Vertrauen ist der Anfang von Allem
Parkett, Laminat, Kork, Vinyl

aufgenommen

Parkett

Parkett ist ein Fußbodenbelag aus Holz oder Bambus für Räume in geschlossenen Gebäuden. Das Holz, in der Regel Hartholz von Laubbäumen, wird dazu in kleine Stücke gesägt und nach bestimmten Mustern zusammengesetzt. Holzböden, bei denen die Jahresringe sichtbar sind, d. h. die Fasern vertikal stehen, nennt man Holzpflaster (Holzstöckelpflaster). Einen großformatigen Holzboden aus langen Brettern nennt man Dielenboden. Parkett gilt als hochwertiger Fußbodenbelag, benötigt wegen des Aufbaus aus kleinteiligen Holzstücken im Gegensatz zum Dielenboden einen tragfähigen Untergrund, wirkt aus demselben Grund aber Fugenbildung entgegen. Durch seine geschlossenen Flächen ist er sehr hygienisch.

Holz

Traditionelle europäische Holzarten, die zu Parkett verarbeitet werden, sind vorwiegend Eiche und Buche. Außereuropäische Holzarten für Parkett sind etwa Teak/Burma, Palisander, Kambala, Afzelia (Doussie), Jatoba, Cabreuva, Eukalyptus, Mutenye, Bongossi/Azobe, Kosipo, Kotibe, Landa, Limbali, Louro vermelho, Peroba und andere. Es sind durchwegs robuste Harthölzer. Bei Mehrschichtparkett kommen als Träger auch Holzwerkstoffe zum Einsatz.

Vom Parkett zu unterscheiden ist ein Laminatbelag. Laminatbeläge bestehen aus Holzfaserstoffen als Träger und sind mit Melaminharz beschichtet; die sichtbare Holzoberfläche besteht hier aus einer einlaminierten Papierlage im Holzmuster (mit Melaminharz imprägnierte Dekorschicht). Die Verlegung der Laminatböden erfolgt in gleicher Art wie Parkett. Durch die Kunststoffoberfläche wird hier keine Feuchtigkeit aufgenommen, jedoch ist über die Fugen eine Feuchtigkeitsaufnahme möglich. So kann es beispielsweise beim Nasswischen zu irreversiblen Aufquellungen der Nähte kommen, wodurch der Bodenbelag unbrauchbar wird.[1] Laminat wird deshalb in der Regel trocken bis maximal nebelfeucht gereinigt.

Ein Parkettboden ist teurer als ein Laminatboden, dafür kann Parkett durch Schleifen und Versiegeln in der Regel mehrfach renoviert werden, was bei Laminat nicht möglich ist. Parkett ist im Verhältnis zu einem Textilboden ein sehr dauerhafter Bodenbelag. Es gibt Parkettböden in Schlössern, die nach Jahrhunderten noch attraktiv sind, hier haben aber meistens kostspielige Aufarbeitungen des Parketts stattgefunden.

Der Härtegrad von Parkettböden wird im Allgemeinen in Brinell angegeben.

Bambus

Seit Mitte der 1990er Jahre wird in zunehmendem Umfang auch Bambus, der kein Holz im strengen Sinne, sondern ein verholztes Gras ist, zu Parketten verlegt. Bambusparkett ist, weil das Material so schnell wächst, um ein Vielfaches preiswerter als Holzparkett, überdauert je nach Qualität und Belastung aber nur 10–25 Jahre. Die Feuchtigkeitstoleranz und Schimmelresistenz ist etwas höher als bei Holz. Einige Produkte bleichen in starkem Sonnenlicht aus. Die Verlegung erfolgt entweder durch Annageln oder durch Nut-Feder-Verbindungen. Moso-Bambus ist härter als viele Holzsorten (z. B. Ahorn, Eiche). Natürlich gefärbter Bambus ist härter als künstlich gedunkelter (carbonizedcarmelized).[2][3][4] Die Härte von Bambusparkett wird, wie die von Holzparkett, nach dem Janka-Härte-Test bestimmt. Nasswischen führt bei Bambusparkett, ebenso wie jede andere übermäßige Wassereinwirkung, zu Verformungen.[5]

Da Bambus, anders als Holz, nicht in großen sägbaren Stämmen wächst, muss er, um in Brettform zu gelangen, in allen Fällen stark bearbeitet werden. Je nach Herstellungsverfahren werden drei Arten von Bambusparkett unterschieden:

  • Solid Bamboo – die billigste Art von Bambusparkett – ist aus getrockneten Bambusstreifen gemacht, die entweder horizontal oder vertikal neu zusammengelegt, verklebt und dann zu Brettern verpresst werden.[6] Solid Bamboo und Engineered Bamboo enthalten nicht nur Klebstoffe, sondern in geringen Mengen auch Formaldehyd.[7]
  • Engineered Bamboo wird ähnlich wie Solid Bamboo hergestellt, aber nicht zu massiven Brettern verarbeitet, sondern wie ein Furnier in 1 bis 2 Millimetern Stärke auf Sperrholz oder Spanplatte aufgeklebt.[6]
  • Strand Woven Bamboo (Stranded BambooFossilized Bamboo) ist am aufwendigsten hergestellt und infolgedessen auch am teuersten: Der Bambus wird zerfasert, von fragilen Fasern befreit, kreuzweise neu verflochten, erhitzt und gepresst. Das fertige Produkt sieht nicht mehr wie Bambus, sondern je nach Verarbeitung wie Holz oder meliertes Fantasieholz aus, ist aber extrem hart und robust. Die Oberfläche braucht nicht versiegelt zu werden. Bei Bedarf kann das Parkett wie Holzparkett abgeschliffen werden.[4] Stranded Woven Bamboo enthält meist Phenolformaldehyd, das als weniger giftig gilt als Formaldehyd.[7]

Arten von Parkett

Massivparkett

Massivparkett besteht aus Massivholzstücken; mehrere Ausführungsarten werden unterschieden: Massivparkett wird üblicherweise roh verlegt und dann mit der Parkettschleifmaschine in mehreren Schleifgängen abgeschliffen. Anschließend erfolgt die Oberflächenbehandlung mit Parkettlack, Fußbodenöl oder Wachs. Die fortschreitende technische Entwicklung führte zur Herstellung von kalibriertem Massivparkett mit bereits werkseitig aufgebrachten Oberflächenbehandlungen. Gegenwärtig ist Massivparkett auch als Fertigparkett von einigen Herstellern erhältlich. Hierbei entfällt das Schleifen und Endbehandeln auf der Baustelle.

