EP3048212B1 - Beschichtungssystem mit vlies - Google Patents
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- EP3048212B1 EP3048212B1 EP15000190.7A EP15000190A EP3048212B1 EP 3048212 B1 EP3048212 B1 EP 3048212B1 EP 15000190 A EP15000190 A EP 15000190A EP 3048212 B1 EP3048212 B1 EP 3048212B1
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- D06N5/00—Roofing materials comprising a fibrous web coated with bitumen or another polymer, e.g. pitch
Definitions
- the invention relates to a coating system with at least one curable component and a fleece which is suitable for coating surfaces for protection against weather-related and mechanical loads.
- the plastic coatings should, on the one hand, seal against moisture and, on the other hand, be mechanically stable.
- a sealing or coating system it is known to provide the coating with a fleece (fleece reinforcement).
- a fleece reinforcement increases the mechanical strength of the applied layer.
- the production of such a coating system with fleece reinforcement is known in the prior art and, for example, in US Pat DE 20 2010 000 225 U1 described.
- the surface to be coated is first prepared, that is, dust or other particles as well as larger unevenness in the surface are removed.
- a liquid plastic compound is then applied to the surface in the form of a layer.
- a fleece is then placed on this liquid plastic layer so that it is at least partially saturated with the liquid plastic. Another layer of plastic can then be applied to the fleece.
- the invention is therefore based on the object of providing a coating system which overcomes at least one of the disadvantages mentioned.
- a coating system comprising at least one curable component and at least one fleece, the fleece having channels and the relative open area of the fleece caused by the channels being greater than 2.5 mm 2 / cm 2 and at most 15 mm 2 / cm 2 and the curable component is a reaction resin and cures by polymerizing the reaction resin.
- the impregnability of the fleece with the curable component is particularly good when the relative open area generated by the channels is at least 2.5 mm 2 / cm 2 .
- air bubbles that arise when laying the fleece between the fleece and the curable component can quickly escape through these channels in the fleece.
- the good impregnability is surprising insofar as that a fleece is a fibrous and thus has a porous structure and is therefore air-permeable even without channels.
- the channels added to the fleece with a relative open area of at least 2.5 mm 2 / cm 2 do not increase the air permeability in the dry test, or only increase it to a small extent compared to an embodiment without channels (see Table 1).
- the impregnability of the fleece with a curable component, in particular a liquid plastic is improved , as is the outflow of air bubbles from a relative open area of at least 2.5 mm 2 / cm 2.
- a fleece with channels and an open area of at least 2.5 mm 2 / cm 2 can be processed better. This could be due to the fact that it can slide out of the liquid curable component better on the surface. As a result, the fleece can be positioned more easily or the position of the fleece can be corrected with little effort.
- a method for producing a coating system in which a first liquid curable component is applied to a surface in layer form and a fleece with channels and an open area of at least 2.5 mm 2 / cm 2 and at most 15 mm 2 / cm 2 is applied to the liquid hardenable component to form a second layer in such a way that the liquid hardenable component penetrates the pores and channels of the fleece.
- the curable component is a reaction resin and cures through polymerization.
- a “fleece” is understood to mean a structure made of fibers of limited length, continuous fibers (filaments) or cut yarns of any type and of any origin, which are joined together or connected to one another in some way. This excludes the crossing or entangling of yarns, as happens when weaving, knitting or knitting.
- a fleece with consolidated fibers is also known as a fleece.
- the nonwovens according to the invention are flexible flat structures, that is, they are pliable, their main structural elements are fibers, in particular textile fibers, and they have a comparatively small thickness compared to their length and width.
- pores of the fleece are understood to mean the spaces between the fibers of the fleece that arise during manufacture.
- Channels or “holes” of the fleece are understood to mean inter-fiber spaces in the fleece which extend in a tube-like manner from one surface of the fleece to the other, that is to say connect openings on the opposite surfaces of the fleece with one another.
- the channels preferably have an approximately constant cross section. The channels can allow material to pass directly from one surface of the fleece to the other.
- breakthroughs are understood to mean channels which connect the surfaces of the fleece to one another by the shortest possible route and were added in particular after the fleece has been produced.
- the "maximum tensile force” is defined in accordance with DIN EN 29073-3. Accordingly, it is the force that has to be applied when testing a 5 cm wide strip until it breaks.
- the "maximum tensile elongation" is defined in accordance with DIN EN 29073-3. Accordingly, it is the maximum elongation of the fleece that can be achieved before the fleece tears.
- the "relative open area” refers to the channel area within a normalized area section of the fleece surface.
- “Impregnation” in the sense of the invention means penetration of the liquid curable component into pores and channels of the fleece, so that after curing no air is trapped in the impregnated area of the fleece.
- An impregnation to a certain percentage X indicates that there is still (100 - X)% air in the fleece. From a percentage of more than 99% impregnation, the fleece is considered completely impregnated.
- subject matter that “comprises” specifically listed elements may contain further elements in addition to these elements or, in the sense of “consist of”, contain no further elements.
- the relative open area of the fleece is at least 4.0 mm 2 / cm 2 , preferably at least 6.0 mm 2 / cm 2 , particularly preferably at least 7.0 mm 2 / cm 2 .
- the open area of the fleece is limited towards the top by the fact that it must not lead to a deterioration in the mechanical properties of the fleece
- the relative open area of the perforated fleece is therefore at most 15 mm 2 / cm 2 . Above a relative open area of 8 mm 2 / cm 2 , the mechanical properties of the fleece can deteriorate. This also makes the coating system overall less resistant to mechanical loads than a coating system with a fleece without channels. Above a relative open area of 15 mm 2 / cm 2 , the mechanical properties of the fleece, such as the maximum tensile force, are so impaired that the fleece can hardly stabilize the coating system in comparison to a coating system without a fleece.
- the percentage decrease in the maximum tensile force of the fleece caused by the channels is at most 40%, preferably at most 30%, preferably at most 20%.
- a decrease in the maximum tensile force of 40% still ensures adequate mechanical properties of the fleece.
- the decrease in the maximum tensile strength in the range of less than 20% is hardly reflected in the mechanical properties of the fleece.
- Such a fleece corresponds in its mechanical properties to a non-perforated fleece, a fleece with a relative open area approximately 0.
- the percentage decrease in the maximum tensile elongation of the fleece is at most 30%, preferably at most 20%, particularly preferably at most 15%.
- the channels in the fleece can take any shape. That is, it can be round, square, rectangular, slot-shaped channel shapes. Insert: The channels can also have free forms, for example hexagonal shapes. Narrow channels are preferred.
- the size of a channel is defined by its diameter or its equivalent diameter, which is a measure of the size of an irregularly shaped channel. Elongated or slot-shaped channels are described by their maximum extent in two dimensions, for example the length and width of a slot. The size of the channels depends, among other things, on how heavily the surface is to be stressed. It has been shown that smaller channels with the same relative open area lead to greater mechanical strength of the fleece. This means that the decrease in maximum tensile strength or maximum elongation compared to a non-perforated fleece remains lower.
