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"Vorgefertigte Uberzugsfilme für Bauteile und Werkstoffe" Viele Bau-
und Werkstoffe werden in der Praxis mit Überzügen versehen. Bei Stahlkonstruktionen
ist dies zum Schutz gegen Rostung durchweg notwendig, bei Betonkonstruktionen in
den Fällen, wo aggressive Stoffe einwirken. In manchen Fällen sind auch ästhetische
Gründe Veranlassung zllr Aufbringung von Uberzügen, z.B. bei Betonschwimmbädern
Das wichtigste Verfahren zur Herstellung solcher UberzUge ist der sog. Anstrich,
wobei flüssige, nach dem Aufbringen festwerdende Filmblldner mit dem Pinsel oder
anderen Geraten in meist mehreren Arbeitsgängen bis zur gewünschten Dicke aufgetragen
werden. Neben diesem Verfahren gewinnt steigende Bedeutung das Aufkleben von Kunststoff-Folien
auf das Bauteil.
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Beide Verfahren haben neben Vorteilen auch Nachteile. Das allgemein
übliche Anstrichverfahren ist sehr arbeitsaufwendig, weil mit hohen Lohnkosten meist
mehrfache Anstriche aufgebracht werden müssen. Dabei ist es sowohl beim Anstrich-
als auch beim Spritzverfahren schwer möglich, eine gleichmäßige Filmdicke zu erzielen,
weshalb z.B. bei isenkonstruktionen an den Kanten und im Bereich der Pinselfurchen
und dünner Spritzstellen meist vorzeitig Rostung auftritt.
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Ein weiterer Nachteil des Anstrichverfahrens besteht darin, daß es
sehr wetterabhängig ist, weil die FilmbildunE durch Einwirkung von Nässe, Kälte
und Feuchtigkeit stark beeinträchtigt wird mit dem Ergebnis, daß bei warmem Wetter
aufgebrachte Anstriche im allgemeinen liner halten als solche, bei deren Herstellung
ungünstige Witterungsverhältnisse geherrscht haben. Ein bei gelösten Anstrichmitteln
hinzukommender Nachteil besteht darin, daß infolge der Verdunstung des vielfach
hohen Lösungsmittelgehalts Schwinderscheinungen im Anstrichfilm auftreten, die Porenbildung
und andere Filmmängel zur Ursache haben.
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Bei der Verwendung bekannter Kunststoff-Folien fallen diese Nachteile
weg; sie sind in einem Arbeitsgang aufzubringen, sind gleichmäßig dick und porenfrei
und nach der Aufbringung wltterlngsunempfindlich. Uberzuge aus solchen Folien haben
aber auch Nachteile, z.B. daß sich solche Folien nicht genügend den Unebenheiten
des Untergrunds wie z.B. Nieten, Schweißnähten, gewõlbten Flächen, Rauhigkeiten
und Lunkerstellen des Betons usw. anpassen. Man kann diese Kunststoff-Folien wohl
mit Weichmachern flexibel einstellen, doch bleibt auch dadurch die Grundfläche der
Folie in ihrer LKngenirnd
Breitenausdehnung unverändert, und es
ist deshalb unmöglich, sie einem in verschiedenen Richtlmgen unebenen Profil anzupassen.
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Ein weiteres Problem ist die Verkleblmg. Die Filmbildner der üblichen
Kunststoff-Folien sind hochmolekulare, unlösliche Kunststoffe, wie Polyäthylen,
Polyvinylchlorid, u.a., die sich mit den Bestandteilen des meist organischen Klebers
nicht vermischen, so daß sich ein 3-Schichtsystem bildet ais Werkstoff-Oberfläche,
Klebeschicht und Kunststoff-Folie. Erfahrungsgemäß ergeben sich hierdurch, insbes.
bei Beton und Stahl, Schwierigkeiten, die vor allem bei Wasser-, Chemikalien-und
Witterungseinflüssen zu einer ungenügenden Haftung der Folien und schließlich zu
einer Ablösung führen können.
