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Dokumentenidentifikation DE69212500T2 13.02.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0617664
Titel LAMINAT AUS HEISSSIEGELBAREM POLYOLEFIN UND VERNETZTER POLYOLEFINFOLIE
Anmelder Minnesota Mining and Mfg. Co., Saint Paul, Minn., US
Erfinder LEVENS, Dennis, L., Saint Paul, MN 55133-3427, US
Vertreter Vossius & Partner, 81675 München
DE-Aktenzeichen 69212500
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 23.11.1992
EP-Aktenzeichen 929253920
WO-Anmeldetag 23.11.1992
PCT-Aktenzeichen US9210118
WO-Veröffentlichungsnummer 9311936
WO-Veröffentlichungsdatum 24.06.1993
EP-Offenlegungsdatum 05.10.1994
EP date of grant 24.07.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.02.1997
IPC-Hauptklasse B32B 25/10

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen die Bindung von gehärteten Polyolefinen an ungehärtete Polyolefine. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Erzeugung eines Laminats durch Heißverschmelzen einer Folie eines gehärteten Polyolefins und eines heißsiegelbaren Polyolefins, wobei eine im wesentlichen wasserundurchlässige Abdichtung erzeugt wird.

Kautschukartiges, olefinisches, polymeres Folienmaterial besitzt eine weit verbreitete Verwendung in der Industrie, wenn es erwünscht ist, eine vor Feuchtigkeit schützende Membran bereitzustellen. Diese Membranen werden, zum Beispiel, zum Auskleiden von Wasserbecken, Abwasserreinigungstanks, Abwasserklärteichen, Bewässerungskanälen und Industriemüllgruben verwendet. Eine weitere wichtige Anwendung ist der Bau von Flachdächern für Geschäftshäuser und Industriebauten.

Das übliche Material, das als Membran für die Bedachung verwendet wird, ist ein gehärtetes Polyolefinpolymer, das in der Industrie als EPDM-Kautschuk bezeichnet wird. EPDM-Kautschuke werden aus Polymeren von Ethylen-, Propylen und Dienmonomeren formuliert. Das EPDM wird im allgemeinen mit verschiedenen Füllstoffen, Farbstoffen, Antioxydantien, Streckmitteln oder Vernetzungsmitteln gemischt. Es sind weitere Membranmaterialien verfügbar und sie werden aus Butylkautschuk, Polymeren aus Ethylen- und Propylenmonomeren, als EP-Kautschuk bezeichnet, und aus Kombinationen der vorstehenden Materialien erzeugt. Die Kautschukmembranen können durch etwa zwei Stunden langes Behandeln bei etwa 160ºC vulkanisiert werden. Es sind auch andere Membranen, die, zum Beispiel, aus PVC-Kunststoff erzeugt werden, verfügbar.

Die für eine Bedachung verwendbare Membran aus EPDM-Kautschuk ist in Form von Folien, die in 2 bis 6 m Breite und in verschiedenen Längen erzeugt werden, erhältlich. Die Folien werden typischerweise auf eine Dicke von 1,50 mm extrudiert und dann nach bekannten Verfahren vulkanisiert. Die vulkanisierten Folien werden gelagert und in Form einer Rolle ausgeliefert.

Für viele Anwendungen, bei denen kautschukartige Membranen verwendet werden, ist es notwendig, eine Anzahl von Folien zusammen zu verbinden, wobei eine über die zu schützende Oberfläche im wesentlichen zusammenhängende wasserdichte Membran erzeugt wird. Die Erzeugung einer im wesentlichen wasserdichten Naht zwischen diesen Membranen hat sich als schwierig erwiesen.

Zur Verwendung für Dächer werden, besonders auf den Flächen, auf denen die Folien zusammengeklebt werden, äußerst strenge Anforderungen an die Membran gestellt. Die Temperaturen auf dem Dach können, wenn das Dach im Sommer der Sonne ausgesetzt ist, die Siedetemperatur des Wassers erreichen, oder sie können im Winter auf -30ºC oder tiefer sinken.

Für die meisten Anwendungen ist die Fähigkeit der Bindung entscheidend, die darunterliegende Oberfläche zu schützen. Bei Dachmembranen ist es zum Beispiel entscheidend, eine im wesentlichen wasserdichte Verbindungsnaht zu erzeugen, die den Frost- und Tauwetterperioden standhalten kann und die für die ganze Nutzungsdauer des Dachs unversehrt bleibt.

Um die Membran vor Windschäden zu schützen, wird die eingebaute Membran typischerweise auf mechanische Weise an das Substrat verankert. Ein Verfahren zur Verankerung schließt das Bedecken der Membran mit einem Ballast ein, der aus rundlichem gewaschenen Flußgestein besteht. Ein weiteres Verfahren schließt das Bereitstellen von mit Leisten verstärkten Klammem ein. Mit Leisten verstärkte Klammern sind häufig in Abständen entlang einer Folie angebracht und sie brauchen mechanische Verschlüsse, um durch die Membran in das Substrat hindurchzugehen. Das Durchbohren der Membran erzeugt einen Weg für die Feuchtigkeit, um das Substrat zu erreichen. Das Abdichten der Spalten, die durch die Leisten erzeugt wurden, erwies sich auch als schwierig und zeitraubend. Ein weiteres Verankerungsverfahren schließt das Einbauen einer auf der Rückseite aufgerauhten Membran an ein Substrat ein, das mit einer klebrigen Substanz beschichtet ist, wobei das aufgerauhte Material verankert wird.

Neben den Schwierigkeiten beim Einbau einer Membran für eine Bedachung ist auch die Instandhaltung schwierig. Es ist oft notwendig, die Flächen der zusammenhängenden Oberflächen auszubessern, um ein Durchsickern von Feuchtigkeit durch die Membran zu unterbinden.

Zusammen mit dem Problem der extremen Wetterbedingungen, die auf einem Dach auftreten, tritt bei der Verwendung von EPDM-(Ethylen-, Propylen-, Dienmonomer-) Kautschuk für Bedachungsanwendungen ein zusätzliches Problem auf Obwohl EPDM- Kautschuk ein sehr beständiges Bedachungsmaterial ist, sind seine Eigenschaften wachsähnlich, das heißt, seine Oberflächen sind glatt und sie besitzen eine geringe Oberflächenenergie. Dementsprechend sind EPDM-Kautschukoberflächen für viele Klebstoffe abweisend. Zur Entwicklung von Klebstoffen, die an EPDM-Kautschuk und ähnliche Membranmaterialien gut haften, wurde viel Zeit und Mühe aufgewendet.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, durch die zwei Oberflächen von gehärteten Polyolefinfolien zusammen gesiegelt werden, wobei eine Naht zwischen zwei benachbarten Folien einer Membran zur Bedachung erzeugt wird. Zwei bekannte Verfahren zur Herstellung von Nahtverbindungen schließen die Verwendung von Kontaktbindemittelsystemen und die Verwendung von Haftklebebandsystemen ein. Das U.S. Patent Nr. 4,480,012 von Fieldhouse offenbart, zum Beispiel, eine Haffklebstoffzusammensetzung, die zum Verbinden von gehärteten EPDM-Folien formuliert wird. Der Klebstoff schließt ein neutralisiertes, sulfoniertes, elastomeres EPDM-Terpolymer, ein organisches Kohlenwasserstofflösungsmittel und/oder einen aliphatischen Alkohol, ein klebrigmachendes para-alkyliertes Phenol- Formaldehyd-Harz und Alkylphenol oder ethoxyliertes Alkylphenol ein. Die Oberflächen, die verbunden werden sollen, werden mit Mineralöl bestrichen, abgerieben, gesäubert, mit dem beschriebenen Klebstoff beschichtet, trocknen gelassen und unter Druck zusammengepreßt.