- the diameter (equivalent diameter) of the channels is in the range from 0.05 to 1.2 mm, preferably in the range from 0.1 to 0.8 mm, particularly preferably in the range from 0.2 to 0, 45 mm.
- the fleece can be treated with various methods to create the channels of the fleece. Examples are water jet treatment, laser irradiation or punching and the hot prong process. Processes that do not lead to any loss of material are preferred. In these loss-free processes, the intervention only expands the pores or meshes of the fleece and compresses the fleece at other points. An example of such a process is water jet treatment.
- the fleece is regularly perforated, that is to say it has channels at regular intervals.
- a regular hole is called a perforation.
- the rows of perforations are preferably parallel to one another and parallel to a side edge of the fleece.
- Several rows of perforations can each have channels at the same height, so that a perforation grid is created in the fleece surface.
- the channels of the first rows of perforations can occur offset from one another.
- the channels are distributed stochastically over the surface of the fleece. It has been shown that a stochastic distribution of the fleece channels ensures higher mechanical stability with the same relative open area. The stochastic distribution counteracts in particular a mechanical destabilization of the fleece, which can occur in particular with a relative open area of greater than 10 mm 2 / cm 2 .
- the coating system can contain one or more nonwovens.
- Several fleeces lead to a further increase in the stability of the layer. However, this also inevitably means that the layer thickness must increase.
- the coating system preferably contains a fleece.
- the thickness of the fleece is in the range from 0.1 mm to 2 mm.
- the thickness of the fleece is preferably in the range from 0.5 to 1.0 mm.
- Nonwovens with a thickness of less than 0.3 mm are very expensive to produce and generally do not lead to sufficient mechanical load-bearing capacity of the layer system.
- the generation of sufficient impregnation with the liquid curable component is very costly, and in certain circumstances, sufficient impregnation cannot be achieved before curing.
- a fleece thickness in the range from 0.5 mm to 1 mm is preferred for many applications, since it ensures sufficient mechanical stability and, at the same time, good impregnability.
- the fleece used in the coating system according to the invention can be constructed from any possible type of fibers.
- Well-known types of fiber are mineral fibers such as glass, asbestos, mineral wool, animal fibers such as silk and wool, vegetable fibers such as cotton and chemical fibers.
- chemical fibers there is a difference between fibers made from natural polymers such as cellulose and fibers made from synthetic polymers. According to the invention, the latter are also referred to as plastic fibers.
- Examples of chemical fibers made from synthetic polymers are the polyamides PA 6.6 (Nylon®), PA 6.0 (Perlon®), polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT), polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP) polyethylene (PE), polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyphenylene sulfide (PPS), aramid, polyacrylonitrile (PAN), polytetrafluoroethylene (PTFE).
- PET polyethylene terephthalate
- PBT polybutylene terephthalate
- PVC polyvinyl chloride
- PP polypropylene
- PI polypropylene
- PAI polyamideimide
- PPS polyphenylene sulfide
- aramid polyacrylonitrile
- PAN polytetrafluoroethylene
- the fleece comprises plastic fibers selected from the group PA 6.6, PA 6.0, polyester, in particular PET and PBT, PVC, PP, PE PI, PAI, PPS, aramid, PAN, PTFE or combinations thereof.
- nonwoven comprises fibers made of a polyester and / or polypropylene.
- Nonwovens with fibers made of polyester or polypropylene offer a strong mechanical bond and also good adhesion to polymerisation resin products or liquid plastics.
- Nonwovens with polypropylene fibers have particularly good mechanical properties.
- Polyester nonwovens in particular have very good interactions with the polymerisation resin products.
- Nonwovens made of fibers made of polyester and polypropylene are particularly preferred.
- the ratio of polyester fibers to polypropylene fibers in the fleece, based on the weight of the fibers is in the range from 70:10 to 95: 5, preferably in the range from 80:20 to 90:10.
- the fleece is preferably consolidated into a fleece by needling, i.e. it is a needle-punched fleece.
- the weight per unit area of the fleece depends on the thickness, the material and the porosity of the fleece. According to one embodiment of the coating system, the weight per unit area of the fleece is in the range from 90 g / m 2 to 150 g / m 2 .
- the weight per unit area of the fleece is preferably in the range from 100 g / m 2 to 130 g / m 2 .
- the weight per unit area of the fleece is particularly preferably in the range from 105 g / m 2 to 120 g / m 2 .
- a fleece with a layer thickness in the range from 105 g / m 2 to 120 g / m 2 has a balanced relationship between layer thickness, impregnability and material consumption of the liquid plastic.
- the weight per unit area of the fleece is around 110 g / m 2 .
- a curable component is understood to mean a liquid which can harden through a polymerization reaction, in particular through the addition of an initiator or hardener.
- the curable component is a curable reaction resin.
- Reaction resins in the context of the invention are liquid or liquefiable synthetic resins which cure to form duromers or elastomers by polymerization, polyaddition or polycondensation.
- Preferred reactive resins are selected from the group consisting of polyurethane, polymethyl methacrylate (PMMA), polyurea, vinyl ester, polyester, epoxy, polyacrylate or styrene-butadiene rubber or mixtures thereof.
- the reaction resin can be in the form of a prepolymer.
- “Prepolymers” in the context of the invention are oligomeric or already polymeric compounds which are present as precursors or intermediates for the synthesis of high molecular weight substances.
- the curable component comprises at least one polymethyl methacrylate resin (PMMA resin) or a polyurethane.
- PMMA resin polymethyl methacrylate resin
- the curable component is preferably cured by polyaddition or radical polymerization.
- a coating system according to the invention will generally consist of at least two layers.
- a first layer which is arranged on the surface to be coated and consists essentially of the hardened hardenable component. This is the material template or lower sealing layer.
- the fleece layer is arranged thereon, which consists of the fleece and the curable component located in the spaces between the fleece, that is to say the pores and channels.
- the underside of the fleece lies on the lower sealing layer. The underside is the surface of the fleece that comes into direct contact with the curable component of the lower sealing layer when it is applied.
- the top of the fleece on the other hand, is the surface that is directed upwards after the fleece has been placed and is therefore visible.
- the fleece is soaked to at least 95%, preferably at least 99%, particularly preferably 100%, with the curable component during curing.
- only a small amount of air in the form of air bubbles is enclosed between the fleece layer and the layer underneath consisting of curable components. This means that less than 0.3% of the area of the underside of the fleece is covered by air bubbles. It is preferably less than 0.1% of the area, particularly preferably less than 0.05% of the area and in particular no air inclusions (0%).
- a further layer made of a curable component is preferably arranged on the upper side of the fleece. This is what is known as the top layer or top sealing layer.
- the method for producing the coating system essentially comprises the steps of applying a first liquid curable component to a surface to be coated, so that the curable component forms a first layer on the surface, as well as applying a fleece with channels and a relative open layer caused thereby Area of at least 2.5 mm 2 / cm 2 and at most 15 mm 2 / cm 2 on the liquid curable component, the curable component being a reaction resin and curing through polymerization of the reaction resin.
- the bottom of the fleece is placed on the curable component.
- the fleece is applied in such a way that it forms a second layer, the liquid curable component penetrating the pores and channels of the fleece on the underside.