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Diese und andere Schwierigkeiten sind die Ursache dafür, daß trotz
der genannten Vorteile die Beschichtung auf Bauteilen aus Beton und Eisen mit Kunststoff-Folien
im Vergleich zu dem althergebrachten Anstrichverfahren eine geringere Rolle spielt.
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Dllreh das im folgenden beschriebene Verfahren ist es gelungen, die
Vorteile des Anstrichverfahrens und der Folienbeschichtung zil vereinigen und die
Nachteile zu überwinden. Das Verfahren besteht in der Aufbringung speziell zusammengesetzter
vorgefertigter Uberzugsfilme. Diese Filme befinden sich nicht im Endzustand des
ausgehärteten Anstrichfilms, sondern in dem Vorstadium, in dem der Film noch plastisch
knetbar ist, was durch einen geringen Lösungsmittelgehalt erreicht wird.
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Das Bindemittel dieser vorgefertigten Anstrichfilme besteht vorzugsweise
aus Kunstharzen, Jedoch nicht aus den als Folien werkstoffe üblichen hochmolekularen,
unlöslichen Kunvststoffen wie Polyäthylen, Polyvinylch)orid u.a., sondern aus in
organischen Lösungsmitteln löslichen sog. Lack-Kunstharzen. Besonders geeignet sind
Chlorkautschuk, Pol.yvinylchlorid-Mi schpolymerisate, chlorsulfoniertes Polyäthylen,
lösliche Kautschuk-Typen u. a.
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Diese Kunstharze haben neben den für den Filmzusammenhalt notwendigettohäsionseigenschaften
den Vorteil der chemischen Beständigkeit. Dort, wo andere Eigenschaften verlangt
werden, können andere Kunstharze vorteilhaft sein, so z. B. Polyacrylatharze bei
Wasserbeanspruchung der Filme. Zur Einstellung der optimalen Filmflexibilität werden
Ubliche, vorzugsweise unverseifbare Weichmacher verwendt.
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Solche Kunstharzkombinationen, gegebenenfalls mit Weichmacher-Zusätzen,
sind schon bekannt als Bindemittel für gelöste Anstrichstoffe, vorzugsweise geeignet
für die Herstellllng von Schutzanstrichen auf Beton und Stahl. Der wesentliche Unterschied
zu den gelösten Anstrichstoffen besteht darin, daß die erfindungsgemäßen Nassen
in einem hochviskosen Zustand sind, in dem die Kohäsionskräfte so groß sind, daß
daraus unter Zusatz von Pigmenten und Füllstoffen hergestellte Mischungen sich zu
weichplastischen Bahnen formen lassen, die in Verbindung mit zusätzlichen Maßnahmen
(s. später) genügend Zusammenhalt haben, um sich manipulieren zu lassen.
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Es handelt sich dabei um ein Gebiet der Viskositätsskala, das gegenüber
den Anstrich-Bindemitteln einerseits und den Folien-Kunststoffen andererseits klar
abgegrenzt ist. Während die Viskosität der Anstrich-Bindemittel im allgemeinen unter
10' Poisen liegt und die der Kunststoff-Folien über 108 Poisen, jeweils bei 25°C,
liegen die erfindungsgemä#en Bindemittel in dem Bereich dazwischen.
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Diese optimale Viskosität des Bindemittels wird dadurch erreicht,
daß man dem an sich festen Bindemittel aus Kunstharzen und gegebenenfalls Weichmachern
geringe Mengen Lösungsmittel zusetzt. Dieser Zusatz beträgt mindestens 5 % bezogen
auf das organische Bindemittel; bei hochmolekularen Kunstharzen, wie z. B. chlorsulfoniertes
Polyäthylen, kann er bis zu 100 % betragen. Im Vergleich dazu beträgt der Lösungsmittelgehalt
bei aus den entsprechenden Kunstharzen hergestellten streich- bzw. spritzbaren Materialien
ein Mehrfaches, z. B. beim chlorsulfonierten Polyäthylen etwa 400 %.
