DE19720320A1 - Effektboden und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kunststoff-Effekt-Boden mit einer mineralischen Grundschicht einer Schichtdicke von 2-10 mm, einer Zwischenschicht aus einer auf die noch nicht abgebundene Grundschicht aufgebrachten Effektmasse und einer Kunstharz-Deckschicht von wenigstens 100 µm Dicke sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bodens.

Es ist seit langem bekannt, Fußböden auf Basis von Kunstharzmassen und Effektteilchen herzustellen. Mit solchen Kunstharzböden ist es möglich, Natursteine zu imitieren, aber auch Natursteinen nicht entsprechende farbige Effekte zu erzeugen.

Die bei der Erzeugung solcher Böden zum Einsatz kommenden Materialien, insbesondere selbstverlaufende Epoxid-Polyurethanharze, haben zwar die für Fußbodenbeläge verlangten mechanischen Eigenschaften sowie die nötige Dauerhaftigkeit, sind jedoch aufgrund ihrer aufwendigen Verarbeitung ausgesprochen zeit- und kostenaufwendig. Die Kunstharzmaterialien sind in der Regel Zweikomponentenmischungen, die vom Fachmann verarbeitet werden müssen. Die Kunststoffböden bestehen aus mehreren Schichten, von denen jede ihre Zeit zur Aushärtung braucht, bevor die nächste Schicht aufgebracht werden kann. Zudem sind die Kunstharzmaterialien, die in den mehreren Schichten verarbeitet werden müssen, selbst kostenträchtig.

In der Regel bestehen derartige Kunststoff-Effekt-Böden aus fünf Schichten. Auf den ohnehin vorhandenen Untergrund wird eine Nivelliermasse auf Zementbasis aufgebracht, die nach dem Aushärten mit einer Grundierung versehen wird, zumeist aus einem Zweikomponenten-Kunstharz, etwa einem Epoxidharz. Auf diese Grundierung wird eine Zwischenschicht ausgebracht, die ebenfalls aus einer Harzmasse besteht, etwa einem Zweikomponenten-Epoxidharz. In und auf diese Zwischenschicht wird die Effektschicht, bestehend aus mineralischen oder synthetischen Partikeln, ein- bzw. aufgebracht. Die Effektschicht wird anschließend unter Verwendung einer Kunstharz-Deckschicht versiegelt. Auch hier wird häufig ein Zweikomponenten-Epoxidharz verwandt. Der schichtweise Aufbau, der voraussetzt, daß die jeweils darunterliegende Schicht ausgehärtet ist, erfordert einen Aufwand von wenigstens zwei Tagen für den fachgerechten Aufbau des Fußbodens. Zusätzlich zu den hohen Materialkosten für insbesondere die Kunstharzkomponenten ergeben sich hohe Arbeitskosten.

Insgesamt hat sich gezeigt, daß drei Faktoren den hohen zeitlichen und finanziellen Aufwand solcher Kunststoff-Effekt-Böden bewirken:

• (a) Die hohe Anzahl der Einzelschichten, die jeweils aufgebaut werden müssen,
• (b) die Aushärtzeit der einzelnen Schichten und
• (c) der hohe Material- und damit Kostenaufwand der Zwischenschicht aus einer Harzmasse.

Entsprechend ist es Ziel der Erfindung, einen Kunststoff-Effekt-Boden bereitzustellen, der mit einem vereinfachten Aufbau auskommt und damit unter Zeit- und Kostenersparnis erstellt werden kann. Ein solcher Boden soll aber die gleiche Gebrauchsdauer und Verschleißfestigkeit aufweisen, wie sie von herkömmlichen Effektböden bekannt ist.

Dieses Ziel wird mit einem Kunststoff-Effekt-Boden der eingangs genannten Art erreicht, bei dem als mineralische Grundschicht eine solche auf Basis einer selbstverlaufenden Zementmasse mit einem Kunststoffanteil von wenigstens 10 Gew.-%, bezogen auf die trockene Ausgangsmasse, eingesetzt wird.

Der erfindungsgemäße Effektboden besteht insgesamt aus drei Schichten, die jeweils aus einer Komponente erstellt werden. Auf den üblich vorbereiteten Untergrund wird die kunststoffgefüllte mineralische Grundschicht aufgebracht, die mit der Effektschicht abgedeckt wird, worauf sich wiederum die verschleißfeste Deck- bzw. Versiegelungsschicht befindet.