- any air bubbles that arise when the material is placed on the mat can be removed by exerting pressure on the fleece.
- a roller or roller can be used to roll over the fleece. Due to the easy outflow of air bubbles and the high impregnability of the nonwoven, the nonwoven can be applied to the curable component with little or no pressure and still be completely soaked, including the removal of air bubbles that have arisen when the nonwoven is placed under the nonwoven before the curable component has cured .
- the method according to the invention can include, as an optional step, a position correction of the fleece after it has been placed on the curable component.
- the fleece is moved, for example by pulling it by hand, after it has been placed on, the fleece sliding over the surface of the curable component. Due to the relative open area of the fleece, only a small amount of force is required to move the fleece.
- the area that is to be coated with the coating system can be pretreated before applying the curable component.
- the surface can be cleaned and / or smoothed. Such cleaning involves removing dust or particles or other contaminants. Smoothing the surface includes, for example, grinding down bulges.
- mineral surfaces can be pretreated by grinding, milling or shot peening. Metallic surfaces are coated with grease and / or abraded, for example.
- a primer layer can also be applied first, onto which the curable component is then applied.
- a second layer of a liquid curable component can be applied to the fleece layer.
- This second layer of a liquid curable component forms the Top layer.
- a second liquid curable component is applied in layer form to the top of the fleece.
- the second liquid curable component should be compatible with and bond with the first liquid curable component.
- the second curable component is particularly preferably identical to the first curable component.
- the nonwoven 1 according to the invention is a needle punched nonwoven made of polyester and polypropylene fibers.
- the starting material for the fleece 2 not according to the invention is fleece 1. Rows of holes with round channels were punched into this fleece with a punch. The perforation channels have a diameter of 0.8 mm. The relative open area of the fleece is 1.95 mm 2 / cm 2 .
- the fleece 3 according to the invention is also based on the fleece 1.
- the fleece was perforated by means of water jets.
- the diameter of the channels created with the water jet was in the range from 0.2 to 0.8 mm, the open area was 7.35 mm 2 / cm 2 .
- Sections measuring 25 cm by 10 cm were cut out of the fleeces 2 and 3 from Example 1.
- a concrete surface was first cleaned and larger bumps were sanded off.
- liquid PMMA was applied with a roller to two sub-areas of the concrete surface, each 10 cm by 20 cm.
- the thickness of the PMMA layers was in each case about 1.5 mm.
- the Figure 1 shows the fleece 3 according to the invention at four different times, after a) 5 s, b) 15 s, c) 30 s and d) 1 min Fig. 1 a) the fleece structured by the channels is still white in many areas or light gray / white in other areas already darker gray. White areas indicate a lack of saturation and the darker an area of the fleece in the photo, the more soaked it is. After 15 s ( Figure 1c ) the fleece has only a few light gray areas in the middle part. Continuously white, ie not saturated areas can only be seen in the corners. After 30 seconds, over 90% of the fleece is soaked. White areas can only be seen in the upper right and lower left corners. After 1 min (see Fig. 1 d) the not soaked areas at the corners have become a bit smaller. More than 95% of the fleece is completely saturated.
- the Figure 2 shows the nonwoven 2 not according to the invention at four different points in time, after a) 5 s, b) 15 s, c) 30 s and d) 1 min After 5 s, most of the areas of the nonwoven 2 are still white, while some areas are slightly light gray . Dark spots can only be seen directly in the holes. After 15 s (see Fig. 2 b) It is true that more dark gray, ie completely saturated areas can be seen. Most of the fleece, however, is only slightly light gray, which indicates a low degree of impregnation. Large areas at the top are still completely white. The degree of impregnation is around 50% on the underside. The image after 30 s (see Fig. 2 c) differs only slightly from that after 15 s. The degree of saturation is around 55% on the underside. By the end of the experiment, only about 75% impregnation is achieved on the underside (see Fig. 2 d) .
Landscapes
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Beschichtungssystem mit mindestens einer aushärtbaren Komponente und einem Vlies, das für die Beschichtung von Flächen zum Schutz gegen witterungsbedingte und mechanische Belastungen geeignet ist.
- Außenflächen wie Balkone, Terrassen, Loggien und Dachterrassen sind ständig sowohl witterungsbedingten Belastungen wie Feuchtigkeit als auch mechanischen Belastungen durch Begehung der Flächen ausgesetzt. Um sie vor Belastungen wie Durchfeuchtung, Abplatzungen und Korrosion zu schützen, werden diese Flächen häufig mit Beschichtungen, insbesondere aus Kunststoff, versehen.
- Die Kunststoffbeschichtungen sollten zum einen gegen Feuchtigkeit abdichten und zum anderen mechanisch stabil sein. Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität eines solchen Abdichtungs- oder Beschichtungssystems ist es bekannt, die Beschichtung mit einem Vlies zu versehen (Vliesarmierung).
- Eine Vliesarmierung erhöht die mechanische Festigkeit der aufgebrachten Schicht. Die Herstellung eines solchen Beschichtungssystems mit Vliesarmierung ist im Stand der Technik bekannt und beispielsweise in der
DE 20 2010 000 225 U1 beschrieben. Nach der in dieser Druckschrift offenbarten Lehre wird die zu beschichtende Fläche zunächst vorbereitet, das heißt, es werden Staub oder andere Partikel sowie größere Unebenheiten in der Fläche entfernt. Anschließend wird eine flüssige Kunststoffmasse auf die Fläche in Form einer Schicht aufgebracht. Auf diese flüssige Kunststoffschicht wird dann ein Vlies aufgelegt, so dass es mindestens teilweise mit dem flüssigen Kunststoff durchtränkt wird. Anschließend kann eine weitere Kunststoffschicht auf das Vlies aufgetragen werden. - Bei der Herstellung eines solchen Beschichtungssystems können insbesondere bei der Verlegung des Vlieses mehrere Probleme auftreten. Zum einen wird das Vlies mit dem Flüssigkunststoff ggf. nur ungenügend durchtränkt. Ferner kann es zu einer Bildung von Luftblasen unter dem Vlies kommen, die über ein seitliches Herausdrücken entfernt werden müssen, da sie sonst die Qualität, insbesondere die Stabilität der Schicht, verringern. Die
DE 20 2010 000 225 U1 schlägt hierzu eine Perforation des Vlieses vor. Das einfache Hinzufügen von Perforationslöchern führt jedoch nicht zu einer Verbesserung der Durchtränkung des Vlieses. Schließlich ist eine Positionskorrektur des Vlieses schwierig, da sich das Vlies auf der Oberfläche des Flüssigkunststoffes nur schwer bewegen lässt. Ein anderes Beschichtungssystem ist ferner ausCA 2 274 798 A1 bekannt. - Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Beschichtungssystem bereitzustellen, das zumindest einen der genannten Nachteile überwindet.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Beschichtungssystem, umfassend mindestens eine aushärtbare Komponente und mindestens ein Vlies, wobei das Vlies Kanäle aufweist und die durch die Kanäle bedingte relative offene Fläche des Vlieses größer als 2,5 mm2/cm2 und höchstens 15 mm2/cm2 ist und die aushärtbare Komponente ein Reaktionsharz ist und durch Polymerisation des Reaktionsharzes aushärtet.