Die Verwendung des in dem U.S. Patent Nr.4,480,012 von Fieldhouse beschriebenen Klebstoffs erfordert sowohl zahlreiche Herstellungsschritte als auch die Verwendung von Lösungsmitteln und Mineralöl, um die Oberfläche vor dem Siegeln zu präparieren und zu reinigen. Das Einrichten der Verbindungsnähte der Bedachung ist umständlich, zeitaufwendig und teuer.

Das U.S. Patent Nr.4,480,012 von Fieldhouse ist nur ein Beispiel für die zahlreichen Haftklebstoffe, die zum Verbinden der Membranen für eine Bedachung entwickelt wurden. Weitere Abdichtungssysteme verwenden Grundierer und Kontaktkleber, die aufgetragen werden. Jedes der vorstehend beschriebenen Verfahren zur Erzeugung einer Nahtverbindung hat sich als teuer, zeitaufwendig und umständlich erwiesen. Bei vielen der früher entwickelten Haftklebstoffsysteme ist auch die Verwendung einer Anzahl von Lösungsmitteln erforderlich, die Umwelt- und Gesundheitsprobleme verursachen können.

Zum Verbinden von Membranen wurden auch andere Verfahren, als die unter Verwendung von Haftklebstoffen, entwickelt. Es wurden, zum Beispiel, thermoplastische Stoffe als Klebstoffe für Verbindungsmembranen verwendet. Thermoplastische Klebstoffe brauchen keine Grundierstoffe auf Basis von Lösungsmitteln (ausgenommen, wenn nötig, zum Reinigen der Oberflächen, die verbunden werden sollen) und sie erzeugen deshalb beim Anbringen eines Membransystems keine gefährlichen Abfallprodukte. Die Herstellung der thermoplastischen Klebstoffe ist auch billiger als die der Kontaktklebstoffe und der Haftklebstoffe. In der Praxis war der Verlauf der Entwicklung thermoplastischer Klebstoffe, die zum Einsatz in diesem Gebiet geeignet sind, schwierig.

Das U.S. Patent Nr.4,767,653 von Renstrom und das U.S. Patent Nr.4,732,635 von Levens beschreiben, zum Beispiel, die Verwendung eines Streifens eines linearen Polyethylens niederer Dichte, der auf einem Ablöseeinsatz zur Anwendung auf den Rand einer Folie einer EPDM-Membran zur Bedachung befestigt ist. Das Polyethylen wird durch Anbringen des Streifens auf eine gereinigte Oberfläche eines gehärteten oder ungehärteten EPDM-Kautschuks angewendet, wobei der Ablösestreifen von der EPDM-Oberfläche abgewendet ist. Um das Polyethylen zu schmelzen und eine Bindung zwischen dem Polyethylen und der Membran zu erzeugen, wird genügend Wärme und ein ausreichender Druck angewendet.

Das in dem U.S. Patent Nr.4,767,653 von Renstrom und dem U.S. Patent Nr. 4,732,635 von Levens am stärksten bevorzugte Verfahren zur Anwendung des Polyethylenstreifens wird im Betrieb vor dem Vulkanisieren durchgelührt. Das Verfahren schließt das Verbinden einer Polyethylenoberfläche der Unterseite des Ablöseklebestreifens mit einer Oberfläche einer nicht gehärteten EPDM-Folie und mehrstündiges Behandeln der Folie bei 150ºC und 375 kPa Druck ein, wobei die Membran vulkanisiert und zur gleichen Zeit eine Verbindung zwischen dem Polyethylen und der Membran erzeugt wird.

Um zwei Membranen zu verbinden, die im Betrieb befestigte Polyethylenstreifen besitzen, die entlang den Rändern der Membranen angebracht sind, wird eine erste Membranfolie so auf der Oberfläche, die geschützt werden soll, angebracht, daß der Polyethylenstreifen nach oben angeordnet ist. Eine zweite Membran wird angrenzend an die erste Membran so angebracht, daß der Polyethylenstreifen nach unten weist und angrenzend an den aufwärts gerichteten Polyethylenstreifen liegt. Die Membranen sind so angeordnet, daß die Polyethylenstreifen sich im wesentlichen überlappen. Die schützenden Ablöseeinsätze werden vor der Verbindung entfernt. Entweder auf die Polyethylenoberflächen oder auf die obere Oberfläche der zweiten Membran wird bei einer Temperatur und in einem Zeitraum Wärme angewendet, die ausreicht, um die Klebestreifen zu erweichen. Die Streifen werden dann zusammengepreßt, wobei sie eine Abdichtung erzeugen.

Die Polyethylenstreifen, die in dem Levens-Patent 4,732,635 und in dem Renstrom- Patent 4,767,653 offenbart sind, werden im Betrieb am vorteilhaftesten unter gesteuerten Bedingungen angewendet. Leider müssen, wenn die Membran nicht vollständig an die Polypropylenfolie gebunden ist, die genauen Abmessungen und die Anordnung jeder Folie der Membran vor der Bindung der Polypropylenstreifen festgelegt werden, damit die Nähte auf der exponierten Seite, wo es erforderlich ist, erzeugt werden.

Meßfehler, Fehler bei der Anordnung einzelner Membranfolien und Abweichungen bei den Abmessungen zwischen Entwürfen und tatsächlichen Strukturen, die geschützt werden sollen, veranlassen den Monteur der Membran, Klebstoffe zu bevorzugen, die bequem und schnell auf der Fläche aufgetragen werden können. Obwohl eine Membran auf einer ganzen Oberfläche mit dem Klebefilm gemäß dem U.S. Patent Nr.4,767,653 von Renstrom und dem U.S. Patent Nr.4,732,635 von Levens gleichmäßig beschichtet werden könnte, würden die Kosten nicht tragbar sein.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laminat, das durch Hitzeverschmelzen einer heißsiegelbaren Polyolefinfolie an zwei gehärtete Polyolefinfolien erzeugt wird, wobei eine wasserdichte Abdichtung zwischen den gehärteten Polyolefinfolien hergestellt wird. Die gehärteten Polyolefinfolien sind typischerweise Membranen zur Bedachung, die aus Kautschuk, der vorzugsweise aus Ethylen-, Propylen- und Dienmonomeren (EPDM) oder Ethylen- und Propylenmonomeren (EPM) erzeugt wird, bestehen. Die heißsiegelbare Polyolefinfolie wird vorzugsweise aus Polyethylen niederer Dichte, linearem Polyethylen niederer Dichte, Ethylenvinylacetat, Propylen und einer Mischung aus Polyethylen niederer Dichte und Propylen ausgewählt. Am stärksten bevorzugt wird jedoch lineares Polyethylen niederer Dichte.