Massivparkette, insbesondere Mosaik-, Hochkantlamellen- und Lamparkette, aber auch Holzpflaster, wurden in den 1950er bis 1970er Jahren mit teer- oder bitumenhaltigen Klebern auf Zement- oder Asphaltestriche verklebt. Diese Kleber sind oft mit krebserzeugenden PAK (polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe) belastet, eine Demontage und Entsorgung eines solchen Parketts sollte nur von Fachunternehmen durchgeführt werden. Ein so verklebtes Parkett kann zur potentiellen Gefahrenquelle werden, da unter bereits gelockerten Parkettteilen die Klebermasse durch Trittbelastung zermahlen und über die Fugen im Parkett in die Raumluft und in den Hausstaub gelangen kann. Die Bewohner nehmen freigesetzte PAK dann über Atemluft, Nahrung oder durch Hautkontakt auf. Besonders kleine Kinder sind gefährdet, wenn sie auf dem Fußboden spielen und aufgewirbelten Staub einatmen. Verdächtig ist Kleber, wenn seine dunkle Farbe auf Teer- bzw. Bitumenanteile hinweist und das Parkett vor Ende der 1970er Jahre verlegt wurde. Der Kleber sollte dann in einem Labor auf PAK geprüft werden.

Stabparkett (Massivparkett)

Stabparkett besteht aus einzelnen Holzstücken (Stäben); traditionell meist in den Abmessungen von 400–500 mm × 60–80 mm × 22 mm. Es gibt aber auch dünnere Parkettstäbe und Stäbe mit 2- oder mehrschichtigem Aufbau (Stab-Fertigparkett). In die Seiten ist eine umlaufende Nut gefräst, in die eine Feder genannte Holzleiste gesteckt wird, wodurch der Verbund zwischen den einzelnen Brettchen hergestellt wird. Diese Form des Parketts ist die klassische Form. Sie wird auf den tragenden Unterboden aus Holz genagelt, und zwar von der Seite schräg durch die Feder, so dass der Nagel durch den benachbarten Parkettstab verdeckt wird. Eine andere Bezeichnung für diese Parkettart lautet Nagelparkett (Norm E DIN EN 13226). Parkettstäbe mit fester angehobelter Nut beziehungsweise Feder werden auch als Parkettriemen bezeichnet. Inzwischen werden Parkettstäbe häufig auch auf den Untergrund geklebt, wodurch bei einer Fußbodenheizung ein etwas besserer Wärmeübergang erreicht wird.

Mosaikparkett (Massivparkett)

Mosaikparkett besteht aus kleineren und vor allem dünneren Holzlamellen mit 8 bis 10 mm Stärke, in der Regel auf Netz geklebt. Standardmäßig werden quadratische Lamellen mit einer Kantenlänge von 12 oder 16 cm verlegt. Das unbehandelt gelieferte Parkett wird nach dem Verkleben geschliffen und die Oberfläche lackiert oder geölt/gewachst. Seine geringe Aufbauhöhe ist ein großer Vorteil bei einer Fußbodenheizung, da der Wärmedurchgang wenig behindert wird. Auch wenn ein anderer Bodenbelag durch Parkett ersetzt werden soll, ist die geringe Dicke des Mosaikparketts von Vorteil. Häufig findet auch Mosaikparkett in einem englischen Verband und im Parallelverband Verwendung.

Lamparkett (Massivparkett)

Lamparkett ist dem Stabparkett in seiner Stablänge von 120 bis 400 mm und Stabbreite von 40 bis 65 mm ähnlich, jedoch ist es nur 10–11 mm stark. Die Verlegung und die Eigenschaften ähneln dem Mosaikparkett (Norm: Vollholzlamparkett nach E DIN 13227). Es trägt auch die Beinamen Dünnparkett oder Dünnstab.

Hochkantlamellenparkett (Massivparkett)

Hochkantlamellenparkett

Hochkantlamellenparkett (HKL) besteht wie das Mosaikparkett aus einzelnen Vollholzlamellen mit einem Querschnitt von meist ca. 8 mm × 22 mm. Dieses Parkett ist ein sogenanntes Restprodukt aus der Mosaikparkett-Produktion. Die einzelnen Lamellen werden hochkant angeordnet und durch Papierstreifen, Kunststoffnetze oder Klebebänder in Verlegeeinheiten zusammengehalten. Durch die größere Stärke von 22 mm kann das Parkett häufiger geschliffen werden und wird deshalb vorwiegend im gewerblichen Bereich verwendet. Es trägt daher auch den Beinamen Industrieparkett. Hochkantlamellenparkett findet wegen seiner beliebten Optik als Designboden in letzter Zeit vermehrt auch im Wohnbereich und in öffentlichen Einrichtungen wie Schulen, Museen oder Ausstellungszentren Verwendung.

Heutzutage wird auch immer häufiger Hochkantlamellenparkett in der Stärke 10 mm verwendet, seltener auch 16 mm.

Parkettdiele

Massive Parkettstäbe werden zu einer Diele verleimt. Üblich sind zwei oder drei parallele Stabreihen. Die Bretter sind meistens 2–3 Meter lang.

Massivdiele

Massivholzdielen bestehen aus einem Stück Holz (massiv) und haben ein großflächiges Format (min. 12 cm breit und 1,20 m lang). Wenn sie zur Fixierung auf Unterkonstruktion vorgesehen sind, beträgt die Stärke meist 21 mm, ist aber auch schwächer, wenn zur flächigen Verklebung vorgesehen.

Tafelparkett

Aufwändiges dekoratives Tafelparkett

Tafelparkett heißt auch französisches Parkett und wird als die „Königin unter den Parkettfußböden“ gesehen. Geometrische Muster werden zu quadratischen Tafeln verleimt, etwa Rauten und Sterne derart, dass sich weitere komplexe Muster ergeben. Häufig werden verschiedenfarbige Hölzer verarbeitet. Bei der Gestaltung des Bodens wird die spätere Nutzung des Raumes berücksichtigt. Häufig wird ein Tafelparkett-Boden mit einem umlaufenden Fries verlegt.