- Es hat sich überraschend gezeigt, dass die Durchtränkbarkeit des Vlieses mit der aushärtbaren Komponente besonders gut ist, wenn die durch die Kanäle erzeugte relative offene Fläche mindestens 2,5 mm2/cm2 beträgt. Gleichzeitig können Luftblasen, die etwa beim Verlegen des Vlieses zwischen Vlies und aushärtbarer Komponente entstehen, durch diese Kanäle im Vlies schnell entweichen. Die gute Durchtränkbarkeit ist insofern überraschend, als dass ein Vlies eine faserige und somit porige Struktur aufweist und somit auch ohne Kanäle luftdurchlässig ist. Insbesondere wird durch die dem Vlies hinzugefügten Kanäle mit einer relativen offenen Fläche von mindestens 2,5 mm2/cm2 die Luftdurchlässigkeit im Trockentest nicht oder nur im geringen Maße gegenüber einer Ausführung ohne Kanäle erhöht (siehe Tabelle 1). Trotz nahezu unveränderter Luftdurchlässigkeit wird die Durchtränkbarkeit des Vlieses mit aushärtbarer Komponente, insbesondere einem Flüssigkunststoff, genauso wie das Abströmen von Luftblasen ab einer relativen offenen Fläche von mindestens 2,5 mm2/cm2 verbessert.
- Es wurde zudem überraschend festgestellt, dass sich ein Vlies mit Kanälen und einer offenen Fläche von mindestens 2,5 mm2/cm2 besser verarbeiten lässt. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass es besser auf der Oberfläche aus der flüssigen aushärtbaren Komponente gleiten kann. Dadurch lässt sich das Vlies einfacher positionieren bzw. die Position des Vlieses kann mit nur geringem Aufwand korrigiert werden.
- Ferner wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines Beschichtungssystems bereitgestellt, bei dem eine erste flüssige aushärtbare Komponente auf eine Fläche in Schichtform aufgebracht wird und ein Vlies mit Kanälen und einer offenen Fläche von mindestens 2,5 mm2/cm2 und höchstens 15 mm2/cm2 auf die flüssige aushärtbare Komponente zur Ausbildung einer zweiten Schicht so aufgebracht wird, dass die flüssige aushärtbare Komponente die Poren und Kanäle des Vlieses durchdringt. Die aushärtbare Komponente ist ein Reaktionsharz und härtet durch Polymerisation aus. Durch Verwendung eines Vlieses mit Kanälen und der dadurch bedingten erfindungsgemäßen relativen offenen Fläche kann das Vlies auf die aushärtbare Komponente einfach aufgelegt werden und wird auch mit Anwendung von wenig oder keinem Druck in kurzer Zeit vollständig durchtränkt. Schließlich wird erfindungsgemäß ein Flächenbelag bereitgestellt umfassend ein erfindungsgemäßes Beschichtungssystem.
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- Fig. 1
- zeigt eine Abfolge von Fotografien, die das erfindungsgemäße Vlies 3 auf einer flüssigen PMMA-Schicht (Polymethylmethacrylat) zeigen. Die Fotografien wurden nach a) 5 s, b) 15 s, c) 30 s und d) 1 min aufgenommen. Während des einminütigen Versuchs wurde das Vlies nach Auflegen auf die Flüssigkunststoffschicht nicht weiter berührt.
- Fig. 2
- zeigt eine Abfolge von Fotografien, die nicht erfindungsgemäße Vlies 2 auf einer flüssigen PMMA-Schicht zeigen. Die Fotografien wurden nach a) 5 Sek., b) 15 Sek., c) 30 Sek. und d) 1 Min. aufgenommen. Während des einminütigen Versuchs wurde das Vlies nach Auflegen auf die Flüssigkunststoffschicht nicht weiter berührt.
- Erfindungsgemäß wird unter einem "Vlies" ein Gebilde aus Fasern begrenzter Länge, Endlosfasern (Filamenten) oder geschnittenen Garnen jeglicher Art und jeglichen Ursprungs verstanden, die auf irgendeine Weise zusammengefügt bzw. miteinander verbunden sind. Davon ausgeschlossen ist das Verkreuzen bzw. Verschlingen von Garnen, wie es beim Weben, Wirken oder Stricken geschieht. Ein Vlies mit verfestigten Fasern wird auch als Vliesstoff bezeichnet. Die erfindungsgemäßen Vliese sind flexible Flächengebilde, das heißt, sie sind biegsam, ihre Hauptstrukturelemente sind Fasern, insbesondere textile Fasern, und sie weisen eine vergleichsweise geringe Dicke gegenüber ihrer Länge und Breite auf.
- Erfindungsgemäß werden unter "Poren" des Vlieses die bei der Herstellung entstehenden Zwischenräume zwischen den Fasern des Vlieses verstanden.
- Unter, "Kanälen" oder "Löchern" des Vlieses werden Faserzwischenräume im Vlies verstanden, die röhrenartig von einer Oberfläche des Vlieses zur anderen reichen, also Öffnungen auf den gegenüberliegenden Oberflächen des Vlieses miteinander verbinden. Die Kanäle weisen vorzugsweise einen in etwa konstanten Querschnitt auf. Die Kanäle können einen direkten Durchtritt von Material von einer Oberfläche des Vlieses zur anderen erlauben.
- Unter "Durchbrüchen" werden erfindungsgemäß Kanäle verstanden, die die Oberflächen des Vlieses auf kürzestem Weg miteinander verbinden und insbesondere nach Herstellung des Vlieses hinzugefügt wurden.
- Erfindungsgemäß wird die "Höchstzugkraft" gemäß DIN EN 29073 - 3 definiert. Demnach handelt es sich um die Kraft, die bei der Prüfung eines 5 cm breiten Streifens bis zum Bruch der aufzuwenden ist.
- Erfindungsgemäß wird die "Höchstzugdehnung" gemäß DIN EN 29073 - 3 definiert. Demnach handelt es sich um die maximale Dehnung, des Vlieses die erreichbar ist, bevor das Vlies reißt.
- Unter der "relativen offenen Fläche" wird die Kanalfläche innerhalb eines normierten Flächenabschnitts der Vliesoberfläche bezeichnet.
- "Durchtränkung" im Sinne der Erfindung bedeutet ein Eindringen der flüssigen aushärtbaren Komponente in Poren und Kanäle des Vlieses, so dass nach Aushärtung in dem Durchtränkten Bereich des Vlieses keine Luft eingeschlossen ist. Ein Durchtränkung zu einem bestimmten Prozentsatz X gibt an, bedeutet das noch (100 - X) % Luft im Vlies enthalten ist. Ab einem Prozentsatz von über 99 % Durchtränkung gilt das Vlies als vollständig durchtränkt.
- Erfindungsgemäß schließt der Begriff "umfassen", außer seiner wörtlichen Bedeutung, auch die Ausdrücke "bestehen im Wesentlichen aus" und "bestehen aus" mit ein. Somit kann Gegenstand, der speziell aufgelisteten Elemente "umfasst" neben diesen Elementen weitere Elemente enthalten oder im in Sinne von "bestehen aus" keine weiteren Elemente enthalten.