Das heißsiegelbare Polyolefin wird auf einer Obertläche an eine poröse Unterlage gebunden und die andere Obertläche des heißsiegelbaren Polyolefins wird mit den gehärteten Polyolefinfolien verschmolzen. Die poröse Unterlage wirkt als Verstärkungsschicht, sie wird vorzugsweise aus hitzebeständigem Fasermaterial erzeugt, und dient dazu, für die heißsiegelbare Polyolefinfolie die Unversehrtheit bereitzustellen, besonders wenn die heißsiegelbare Polyolefinfolie an die gehärteten Polyolefinfolien hitzeverschmolzen wird. Die Verstärkungsschicht besteht vorzugsweise aus Glaswolle-, Polyester-, Cellulose-, Baumwolle- oder Nylonfasern. Die Verstärkungsschicht besitzt einen Schmelzpunkt, der höher ist, als die höchste Temperatur, auf die die heißsiegelbare Polyolefinfolie erhitzt wird.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird das Laminat durch Heißverschmelzen einer heißsiegelbaren Polyolefinfolie, vorzugsweise aus einem linearen Polyethylen niederer Dichte, an zwei angrenzende (nebeneinanderliegende) gehärtete Polyolefinfolien erzeugt, sodaß die heißsiegelbare Polyolefinfolie die angrenzenden Ränder der gehärteten Polyolefinfolien bedeckt und versiegelt. In einer weiteren Ausführungsform wird das Laminat durch Heißverschmelzen einer heißsiegelbaren Polyolefinfolie, vorzugsweise aus einem linearen Polyethylen niederer Dichte, an zwei sich überlappende gehärtete Polyolefinfolien erzeugt. In diesem Fall bedeckt und versiegelt die heißsiegelbare Polyolefinfolie die erzeugte Naht durch das Überlappen der gehärteten Polyolefinfolien.

Das Heißverschmelzen wird vorzugsweise durch Erhitzen der Kontaktfläche zwischen dem heißsiegelbaren Polyolefin und der gehärteten Polyolefinfolie durchgeführt. Die Hitze wird zum genügenden Erweichen oder Aktivieren des heißsiegelbaren Polyolefins oder der gehärteten Polyolefinfolie oder von beiden angewendet, wobei die heißsiegelbare Polyolefinfolie mit der gehärteten Polyolefinfolie verschmilzt. An die sich berührenden Folien kann Druck angewendet werden, wobei das Verschmelzen zur Erzeugung einer im wesentlichen wasserdichten Abdichtung erleichtert wird.

Die Figur 1 ist eine schematische Zeichnung, die eine im wesentlichen wasserdichte Abdichtung veranschaulicht, die gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen einer Oberfläche einer Folie eines heißsiegelbaren Polyolefins und den Kontaktflächen zweier Folien aus gehärtetem Polyolefin erzeugt wird, die benachbarte Ränder in stumpfer Verbindung besitzen.

Die Figur 2 ist eine schematische Darstellung, die eine im wesentlichen wasserdichte Abdichtung veranschaulicht, die zwischen einer Oberfläche einer heißsiegelbaren Polyolefinfolie und zwei sich überlappenden Folien aus gehärtetem Polyolefin erzeugt wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Erzeugung eines Laminats durch Heißverschmelzen einer heißsiegelbaren Polyolefinfolie mit gehärteten Polyolefinfolien, wobei eine wasserdichte Abdichtung hergestellt wird. Das heißsiegelbare Polyolefin wird auf einer Oberfläche an eine hitzebeständige poröse Verstärkungsschicht gebunden und die andere Oberfläche des heißsiegelaren Polyolefins wird an zwei nebeneinanderliegende oder sich überlappende gehärtete Polyolefinfolien verschmolzen, wobei eine wasserdichte Abdichtung hergestellt wird.

Die Erfindung wird durch Bereitstellen einer gehärteten Polyolefinfolie mit einer Oberfläche, wobei mindestens ein Teil der Oberfläche eine Kontaktfläche besitzt, und Bereitstellen eines heißsiegelbaren Polyolefins, das vorzugsweise einen Erweichungspunkt von mindestens etwa 80ºC und einen Schmelzindex von mindestens 0,50 dl/g besitzt, und Erhitzen eines Teils der Kontaktfläche, wobei das heißsiegelbare Polyolefin an das gehärtete Polyolefin verschmolzen wird, ausgeführt. (Der Schmelzindex wird in Übereinstimmung mit ASTM D-1238 bestimmt.) Das heißsiegelbare Polyolefin wird in einem Umfang bereitgestellt, der wirkungsvoll ist, die Kontaktfläche der gehärteten Polyolefinfolie mindestens im wesentlichen zu benetzen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird entweder die Kontaktfläche oder ein Teil des heißsiegelbaren Polyolefins, das wirksam ist, die Kontaktfläche zu benetzen, auf eine Temperatur erhitzt, die genügt, um das heißsiegelbare Polyolefin zu aktivieren. Die Kontaktfläche des gehärteten Polyolefins und das aktivierte heißsiegelbare Polyolefin werden bei einem Druck und während einer Zeit in Kontakt gebracht, die genügen, um eine im wesentlichen wasserdichte Verbindung zu erzeugen.

Die nachstehenden Definitionen werden bereitgestellt, um den Schutzbereich und den Umfang der vorliegenden Erfindung besser zu verstehen.

Eine "Verbindungsnaht" ist für die Zwecke der vorliegenden Erfindung eine im wesentlichen wasserdichte Verbindung zwischen mindestens zwei Folien eines gehärteten Polyolefins oder einer oder mehrerer Folien eines heißsiegelbaren Polyolefins und einer oder mehrerer Folien aus gehärtetem Polyolefin, die stumpfe Verbindungsnähte, sich überlappende Verbindungsnähte, ausgebesserte Stellen, Schweißnähte und Falzungen einschließt, aber nicht darauf eingeschränkt ist.

Eine "Abdichtung" ist für die Zwecke der Offenbarung als eine Fläche definiert, auf der mindestens zwei Folien des Materials verbunden sind, wobei eine im wesentlichen wasserdichte Bindung erzeugt wird. Beispiele für Abdichtungen sind abgedeckte stumpfe Abdichtungen, die zwischen zwei Folien aus gehärtetem Polyolefin erzeugt wurden, eine überlappt angeordnete Verbindungsnaht, Abdichtungen und Ausbesserungen, die an eine beschädigte Oberfläche des gehärteten Polyolefins angewendet werden.

"Kontaktfläche" ist für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung mindestens ein Teil einer Oberfläche einer Folie aus gehärtetem Polyolefin, die abgedichtet werden soll. Bei der Anwendung für Dachkonstruktionen ist die Kontaktfläche üblicherweise ein gestreckter Streifen, der sich entlang einer Länge einer Folie aus gehärtetem Polyolefin, unmittelbar an einem Rand, ausdehnt.

Eine "Bindung" ist für die Zwecke der Offenbarung eine Schnittstelle zwischen einer Oberfläche einer heißsiegelbaren Polyolefinschicht und einer Kontaktfläche eines gehärteten Polyolefins, die im wesentlichen für Flüssigkeiten undurchlässig ist.