Es wurde überraschend gefunden, daß bei Verwendung einer Grundschicht aus einem selbstverlaufenden, mit Wasser härtenden Zementmörtel mit einem hohen Kunststoffanteil von wenigstens 10 Gew.-% auf die ansonsten benötigte Kunstharz-Zwischenschicht verzichtet werden kann, ohne daß es zu Einbußen bei der Verschleißfestigkeit oder Gebrauchsdauer kommt. Entscheidend ist, daß auf die so eingestellte Grundschicht vor deren Abbinden die Effektschicht so aufgebracht wird, daß die Teilchen der Effektmasse in die Oberfläche der Grundschicht eingebettet und daran gebunden werden. Nach dem Abbinden der Grundschicht, jedoch noch vor der endgültigen Aushärtung wird die Kunstharz- Deckschicht aufgetragen und aushärten gelassen.

Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Grundschicht und der Deckschicht um Schichten, die aus Einkomponentenmaterialien hergestellt werden, d. h. Materialien, denen kein zusätzlicher Härter zugemischt werden muß. Durch Zusatz von Wasser oder mit der Feuchtigkeit der Luft aushärtende Massen werden erfindungsgemaß als einkomponentig verstanden.

Die erfindungsgemaßen Kunststoffböden haben zweckmäßigerweise eine Druckfestigkeit von mehr als 30 N/mm², insbesondere von etwa 50 N/mm². Die Druckfestigkeit gewährleistet, daß derartige Böden sowohl befahren werden können als auch der Belastung durch Stuhlrollen in Büros gewachsen sind.

Die mineralische Grundschicht aus der selbstverlaufenden Zementmasse liegt im allgemeinen im Bereich von 2-10 mm, wobei zum Ausgleich von Unebenheiten des Untergrundes auch partiell geringere oder größere Stärken auftreten können. Besonders bevorzugt ist aber eine Schichtdicke im Bereich von 4-5 mm. Bei einer solchen Schichtdicke hält sich der Materialverbrauch in zuträglichen Grenzen, wird eine hinreichende Eigenfestigkeit erreicht und kann eine weitere Bearbeitung innerhalb des Zeitraumes von etwa vier Stunden erfolgen.

Die erfindungsgemäß eingesetzte selbstverlaufende Zementmasse enthält einen elastifizierenden Kunstharzzusatz von wenigstens 10 Gew.-%, vorzugsweise etwa 10-40 Gew.-%. Dabei handelt es sich zweckmäßigerweise um ein Reaktionsharz, das unter den Aushärtungsbedingungen der Zementmasse selbst ebenfalls aushärtet, beispielsweise ein feuchtigkeitshärtendes Polyurethanprepolymer. Der Kunststoffzusatz bringt eine Elastifizierung der Grundschicht mit sich, die sich auf die Dauerhaftigkeit des Fußbodenverbundes vorteilhaft auswirkt und geht darüber hinaus mit der Kunstharz-Deckschicht, die auf die Zwischenschicht aufgebracht wird und auch in Kontakt mit der Grundschicht steht, einen reaktiven Verbund ein, der die Gesamtfestigkeit und Belastbarkeit erhöht. Die die Teilchen der Effektmasse enthaltende Zwischenschicht wird somit in den Übergangsbereich der mineralischen Grundschicht und der Kunstharzdeckschicht eingebettet.

Die Effektmasse, die - mit einer ggf. farbigen Einstellung der mineralischen Grundschicht - den optischen Eindruck des Bodens bestimmt, besteht aus mineralischem oder synthetischen Einstreugut, das zweckmäßigerweise eine Teilchengröße von ≦ 5 mm aufweist. Besonders bevorzugt sind Kunststoffflocken geeigneter Färbung, mit denen Farbeffekte, aber auch Natursteinimitationen herbeigeführt werden können. Die Effektteilchen der Effektmasse können undurchsichtig sein aber auch durchsichtig und/oder durchscheinend.