- Es wurde festgestellt, dass mit steigender relativer offenen Fläche des Vlieses die Durchtränkbarkeit sowie die Entfernung von Luftblasen deutlich zunehmen. Ab einer relativen offenen Fläche von mindestens 2,5 mm2/cm2 können die genannten Effekte nachgewiesen werden. Die relative offene Fläche beträgt höchstens 15 mm2/cm2.
- Je größer die relative offene Fläche, desto weniger muss nach Auflegen des Vlieses noch mechanisch auf das Vlies eingewirkt werden. Ab einer relativen offenen Fläche von 7 mm2/cm2 sind die Durchtränkbarkeit und das Abströmen von unter dem Vlies auftretenden Luftblasen so gut, dass das Vlies ohne mechanische Einwirkung verlegt werden kann. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die relative offene Fläche des Vlieses mindestens 4,0 mm2/cm2, bevorzugt mindestens 6,0 mm2/cm2, besonders bevorzugt mindestens 7,0 mm2/cm2.
- Die offene Fläche des Vlieses ist jedoch nach oben hin dadurch beschränkt, dass sie nicht zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Vlieses führen darf
- Die relative offene Fläche des perforierten Vlieses beträgt somit höchstens 15 mm2/cm2. Schon oberhalb einer relativen offenen Fläche von 8 mm2/cm2 kann es zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Vlieses kommen. Dadurch wird auch das Beschichtungssystem insgesamt weniger widerstandsfähig für mechanische Belastungen als ein Beschichtungssystem mit einem Vlies ohne Kanäle. Oberhalb einer relativen offenen Fläche von 15 mm2/cm2 sind die mechanischen Eigenschaften des Vlieses, wie die Höchstzugkraft derart verschlechtert, dass das Vlies kaum noch eine Stabilisierung des Beschichtungssystems im Vergleich zu einem Beschichtungssystem ohne Vlies bewirken kann.
- Gemäß einer Ausführungsform beträgt die durch die Kanäle verursachte prozentuale Abnahme der Höchstzugkraft des Vlieses höchstens 40 %, bevorzugt höchstens 30 %, bevorzugt höchstens 20 %.
- Eine Abnahme der Höchstzugkraft von 40 % gewährleistet immer noch ausreichende mechanische Eigenschaften des Vlieses. Die Abnahme der Höchstzugfestigkeit im Bereich von weniger als 20 % schlägt sich in den mechanischen Eigenschaften des Vlieses kaum nieder. Ein solches Vlies entspricht in seinen mechanischen Eigenschaften somit einem nicht gelochten Vlies, einem Vlies mit einer relativen offenen Fläche ungefähr 0.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt die prozentuale Abnahme der Höchstzugdehnung des Vlieses höchstens 30 %, bevorzugt höchstens 20 %, besonders bevorzugt höchstens 15 %.
- Die Kanäle im Vlies können jegliche Form annehmen. Das heißt, es können runde, quadratische, rechteckige, schlitzförmige Kanalformen sein. Einschub: Die Kanäle können auch Freiformen, beispielsweise Sechseckformen aufweisen. Bevorzugt sind schmale Kanäle. Die Größe eines Kanals wird über seinen Durchmesser bzw. seinen Äquivalentdurchmesser, welcher ein Maß für die Größe eines unregelmäßig geformten Kanals ist, definiert. Längliche oder schlitzförmige Kanäle werden über die maximale Ausdehnung in zwei Dimensionen beschrieben, beispielsweise die Länge und Breite eines Schlitzes. Die Größe der Kanäle richtet sich unter anderem danach, wie stark die Oberfläche belastet werden soll. Es hat sich gezeigt, dass kleinere Kanäle bei gleicher relativer offener Fläche zu einer größeren mechanischen Festigkeit des Vlieses führen. Das heißt, die Abnahme der Höchstzugfestigkeit oder Höchstzugdehnung gegenüber einem nicht gelochten Vlies bleibt geringer. Bevorzugt sind runde oder annähernd runde unregelmäßige bzw. elliptische Kanäle. Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschichtungssystems liegt der Durchmesser (Äquivalenzdurchmesser) der Kanäle im Bereich von 0,05 bis 1,2 mm, bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 0,8 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 0,45 mm.
- Zur Erzeugung der Kanäle des Vlieses kann das Vlies mit verschiedenen Verfahren behandelt werden. Beispiele sind die Wasserstrahlenbehandlung, die Laserbestrahlung oder das Stanzen und das Heißstachelverfahren. Bevorzugt sind dabei Verfahren, die zu keinem Materialverlust führen. Bei diesen verlustfreien Verfahren werden durch den Eingriff nur die Poren bzw. Maschen des Vlieses erweitert und das Vlies an anderen Stellen verdichtet. Ein Beispiel für ein solches Verfahren ist die Wasserstrahlenbehandlung.
- Gemäß einer Ausführungsform des Beschichtungssystems ist das Vlies regelmäßig gelocht, das heißt es weißt Kanäle in regelmäßigen Abständen auf. Eine regelmäßige Lochung wird als Perforation bezeichnet. Das heißt, die Kanäle treten auf einer Linie in regelmäßigen Abständen auf und bilden sogenannte Perforationsreihen. Die Perforationsreihen sind bevorzugt parallel zueinander und parallel zu einer Seitenkante des Vlieses. Mehrere Perforationsreihen können Kanäle jeweils auf gleicher Höhe aufweisen, so dass in der Vliesfläche ein Perforationsgitter entsteht. Alternativ können die Kanäle der ersten Perforationsreihen versetzt gegeneinander auftreten.
- Gemäß einer Ausführungsform sind die Kanäle über die Fläche des Vlieses stochastisch verteilt. Es hat sich gezeigt, dass eine stochastische Verteilung der Vlieskanäle eine höhere mechanische Stabilität bei gleicher relativer offener Fläche gewährleistet. Die stochastische Verteilung wirkt insbesondere einer mechanischen Destabilisierung des Vlieses entgegen, die insbesondere bei einer durch eine relativen offenen Fläche von größer als 10 mm2/cm2 auftreten kann.
- Das Beschichtungssystem kann ein oder mehr Vliese enthalten. Mehrere Vliese führen zu einer weiteren Erhöhung der Stabilität der Schicht. Allerdings muss damit auch zwangsläufig die Schichtdicke zunehmen. Bevorzugt enthält das Beschichtungssystem ein Vlies. Gemäß einer Ausführungsform liegt die Dicke des Vlieses im Bereich von 0,1 mm bis 2 mm. Bevorzugt liegt die Dicke des Vlieses im Bereich von 0,5 bis 1,0 mm. Vliese mit einer Dicke von weniger als 0,3 mm sind sehr aufwendig in der Herstellung und führen in der Regel zu keiner ausreichenden mechanischen Belastbarkeit des Schichtsystems. Bei einer Schichtdicke von mehr als 2 mm ist die Erzeugung einer ausreichenden Durchtränkung mit der flüssigen aushärtbaren Komponente sehr aufwendig, unter Umständen kann keine ausreichende Durchtränkung vor Aushärtung erreicht werden. Hohe Vliesdicken führen auch zu einem erhöhten Bedarf an Material, insbesondere der aushärtbaren Komponente. Andererseits nimmt mit größerer Dicke die mechanische Stabilität des Vlieses zu. Die erforderliche offene Fläche ist somit abhängig von der zu verwendenden Vliesdicke. Eine Vliesdicke im Bereich von 0,5 mm bis 1 mm ist für viele Anwendungen bevorzugt, da sie eine ausreichende mechanische Stabilität gewährleistet bei gleichzeitig guter Durchtränkbarkeit.