"EPDM-Kautschuk" bedeutet für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ein polymeres kautschukartiges Material, das hauptsächlich aus Mischungen von Ethylen-, Propylen- und Dienmonomeren erzeugt ist. Die für Dachkonstruktionen am stärksten bevorzugten Membranen enthalten auch Füllstoffe, wie Ruß, Farbstoffe, Antioxidantien, Streckmittel, Vernetzungsmittel und andere Zusätze, wie Mineralöl. Eine typische Dachmembran aus Kautschuk besteht aus etwa 1/3 EPDM-Harz, 1/3 Öl und 1/3 Ruß und anderen Zusätzen.

"Kautschukreißbindung" bedeutet für die Zwecke der Offenbarung eine Bindung, die fester ist, als die Reißfestigkeit des Kautschuks, das Entlaminieren des Kautschuks und das Versagen, bevor die Bindung geprüft wurde. Die Kautschukreißbindungen besitzen typischerweise Reißfestigkeiten, die von 1,8 bis 9,0 kg/cm variieren.

Der Ausdruck "Polyethylen" schließt für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung Produkte aus linearem Polyethylen niederer Dichte ein. Das Polyethylen kann auch die normalerweise angewendeten Stabilisatoren, Füllstoffe, Streckmittel, Verarbeitungshilfsstoffe, Pigmente und dergleichen einschließen.

Der Ausdruck "hitzebeständig", wie er für die porose Verstärkungsschicht angewendet wird, an die ein heißsiegelbares Polyolefin gebunden ist, bedeutet, daß die Verstärkungsschicht einen Schmelzpunkt besitzt, der höher ist, als die höchste Temperatur, auf die das daran gebundene heißsiegelbare Polyolefin erhitzt wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung für jede Anwendung verwendbar ist, bei der es erwünscht ist, eine im wesentlichen wasserdichte Verbindung zwischen mindestens einer gehärteten Polyolefinfolie und einem heißsiegelbaren Polyolefin zu erzeugen, ist sie besonders zur Erzeugung von Verbindungsnähten bei Folien von Membranen für eine Dachkonstruktion verwendbar.

Die vorliegende Erfindung verwendet mindestens eine gehärtete Polyolefinfolie. Das am stärksten bevorzugte Folienmaterial ist EPDM-Kautschuk. Obwohl eine EPDM-Folienware für viele Anwendungen bei Dachkonstruktionen und Auskleidungen das am stärksten bevorzugte Membranmaterial ist, können in der vorliegenden Erfindung auch andere Materialien, wie EP-Membranen, mit ähnlichen Ergebnissen verwendet werden. Eine typische Kautschukmembran ist eine BPDM-Kautschuk-Folienware, die etwa 1,5 mm dick ist und von Carlisle Syntec Corp. of Carlisle, Pennsylvania erhältlich ist. Obwohl angenommen wird, daß die Dicke der Membran für die vorliegende Erfindung nicht wichtig ist, beträgt die Dicke einer typischen Membran etwa 1,5 mm.

Die vorliegende Erfindung schließt auch das Bereitstellen eines heißsiegelbaren Polyolefins mit einem Schmelzindex von mindestens 0,5 dl/g und mit einem Erweichungspunkt von mindestens 80ºC ein. Das am stärksten bevorzugte heißsiegelbare Polyolefin besitzt einen Schmelzindex von mindestens 1,0 dl/g und einen Erweichungspunkt von mindestens 110ºC. Ein Schmelzindex von mindestens 1 dl/g verbessert ist Verarbeitbarkeit.

Die am stärksten bevorzugte heißsiegelbare Polyolefinfolie ist ein lineares Polyethylen niederer Dichte (LLDPE), das von Union Carbide Company of Danbury, Connecticut erhältlich ist und einen Erweichungspunkt (wie er im ASTM-Test D-816, Verfahren 19 (Januar 1988) definiert ist) von etwa 120ºC besitzt. Das Polymer ist unter der Handelsbezeichnung "G-Resin 7047 Natural" erhältlich. Es können weitere geeignete Klebstoffe, die thermoplastische Mischungen von Polyethylen und Polypropylen darstellen, z.B. "Tenite" 5321E, erhältlich von Eastman Chemical Company of Kingsport, Tennessee, Homopolymere aus Olefinmonomeren und Polymere aus zwei oder mehreren Olefinenmonomeren, ausgewählt werden, vorausgesetzt daß die vorstehenden Anforderungen für den Erweichungspunkt und den Schmelzindex erfüllt sind.

Es ist auch wünschenswert, daß das ausgewählte heißsiegelbare Polyolefin eine Aktivierungstemperatur besitzt, die unter einer Temperatur liegt, bei der die gehärtete Polyolefinfolie abgebaut wird. Die bevorzugten EPDM-Kautschukfolien werden bei Temperaturen von etwa 250ºC oder höher abgebaut.

Viele andere Polyolefine können ein geeignetes heißsiegelbares Polyolefin erzeugen. Zum Beispiel Ethylvinylacetat, wie "Elvax" 470, erhältlich von E.I. Dupont de Nemours Company of Wilmington, Delaware und Polypropylen, wie Polypropylen 580A, erhältlich von Shell Chemical Company of Houston, Texas sind geiegnete heißsiegelbare Polyolefine.

Das heißsiegelbare Polyolefin wird in mindestens einem Umfang bereitgestellt, der wirksam ist, mindestens einen Teil einer Oberfläche einer gehärteten Polyolefinfolie, die als Kontaktfläche definiert ist, im wesentlichen zu benetzen. Für glattere Oberflächen ist weniger heißsiegelbares Polyolefin nötig, um eine geeignete Bindung, verglichen mit rauheren Oberflächen, zu erzeugen.

Obwohl es möglich wäre, das heißsiegelbare Polyolefin in Form von Teilchen, Kügelchen, Pulver oder in flüssiger Form bereitzustellen, ist eine Folie, die am stärksten bevorzugte Form des heißsiegelbaren Polyolefins. Folien besitzen den Vorteil, eine im wesentlichen einheitliche Menge des heißsiegelbaren Polyolefins auf die Kontaktfläche zu liefern und sie sind auch leicht zu handhaben.

Wenn in der Praxis der vorliegenden Erfindung eine Folie verwendet wird, kann die Folie auf einer Ablösefolie extrudiert werden, direkt auf eine Kontaktfläche extrudiert werden oder nach bekannten Verfahren zu einer Folie geformt werden.

Das heißsiegelbare Polyolefin wird typischerweise auf eine Erweichungstemperatur oder eine Temperatur über der Erweichungstemperatur erhitzt, um es genügend zu aktivieren, damit es an das gehärtete Polyolefin gebunden wird.

Das heißsiegelbare Polyolefin wird vorzugsweise auch so ausgewählt, daß die Temperatur, die das heißsiegelbare Polyolefin aktiviert, mindestens 50ºC unter der Temperatur liegt, bei der die gehärtete Polyolefinmembran abgebaut wird, wobei die Membran geschützt wird und die Veränderungen bei der Verfahrenstemperatur ausgeglichen werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Bindung an eine EPDM- Kautschukmembran für eine Bedachung eine LLDPE-Folie mit einer Dicke von etwa 0,13 mm ausgewählt. Dünne Folien von nur 0,05 mm wären für eine geeignete Bindung hinreichend, wenn die Oberfläche der Membran genügend glatt ist. Die größte Foliendicke wird durch wirtschaftliche Überlegungen und durch die beabsichtigte Funktion der Folie bestimmt. Wenn der Film, zum Beispiel, außer zum Zweck der Abdichtung, auch als ein bedeckender Streifen auf einer stumpfen Schweißnaht dient, dann müßte die gewählte Foliendicke viel größer sein. Mit der Erhöhung der Foliendicke erhöhen sich auch die Verarbeitungszeiten.

