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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer
Brandschutzdichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Vorrichtung
zum Ausführen
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
sowie eine mit dem Verfahren hergestellte Brandschutzdichtung.
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Brandschutzdichtungen
sind bekannt. Sie werden häufig
zum passiven Brandschutz eingesetzt.
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Insbesondere
im Bereich von Bauwerksöffnungen
wie Türen,
Fenster und Wanddurchbrechungen, werden Brandschutzdichtungen verwendet,
um im Brandfalle besonders zu sichernde Bauwerksteile, wie Fluchtwege
und/oder elektrische Anlagen und sich im Gebäude aufhaltende Personen vor
Rauch, Hitze und Brandgasen zu schützen.
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Hierzu
bestehen in vielen Industriestaaten entsprechende Industrienormen
zur Klassifizierung von Baustoffen und Bauteilen, wie beispielsweise
die DIN 4102. Typischerweise enthalten die Brandschutzdichtungen
eine Kunststoffkomponente und eine intumeszente Substanz, welche
in die Kunststoffkomponente eingebettet ist. Die Kunststoffkomponente
dient zur Erzielung von flexiblen Dichtungen mit an einen Einsatzort
angepaßtem
bzw. anpaßbarem
Querschnitt. Die intumeszente Substanz führt bei Überschreitung ihrer sogenannten
Auslösetemperatur
zu einer stoffspezifischen Volumenvergrößerung. Insbesondere durch
Einsatz von großen
Mengen an intumeszentem Material, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung
der Brandschutzdichtung, kann eine große Volumenzunahme erzielt werden.
Durch Zugabe von Stabilisatoren für einen hierbei ent stehenden
Schaum ist ein besonders zuverlässiger
und über
einen längeren
Zeitraum mechanisch stabiler Verschluß von Bauwerksöffnungen
sichergestellt.
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Die
EP-A 1 207 183 offenbart eine Formmasse zur Herstellung von derartigen
Brandschutzdichtungen. Diese Formmassen können einen hohen Füllgrad an
intumeszenter Substanz von bis zu 70 Gewichtsprozent an Blähgraphit
aufweisen und bilden eine erste Schicht der Brandschutzdichtung.
Solche Schichten lassen sich in einem weiteren Arbeitsschritt zu
mehrschichtigen Dichtungen durch beispielsweise kaschieren und dergleichen
umarbeiten.
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Eine
mehrschichtige Brandschutzdichtung kann hierbei eine zweite Schicht
mit einer ähnlichen
oder gleichen Zusammensetzung wie die erste Schicht aufweisen. Durch
Variation der Zusammensetzung der zweiten Schicht, beispielsweise
bezüglich
der in den Schichten enthaltenen intumeszenten Substanz kann aufgrund
unterschiedlicher Auslösetemperaturen
eine schichtspezifisch vorbestimmte Volumenzunahme der Brandschutzdichtung
ermöglicht
werden. Bei gleicher Zusammensetzung der ersten und zweiten Schicht
kann beispielsweise durch unterschiedliche Schichtdicken vor Ort
eine an die Geometrie der Bauwerksöffnung gezielt anpassbare Brandschutzdichtung
bereitgestellt werden. Auch kann die zweite Schicht lediglich zur
Schaffung einer ästhetisch
ansprechenden Oberfläche
der Brandschutzdichtung benutzt werden. Die aus einem Trägermaterial
gebildete zweite Schicht kann beispielsweise an ein Rahmenprofil
einer Tür
oder eines Fensters angepaßt
sein, um die Brandschutzdichtung im Falzraum zu befestigen und/oder
einer bahn- oder plattenförmigen
Brandschutzdichtung eine gewisse Formstabilität zu verleihen.
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Von
besonderem Nachteil bei der Herstellung solcher mehrschichtigen
Werkstücke
ist es, daß beim Kaschieren
zwischen den Schichten ein zusätzliches
Haftmittel eingesetzt werden muß.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum
Herstellen einer aus mehreren Schichten bestehenden gattungsgemäßen Brandschutzdichtung
anzugeben, die frei von einem zusätzlichen Haftmittel an den
Kontaktstellen zwischen den Schichten ist, wobei die Schichten trotzdem
dauerhaft miteinander verbunden werden sollen.