- Das im erfindungsgemäßen Beschichtungssystem verwendete Vlies kann aus jeder möglichen Art von Fasern aufgebaut sein. Bekannte Faserarten sind mineralische Fasern wie Glas, Asbest, Mineralwolle, tierische Fasern wie Seide und Wolle, pflanzliche Fasern wie Baumwolle und chemische Fasern. Bei den chemischen Fasern wird zwischen Fasern aus natürlichen Polymeren wie Cellulose und Fasern aus synthetischen Polymeren. Letztere werden erfindungsgemäß auch als Kunststofffasern bezeichnet. Beispiele für chemische Fasern aus synthetischen Polymeren sind die Polyamide PA 6.6 (Nylon®), PA 6.0 (Perlon®), Polyester wie Polyethylenterephthalat (PET) und Polybutylenterephthalat (PBT), Polyvinylchlorid (PVC), Polypropylen (PP) Polyethylen (PE), Polyimid (PI), Polyamidimid (PAI), Polyphenylensulfid (PPS), Aramid, Polyacrylnitril (PAN), Polytetraflurethylen (PTFE).
- Gemäß einer Ausführungsform des Beschichtungssystems umfasst das Vlies Kunststofffasern, ausgewählt aus der Gruppe PA 6.6, PA 6.0, Polyester, insbesondere PET und PBT, PVC, PP, PE PI, PAI, PPS, Aramid, PAN, PTFE oder Kombinationen davon. Bevorzugt umfasst Vlies Fasern aus einem Polyester und/oder Polypropylen. Vliese mit Fasern aus Polyester oder Polypropylen bieten zum einen starken mechanischen Verbund und zudem auch eine gute Haftung an Polymerisationsharzprodukten bzw. Flüssigkunststoffen. Vliese mit Polypropylenfasern weisen besonders gute mechanischen Eigenschaften auf. Polyestervliese weisen insbesondere eine sehr gute Interaktionen mit den Polymerisationsharzprodukten auf. Besonders bevorzugt sind Vliese aus mit Fasern aus Polyester und Polypropylen. Gemäß einer Ausführungsform ist das Verhältnis von Polyesterfasern zu Polypropylenfasern im Vlies bezogen auf Gewicht der Fasern im Bereich von 70:10 bis 95:5, bevorzugt im Bereich von 80:20 bis 90:10.
- Für die Verbindungen der Fasern des Vlieses zu einem Vliesstoff sind dem Fachmann verschiedene Verfahren bekannt. Dazu zählen mechanische Verfahren wie Vernadelung oder Wasserstrahlverfestigung, chemische Verfahren, etwa durch die Zugabe von Bindemitteln oder thermische Verfahren, z.B. Erweichen in einem geeigneten Gasstrom, zwischen beheizten Walzen oder auch in einem Dampfstrom. Bevorzugt ist wird das Vlies durch Vernadelung zu einem Vliesstoff verfestigt, d.h. es ist ein Nadelvliesstoff.
- Das Flächengewicht des Vlieses ist abhängig von der Dicke, dem Material sowie der Porosität des Vlieses. Gemäß einer Ausführungsform des Beschichtungssystems liegt das Flächengewicht des Vlieses im Bereich von 90 g/m2 bis 150 g/m2. Bevorzugt liegt das Flächengewicht des Vlieses im Bereich von 100 g/m2 bis 130 g/m2. Besonders bevorzugt liegt das Flächengewicht des Vlieses im Bereich von 105 g/m2 bis 120 g/m2. Ein Vlies mit einer Schichtdicke im Bereich von 105 g/m2 bis 120 g/m2 weist ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Schichtdicke, Durchtränkbarkeit und Materialverbrauch des Flüssigkunststoffes auf. Insbesondere liegt das Flächengewicht des Vlieses bei etwa 110 g/m2.
- Erfindungsgemäß wird unter einer aushärtbaren Komponente eine Flüssigkeit verstanden, die durch eine Polymerisationsreaktion, insbesondere durch Zugabe eines Initiators bzw. Härters, erhärten kann.
- Erfindungsgemäß ist die aushärtbare Komponente ein aushärtbares Reaktionsharz. Reaktionsharze im Sinne der Erfindung sind flüssige oder verflüssigbare Kunstharze, die durch Polymerisation, Polyaddition oder Polykondensation zu Duromeren oder Elastomeren aushärten. Bevorzugte Reaktionsharze sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyurethan, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyharnstoff, Vinylester, Polyester, Epoxid, Polyacrylat oder Styrol-Butadien-Kautschuk oder Mischungen daraus.
- Das Reaktionsharz kann als Präpolymer vorliegen. "Präpolymere" im Sinne der Erfindung sind oligomere oder bereits polymere Verbindungen, die als Vor- oder Zwischenprodukte zur Synthese von hochmolekularen Substanzen liegen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die aushärtbare Komponente mindestens ein Polymethylmethacrylatharz (PMMA-Harz) oder ein Polyurethan. Bevorzugt wird die aushärtbare Komponente durch Polyaddition oder radikalische Polymerisation ausgehärtet.
- Ein erfindungsgemäßes Beschichtungssystem wird in der Regel aus mindestens zwei Schichten bestehen. Eine erste Schicht, die auf der zu beschichtenden Fläche angeordnet ist und im Wesentlichen aus der ausgehärteten aushärtbaren Komponente besteht. Dabei handelt es sich um die Materialvorlage oder untere Abdichtungsschicht. Darauf angeordnet ist die Vliesschicht, welche aus dem Vlies und der in den Zwischenräumen des Vlieses, das heißt den Poren und Kanälen, befindlichen aushärtbaren Komponente besteht. Die Unterseite des Vlieses liegt dabei auf der unteren Abdichtungsschicht. Als Unterseite wird die Oberfläche des Vlieses bezeichnet, die beim Auflegen mit der aushärtbaren Komponente der unteren Abdichtungsschicht direkt in Kontakt tritt. Die Oberseite des Vlieses ist dagegen die Oberfläche, die nach Auflegen des Vlieses nach oben gerichtet und somit sichtbar ist.
- Gemäß einer Ausführungsform ist das Vlies beim Aushärten zu mindestens 95 %, bevorzugt zu mindestens 99 % besonders bevorzugt zu 100 % mit der aushärtbaren Komponente durchtränkt. Gemäß einer weiteren Aufführungsform sind zwischen der Vliesschicht und der darunter liegenden aus aushärtbarer Komponente bestehenden Schicht nur wenig Luft in Form von Luftblasen eingeschlossen. Das heißt, weniger als 0,3 % der Fläche der Unterseite des Vlieses sind von Luftblasen bedeckt. Bevorzugt sind es weniger als 0,1 % der Fläche, besonders bevorzugt weniger als 0,05 % der Fläche und insbesondere keine Lufteinschlüsse (0 %).