Vor dem Schritt des Erhitzens ist es erwünscht, die Fremdstoffe aus der Kontaktfläche der Folie aus gehärtetem Polyolefin zu entfernen. Wenn die Kontaktfläche von Feststoffteilchen oder anderen Stoffen, wie Wasser und Öl, frei ist, ist das Reinigen der Oberfläche vor der Anwendung des Klebstoffs nicht nötig. Beispiele für Feststoffteilchen, die die Fähigkeit des Klebstoffs zur Bindung nachteilig beeinflussen können, schließen Talk, Glimmer und Staub ein. Die Oberflächen, die verbunden werden sollen, können nach üblichen Verfahren, wie durch Anwendung von Lösungsmitteln, z.B. Heptan, mit einem Lappen und Wischen der Oberflächen, gereinigt werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird mindestens ein Element der nachstehenden Gruppe, das mindestens die Kontaktfläche der gehärteten Polyolefinfolie und mindestens eine zur Benetzung der Kontaktfläche ausreichende Menge des heißsiegelbaren Polyolefins einschließt, auf eine Temperatur erhitzt, die genügt, die Temperatur der Kontaktfläche des gehärteten Polyolefins auf mindestens etwa 160ºC zu erhöhen und den heißsiegelbaren Klebstoff zu aktivieren. Es ist verständlich, daß das Erhitzen durch Erhitzen der gesamten oder eines Teils der gehärteten Polyolefinfolie und nicht des heißsiegelbaren Polyolefins oder durch Erhitzen des gesamten oder eines Teils des heißsiegelbaren Polyolefins und nicht der gehärteten Polyolefinfolie oder durch Erhitzen des gesamten oder eines Teils des gehärteten Polyolefins und des gesamten oder eines Teils des heißsiegelbaren Polyolefins durchgeführt werden kann.

Es muß genügend Wärme bereitgestellt werden, damit beim Kontakt der Kontaktfläche mit dem heißsiegelbaren Polyolefin die Temperatur der Kontaktfläche mindestens etwa 160ºC erreicht und eine Temperatur erreicht wird, die genügt, das heißsiegelbare Polyolefin zu aktivieren.

Wie vorstehend erwähnt, wird das in der Hitze härtbare Polyolefin vorzugsweise aus EPDM-Kautschuk erzeugt, der unter 250ºC, während der Zeit, während der die Bindung der Dachmembran erfolgt, nicht abgebaut wird. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß beim Kontakt der Kontaktfläche und des aktivierten heißsiegelbaren Polyolefins beim Erreichen einer Temperatur von mindestens 160ºC auf der Kontaktoberfläche der EPDM-Folie, vorzugsweise von mindestens 177ºC, und am stärksten bevorzugt von mindestens 205ºC, die zwischen dem heißsiegelbaren Polyolefin und der EPDM-Folie erhaltene Bindung genügend fest ist, um extreme Wetterbedingungen, die bei vielen Anwendungen für Dachkonstruktionen angetroffen werden, auszuhalten. Obwohl der Mechanismus nicht ganz klar ist, wird angenommen, daß durch Erhöhen der Temperatur der Kontaktfläche auf mindestens 160ºC die Bindung verstärkt wird.

Die obere Grenze der gewählten Temperatur der Membranoberfläche wird durch das gewählte Membranmaterial und das gewählte heißsiegelbare Polyolefin bestimmt. Es ist nötig, eine Oberflächentemperatur für die Kontaktfläche zu wählen, die den Schmelzpunkt des Polyolefinklebstoffs übersteigt. Die gewählte Temperatur ist vorzugsweise mindestens 10ºC höher als der Schmelzpunkt des gewählten heißsiegelbaren Polyolefins.

Das Verfahren, nach dem die Oberflächen erhitzt werden, ist nicht wichtig. Gemäß dem am stärksten bevorzugten Verfahren kann ein "Liberator Series 2000"-Aufsatzschweißer, erhältlich von G.R. Systems, Inc. of Columbus, Ohio, verwendet werden, um die Infrarotwärme sowohl auf die zu verbindenden Oberflächen als auch an den Klebstoff zu liefern. Das Nahtschweißgerät verwendet einen zu einem "V" geformten Erhitzer, der fähig ist, die Infrarotstrahlung zu liefern und die Temperatur der beiden zu verbindenden Oberflächen zur gleichen Zeit auf die gewählte Temperatur zu erhöhen. Ein alternatives Verfahren zum Erhitzen ist das Erhitzen durch heiße Luft oder durch Mikrowellenenergie.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Kontaktfläche und das heißsiegelbare Polyolefin bei einem Druck und in einem Zeitraum in Kontakt gebracht, der genügt, eine im wesentlichen wasserdichte Bindung zu erzeugen. Gemäß dem am stärksten bevorzugten Verfahren ist eine Kraft von etwa 7 kPa oder größer ausreichend, um einen innigen Kontakt herzustellen. Druckanwendungen, die etwa 138 kPa überschreiten, erzeugen keine bessere Bindung, als Druckanwendungen innerhalb des bevorzugten Bereiches von etwa 7 bis etwa 138 kPa. Es ist nicht nur eine relativ geringe Kraft erforderlich, um die Bindung, verglichen mit bekannten Verfahren, zu beeinflussen, sondern der notwendige Zeitraum für die Anwendung des Drucks ist relativ kurz. Es ist vorzugsweise nur ein Kontakt von 2-3 Sekunden bei einem Druck von 7 kPa nötig, um eine geeignete Abdichtung zu erzeugen. Gemäß einem bevorzugten Verfahren zur Erzeugung von Abdichtungen bei Dachkonstruktionen wird zum Kontakt der Kontaktfläche mit dem aktivierten heißsiegelbaren Polyolefin eine Druckwalze verwendet, die eine genügende Kraft von etwa 7 kPa für etwa 2 Sekunden liefert, wobei eine im wesentlichen wasserdichte Abdichtung erzeugt wird.

Beispiel

100 Teile LLDPE ("G-Resin 7047 Natural 7" mit einem Schmelzindex von 1 dl/g); 0,2 Teile des UV-Absorptionsmittels CHIMASSORB 944 LD, im Handel von Ciba-Geigy erhältlich; 7,0 Teile eines Pigments aus einer Mischung von Ruß / Polyethylen, DENA- 0038BK, im Handel von Union Carbide Corp. erhältlich; und 0,10 Teile des Verarbeitungszusatzes DYNAMAR FX-96 13, im Handel von der 3M Company erhältlich, wurden etwa 15 Minuten bis zur einheitlichen Mischung trocken gemischt. Die Mischung wurde dann bei 260ºC durch eine Schlitzdüse von 0,64 mm extrudiert und durch einen Satz von Walzen geleitet, wobei eine extrudierte LLDPE-Folie mit einer Dicke von 1 mm erhalten wurde. Nachdem die Kalibrierung genau festgesetzt wurde, wurde eine Verstärkungsschicht aus Spinnvliespolyester, Reemay Style 2250, im Handel von Reemay Inc. erhältlich, auf eine Seite der heiß extrudierten LLDPE-Folie durch Leiten der Folie und der Verstärkungsschicht zwischen eine wassergekühlte / gekühlte mit TEFLON beschichtete Kautschukoberwalze und eine Stahlbodenwalze, unmittelbar beim Austritt der LLDPE-Folie aus dem Extruder, laminiert. Dadurch konnte die Verstärkungsschicht in die weiche extrudierte LLDPE-Folie gepreßt werden, wobei die langen Fasern der Verstärkungsschicht unversehrt blieben und die Verstärkungsschicht nicht geschmolzen wurde. Die laminierte Folie mit der Verstärkungsschicht wurde dann auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und in 102 mm breite Streifen geschnitten, wobei ein Verbundlaminat erzeugt wurde, das zum Heißsiegeln, Verbinden oder Verschmelzen des gehärteten Polyolefins, z.B. der EPDM-Kautschukmembran für Dachkonstruktionen gemäß der vorliegenden Erfindung, verwendet werden kann.