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Diese
Aufgabe wird verfahrensmäßig erfindungsgemäß gelöst, durch
ein Verfahren zum Herstellen einer aus mindestens einer ersten Schicht
und mindestens einer zweiten Schicht bestehenden Brandschutzdichtung,
von der mindestens eine Schicht zu einem ersten Anteil aus einer
intumeszenten Substanz und zu mindestens einem zweiten Anteil aus
mindestens einem thermoplastischen Elastomer oder thermoplastischen Ethylen-Vinylactat-Copolymer
besteht und wobei die mindestens eine andere Schicht entlang einer
gemeinsamen Kontaktlänge
an der ersten Schicht mittels haftender Verbindung angesetzt ist,
so daß zur
Ausbildung der haftenden Verbindung von den beiden Schichten mindestens
eine Schicht auf eine Haftklebungstemperatur erhitzt wird, die oberhalb
der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Elastomers oder
thermoplastischen Ethylen-Vinylactat-Copolymer liegt, und daß die mindestens
eine weitere Schicht mit der so erhitzten mindestens einen ersteren
Schicht an einer Kontaktzone zu Beginn der Kontaktlänge zusammengebracht wird.
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Unter
Haftklebungstemperatur wird in der vorliegenden Anmeldung diejenige
Mindest-Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur verstanden,
die notwendig ist, um zwischen den Materialien der beteiligten Schichten
die zum mechanischen Zusammenhalt der Schichten notwendigen Adhäsionskräfte zu erzeugen
und nach Erkalten aufrecht zu erhalten.
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Von
besonderer Bedeutung ist bei der Erfindung, daß das thermoplastische Elastomer
oder thermoplastischen Ethylen- Vinylactat-Copolymer,
der betreffenden Schicht hierbei nicht nur zum Binden der intumeszenten
Substanz in dieser Schicht verwendet wird, sondern auch aufgrund
der besonderen Temperaturbedingungen bei Inkontaktbringen mit der
anderen Schicht eine zumindest bereichsweise kraftschlüssige Verbindung
zwischen den Schichten bereitstellt.
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Hierdurch
kann auf ein zusätzliches
Haftmittel verzichtet werden und es können Materialkosten eingespart
werden. Auch eine brandschutztechnische Gefährdung durch Einsatz eines
zusätzlichen
Haftmittels kann vermieden werden. Diese Gefährdung kann beispielsweise
von einem halogenhaltigen Haftmittel ebenso ausgehen wie von einer
Ablösung
der die intumeszente Substanz aufweisenden ersten Schicht bei Überschreitung
bzw. Erreichen einer Schmelztemperatur des Haftmittels.
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Hierbei
können
insbesondere auch hochtemperaturfeste thermoplastische Elastomere
oder thermoplastische Ethylen-Vinylactat-Copolymere
in amorpher, teilkristalliner oder kristalliner Form verwendet werden. Die
Erweichungstemperatur kann selbstverständlich je nach Festkörpermodifikation
auch einen Temperaturbereich umfassen, der oberhalb einer Temperatur
beginnt, die von einer erheblichen Änderung des Elastizitätsmoduls
gekennzeichnet ist. Die Erweichungstemperatur eines Thermoplasts
ist beispielsweise nach Vicat (ISO 306) zu bestimmen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann beispielsweise derart gestaltet werden, daß die erste Schicht indirekt
bei Inkontaktbringen mit der zweiten Schicht auf die Temperatur
erhitzt wird. Hierdurch können
auch bei besonders niedrigen Temperaturen auslösende intumeszente Substanzen
eingesetzt werden. Ist beispielsweise eine der zweiten Schichten
frei von intumeszenten Material, kann diese auf eine hohe Vorwärmtemperatur
gebracht werden. Bei Inkontaktbringen mit der ersten Schicht ist
eine hinreichend große
Energiemenge unter Bildung der haftenden Verbindung auf diese erste
Schicht übertragbar.
Folglich wird die Temperatur räumlich
begrenzt auf die Kontaktstelle und zeitlich begrenzt auf einen Zeitpunkt
bei Inkontaktbringen.