Mehrschichtparkett

Das Patent für das Mehrschichtparkett stammt aus dem Jahr 1939 von Johann Kähr (Lamellenplatte). 1941 führte das Unternehmen Kährs das weltweit erste „Fertigparkett“ ein. Es hat auf Grund seines 3-schichtigen Aufbaus eine höhere Verwerfungsfestigkeit und kann deshalb auch lose, ohne vollflächige Verklebung, oft in einem Klick-System auf eine Unterlagsmatte verlegt werden. Es kann aber auch problemlos ohne Unterlagsmatte fest verklebt werden, dadurch werden die Lebensdauer und das Raumschallverhalten (durch Begehen, Fallenlassen von Gegenständen etc.) deutlich verbessert, hingegen verschlechtert sich das Trittschallverhalten (Schall in untenliegenden und angrenzenden Räumen). Je nach akustischer Anforderung kann das Verkleben daher mehr oder weniger zu empfehlen sein.

Bei den Klicksystemen unterscheidet man „kraftschließende“ und „formschließende“ Systeme. Bei den kraftschließenden Systemen erfolgt die Verbindung der Dielen durch die Überwindung eines Widerstands, der nachher die Dielen zusammenhält, z. B. ein kleiner Vorsprung im Holz. Häufig müssen bei diesem Verfahren die Dielen vertikal eingeklopft werden. Der Nachteil des Systems ist, dass vielfach noch geleimt werden muss oder die kleinen Vorsprünge sich abnutzen, was zu hässlichen Fugen führt. Das formschließende System (Woodloc, lock-it, smart-lock usw.) ist ein Winkelsystem. Hier werden die Dielen in eine CNC-gefräste Form von oben eingewinkelt.

Die sichtbare Oberflächenschicht aus der jeweils prägenden Holzart ist hier oft nur noch 2 bis 4 mm dick und auf einer oder mehreren Trägerschichten aus billigerem Nadelholz oder auf eine Trägerplatte aus Holzwerkstoff geklebt. Bei den Mehrschichtern hängt die Belastbarkeit nicht nur von der Holzart, sondern auch vom Gesamtaufbau, von der Stärke der Nutzschicht und von Art und Güte der Mittellage ab. Daher wird empfohlen, auf die Qualität des Materials zu achten.

Diese Platten erhalten Nut und Feder zur Verlegung, die in das Nadelholz eingearbeitet sind. Das Schleifen nach der Verlegung entfällt hier, da die einzelnen Elemente bereits fertig geschliffen und oberflächenbehandelt sind. Geringe Höhenunterschiede (< 0,1 mm) zwischen den einzelnen Elementen werden deshalb nicht ausgeglichen. Fertigparkett lässt sich von gewöhnlichem Parkett leicht durch Betrachten gegen das Licht unterscheiden, wobei die Einzelelemente ihre makellose Glätte und scharfkantige Begrenzung zeigen. Mehrschichtparkett kann auch in rohem Zustand erworben werden und dann bauseitig behandelt werden, dadurch wird die Qualität verbessert, und es ist kaum noch von Massivparkett zu unterscheiden.

Die Lebensdauer von schwimmend verlegtem Mehrschichtparkett ist aufgrund seiner laufenden mechanischen Belastung nicht so hoch wie bei verklebtem Parkett, weil die Kippbewegungen bei den Fugen mit der Zeit zum Eindringen von Wasser führen können.

Entscheidend für die Qualität von Mehrschichtparkett ist a) die Qualität des Oberflächenlacks bzw. des Öles oder Wachses (denn hier findet die Belastung statt und nicht auf dem Holz), b) die Qualität der Dielenverbindung und c) die Verwendung hochwertiger Techniken (z. B. keine „Briefmarken“, stehende Jahresringe, Lamellenseitenverleimung).

Als Variante des Mehrschichtparkettes gibt es, neben dem Dreischichtparkett, auch Zweischichtparkett. Das erste 2-Schicht-Fertigparkett wurde 1975 vom Schweizer Unternehmen Bauwerk Parkett vorgestellt. Das erste 1-Stab-2-Schicht-Fertigparkett wurde in den 1980er-Jahren von diesem Hersteller und vom italienischen Unternehmen Margaritelli entwickelt, beide Unternehmen lieferten einander um die Patentrechte einen jahrelangen Rechtsstreit. Diese Parkettart muss vollflächig auf dem Untergrund verklebt werden, was die Lebensdauer wieder durchaus erhöhen und den Raumschall entscheidend verbessern kann. Zweischichtparkett gibt es als klassischen Einzelstab (ca. 490 × 70 mm), Schiffsböden und Landhausdielen (Längen und Breiten unterschiedlich).

Verlegemuster

Parquet massif chêne rustique chanfreiné.jpg Parallel-Verband: Die Stäbe werden auf gleicher Höhe parallel verlegt.

  • Schiffsboden-Verband, auch Wilder Verband: Parallel mit versetzten Stößen, wie die Beplankung auf einem Schiffsdeck.
  • Englischer Verband: Die Stäbe werden um die Hälfte versetzt parallel verlegt.
  • Oxford-Verband: Die Stäbe werden um ein Drittel versetzt parallel verlegt.
  • Altdeutscher Verband: Die Stäbe werden um die Hälfte versetzt parallel verlegt (wie englischer Verband), jedoch immer doppelt nebeneinandergelegt. An den Kopfstößen wird ein verkürzter, um 90 Grad gedrehter Stab dazwischen verlegt. Ein Flechtmuster entsteht.
Art-parket-asp.jpg Flechtboden: Durch nebeneinander paralleles Anbringen von Stäben (2 bis 4) und rechtwinkliger Drehung solcher Pakete zueinander entsteht eine Flechtoptik. Wie Würfel, nur zueinander verschoben.