Zur Erzeugung von Verbindungen bei Dachkonstruktionen ist es sehr erwünscht, eine Abdichtung zu erzeugen, die dem Industriestandard der Werte des T-Schältests entspricht. Andere Maßstäbe, die zur Bestimmung verwendet werden, ob eine annehmbare Verbindung erzeugt wurde, ist ein Biegsamkeitstest bei niederer Temperatur, ein statischer Schertest und, am stärksten bevorzugt, die Fähigkeit, Kautschukreißbindungen zu erzeugen. Es wurde überraschenderweise geflinden, daß Abdichtungen, die unter Anwendung von heißsiegelbarem Polyolefin mit einer Verstärkungsschicht gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden, in allen vorstehenden Prüfungen die Anforderungen des Industriestandards übertrafen und vorteilhafterweise in allen Fällen Kautschukreißbindungen erzeugten. Der T-Schältest wird nachstehend beschrieben:

T-Schältest

Es ist nötig, daß eine gemäß den Richtlinien des Herstellers mit einer Membran für Dachkonstruktionen erzeugte Verbindung einen minimalen anfänglichen T-Schälwert von mindestens 0,54 kg / cm und einen "gealterten Wert" von mindestens etwa 0,2 kg/cm erhält. Der Standard-T-Schältest ist in ASTM D-1876 (Oktober 1972) beschrieben.

Der Standardtest wird durch die Anforderung einer konstanten Kopfgeschwindigkeit von 5 cm/min bei dem Zugtestgerät modifiziert. Bei diesem Test werden zwei 2,54 cm breite x 15 cm lange x 1 mm dicke Streifen einer im Handel erhältlichen Membran auf EPDM-Basis, jede mit einer 38 Mikrometerschicht von heißsiegelbaren Polyolefin bereitgestellt, von einem Ende zum anderen Ende gelegt und an einem Ende mit etwa 5 cm überlappt und eine Minute in einer Presse bei 160ºC und bei einem Druck von 20 kPa laminiert. Die Probe wurde 7 Tage bei Raumtemperatur (etwa 23ºC) altern gelassen. In einer Zugtestapparatur, in der die Klemmbacken mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/min getrennt wurden, wurden dann die üblichen Schältestversuche durchgeführt. Bei Anwendungen für Dachkonstruktionen sollten die Anfangswerte, wenn der Test bei Raumtemperatur durchgeführt wird, mindestens 0,54 kg/cm betragen. Die T-Schältestwerte sollten beim Unterwerfen unter einer der nachstehend beschriebenen Bedingungen und anschließende Wiederholung des Tests mindestens die vorstehend erwähnten Minimalwerte besitzen. In allen Fällen überstiegen die T-Schälwerte der Abdichtungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden, die Minimumwerte, und, noch überraschender, nahmen in der Festigkeit nicht ab, wenn sie einem der nachstehend aufgeführten "Alterungs"-Teste unterworfen wurden.

a. Bewitterungszyklus. Überlappt angeordnete Nahtproben wurden durch Zerschneiden von zwei Kautschukfolien hergestellt, wobei jede ein Maß von 15 cm x 30 cm besaß, um eine 30 cm lange Verbindung mit einer Überlappung von 12 cm anzufertigen. Die Folien wurden gründlich mit Hexan gereinigt und trocknen gelassen. Das heißsiegelbare Polyolefin wird sowohl an die Kontaktfläche der ersten Folie als auch an die Kontaktfläche der zweiten Folie gemäß der vorliegenden Erfindung (Abmessungen 30,5 cm x 12,7 cm) angewendet, wobei eine Testfolie erzeugt wurde. Die Testfolie wird vor dem Test 7 Tage bei Raumtemperatur und 50% relativer Feuchtigkeit (RH) altern gelassen. Die Testfolie wird dann entlang der Länge von 15 cm in 2,54 cm breite Streifen geschnitten.

Nach sieben Tage langem Altern werden 5 Proben bei Raumtemperatur dem Schältest unterworfen. Fünf Proben werden einem Bewitterungszyklus, einschließlich vier Wiederholungen, von vier Phasen mit insgesamt 28 Tagen unterworfen. Die Phase 1 schließt das Einbringen des Streifens für 24 Stunden bei 80ºC in einen Ofen mit umlaufender Luft ein. Die Phase 2 schließt ein 72-stündiges Eintauchen des gleichen Streifens bei 80ºC in Wasser ein. In der Phase 3 wird der gleiche Streifen 8 Stunden bei -18ºC in einen Kühlschrank gelegt. Die Phase 4 schließt ein 64-stündiges Eintauchen des gleichen Streifens bei 80ºC in Wasser ein. Die vier Phasen werden dann drei Mal in der gleichen Reihenfolge wiederholt, um den Bewitterungszyklustest zu beenden. Die zulässigen Temperaturabweichungen in dem Ofen und in dem Kühlschrank betragen ± 2ºC. Die zulässigen Zeitabweichungen für die Bewitterungszyklen sind ± 0,5 Std. Fünf Proben, die gealtert, aber nicht dem Bewitterungszyklus unterworfen wurden, wurden gemäß ASTM D-1876 (Oktober 1972), aber unter Verwendung einer konstanten Kopfgeschwindigkeit von 5 cm/min modifiziert, geprüft und der Durchschnitt der Ergebnisse genommen, wobei ein "Anfangswert" bestimmt wurde. Die anderen fünf Proben wurden dem Bewitterungszyklus unterworfen und gemäß dem gleichen T-Schältestverfahren geprüft. Es wird der Durchschnitt der Versuchswerte für die bewitterten Proben bestimmt, wobei ein "gealterter Wert" bereitgestellt wird. Die Proben werden vor der Prüfling 16-32 Stunden bei Raumtemperatur ins Gleichgewicht gebracht.