- Auf der Oberseite des Vlieses ist bevorzugt eine weitere Schicht aus einer aushärtbaren Komponente angeordnet. Dabei handelt es sich um die sogenannte Deckschicht oder obere Abdichtungsschicht.
- Das Verfahren zur Herstellung des Beschichtungssystems umfasst im Wesentlichen die Schritte des Auftragens einer ersten flüssigen aushärtbaren Komponente auf eine zu beschichtende Fläche, so dass die aushärtbare Komponente eine erste Schicht auf der Fläche ausbildet, sowie ein Aufbringen eines Vlieses mit Kanälen und einer dadurch bedingten relativen offenen Fläche von mindestens 2,5 mm2/cm2 und höchstens 15 mm2/cm2 auf die flüssige aushärtbare Komponente, wobei die aushärtbare Komponente ein Reaktionsharz ist und durch Polymerisation des Reaktionsharzes aushärtet. Das Vlies wird mit der Unterseite auf die aushärtbare Komponente gelegt. Dabei wird das Vlies so aufgebracht, dass es eine zweite Schicht bildet, wobei die flüssige aushärtbare Komponente die Poren und Kanäle des Vlieses unterseitig durchdringt.
- Etwaige beim Auflegen entstehende Luftblasen können durch Ausüben von Druck auf das Vlies entfernt werden. Beispielsweise kann mit einer Rolle bzw. Walze über das Vlies gerollt werden. Aufgrund des leichten Abströmens von Luftblasen und der hohen Durchtränkbarkeit des Vlieses, kann das Vlies mit wenig oder ohne Druck auf die aushärtbare Komponente aufgebracht werden und trotzdem vollständig durchtränkt werden, inklusive der Entfernung beim Auflegen unter dem Vlies entstandener Luftblasen, bevor die aushärtbare Komponente ausgehärtet ist.
- Das erfindungsgemäße Verfahren kann als optionalen Schritt eine Positionskorrektur des Vlieses nach dem Auflegen auf die aushärtbare Komponente beinhalten. Dazu wird das Vlies nach dem Auflegen beispielsweise durch Ziehen mit der Hand bewegt, wobei das Vlies über die Oberfläche der aushärtbaren Komponente gleitet. Aufgrund der relativen offenen Fläche des Vlieses ist für die Verschiebung des Vlieses nur eine geringe Kraft nötig.
- Optional kann die Fläche, die mit dem Beschichtungssystem beschichtet werden soll, vor Auftragen der aushärtbaren Komponente vorbehandelt werden. Beispielsweise kann die Fläche gereinigt und/oder geglättet werden. Eine solche Reinigung beinhaltet das Entfernen von Staub oder Partikeln oder anderen Verunreinigungen. Eine Glättung der Fläche beinhaltet beispielsweise das Abschleifen von Ausbuchtungen. Darüber hinaus können mineralische Untergrundflächen vorbehandelt werden durch Abschleifen, Fräsen oder Kugelstrahlen. Metallische Flächen werden beispielsweise mit Fett beschichtet und/oder abgeschleift. Es kann auch zunächst eine Grundierungsschicht aufgetragen werden, auf die dann die aushärtbare Komponente aufgetragen wird.
- Ferner kann - zur vollständigen Einbettung des Vlieses - auf die Vliesschicht eine zweite Schicht aus einer flüssigen aushärtbaren Komponente aufgetragen werden. Diese zweite Schicht aus einer flüssigen aushärtbaren Komponente bildet die Deckschicht. Dazu wird auf die Oberseite des Vlieses eine zweite flüssige aushärtbare Komponente in Schichtform aufgebracht. Die zweite flüssige aushärtbare Komponente sollte mit der ersten flüssigen aushärtbaren Komponente verträglich sein und eine Bindung damit eingehen können. Besonders bevorzugt ist die zweite aushärtbare Komponente identisch mit der ersten aushärtbaren Komponente. Die Durchtränkung des Vlieses findet dann von der Unterseite des Vliese durch die Vorlage an aushärtbarer Komponente und von der Oberseite des Vlieses durch die Deckschicht statt.
- Die vorstehenden Ausführungen stellen ebenso wie die nachfolgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen keinen Verzicht auf bestimmte Ausführungsformen oder Merkmale dar.
- Drei verschiedene Vliese wurden produziert und auf ihre mechanische Eigenschaften sowie ihre Luftdurchlässigkeit getestet.
- Das nicht erfindungsgemäße Vlies 1 ist ein Nadelvliesstoff aus Polyester- und Polypropylenfasern.
- Ausgangsstoff für das nicht erfindungsgemäße Vlies 2 ist Vlies 1. In dieses Vlies wurde mit einer Stanze Lochreihen mit runden Kanälen eingestanzt. Die Perforationskanäle weisen einen Durchmesser von 0,8 mm auf. Die relative offene Fläche des Vlieses beträgt 1,95 mm2/cm2.
- Das erfindungsgemäße Vlies 3 basiert auch auf dem Vlies 1. In diesem Fall wurde das Vlies mittels Wasserstrahlen durchlöchert. Der Durchmesser der mit dem Wasserstrahl erzeugten Kanäle lag im Bereich von 0,2 bis 0,8 mm, die offene Fläche bei 7,35 mm2/cm2.
- Die Vliese wurden verschiedenen Tests unterzogen:
- a) Die Dicke (Einheit [mm]) des Vlieses wurde mit einem Handttaster Käfer JD200 mit einem Druck von p = 1,1 kPa und einer Fläche von A = 19,2 cm2 bestimmt.
- b) Das Flächengewicht (Einheit [g/m2]) wurde mit dem Verfahren gemäß DIN EN 29073 -1 bestimmt. Dazu wurde eine Fläche von 100 cm2 rund ausgestanzt.
- c) Die Höchstzugkraft (Einheit [N/5cm]) wurde mit dem Verfahren nach der Vorschrift DIN EN 29073 - 3 bei einer Einspannlänge von 200 mm, einer Prüfgeschwindigkeit von 200 mm/min und einer Vorkraft von 1,0 N bestimmt.
- d) Die Höchstzugdehnung (Einheit [%]) wurde mit dem Verfahren nach der Vorschrift DIN EN 29073 - 3 bei einer Einspannlänge von 200 mm, einer Prüfgeschwindigkeit von 200 mm/min und einer Vorkraft von 1,0 N bestimmt.
- e) Die Luftdurchlässigkeit (Einheit [l/m2 s]) wurde mit dem Verfahren nach der Vorschrift DIN EN 9237 (20cm2;-200Pa) bestimmt.