  • Flechtboden mit Würfel: Um ein quadratisches Parkettstück herum werden Stäbe in Längs- und Querrichtung parallel und zueinander gelegt (Abb.).
  • Würfel-Verband, auch Tafelmuster, einzelne Stäbe werden zu Quadraten zusammengefügt, deren Richtung abwechselnd um 90° versetzt ist (Schachbrettmuster). Dazu muss allerdings die Länge des Stabes ein natürliches Vielfaches der Stabbreite sein, z. B. 49 × 7 cm.
Parkett 01 KMJ.jpg Fischgrät: Klassisches Verlegemuster mit interessantem Lichtspiel. Eher für große Räume geeignet.

  • Französisches Fischgrät: Die Parkettstäbe sind beidseitig um 45° oder 30° abgeschrägt. Zwischen den Zopfreihen verläuft eine durchgehende Kopffuge.
Parquet Buffon.JPG Leiterboden: Eine Reihe parallel nebeneinanderliegender Stäbe wechselt sich ab mit einer quer dazu liegenden Einzelreihe.

  • Kombination mit Fischgrätmuster (Abb.): Französisches Fischgrät

 

 

 

Quelle : Wikipedia.org

PVC-Polyvinylchlorid

Polyvinylchlorid

Strukturformel
Struktur von Polyvinylchlorid
Allgemeines
Name Polyvinylchlorid
Andere Namen
  • PVC
  • IUPAC: Polychlorethen
CAS-Nummer 9002-86-2
Art des Polymers amorpher Thermoplast
Monomer
Monomer Vinylchlorid
Summenformel C2H3Cl
Molare Masse 62,5 g·mol−1
Eigenschaften
Typ PVC-U (PVC hart) PVC-P (PVC weich)
Aggregatzustand fest fest
Dichte 1,38–1,40 g·cm−3 1,20–1,35 g·cm−3
Schmelzpunkt Zersetzung > 180 °C [1] Zersetzung > 180 °C [1]
Glastemperatur 79[2]
Härte 75–155
Schlagzähigkeit gering [3]
Elastizitätsmodul 1000–3500 MPa
Wasseraufnahme gering [3] gering [3]
Löslichkeit praktisch unlöslich in Wasser [1]
löslich in organischen Lösungsmitteln (Aceton sowie Ester und Fleckenreinigungsmittel) wenn Molgew. ≤ 30.000Da [3]
praktisch unlöslich in Wasser [1]
löslich in organischen Lösungsmitteln (Aceton sowie Ester und Fleckenreinigungsmittel) wenn Molgew. ≤ 30.000Da [3]
Chemische Beständigkeit beständig gegen konz. und verd. Alkalien, Öle, aliph.Kohlenwasserstoffe
Zersetzung durch oxidierendeMineralsäuren [3]
beständig gegen konz. und verd. Alkalien, Öle, aliph.Kohlenwasserstoffe
Zersetzung durch oxidierendeMineralsäuren [3]
Wärmeleitfähigkeit gering [3] gering [3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [4]

07 – Achtung

Achtung

H- und P-Sätze H: 315319335
EUH: keine EUH-Sätze
P: 261-​305+351+338 [4]
Gefahrstoffkennzeichnung [1]

keine Gefahrensymbole
R- und S-Sätze R: keine R-Sätze
S: keine S-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Polyvinylchlorid ist ein amorpher thermoplastischer KunststoffPVC (Kurzzeichen) ist hart und spröde und wird erst durch Zugabe von Weichmachern und Stabilisatoren weich, formbar und für technische Anwendungen geeignet. Bekannt ist PVC durch seine Verwendung in Fußbodenbelägen, zu Fensterprofilen, Rohren, für Kabelisolierungen und -ummantelungen und für Schallplatten, die in der englischen Sprache „Vinyls“ genannt werden.

Inhaltsverzeichnis

[Verbergen]

Aufbau

Vinylchlorid zu Polyvinylchlorid

Polyvinylchlorid wird durch radikalische oder ionische Polymerisation aus dem Monomer Vinylchlorid (chemische Formel H2C=CHCl) erzeugt.

Eigenschaften

mechanische und elektrische Eigenschaften
Vergleichsparameter PVC-U (PVC hart) PVC-P (PVC weich)
Dichte in g/cm3 1,38−1,40 1,20−1,35
Zugfestigkeit in N/mm2 (nach DIN 53455) 50−75 10−25
Reißdehnung/Reißfestigkeit in % (nach DIN 53455) 10−50 170−400
Zug-E-Modul in N/mm2 (nach DIN 53457) 1000−3500 k.A.
Kugeldruckhärte 10-Sekunden-Wert in N/mm2 DIN 53456 75…155 k.A.
Schlagzähigkeit kJ/m2 (nach DIN 53453) > 20 o.
Kerbschlagzähigkeit in kJ/m2 (nach DIN 53453) 2−75 o. Br.
spezifischer Durchgangswiderstand (nach DIN 5348) in Ω 2 > 1015 > 1011
Oberflächenwiderstand (nach DIN 53482) in Ω 1013 1011
Gebrauchstemperatur in °C −50 − +60 k.A.
Dielektrizitätszahl εr (nach DIN 53483, bei 50 Hz) 3,5 4−8
Dielektrizitätszahl εr (nach DIN 53483, bei 106 Hz) 3,0 4…4,5

Kalottenmodell von Polyvinylchlorid

Durch den Zusatz von Weichmachern lässt sich die Härte und Zähigkeit von PVC gut variieren. Es lässt sich gut einfärben. PVC nimmt kaum Wasser auf, es ist beständig gegen SäurenLaugenAlkoholÖl und Benzin. Angegriffen wird PVC von AcetonEtherBenzolChloroform, und konzentrierter SalzsäureHart-PVC lässt sich gut, Weich-PVC schlecht spanabhebend verarbeiten. Bei Temperaturen von 120 °C bis 150 °C kann es spanlos verformt werden. Verbindungen können mit Klebstoffen (Lösungsmittelklebstoffe, Zweikomponentenklebstoffe) oder durch Schweißen (verschiedene manuelle und maschinelle Schweißverfahren) hergestellt werden.

PVC brennt mit gelber, stark rußender Flamme und erlischt ohne weitere externe Beflammung schnell. Aufgrund des hohen Chlorgehalts ist PVC im Gegensatz zu anderen technischen Kunststoffen wie beispielsweisePolyethylen oder Polypropylen schwer entflammbar. Bei Bränden von PVC-Kunststoffen entstehen allerdings Chlorwasserstoff, Dioxine und auch Aromaten.