Als undurchsichtige Effektteilchen der Effektmasse, die farbig oder ungefärbt sein können, werden Mineralteilchen aus calciniertem Talkum, Magnesit, Goethit, Ilmenit, Siderit, Granit, Bleiglanz, Basalt, Bimsmehl, Lava, Plastorit- Naitsch, Anthrazit, Steinkohle, Hämatit, Korund, Anhydrit, Anatas, Kreide, Sandstein, Schiefer und dergleichen verwandt. Andere geeignete Teilchen hierfür sind Torf, Späne, Schnitzel bzw. Pulver aus Ziegeln, Porzellan, Gips, Nußschalen, Holzkohle, Sägemehl, Korkmehl, Schlacke, Seemuscheln, Gummi sowie aus Polymeren, die mit Pigmenten und Füllstoffen versetzt sind, z. B. Epoxidharz, Polyurethane, Polyester, Polyacrylate, Polyolefine, Phenolharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Polyvinylester, Polyvinylether, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Polyacetate, Polyharnstoffe, ABS-Harze, Celluloseester, Celluloseether, Polyfluorcarbone, Polyamide, Polyarylester, Polyarylsulfide, Polyarylsulfone, Polyimide, flüssigkristalline Polymere, Caseinderivate, Kautschuk, Siliconderivate, Siliconharze und dergleichen.

Die Körnung der Effektteilchen sollte ≧ 100 µm betragen und zweckmäßigerweise in einem Bereich von 200 µm bis 5 mm liegen.

Als durchsichtige und/oder durchscheinende Effektteilchen der Effektmasse, die farbig oder ungefärbt sein könne, werden typische Mineralteilchen aus Alabaster, Albit, Achat, Bergkiesel, Calcit, Feldspat, Glas, Marmor, Glimmer, Malachit, Quarzit, Sand, Wollastonit und dergleichen verwandt. Andere geeignete Teilchen hierfür sind Späne, Schnitzel bzw. Pulver aus den im vorhergehenden Absatz genannten Stoffen bzw. Polymeren, soweit durchsichtig oder durchscheinend verfügbar.

Als mineralische Effektteilchen kann Gesteinsgranulat eingesetzt werden, beispielsweise Marmor, Basalt, Porphyr oder beliebiges anderes Gestein einer gewünschten Färbung. Als mineralische Effektteilchen kommen auch Keramikteilchen einer gewünschten Farbe in Frage, die auch, zur Erzielung eines gewünschten Farbeffekts, mit anderen mineralischen Teilchen gemischt werden können. Dekorsplitt aus gefärbtem Quarz einer Körnung von 0,4-5 mm ist ein bevorzugtes Material.

Zusätzlich oder alternativ zu den mineralischen Effektteilchen können synthetische Effektteilchen eingesetzt werden. Unter synthetischen Effektteilchen werden solche auf Kunststoffbasis verstanden, beispielsweise aus Polyester, Alkyd, Polyvinylchlorid, Poly(meth)acrylat und Copolymerisate davon, Polystyrol, Nitrocellulose, Polyurethan, Epoxid, die jeweils auf die gewünschte Art und Weise eingefärbt sind. Diese farbigen Kunststoffteilchen können als Granulat vorliegen, in Form regelmäßiger geometrischer Körper oder als Plättchen oder Chips, je nach zu erzielendem Effekt.

Als farbiges Kunststoffgranulat in der Pigmentierungsmasse werden vorzugsweise farbige Polyestergranulate eingesetzt. Andere farbige Granulate können selbstverständlich ebenfalls verwandt werden. Es versteht sich dabei, daß das farbige Kunststoffgranulat aus gefärbten Kunststoffpartikeln unterschiedlicher Größe besteht, wobei die Größe und die Farbzusammensetzung verantwortlich ist für den Struktureffekt.

Durch das Zusammenspiel von Grundschicht, Effektmasse mit den unterschiedlichen Effektteilchen (Farbe, Größe, Transparenz) und Deckschicht wird ein regelloses Farbmosaik gebildet, welches, je nach Einstellung, den gewünschten Effekt ergibt.

Die Kunstharz-Deckschicht, die auf die Effektmasse aufgetragen wird und sich auch mit der noch nicht vollständig ausgehärteten Grundschicht reaktiv verbindet, hat eine Stärke von wenigstens 100 µm. Als reine Versiegelungsschicht ist eine Gesamtstärke von 100-150 µm völlig ausreichend, wobei sich in der Regel ein Struktureffekt ergibt, der durch die aufragenden Teilchen der Effektmasse bedingt wird. Es ist allerdings ohne weiteres möglich, die Deckschicht selbstverlaufenden so aufzutragen, daß eine völlig ebene Fläche besteht, d. h. alle Teilchen der Effektmasse eingebettet sind. Die Deckschicht kann matt, seidenmatt oder hochglänzend ausgestattet sein.