Weitere Proben können hergestellt, gemäß dem vorstehenden Verfahren geprüft und zur Beurteilung der Bindungen geprüft werden. Die vorstehend aufgeführten T-Schälmerkmale werden auch auf die nachstehend aufgeführten Versuche angewendet.

b. Hohe Feuchtigkeit. Die T-Schälproben werden eine Woche 38ºC und 100% RH ausgesetzt, danach aus dieser Umgebung entfernt, getrocknet und bei Raumtemperatur geprüft.

c. Hitzealterung. Die Proben werden für eine Woche in einen Ofen bei 70ºC eingebracht, dann herausgenommen und bei Raumtemperatur geprüft.

d. Hitzebeständigkeit Die T-Schälproben werden, wie im Unterabsatz "e", erhitzt, aber bei 70ºC geprüft.

e. Wetterbeständigkeit. Die Proben werden künstlichen Bewitterungsbedingungen, die durch einen "Weatherometer"-Apparat gemäß dem ASTM-Test D-750 (Juni 1985) bereitgestellt werden, ausgesetzt. Die Versuche werden nach 250 und 500 Stunden durchgeführt.

f. Frost-Tau-Beständigkeit. Die T-Schälproben werden für eine Woche bei Raumtemperatur in Wasser getaucht und dann für eine Woche bei -18ºC in einen Kühlschrank gelegt. Danach werden sie herausgenommen und bei Raumtemperatur geprüft.

Bei den Versuchen b-f war die erzeugte Abdichtung wasserdicht und die erzeugte Bindung war eine Kautschukreißbindung, d.h. die Festigkeit war größer als die Reißfestigkeit des Kautschuks.

Es wurde überraschenderweise gefünden, daß jede Abdichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wurde, eine T-Schälfestigkeit von mindestens 1,2 kg/cm besaß. Es wurde noch überraschender gefünden, daß die Alterungswerte der den Tests a-f unterworfenen Proben nicht niedriger als die Anfangswerte waren.

Weitere Versuche, die dazu verwendet wurden, die Qualität der Abdichtung zu beurteilen, schließen einen Biegsamkeitstest bei niederer Temperatur und einen statischen Schertest ein.

Statischer Schertest

Streifen einer Kautschuk-Folienware mit 2,54 cm Breite x 15,2 cm Länge wurden an einem Ende mit 2,54 cm überlappt und zusammen verbunden. Der Streifen wird dann vertikal mit einem 300 g Gewicht, das an das freie Ende befestigt ist, bei 70ºC in einen Ofen gehängt. Ein Ausfall sollte nicht in weniger als 24 Stunden auftreten.

Biegsamkeitstest bei niederer Temperatur.

Ein zusammengefügter EPDM-Verbundstoff wird 24 Stunden bei -30ºC konditioniert und dann um eine Spindel gewickelt. Es sollte beim Biegen kein Riß auftreten. Jeder der geprüften Polyolefinklebstoffe lieferte beim statischen Schertest und beim Biegsamkeitstest bei niederer Temperatur geeignete Ergebnisse, vorausgesetzt daß die Oberflächen, die verbunden werden sollen, mindestens eine Temperatur von 150ºC vor dem Kontakt mit der erweichten Folie hatten. Jede der wasserdichten Abdichtungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden, lieferte bei der Prüfüng annehmbare Ergebnisse.

Die Figuren zeigen zwei Wege, um die vorliegende Erfindung auszuführen.

Die vorliegende Erfindung kann vorteilhafterweise verwendet werden, um eine im wesentlichen wasserdichte Abdichtung über einer stumpfen Verbindungsnaht zu erzeugen. Die Figur 1 zeigt zwei Folien aus gehärtetem Polyolefin 30 und 32, wobei jede einen Rand besitzt, der stumpf zusammengefügt ist, wobei eine stumpfe Verbindungsnaht 34 erzeugt wird. Obwohl Figur 1 eine stumpfe Verbindungsnaht zeigt, in der es keinen Raum zwischen den Rändern gibt, kann die vorliegende Erfindung auch verwendet werden, wenn die Ränder mit einem Zwischenraum voneinander angeordnet sind. Um eine im wesentlichen wasserdichte Abdichtung zu erzeugen, wird ein Teil jeder der oberen Oberflächen 36 und 38, die die Kontaktflächen 40 und 42 unmittelbar an der stumpfen Verbindungsnaht 34 bezeichnen, mit der Folie 44 des bedeckenden Laminats 46 in Verbindung gebracht. Die Folie 44 wird aus einem heißsiegelbaren Polyolefin gemäß der Erfindung erzeugt. Die bevorzugte Folie 44 besitzt eine Dicke von etwa 1,5 mm und sie ist hinreichend dick, um die stumpfe Verbindungsnaht zu schützen und auch genügend heißsiegelbares Polyolefin bereitzustellen, um eine im wesentlichen wasserdichte Abdichtung zu erzeugen. Die heißsiegelbare Polyolefinfohe 44 wird vorzugsweise aus LLDPE erzeugt.

In die Folie 44 werden vorzugsweise UV-Absorptionsmittel, wie im Beispiel beschrieben, eingemischt, wenn das Laminat 46 oder die Folie 44 den Bedingungen im Freien, wie bei einer Anwendung für eine Dachkonstruktion, ausgesetzt wird. Dieser Zusatz braucht nicht eingemischt zu werden, wenn die Folie 44 oder das Laminat 46 zum Auskleiden eines Wasserbeckens verwendet werden soll, wo kein UV-Licht zutritt.

Eine hitzebeständige poröse Unterlage 45, die als Verstärkungsschicht fungiert, wird an das heißsiegelbare Polyolefin 44, z.B. ein Polyethylen niederer Dichte, gebunden, wobei durch Pressen des heißsiegelbaren Polyolefins an die Polyethylenfolie 44 in der Hitze, das heißt, unmittelbar beim Austritt der Folie 44 aus dem Extruder, ein Abdichtungsband oder Laminat 46 erzeugt wird. Die Verstärkungsschicht 45 wird vorzugsweise aus einer Folie aus hitzebeständigem Fasermaterial, wie gewebte- oder Faservliesglaswoll-, Spinnvliespolyester-, Baumwoll- und Nylonfasern, erzeugt. Eine geeignete Nylonfaser für die Verstärkungsschicht ist unter der Handelsbezeichnung "CEREX" 4803-23 von James River Corp. erhältlich. Ein geeignetes Spinnvlies aus Polyester ist unter der Handelsbezeichnung "Reemay" Style 2250 von Reemay, Inc. erhältlich. Da bei jedem der vorstehend beschriebenen Verfahren Hitze angewendet wird, schmilzt die heißsiegelbare Polyolefinfohe 44 und verschmilzt mit den zwei Folien der gehärteten Polyolefinkatuschukmembrane 30 und 32, wobei eine feste Abdichtung entlang der stumpfen Verbindungsnaht 34 erzeugt wird.

Die Verstärkungsschicht 45 besitzt erwünschterweise eine solche Öffnung oder Porosität, daß das geschmolzene heißsiegelbare Polyolefin 44, z.B. das geschmolzene Polyethylen niederer Dichte, in und durch die Dicke der Schicht 45 sickern kann. Das stellt eine feste Bindung zwischen der Verstärkungsschicht 45 und dem heißsiegelbaren Polyolefin 44 bereit. Die Verstärkungsschicht 45 hält das heißsiegelbare Polyolefin 44, z.B. das Polyethylen niederer Dichte, wenn es schmilzt am Ort und stellt auf diese Weise die Unversehrtheit des Laminats 46 während des folgenden Erhitzens bereit. Die Verstärkungsschicht 45 vermindert auch die Möglichkeit, daß sich die Polyolefinfolie 44 aufspaltet, wenn sich die Oberfläche der Folie 44 zufällig zu stark erhitzt. Ein weiterer Vorteil der porösen Verstärkungsschicht 45 liegt darin, daß beim Übereinanderlegen eines heißsiegelbaren Laminats 46 über ein anderes gleiches Laminat das geschmolzene Polyethylen niederer Dichte des oberen Laminats 46 durch die Verstärkungsschicht des darunterliegenden gleichen Laminats fließen kann und deshalb mit dem Polyethylen niederer Dichte des darunterliegenden Laminats verschmilzt. Diese Ausführung des Übereinanderlegens ist für die Anwendung zur Bedachung erwünscht, um die sich überschneidende Nähte der Kautschukmembrane 30 und 32 aus gehärtetem Polyolefin bequem zu verbinden.