PVC ist ein guter Isolator. Die Ausbildung von Dipolen und deren ständige Neuausrichtung im elektrischenWechselstromFeld führt im Vergleich zu den meisten anderen Isolatoren zu hohen Dielektrizitätsverlusten. Wegen der hohen Festigkeit des Kabelmantels und der guten Isoliereigenschaften sind PVC-Niederspannungskabel für die Verlegung unter Putz oder im Freien sehr gut geeignet.

Geschichte

Der französische Chemiker Henri Victor Regnault war 1835 der erste, der im Gießener Laboratorium von Justus von Liebig Vinylchlorid herstellte und bemerkte, dass sich daraus bei längerer Einwirkung von Sonnenlicht ein weißes Pulver – Polyvinylchlorid – bildete, konnte die Bedeutung seiner Entdeckung jedoch nicht erkennen.

Mit ein Grund für den heutigen Einsatz von Polyvinylchlorid ist sicher die Verwendung eines anderen Stoffes und ein daraus entstehendes Abfallproblem. Mit dem Aufblühen der chemischen Industrie wurde der Rohstoff Natronlauge, der auch heute für viele Prozesse und Verfahren eingesetzt wird, in immer größeren Mengen hergestellt. Die wichtigsten Einsatzbereiche der Natronlauge sind die Verarbeitung in der Seifenindustrie, die Celluloseherstellung und die Gewinnung von Aluminium ausBauxit. Die Natronlauge wurde mit Hilfe elektrolytischer Zersetzung aus Kochsalz (Natriumchlorid) gewonnen, übrig blieb dabei Chlor und Wasserstoff.

1912 erhielt der deutsche Chemiker Fritz Klatte von der Chemischen Fabrik Griesheim-Elektron (Griesheim bei Frankfurt), später ein Produktionsort der Firma Hoechst, den Auftrag, für den in großen Mengen vorhandenen Rohstoff Ethen (Ethylen) neue Umsetzungsprodukte zu finden. Auch er setzte für seine Versuche, wie zuvor Regnault, Glasgefäße mit Vinylchlorid und verschiedenen Zusätzen dem Sonnenlicht aus. Seine Forschungen führten 1912 zur Synthese von Vinylchlorid ausAcetylen und Chlorwasserstoff. 1913 erhielt Klatte das Patent auf die „Polymerisation von Vinylchlorid und Verwendung als Hornersatz, als Filme, Kunstfäden und für Lacke“.

Er legte damit die Grundsteine für die Herstellung von PVC, das vorerst nur die Bindung von Chlor ermöglichte und so die Lagerung in großen Mengen gestattete. Mit der Rohstoffknappheit während und nach dem Ersten Weltkrieg wurden die Anstrengungen verstärkt, PVC als Rohstoff zu nutzen, um teure Rohstoffe durch kostengünstige Materialien zu ersetzen. Es kam jedoch erst Ende der 1920er Jahre zu weiteren Anwendungen. 1928 erfolgte die großtechnische Ausweitung durch Produktion in den USA und 1930 in Rheinfelden (Baden) durch die BASF; 1935 nahm die I.G. Farben die PVC-Produktion auf.

1935 gelang in Bitterfeld die Plastifikation von Hart-PVC bei Temperaturen von 160 Grad Celsius: erste Produkte waren Folien und Rohre. Letztere wurden 1935 in Bitterfeld und Salzgitter verlegt. Eine Produktmarke dieser Zeit, die umgangssprachlich auch das Ende der im Namen enthaltenen IG-Farben noch eine Zeitlang überlebte, war das Igelit. Nach 1945 war PVC der meistproduzierte Kunststoff der Welt. Im Jahr 1948 wurden schließlich Schallplatten aus PVC hergestellt, das den Schellack endgültig ablöste. Daher rührt auch die heutige Bezeichnung Vinylplatte.

Die Entwicklung der Chlorchemie beruht ursächlich auf der leichten Zugänglichkeit chlorierter Paraffine und der damit zugänglichen Palette von daraus ableitbaren Substanzen und Materialien. Begünstigt wurde dies dadurch, dass die bei der Herstellung von Natronlauge durch elektrolytische Zersetzung von Natriumchlorid entstehenden großen Mengen an Chlor zu lagern und einer Verwendung zuzuführen waren. Möglich wurde dies durch die großtechnische und kommerzielle Erschließung des thermoplastischen Materials PVC.

Technik

Ursprünglich wurde das Carbidverfahren zur Herstellung von Vinylchlorid (VCM = Vinylchloridmonomer) verwendet. Dabei wird aus Calciumcarbid durch die Umsetzung mit Wasser Acetylen gewonnen. Das Acetylen seinerseits wird mit Salzsäure (HCl) zu Vinylchlorid umgesetzt. Dieses Verfahren spielt in Europa keine Rolle mehr, wohl aber ist es in China das eher dominierende Herstellungsverfahren. Heute wird aus Rohöl Ethen gewonnen. Chlor wird großtechnisch vor allem in der Chlor-Alkali-Elektrolyse aus Kochsalz gewonnen. Das Chlor wird im ersten Schritt an das Ethen addiert, und es entsteht 1,2-Dichlorethan. In einem zweiten Schritt wird daraus HCl abgespalten, wobei VCM entsteht. Unter Druck und Zugabe von Initiatoren und anderen Additiven wird VCM in einem Autoklaven zum PVC polymerisiert. Im Wesentlichen sind drei verschiedene Polymerisationsverfahren bekannt. Das historisch gesehen älteste Verfahren ist die Emulsionspolymerisation (erstmals 1929). Die Initiatoren (zum Beispiel Peroxide und andere Perverbindungen) sind in diesem Falle wasserlöslich. Man erhält das sogenannte E-PVC. Wird das VCM durch intensives Rühren im Wasser verteilt und ist der Initiator (zum Beispiel organische Peroxide, Azobisisobutyronitril [AIBN]) im Monomeren löslich, so spricht man von der Suspensionspolymerisation, das zum S-PVC führt. Wird kein Wasser während der Polymerisation genutzt, so spricht man von Block- bzw. Masse-PVC, auch M-PVC genannt. Dabei ist der Initiator im monomeren Vinylchlorid gelöst.

