigte Alkylkette ist), hydroxierte Karboxylsäuren, die zwischen 4 und 20 Kohlenstoffatome enthalten, Harzsäuren, Dikarboxylsäuren und Oxygensäuren.
    19« Mischung nach Anspruch 18 gekennzeichnet durch eine Aubwahl der Seife aus der Gruppe der Lithium-, Natrium-, Kalium-
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    - 14 -
    und Ammoniumseifen der Fettsäuren.
    20. Mischung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, gekennzeichnet durch die Auswahl des Polymermaterials aus der Gruppe der Acrylpolymere, Vinylesterhomopolymere und Copolymere, Copolymere des Styrens mit Acrylaten und/oder Methacrylatestern, Polyvinylchloride, Polyvinylidenchloride, Copolymere des Vinyl-Chlorids und Vinylidenchlorids, und Copolymere des Vinylchlorids und/oder Vinylidenchlorids mit Acrylat und/oder Methacrylat estern.
    21. Mischung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen nicht lösbaren Bestandteil von 20 bis 60 Gewichtsprozenten.
    22. Mischung nach Anspruch 20 oder 21 gekennzeichnet durch ein Polymermaterial enthaltend Acrylat und Methacrylatester, welche in vorbestimmten Größenordnungen mit ancb?en Bestandteilen gemischt werden können.
    709882/1014
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