Die Faserdichte der Verstärkungsschicht 45 sollte so sein, daß eine Öffnung oder Porosität von mindestens 20% des exponierten ebenen Oberflächenbereiches der Verstärkungsschicht erzeugt wird. Das heißt, beim Betrachten der ebenen oberen oder unteren Oberfläche der Verstärkungsschicht 45 sollte die offene Fläche zwischen den Fasern nundestens 20% des ebenen Oberflächenbereiches betragen. Der Prozentanteil der Öffnung oder Porosität der Verstärkungsschicht 45 vom Volumen sollte mindestens 1% des gesamten Volumens der Verstärkungsschicht betragen.

Die Verstärkungsschicht 45 besitzt vorzugsweise eine Dicke zwischen etwa 0,025 bis 0,5 mm, und stärker bevorzugt zwischen 0,075 bis 0,125 mm. Die Verstärkungsschicht 45, die vorzugsweise ein relativ geringes Gewicht besitzt, hat ein Basisgewicht von mindestens etwa 6,8 g/m², und vorzugsweise zwischen etwa 6,8 und 850 g/m², für eine gegebene Dicke zwischen 0,025 bis 0,5 mm. Die Verstärkungsschicht 45 besitzt vorteilhafterweise einen Schmelzpunkt, der mindestens etwa 4ºC höher und vorzugsweise mindestens etwa 38ºC höher als die Temperatur ist, die erforderlich ist, das Polyethylen 44 niederer Dichte mit den Membranen 30 und 32 einer Dachkonstruktion aus gehärtetem Polyolefinkautschuk zu verschmelzen. Die Temperatur, bei der die Polyethylenfolie 44 niederer Dichte mit der gehärteten Polyolefinmembran 30 und 32 verschmolzen wird, liegt typischerweise zwischen etwa 160ºC und 232ºC. Die Verstärkungsschicht 45 besitzt erwünschterweise eine Zugfestigkeit von 0,35 kg/cm Breite in der Maschinenrichtung (d.h. in der Längsrichtung). Die Verstärkungsschicht, die die vorstehend erwähnten Eigenschaften besitzt, verstärkt das lineare Polyethylen 44 niederer Dichte und verleiht ihm eine strukturelle Unversehrtheit und Stützung, wenn das Polyethylen 44 zum Schmelzen erhitzt wird.

Obwohl es bevorzugt wird, ist es nicht nötig, daß die gehärteten Polyolefinfolien nebeneinanderliegen, das heißt, wie in Figur 1 Seite an Seite angeordnet sind. Die gehärteten Polyolefinfolien 30 und 32 können überlappt vorliegen, wie in Fig. 2 gezeigt. In dieser Ausführungsform liegt das heißsiegelbare Polyolefin 44 über der Naht 34a, die durch die überlappten gehärteten Polyolefinfolien 30 und 32 erzeugt wurde, sodaß ein Teil der heißsiegelbaren Folie 44 mit einem Teil der Oberfläche der gehärteten Polyolefinfolien 30 und 32 auf jeder Seite der Naht 34a in Kontakt ist. Die heißsiegelbare Polyolefinfolie 44 wird an die Verstärkungsschicht 45 gebunden, wobei ein bedecktes Laminat 46 erzeugt wird. Die Zusammensetzung und die Dicken der heißsiegelbaren Polyolefinfolie 44 und der Verstärkungsschicht 45, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, sind gleich wie sie unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform beschrieben wurden. Wenn die heißsiegelbare Polyolefinfolie 44 der Fig. 2 aus Polyethylen niederer Dichte erzeugt wird, wird die Folie 44 vorzugsweise mit den gehärteten Polyolefinmembranen 30 und 32 bei einer Kontakttemperatur von typischerweise zwischen etwa 160ºC und 232ºC verschmolzen.


Anspruch[de]

1. Laminat, umfassend zwei gehärtete Polyolefinfolien und eine heißsiegelbare Polyolefinfolie, wobei zwischen den gehärteten Polyolefinfolien eine Naht ausgebildet ist und die heißsiegelbare Polyolefinfolie die Naht bedeckt und mit jeder der gehärteten Polyolefinfolien verschmolzen ist, wobei die heißsiegelbare Polyolefinfolie eine erste Hauptoberfläche und eine entgegengesetzte zweite Hauptoberfläche besitzt, und wobei die erste Hauptoberfläche an eine poröse Unterlage gebunden ist und die zweite Hauptobertläche mit den gehärteten Polyolefinfolien verschmolzen ist.

2. Laminat nach Anspruch 1, wobei die poröse Unterlage Fasermaterial, ausgewählt aus Glasfaser, Polyester, Cellulose, Baumwolle und Nylonfasern, umfaßt.

3. Laminat nach Anspruch 1, wobei die gehärteten Polyolefinfolien Bedachungsmembranen sind, die aus Monomeren gebildeten Kautschuk umfassen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylen, Propylen und Dien.

4. Laminat nach Anspruch 1, wobei das heißsiegelbare Polyolefin aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylen mit niederer Dichte, linearem Polyethylen mit niederer Dichte, Ethylen-Vinylacetat, Polypropylen und einer Mischung von Polyethylen niederer Dichte und Polypropylen ausgewählt ist.

5. Laminat nach Anspruch 1, wobei die Unterlage ein Hohlraumvolumen von mindestens etwa 1% des gesamten Unterlagevolumens besitzt, und wobei ein Teil des heißsiegelbaren Polyolefins die Unterlage durchdringt.

6. Verfahren zum Erzeugen des Laminats nach Anspruch 1, umfassend die Schritte:

1) Erhitzen des gehärteten Polyolefins auf eine Temperatur zwischen 160ºC und 232ºC,

2) Erhitzen des heißsiegelbaren Polyolefins wie nötig, damit es schmilzt, und

3) Auftragen des geschmolzenen heißsiegelbaren Polyolefins auf das gehärtete Polyolefin unter Verwendung eines Kontaktdrucks von 7 bis 138 KPa, wobei das heißsiegelbare Polyolefin mit dem gehärteten Polyolefin verschmolzen wird.

7. Biegsames Laminat, umfassend eine heißsiegelbare Polyolefinschicht, die an eine poröse Unterlage gebunden ist, wobei die poröse Unterlage:

1) eine höhere Schmelztemperatur als die Schmelztemperatur der heißsiegelbaren Polyolefinschicht besitzt,

2) Fasermaterial, ausgewählt aus Glasfaser, Polyester, Cellulose, Baumwolle und Nylonfasern umfaßt, und

3) eine Porosität von mindestens 1 Volumenprozent besitzt.







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