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Solche Bindemittel ergeben in Verbindung mit geeigneten Pigmenten
und Füllstoffen eine plastisch verformbare, knetbare, kittartige Masse, die einerseits
die Herstellung zusammenhängender Filme und andererseits die Verformbarkeit und
Verschiebbarkeit auf allen Unebenheiten des Untergrunds erlaubt.
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Die geforderte weichplastische Verformbarkeit der Masse einerseits
und der Zusammenhalt des Films andererseits sind in gewissem Sinn sich widersprechende
Forderungen, weil im ersten Fall ein wenig zähes Bindemittel mit geringer Kohaion
notwendig ist, für den
manipulierbaren Film dagegen ein zähes Bindemittel
mit hoher Kohäsion. Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
weichplastische, etwa die Konsistenz eines ausgewalzten Nudelteig aufweisende Filmmasse
auf einem mit Antihartmittel präparierten Papier oder einer entsprechenden Kunststoff-Folie
aufgezogen wird. Dadurch bekommt der kittartig plastische, nicht formbeständige
Film eine Versteifung, die es erlaubt, den weichen Film ohne Verformung und Beschädigung
zu handhaben und ihn ähnlich einer Tapete auf den zu beschichtenden Untergrund aufzulegen
und anzudrücken, wobei die kittartige Filmmasse dem zu beschichtenden Untergrund
zugewandt ist.
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Wenn der plastische Film durch die eigene Adhäsionskraft, gegebenenfalls
unterstützt durch einen Voranstrich, auf dem Untergrllnd zu haften beginnt, wird
die Papierfolie auf der Oberseite abgezogen und anschließend der plastische Film
von Hand oder mit Geräten wie Walzen, Bürsten usw.- auf den Untergrund aufgedrUckt.
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Eine weItere erfindilsgemäße Manßnahme zur Verbesserung des Zusammenhalts
des weichplastischen Films kann darin bestehen, daß man der Mischung aus Bindemittel,
Pigmenten und Füllstoffen Fasern zusetzt, vorzugsweise synthetische Kunststoff-Fasern,
weiterhin Asbestfasern, gegebenenfalls auch natürliche Fasern, geschnitten in Längen
von im allgemeinen 1 bis 10 mm. Durch solche in der Masse verteilten Fasern bekommen
die weichplastischen Filme trotz der erforderlichen Weichheit des Bindemittels eine
genügende Formbeständigkeit, die eine Manipulierung erlaubt und gegebenenfalls die
beschriebene Versteifung durch Papierfolien erübrigt.
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Durch die beschriebene knetbare, plastische, kittartige Beschaffenheit
des vorgefertigten Uberzugsfilms ist es möglich, diesen dem gegebenen Oberflächenprofil
entsprechend zu verformen. Wenn der Film z.B. durch Wölbung über Nietköpfe @@@@@@@
gedehnt und damit dünner wird, ist es möglich, durch seitliches Andrücken Masse
nach den dünneren Stellen zu verschieben und so einen gleichmäßig dicken Film zu
gewährleisten.
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Ahnlich ist es bei Vertiefungen, in die die knetbare Masse des Films
eingedrückt werden kann. Ergeben sich bei der Beschichtung unebener Flächen wie
überhaupt unerwünschte Lufteinschlüsse, dann knn man den Film anstechen, damit die
Luft entweichen kann. Das entstandene Loch wird anschließend durch Zusammendrücken
der kittartig plastischen Filmmasse wieder geschlossen.
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Während bei üblichen Beschichtungen mit Kunststoff-Folien die Nahtstellen
schwache Stellen sind, von wo aus die aggressiven Stoffe durch die Klebeschicht
hindurch zum zu schützenden Untergrund vordringen können, besteht diese Schwierigkeit
bei dem erfindungsgem-#en Verfahren nicht; denn hier verbindet sich der überlapende
weichplastische Film ohne Kleber mit dem unteren Film, und durch Überwalzen verschwindet
die Nahtstelle vollkommen, so daß im Endzustand eine nahtlose Beschichtirng vorliegt,
die im Gegensatz zil den an den Nahtstellen schwachen üblichen Folienbeschichtungen
n den Verbindungsstellen besonders widerstandsfähig sind, weil hier ein dickerer
Film verbiegt.