Für die Kunstharz-Deckschicht werden übliche Kunstharzmassen verwandt, beispielsweise Polyurethanharze, Epoxidharze, Polyesterharze, Gelcoats auf Basis ungesättigter Polyesterharze, oder Polymethylmethacrylate. Die Kunstharze sollten hochvergilbungsbeständig sein. Bevorzugt sind Polyurethanharze und Epoxidharze, wie sie üblicherweise auf diesem Gebiet eingesetzt werden.

Besonders bevorzugt sind 1K-Polyurethanharze auf Basis aliphatischer oder cycloaliphatischer Polyisocyanatprepolymere, beispielsweise auf Basis von Isophorondiisocyanat für hochglänzende Deckschichten und auf Basis von Hexamethylendiisocyanat für matter eingestellte Oberflächen. Die aliphatische Natur dieser Ausgangsstoffe gewährleistet eine hohe Vergilbungsbeständigkeit. Die Isocyanate sind über Polyetherole, Polyesterole oder Polycarbonatpolyole modifiziert.

Die Verwendung eines mit Wasser aushärtenden kunststoffmodifizierten Zementmörtels, einer darauf aufgestreuten Deckschicht und einer Versiegelungsschicht aus einem feuchtigkeitshärtenden 1K-Polyurethansystem, das die von der Grundschicht abgegebene Feuchtigkeit zur eigenen Aushärtung verwenden kann, gewährleistet einen einfachen und raschen Aufbau der erfindungsgemäßen Effektböden und einen optimalen Verbund der drei Schichten. Durch die hohe Kompatibilität des Polyurethans mit der Grundschicht kommt es zu einem Verbund der beiden Schichten über die Ausbildung von chemischen Bindungen an den Stellen, an denen die Deckschicht mit der Grundschicht in Kontakt kommt.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Erzeugung eines Fußbodens der vorstehend genannten Art, bei dem man auf dem Untergrund eine Grundschicht aus einer selbstverlaufenden, feuchtigkeitshärtenden Zementmasse mit einem Kunststoffteil von mehr als 10% in einer Dicke von 2-10 mm aufträgt, diese Grundschicht in noch nicht abgebundenem Zustand mit einer Effektmasse abstreut, nach dem Abbinden der Grundschicht nicht eingebundene Teilchen der Effektmasse entfernt und, noch vor dem vollständigen Aushärten der Grundschicht, eine Kunstharz-Deckschicht in einer Stärke von wenigstens 100 µm aufbringt.

Besonders gute Ergebnisse erhält man, wenn man die aufgestreuten Effektteilchen oberflächlich in die Grundschicht eindrückt bzw. andrückt, wobei dies mechanisch, durch Verwendung beispielsweise eines Flügelglätters erfolgen kann, oder aber durch Aufblasen mit einer Niederdruckpistole, wie sie im Handwerk bekannt ist.

Vor dem Aufbringen der Deckschicht ist es erforderlich, lose Teilcheneffektmasse zu entfernen, was durch Abblasen, Absaugen oder vorzugsweise scharfes Abfegen erfolgen kann. Die Kunstharz-Deckschicht wird unmittelbar anschließend auf die noch nicht vollständig ausgehärtete Grundschicht aufgebracht, wodurch sich - insbesondere bei der Verwendung eines 1K-Polyurethansystems - eine reaktive Anbindung an die Grundschicht unter Einbettung der Teilchen der Deckschicht ergibt.

Durch die erfindungsgemäße Kombination einer kunststoffmodifizierten Mörtelmasse, die an und für sich einer dauernden Belastung selbst nicht gewachsen ist und ohne Deckschicht in erheblichem Maße absanden würde, mit einer sich damit reaktiv verbindenden Deckschicht auf Polyurethanbasis wird eine zusätzliche Verfestigung des Systems von oben erreicht, die zur Gesamtfestigkeit nicht unerheblich beiträgt.

Beispiel

Auf einem ggf. grundierten Betonboden wird eine hochfeste, selbstverlaufende Zementspachtelmasse der Fa. UZIN Georg Utz GmbH & Co., UZIN-NC 170 in einer Schichtdicke von durchschnittlich 4 mm aufgebracht. Die Masse ist mit Wasser angerührt und selbstverlaufend; wo erforderlich wird mit einem Flügelglätter nachgearbeitet.