Heute wird PVC nach der Anwendung in PVC-weich (PVC-P /P=plasticized) und PVC-hart (PVC-U /U=unplasticized) unterteilt. Aus Hart-PVC werden Rohre und Profile, zum Beispiel für Fenster hergestellt, ferner Pharmazie-Folien. PVC-weich enthält bis zu 40 % WeichmacherPVC-hart enthält grundsätzlich keinen Weichmacher. PVC-P spielt in Kabelanwendungen eine große Rolle. Allerdings findet es auch in Fußbodenbelägen, Schläuchen, Schuhsohlen, Dachabdichtungen, „Gummi“-Handschuhen seine Anwendung.

PVC ist ein thermoplastischer Kunststoff, der normalerweise im Temperaturbereich von 160 bis 200 Grad Celsius verarbeitet wird. Das an sich spröde und harte PVC wird mit Additiven, in erster Linie Stabilisatoren, Weichmachern, Schlagzäh-Modifier an die verschiedensten Einsatzgebiete angepasst. Die Additive verbessern die physikalischen Eigenschaften wie die Temperatur-, Licht- und Wetterbeständigkeit, die Zähigkeit und Elastizität, die Kerbschlagzähigkeit, den Glanz und sie dienen der Verbesserung der Verarbeitbarkeit. An die verwendeten PVC-Additive werden hohe Anforderungen gestellt: Sie müssen in möglichst geringer Konzentration eine hohe Wirkung erzielen, die durch die unterschiedlichen Herstellungsprozesse für das Kunststoffformteil nicht beeinträchtigt werden darf. Sie müssen eine gute Verarbeitbarkeit garantieren und dem Formteil während dessen Gebrauchsdauer die gewünschten Eigenschaften verleihen. Sie sollen auch aus Konsumentensicht sicher anwendbar sein.

Der Zusatz von Thermostabilisatoren ist notwendig, wenn Verarbeitungen bei Temperaturen zwischen 160 °C und 200 °C stattfinden. Bei diesen Temperaturen beginnt ansonsten der Zersetzungsprozesse unter Abspaltung von HCl Chlorwasserstoff. Wenn das PVC bei der Weiterverarbeitung erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist (zum Beispiel durch Heizelementschweißen bei 260 °C), muss das Additivpaket darauf abgestimmt sein.

Der Zusatz von Weichmachern verleiht dem von Natur aus harten Werkstoff plastische Eigenschaften, wie Nachgiebigkeit und Weichheit. Als Weichmacher werden vor allemPhthalsäureester eingesetzt. Weniger Bedeutung haben Adipinsäureester und Phosphorsäureester. Die Weichmacher lagern sich bei der thermoplastischen Verarbeitung zwischen die Molekülketten des PVC ein und lockern dadurch das Gefüge. Diese Einlagerung ist eine physikalische Aufdehnung der Struktur, sodass trotz der geringen Flüchtigkeit eine Migration und Gasabgabe erfolgt. Dadurch kommt es je nach Anwendungszweck zu einer sorbierten Oberflächenschicht oder auch zur Wanderung des Weichmachers in angrenzende Materialien oder auch durch den Luftraum in benachbarte Substanzen. Weichmacher auf der Basis Dioctylphthalat (DOP) migrieren. Produkte auf anderer Basis, die auf Grund wesentlich niedrigerer Dampfdrücke langsamer migrieren, sind deutlich teurer, werden aber zunehmend zumindest in Europa eingesetzt.

Durch sogenannte Schlagzähmodifier werden Eigenschaften wie die Kerbschlagzähigkeit verbessert. Solche Modifier bestehen in der Regel aus speziellen Acrylatpolymeren oder chloriertem Polyethylen. Durch Modifier wird auch die Verarbeitung von PVC verbessert, so wird eine schnellere Plastifizierung von PVC erreicht.

Dry-Blends sind spezielle Mischungen mit PVC-Pulver.

Verwendung

Nahezu 40 % der PVC-Anwendungen werden als Fensterprofile, Rohre, Fußbodenbeläge und Dachbahnen im Bausektor eingesetzt. Rohre setzen sich auf Grund der glatten Innenfläche weniger zu, Fensterprofile sind pflegeleicht, wartungsarm und witterungsbeständig, sie sind in den verschiedensten Farben und Dekors herstellbar. PVC wird auch für schwerentflammbare Kabel eingesetzt. Verbreitet sind PVC-Folien in verschiedenen Anwendungen, so etwa für Wasserkerne von Wasserbetten. Für Kunstleder werden ebenfalls PVC-Folien verwendet.

PVC findet verbreitet Verwendung in der Elektroindustrie, als Isolationsmaterial für Kabel, als Schalterdose oder als Einziehrohr. Kreditkarten und ähnliche, wie Telefonwertkarten, sind meist aus PVC. PVC-Hartschaum findet in der Faserverbundtechnologie Verwendung als Sandwichwerkstoff. Anwendungsgebiete sind Sportboote, Rotorblätter für Windkraftanlagen und der Waggonbau. Geschäumtes PVC in Plattenform (FOREX®) wird als Trägermaterial für Werbemedien, wie ausgeplottete Schriftzüge, Bilder und Grafiken verwendet, vor allem wegen des geringen Gewichts und der einfachen Verarbeitung. Spezielle Präparationen finden ihren Einsatz bei künstlerischen Installationen und Events. Stark weichgemachte PVC-Folien werden als Anti-Slip-Unterlagen angeboten.

In einigen Anwendungsbereichen können auch andere Kunststoffe wie Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) PVC ersetzen. Vorteilhaft ist dabei der Wegfall von Weichmachern, die aus Weich-PVC ausdünsten (typischer Plastik-Geruch) und gesundheitsschädlich sind. Auch die dem PVC zugeschriebene Säure-, Öl- und Seewasser-Beständigkeit sind oft nicht erforderlich. Einige Umweltverbände raten deshalb, die Herstellung von PVC auf einige wenige Spezialanwendungen einzuschränken.