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Durch hes. starke Weichmachung kann man auch übliche Kunststoff-Folien
sehr flexibel gertiten. Solche Folien sind jedoch mit dem erfindungsgemä#en vorgefertigten
plastischen Überzugsfilm
nicht vergleichbar, weil auch weichgemachte
Folien sich nicht verschmelzen, wSe die erfindungsgemä#en, lösliche Lack-Kunstharze
und Lösungsmittel enthaltenden vorgefertigten Überzugsfilme.
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Der Unterschied wird besonders deutlich, wenn man ein Folienstück
mit der Fand zusammenpreßt. Im Falle der flexiblen üblichen Kuhststoff-Folie bekommt
man eine zerknitterte Folie, die sich jedoch nach der Pressung wieder glatt streichen
läßt. Im Fall des erfindungsgemäßen Films bekommt man eine kompakte Masse, die sich
wie Kitt formen läßt. nus dem letzteren Zustand ergibt sich die selbstklebende homogene
Verbindung zweier Filme an einer Nahtstelle, die plastische Verschiebbarkeit der
Filmmasse an unebenen Stellen, die Möglichkeit, Blasen aufzustechen und nach Entweichen
der Luft durch einen Fingerdruck die Einstichstelle wieder zu schließen.
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Weiterhin kann man die kittartige Filmmasse z.B. in Lunkerstellen
von Beton oder in Rostnarben von Stahl eindrücken und diese damit füllen, ehe die
Gesamtbeschichtung erfolgt. Man kann auch kritische Bereiche, wie z.B. Kanten, Nietreihen,
Schweißnähte mit Streifen und Filmstücken vorher überziehen und dann die Gesamtbe
schichtirng aufbringen, wobei sich die Oberschicht ohne Kleber sofort mit der unteren
Filmschicht homogen verbindet. Wenn erforderlich, kann man ohne Verwendung von Klebern
zwei oder mehr Schichten Film aufbringen, so z.B. bei Stahl den ersten Film mit
rostschützenden Zusatzen und den Deckfilm mit optimalen Eigenschaften hinsichtlich
Wetterbeständigkeit, Wasserbeständigkeit, chemischer Beständigkeit usw.
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Abgesehen von den beschriebenen Unterschieden haben mit Weichmachern
flexibilisierte Kunststoff-Folien noch den Nachteil,daß sie im allgemeinen weniger
aggressivbeständig und weniger wasserbeständig sind als nicht oder nur wenig weichgemachte
Folien. Das Bindemittel der erfindungsgemäßen Filme ist optimal zusammengesetzt.
Die notwendige Plastizität wird nicht durch einen Überschl an We;Lchmacher, sondern
durch Lösungsmittel-Zusatz erreicht.
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Letzteres verdunstet nach der Aufbringung des Films, und man bekommt
auf diese Weise sehr schnell den erhärteten widerstandsfähigen Film, während im
Fall der flexibilisierten Kunststoff-Folie die Beschichtljng mechanisch empfindlicher
und weniger aggressivbeständig ist.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen vorgefertigten Filme im Vergleich
zum üblichen Anstrichverfahren ist dann besonders ausgeprägt, wenn es sich darum
handelt, elastisch dehnbare Überzugsfilme herzustellen. Diese Forderung wird insbes.
bei Betonschutzanstrichen zunehmend gestellt, weil hier mit nachträglich entstehenden
Schwindrissen gerechnet werden muß und man von dem Überzug verlangt, daß er einen
nachträglich entstandenen Riß von beispielsweise 0,5 mm durch elastische Dehnung
überbrückt.