Auf die feuchte Grundschicht werden Kunststoffflocken verschiedener Färbung einer Größe von etwa 8 mm mit einer Niederdruckpistole aufgeblasen. Durch die unterschiedlichen Farbtöne ergibt sich ein unregelmäßiges Mosaik mit natursteinähnlichem Charakter.

Nach ca. 2 Stunden ist der Boden begehbar und wird mit einem harten sauberen Besen scharf abgefegt, so daß nur die Kunststoffflocken auf der Oberfläche verbleiben, die sich mit dem Untergrund verbunden haben. Unmittelbar anschließend wird ein Polyurethanprepolymer auf Basis von Isophorondiisocyanat, das mit einem Polyetherpolyol modifiziert ist, in einer Schichtdicke von 150 µm aufgetragen.

Der Fußboden ist nach insgesamt 6 Stunden begehbar und nach 24 Stunden voll belastbar. Durch die relativ dünne Schichtdicke der Deckschicht ergibt sich ein Strukturboden mit leicht unregelmäßiger, körniger Oberfläche. Eine glatte Oberfläche wird bei Verwendung von Kunststoffplättchen mit einer Schichtdicke von 250-500 µm erzielt. Bei Verwendung von mineralischen Einstreumaterialien, etwas Coloritquarz, kann es erforderlich sein, zur Erzielung glatter Oberflächen mit Schichtdicken von bis zu 5 mm zu arbeiten, wobei aber die Kosten für das Kunstharz durch die großen Mengen an Einstreumaterialien vermindert werden.

Zweckmäßigerweise wird die Deckschicht bei dünnen Schichtdicken mit einer geeigneten textilen Rolle aufgerollt.

Claims (15)

1. Kunststoff-Effekt-Boden mit einer mineralischen Grundschicht einer Schichtdicke von 2-10 mm, einer Zwischenschicht aus einer auf die noch nicht abgebundene Grundschicht aufgebrachten Effektmasse und einer Kunstharz-Deckschicht von wenigstens 100 µm Dicke, dadurch gekennzeichnet, daß als mineralische Grundschicht eine solche auf Basis einer selbstverlaufenden Zementmasse mit einem Kunststoffanteil von wenigstens 10 Gew.-%, bezogen auf die trockene Ausgangsmasse, verwandt wird.

2. Kunststoffboden nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Druckfestigkeit von wenigstens 30 N/mm².

3. Kunststoffboden nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Schichtdicke der Grundschicht von 2-10 mm.

4. Kunststoffboden nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundschicht einen Kunststoffanteil von 10-40 Gew.-% aufweist.

5. Kunststoffboden nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz der Kunstharz-Deckschicht ein Polyurethan, Epoxidharz, Polyesterharz oder Polymethylmethacrylatharz ist.

6. Kunststoffboden nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharz-Deckschicht aus einem 1K-Polyurethanharz besteht.

7. Kunststoffboden nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Versiegelung aus einem 1K-Polyurethanharz in einer Schichtdicke von 100-150 µm.

8. Kunststoffboden nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Effektmasse aus eingestreuten mineralischen oder synthetischen Effektteilchen einer Größe bis zu 5 mm besteht.

9. Kunststoffboden nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Effektmasse aus flächigen Farbchips besteht.

10. Kunststoffboden nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Effektmasse aus Kunststoffnocken besteht.

11. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbodens nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man auf den Untergrund eine Grundschicht aus einer selbstverlaufenden feuchtigkeitshärtenden Zementmasse mit einem Kunststoffanteil von mehr als 10 Gew.-%, bezogen auf die trockene Ausgangsmasse, in einer Schichtdicke von 2-10 mm aufbringt, diese Grundschicht in noch nicht abgebundenem Zustand mit einer Effektmasse abstreut, nach dem Abbinden der Grundschicht nicht eingebundene Teilchen der Effektmasse entfernt und, noch vor dem vollständigen Aushärten der Grundschicht, eine Kunstharz-Deckschicht in einer Stärke von wenigstens 100 µm aufbringt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Effektmasse oberflächlich andrückt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Effektmasse aufgeblasen wird.

14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht eingebundenen Teilchen der Effektmasse abgesaugt oder scharf abgefegt werden.

15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharz-Deckschicht an die noch nicht vollständig ausgehärtete Grundschicht reaktiv angebunden wird.