- Die Ergebnisse dieser Tests sind in der Tabelle 1 zusammengefasst:
Tabelle 1: Testergebnisse Vlies 1 Vlies 2 Vlies 3 Dicke [mm] 0,7 0,7 0,7 Flächengewicht [g/cm2] 110 110 110 Höchstzugkraft längs 160 130 130 [N/5cm] quer 250 150 130 Höchstzugdehnung längs 65 50 50 [%] quer 85 85 85 Luftdurchlässigkeit [l/m2 x s] 1350 1250-1500 1250-1500 - Aus den Vliesen 2 und 3 aus Beispiel 1 wurden Teilstücke mit einer Abmessung von 25 cm mal 10 cm ausgeschnitten.
- Eine Betonfläche wurde zunächst gesäubert und größere Unebenheiten wurden abgeschliffen. Im folgenden Schritt wurde auf zwei Teilflächen der Betonfläche von jeweils 10 cm mal 20 cm flüssiges PMMA mit einer Walze aufgetragen. Die Dicke der PMMA-Schichten betrug jeweils etwa 1,5 mm.
- Auf diese Flüssigkunststoffschichten wurde jeweils Vlies 2 und Vlies 3 aufgelegt. Dabei wurde darauf geachtet, dass die Vliese möglichst glatt und eben aufliegen. Daraufhin wurde die Durchtränkung des Vlieses mit PMMA beobachtet.
- Die
Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Vlies 3 zu vier verschiedenen Zeitpunkten, nach a) 5 s, b) 15 s, c) 30 s und d) 1 min. InFig. 1 a) ist das durch die Kanäle strukturierte Vlies noch in vielen Bereichen weiß bzw. hellgrau/weiß an anderen Stellen schon dunkler grau. Weiße Bereiche stehen für eine fehlende Durchtränkung und je dunkler ein Bereich des Vlieses im Foto ist, desto stärker durchtränkt ist er. Nach 15 s ist (Fig. 1c ) weist das Vlies im Mittelteil nur noch wenige hellgraue Stellen auf. Nur noch in den Ecken sind durchgehend weiße, d.h. nicht durchtränkte Bereiche zu erkennen. Nach 30 sec sind über 90 % des Vlieses durchtränkt. Nur noch an den Ecken oben rechts und unten links sind weiße Bereiche zu erkennen. Nach 1 min (sieheFig. 1 d) sind die nicht durchtränkten Bereich an den Ecken noch etwas kleiner geworden. Mehr als 95 % des Vlieses ist vollständig durchtränkt. - Die
Figur 2 zeigt das nicht erfindungsgemäße Vlies 2 zu vier verschiedenen Zeitpunkten, nach a) 5 s, b) 15 s, c) 30 s und d) 1 min. Nach 5 s sind die meisten Bereich des Vlieses 2 noch weiß, einige Bereiche dagegen leicht hellgrau. Dunkle Stellen sind nur direkt in den Löchern zu sehen. Nach 15 s (sieheFig. 2 b) sind zwar schon mehr dunkelgraue, d.h. vollständig durchtränkte Bereiche zu erkennen. Der Großteil des Vlieses ist allerdings nur leicht hellgrau was für einen niedrigen Durchtränkungsgrad steht. Große Bereiche am oberen Rand sind noch vollständig weiß. Der Durchtränkungsgrad liegt bei etwa 50 % unterseitig. Das Bild nach 30 s (sieheFig. 2 c) unterscheidet sich nur wenig von dem nach 15 s. Der Durchtränkungsgrad liegt bei etwa 55 % unterseitig. Bis zum Ende des Experiment wird nur eine Durchtränkung von etwa 75 % unterseitig erreicht (sieheFig. 2 d) .
Claims (17)
- Beschichtungssystem, umfassend mindestens eine aushärtbare Komponente und mindestens ein Vlies, wobei das Vlies Kanäle aufweist und die durch die Kanäle bedingte relative offene Fläche des Vlieses mindestens 2,5 mm2/cm2 und höchstens 15 mm2/cm2 ist und die aushärtbare Komponente ein Reaktionsharz ist und durch Polymerisation des Reaktionsharzes aushärtet.
- Beschichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die relative offene Fläche des Vlieses mindestens 4,0 mm2/cm2, bevorzugt mindestens 6,0 mm2/cm2 und besonders bevorzugt mindestens 7,0 mm2/cm2 ist.
- Beschichtungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Kanäle im Bereich von 0,05 bis 1,2 mm, bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 0,8 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 0,45 mm liegt.
- Beschichtungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Vlieses im Bereich von 0,1 mm bis 2 mm, bevorzugt im Bereich von 0,8 mm bis 1,2 mm liegt.
- Beschichtungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Fasern des Vlieses, Kunststoffasern sind, insbesondere aus einem Material, ausgewählt aus Polyester, wie Polyethylenterephthalat und Polybutylenterephthalat und Polyamid, Polyimid, Polyamidimid, Polyphenylensulfid, Aramid, Polyacrylnitril, Polytetraflurethylen, Polyethylen, Polypropylen, Polyurethan oder Kombinationen davon.
- Beschichtungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies ein Nadelvliesstoff ist.
- Beschichtungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht des Vlieses im Bereich von 70 g/m2 bis 150 g/m2, bevorzugt im Bereich von 90 g/m2 bis 130 g/m2, im Bereich von 100 g/m2 bis 120 g/m2 .
- Beschichtungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle des Vlieses erzeugt wurden mit einem Verfahren, ausgewählt aus Wasserstrahlenbehandlung, Laserbestrahlung, Stanzen und Heißstachelverfahren.
- Beschichtungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bei Erzeugung der Kanäle zu keinem Materialverlust kommt.
- Beschichtungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle des Vlieses eine stochastische Verteilung aufweisen.
- Beschichtungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsharz durch radikalische Polymerisation, Polyaddition oder Polykondensation aushärtet.
- Beschichtungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsharz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyurethan, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyharnstoff, Vinylester, Polyester, Epoxid, Polyacrylat oder Styrol-Butadien-Kautschuk oder Mischungen daraus.
- Beschichtungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aushärtbare Komponente die Kanäle und Poren des Vlieses durchtränkt.
- Beschichtungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aushärtbare Komponente eine erste Schicht bildet und das mit der aushärtbaren Komponente durchtränkte Vlies eine zweite Schicht bildet, wobei die zweite Schicht auf der ersten Schicht angeordnet ist.
- Verfahren zur Herstellung eines Beschichtungssystems nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste flüssige aushärtbare Komponente auf eine Fläche in Schichtform aufgebracht wird und ein Vlies mit Kanälen und die durch die Kanäle bedingte offene Fläche mindestens 2,5 mm2/cm2 und höchstens 15 mm2/cm2 ist, auf die flüssige aushärtbare Komponente zur Ausbildung einer zweiten Schicht so aufgebracht wird, dass die flüssige aushärtbare Komponente die Poren und Kanäle des Vlieses durchtränkt, wobei die aushärtbare Komponente ein Reaktionsharz ist und durch Polymerisation des Reaktionsharzes aushärtet.
- Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass, auf das Vlies eine zweite flüssige aushärtbare Komponente in Schichtform aufgebracht wird, wobei die zweite aushärtbare Komponente vorzugsweise identisch mit der ersten aushärtbaren Komponente ist.
- Flächenbelag, umfassend ein Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
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