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Dieser Forderung wird man am besten mit Anstrichstoffen auf der Basis
synthetischer Kautschuk-Elastomerer, vorzugsweise chlorsulfoniertem Polyäthylen,
gerecht. Solche Stoffe benötigen zur Einstellung einer streichbaren Viskosität viel
Lösungsmittel, im allgemeinen DOO bis 400 %. Damit zusammenhängend sind die entstehenden
Filme sehr dünn, und es ist deshalb bisher nötig, zur Erzielung der notwendigen
Filmdicke 5 bis 10 Anstriche auf zubringen, um beispielsweise eine Filmdicke von
0,2 bis 0,3 mm zu erzielen. Der erfindungsgemäße vorgefertigte tlberzugsfilm hat
von vornherein diese bzw. eine noch größere Dicke und ist in sich
homogener,
was sich u. a. in bes.guten risseüberbrückenden Eigenschaften auswirkt.
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Da die erfindungsgemäßen vorgefertigten Uberzugsfilme ein bei normaler
Temperatur flüssiges, wenn auch sehr hochviskoses Bindemittel enthalten, haben sie
selbstklebende Eigenschaften. Sie können deshalb auf sehr glatten Oberflächen wie
Glas und Blech in günstigen Fällen ohne zusätzliche, die Klehung begünstigende Maßnahmen,
lediglich durch Andrücken und Anwalzen, aufgebracht werden. Da die zu beschichtenden
Oberflnchen in der Praxis aber meistens nicht ganz glatt sind, weil der Stahl nach
der Entrostung durch Sandstrahlung eine oft beträchtliche Aufrauhung aufweist und
der Beton noch viel mehr Unebenheiten und insbes. Poren hat, ist es im allgemeinen
vorteilhaft, einen die Benetzung begünstigenden Voranstrich aufzubringen.
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Dieser kann zweckmäßigerweise aus einer Auflösung des in dem Film
enthaltenen Bindemittels in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel bestehen.
Ein solches Vorstreichmittel kann auc » hIgmente und Füllstoffe enthalten, so z.
B. beim Stahl korrosionsschützende Aktivpigmente wie Bleimennige, Zinkstaub usw.
Man kann aber auch andere Bindemittel für dieses Vorstreichmittel verwenden; Voraussetzung
ist nur, daß sie mit dem Bindemittel des Films eine Adhäsionsbindung eingehen. In
diesem Zusammenhang sind auch übliche Kleber brauchbar.
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Beispiel In einem heizbaren Kneter mit Rückflußkühlung werden 24 Teile
chlorsulfoniertes Polyäthylen bei ca. 60 T zusammen mit 14 Teilen Xylol, 28 Teilen
Titandioxyd, 28 Teilen Schwerspat, 1 Teil Phtha-
Zocyaningrün und
1 Teil Kunstfaser, 5 mm lang, 1 Stunde lang gemischt. Nach dem Abkühlen werden 3,5
Teile flüssiges Epikoteharz und 0, 5 Teile Vulkanisationsbeschleuniger zugegeben
und die ganze Mischung noch 15 Minuten geknetet. Man erhält eine kittartige, knetbare,
platische Masse. Diese wird in einen Extruder eingegeben, sn dem eine Schlitzdüse
von 50 cm Länge und 1 mm Breite angebaut ist. Es tritt daraus eine nudelteigartige
weiche Bahn der kittartigen Masse aus, die unmittelbar neben der Schlitzdüse zwischen
2 Bahnen präparierten Papiers aufgenommen und durch ein Walzenpaar unter leichtem
Druck hindurchgeführt wird.
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Zur Verarbeitung wird eine Papierseite abgezogen, der Film nach Art
einer Tapete auf die mit einer Grundierung versehenen Fläche angedrückt, das Deckpapier
abgezogen und der Film mit der Hand oder mit einer Gummiwk ze oder weichen Bürste
auf den Untergrund gleichmäßig angedrückt. Im Lauf von Stunden, höchstens Tagen,
sind die in dem Film enthaltenen leichtflüchtigen Lösungsmittel verdunstet, und
der Film hat seine volle Widerstandsfähigkeit und Beanspruchbarkeit erreicht.