Wirtschaft

Die PVC-Produktion nimmt weiterhin weltweit zu. In den letzten Jahren wurde ein Wachstum von durchschnittlich 5 % pro Jahr erzielt. Somit kann die weltweite PVC-Produktion bis zum Jahr 2016 von derzeit 34 Millionen Tonnen auf voraussichtlich 40 Millionen Tonnen pro Jahr ansteigen.[5] Vorwiegend werden Fenster mit PVC-Rahmen exportiert. Häufig wird PVC für Rohre in Kabeltrassen und für Membrandächer eingesetzt, auch für Bodenbeläge. Im Jahr 2001 erbrachten in Deutschland 150.000 Beschäftigte in 5.000 Unternehmen einen Umsatz von 20 Milliarden Euro, das ist etwa ein Viertel der gesamten Kunststoffbranche.

Nachhaltigkeit

Die europäische PVC-Branche hat im März 2000 eine Selbstverpflichtung zur nachhaltigen Entwicklung verabschiedet. Jedes Jahr wird ein Bericht über das jeweils abgelaufene Jahr veröffentlicht.[6] Es werden fünf Nachhaltigkeitsforderungen für PVC beschrieben, die auf der Basis des Frameworks von The Natural Step (TNS) erarbeitet wurden. Viele Maßnahmen innerhalb von Vinyl 2010 stimmen in der Tat mit den TNS-Nachhaltigkeitsherausforderungen überein.

  • TNS-Nachhaltigkeitsherausforderung für PVC Nr. 1 beschäftigt sich mit dem Endprodukt intrinsischen Energie- und CO2-Mengen. Das Endziel ist die Erlangung der CO2-Neutralität.
  • Kontrollierte, geschlossene Kreisläufe sind das Ziel von TNS-Nachhaltigkeitsherausforderung Nr. 2. Hydro Polymers und dessen neuen Eigentümer INEOS sind wichtige Akteure innerhalb der Recovinyl-Initiative im Rahmen von Vinyl2010.
    Eine von vielen Initiativen seitens Hydro Polymers betrifft die Entwicklung einer neuen Produktlinie EcoVin®, das weitgehend aus post-industriellen, aufgearbeiteten PVC-Abfällen von Endkunden besteht und eine Differenzierung von der traditionellen Neuware darstellt. Vinyl 2010 bietet auf starke, beeindruckende Weise in Form von Recovinyl eine Plattform dazu. Recovinyl bietet finanzielle Anreize (Incentives), um das Sammeln von PVC-Abfällen aus dem Bau- und Abbruchgewerbe zu fördern. Sein Ziel ist es, eine ständige Lieferung von Post-Consumer-PVC-Abfällen für das Recycling in Europa sicherzustellen. Recovinyl arbeitet dabei mit den verschiedensten Partnern zusammen: Konsumenten, Gemeinenden, Recyclern, Unternehmen im allgemeinen und Abfallmanagement-Unternehmen im besonderen sowie mit der Europäischen Kommission und nationalen Landesregierungen. Seit 2005 steigen die recyclierten Mengen ständig. 2008 war ein erfolgreiches Jahr für dieses Projekt. Die Abfallregistrierung im Jahr 2008 erbrachte 12.365 PVC-Liefereingänge. 198.000 Tonnen registriertem PVC-Abfall wurden erfasst und recycliert.[7]
  • Die Emission von POPs während des gesamten Lebenszyklus eines PVC-Produkts ist der Fokus der 3. TNS-Nachhaltigkeitsherausforderung für PVC. Hydro Polymers hat wichtige Schritte in Richtung zur Beseitigung der diffusen Emissionen von potenziell persistenten Stoffen in der PVC-Herstellung gesetzt. Man hat Gummidichtungen durch Titan-Dichtungen wegen der Neigung von Gummioberflächen zur Dioxinbildung ersetzt.
  • Betrachtet man den Einsatz von Additiven, die nicht nur durch ihre Eigenschaften bezüglich der direkten Toxizität zur vollständigen Nachhaltigkeit von PVC-Produkten beitragen, so kommt man zur 4. TNS-Nachhaltigkeitsherausforderung für PVC. Die Additive bestimmen nicht nur beim Gebrauch, sondern im gesamten Lebenszyklus des Produkts und darüber hinaus während der Wiederverwertung das Nachhaltigkeitspotenzial. Das Ergebnis der extensiven Untersuchungen, die unter der Federführung von Hydro Polymers gemacht wurden sind in Zusammenarbeit mit den strategischen Zulieferern von Rohstoffen[8] In diesem Programm gemeinschaftlicher Untersuchungen sind drei Strategic Supplier Sustainability-Workshops eingebunden gewesen. Ein österreichischer PVC-Stabilisatorhersteller hat in einem gemeinsamen Projekt mit Hydro Polymers seine Rohstoffe, Prozesse und Produkte für Rohranwendungen im Rahmen des TNS-Frameworks evaluiert und gefunden, dass beide Alternativen das beste Potenzial zur vollständigen Nachhaltigkeit haben[9].
  • Die Verpflichtung zur Sensibilisierung für eine nachhaltige Entwicklung in der gesamten PVC-Branche wird in der 5. TNS-Nachhaltigkeitsherausforderung untermauert. Gemeinsam mit Rohm und Haas (kürzlich von Dow Chemical Company übernommen) hat Hydro Polymers einen Weiterbildungskurs an der Blekinge Tekniska Högskola (Technische Universität Belkinge) in Karlskrona (Schweden) initiiert. Dieser Fernlernkurs hat die Entwicklung in der PVC-Industrie in Richtung Nachhaltigkeit beschleunigt. An diesem Kurs haben Schlüssellieferanten und –kunden von Hydro Polymers teilgenommen.[10].

Umwelt- und Gesundheitsaspekte, Gefahren

PVC ist eine chemisch sehr stabile Verbindung, die kaum verrottet. Sonnenlicht wirkt an der Oberfläche wenig zersetzend. Die mechanischen Eigenschaften werden nicht beeinträchtigt. Produkte und Verpackungen aus PVC sind (meer-)wasser- und luftbeständig und damit während der Zeit einer Mülldeponierung weitestgehend grundwasser– und umweltneutral.

Wird PVC verbrannt, bildet sich ätzender gasförmiger Chlorwasserstoff, der mit Wasser oder Luftfeuchtigkeit Salzsäure bildet. In Müllverbrennungsanlagen wird diese mit Kalk in den Ablüftungsanlagen neutralisiert. Bei den Temperaturen von PVC-Bränden entstehen hochgiftige Dioxine. Die Verbrennung erfolgt unvollständig und rußend. Der entstehende Rauch undRuß enthält polykondensierte Aromaten, wie Benz(a)-Pyren, Pyren und Chrysen, die hochgiftig und karzinogen wirken. Eine weitere Gefahr geht von schwermetallhaltigen Stabilisatoren wie etwa Bleidistearat aus.

Auch die Verwertung in Müllverbrennungsanlagen kann so die Umwelt beeinträchtigen, wenn nicht die besonderen Bedingungen eingehalten werden. Für PVC-Bauprodukte wie Rohre und Fenster gibt es flächendeckende Rücknahmesysteme der kunststoffverarbeitenden Industrie. So sollen Umweltschäden durch die kommunale Müllentsorgung verringert werden.

Als erste Arbeiter in der PVC-Produktion an Deformationen der Fingerendgliedmaßen erkrankten oder schwere Leberschäden bis hin zu Leberkrebs (Hämangioendothelsarkom) aufwiesen, wurde der Arbeitsschutz bei der Herstellung und Weiterverarbeitung von PVC verbessert. Die „VC-Krankheit“ wurde von den Berufsgenossenschaften als Berufskrankheitanerkannt.[11] Der Ausgangsstoff für PVC Vinylchlorid kann beim Menschen Krebs erzeugen und wirkt erbgutverändernd. Auch andere Ausgangsstoffe der PVC-Herstellung sind bedenklich.

Weich-PVC ist durch die enthaltenen Weichmacher je nach Einsatzbereich physiologisch bedenklich. Für Spielzeuge ist der Einsatz von Weich-PVC problematisch, obwohl es wegen seines günstigen Preises und der Eigenschaften verbreitet ist. Trotz des geringen Dampfdrucks können Weichmacher über Speichel, Hautkontakt oder die Atemwege in den kindlichen Körper gelangen. Die Phthalatweichmacher sind zum Teil leber- und nierenschädigend und stehen im Verdacht, krebserzeugend zu wirken. Dies ergaben mehrere Untersuchungen bei denen sich deutliche Spuren im Blut fanden. Diethylhexylphthalat (DEHP) wurde durch eine EU-Arbeitsgruppe im Jahr 2000 als frucht- und fruchtbarkeitsschädigend eingestuft. Weich-PVC mit Phthalatweichmachern wurde in der EU im Jahre 1999 für Kleinkinderspielzeug verboten.

„Der menschliche Organismus nimmt PVC-Weichmacher in höheren Mengen auf, als bisher angenommen. Besonders gefährdet sind Kinder. Die weit verbreiteten Weichmacher Phthalate gelten als höchst gesundheitsgefährdend, weil sie in den Hormonhaushalt des Menschen eingreifen und die Fortpflanzung bzw. Entwicklung schädigen“

– Umweltbundesamt

In Lebensmittelverpackungen ist Weich-PVC problematisch, wenn nicht durch Sperrschichten das Einwandern in die Lebensmittel verhindert wird. Für fetthaltige Lebensmittel sollte Weich-PVC unbedingt vermieden werden, da Weichmacher gut vom Fett aufgenommen werden.

Bestimmung

Bei einer Brennprobe riechen die Gase nach Chlorwasserstoff. Beim Verbrennen auf Kupfer färbt sich die Flamme grün (siehe Beilsteinprobe). Für eine solche Brennprobe als auch die Beilsteinprobe sollten (außerhalb der Untersuchungslabore) nur Kleinstmengen benutzt werden, da gesundheitlich bedenkliche chlororganische Verbindungen entstehen.

PVC-Entsorgung

Zur PVC-Entsorgung gibt es drei Verfahren:

Deponierung von organischen Abfällen

Dieses Verfahren war nur bis zum 31. Dezember 2004 erlaubt. Bis zum Jahr 1989 deponierte man etwa siebzig Prozent des Abfallvorkommens. (Hart-PVC vergeht nicht und schadet auch weder Wasser noch Luft, allerdings beanspruchte er großen Raum der Deponie und dies wegen der Unvergänglichkeit für einen langen Zeitraum.) Es kann keine Prognose getroffen werden, ob das Hart-PVC nicht doch irgendwann durch Mikroorganismen oder chemische Vorgänge angegriffen werden kann. Von den PVC-weich-Stoffen kann man aber mit großer Sicherheit behaupten, dass diese aufgrund ihres Weichmachers das Sickerwasser und somit die Umwelt verschmutzen.

Werkstoffliches Recycling

Mittlerweile hat man die Möglichkeit, die PVC-Abfälle wiederzuverwenden und als Recyclingmaterial in neue Produkte einzufügen. Während anfangs etwa achtzig Prozent Neu-PVC mit zur Mischung gegeben werden mussten, kann man heute mit etwa siebzig Prozent Recyclingmaterial einen gleich hochwertigen und qualitativ guten Kunststoff herstellen. Ein Vorteil dieser Recyclingmethode ist, dass durch die Verarbeitung unterhalb von 200 Grad Celsius keine hohen Emissionsmengen entstehen können.

Stoffliches Chlorrecycling

Dieses Chlorrecycling-Konzept besteht seit Mitte der achtziger Jahre. Die bei der Verbrennung von PVC gewonnene Salzsäure wird gereinigt und zurück in den PVC-Kreislauf eingeleitet, oder sie wird direkt auf den Markt gegeben.

Siehe auch

Literatur

  • Schrader, Franke: Kleiner Wissensspeicher Plaste. Zentralinstitut für Schweißtechnik Halle (ZIS). Technisch-wissenschaftliche Abhandlung. Bd 61. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1970.
  • Charles Levinson: PVC zum Beispiel. Krebserkrankungen bei der Kunststoffherstellung. Rowohlt, Reinbek 1985.
  • Robert Hohenadel, Torsten Rehm, Oliver Mieden: Polyvinylchlorid (PVC). Kunststoffe 10/2005, S. 38–43 (2005), ISSN 0023-5563
  • Andrea Westermann: Plastik und politische Kultur in Westdeutschland. Chronos, Zürich 2007; ISBN 978-3-0340-0849-5doi:10.3929/ethz-a-005303277.
Meine Arbeit

Showroom