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Vorteilhafterweise
ist das Verfahren derart weitergebildet, daß die erste Schicht mittels
Extrusion gebildet wird und vor Unterschreiten der Erweichungstemperatur
mit der zweiten Schicht in Kontakt gebracht wird. Dabei kann eine
dem Extruder zugeführte
Energiemenge zum Verbinden der Schichten genutzt werden. Zudem verringert
sich bei Zuführen
einer bei Raumtemperatur gelagerten zweiten Schicht der Aufwand
zum Kühlen
der erfindungsgemäßen Brandschutzdichtung.
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Eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, daß die Temperatur
der mindestens einen ersten Schicht unterhalb einer Auslösetemperatur
der intumeszenten Substanz eingestellt wird. Dadurch kann das thermoplastische
Elastomer oder thermoplastische Ethylen-Vinylactat-Copolymer in
einem relativ niedrigen Temperaturbereich verarbeitet werden, wobei
nach Abkühlen
eine zugfeste, zeitbeständige
Verbindung mit der zweiten Schicht erfolgt. Auch kann ein deformierendes
Aufblähen
der ersten Schicht vermieden werden und eine Brandschutzdichtung
mit relativ glatter Oberfläche
erzeugt werden.
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Nach
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist
es vorgesehen, daß das
thermoplastische Elastomer Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen,
Polystyrol, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyethylenterephthalat,
Polyoxymethylen, Polyamid, Ethylenvinylacetat, und/oder Derivate
hiervon oder thermoplastischen Ethylen-Vinylactat-Copolymer, eine Kombination
daraus und/oder mit einem Weichmacher versetzt eingesetzt wird.
Diese thermoplastischen Elastomere sind einerseits besonders gut
zu verarbeiten und können
andererseits die intumeszente Substanz binden. Als intumeszente
Substanz kommt hierbei insbesondere Blähgraphit mit einer Auslösetemperatur
von etwa 140° C
und höher
in Betracht.
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Aus
nachfolgender Tabelle 1 sind physikalische Daten zu einigen thermoplastischen
Elastomeren zusammengefaßt.
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Mittels
Derivatisierung und/oder Kombinieren verschiedener thermoplastischer
Elastomere, sowie durch Zugabe von Weichmacher kann die Temperatur
bei Inkontaktbringen der mindestens einen ersten Schicht mit der
mindestens einen zweiten Schicht so gewählt werden, daß die Auslösetemperatur
der eingesetzten intumeszenten Substanz nicht erreicht wird und
eine hinreichend thermisch und mechanisch stabile Verbindung erzielbar
ist.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform
des Verfahrens sieht vor, daß mehrere
erste und/oder zweite Schichten übereinander
und/oder auf einander gegenüberliegenden
Seiten der mindestens einen ersten Schicht aufgebracht werden. Folglich
sind mehrschichtige Brandschutzdichtungen herstellbar, die jeweils beispielsweise
mehrere unterschiedliche intumeszente Substanzen aufweisende, erste
Schichten umfassen. Auch ist eine Brandschutzdichtung aus lediglich
einer sandwichartig von zwei weiteren Schichten umgebenen ersten
Schicht möglich,
die in einem Arbeitsgang miteinander verbunden werden. Es versteht
sich hierbei von selbst, daß die
beiden weiteren Schichten auch aus unterschiedlichen Materialien
gefertigt sein können.
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Eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht hierbei
vor, daß die
mindestens eine zweite Schicht in Form einer Folie, eines Gewebes,
eines Gitters oder eines Laminates aus Kunststoff, Holz, Metall,
Papier oder einer Kombination daraus mit der mindestens einen ersten
Schicht in Kontakt gebracht wird. Beispielsweise kann eine fest
mit der ersten Schicht verbundene, sich auf einer Außenseite
der Brandschutzdichtung erstreckende Kunststofffolie eine mechanische
Beschädigung
der ersten Schicht vermeiden und beispielsweise ein Eindringen von
Flüssigkeiten
in die erste Schicht verhindern. Ein Metallgewebe kann sowohl zur
besseren Fixierung der Brandschutzdichtung in der Gebäudeöffnung verwendet
werden als auch aufgrund einer höheren
Wärmeleitfähigkeit
ein schnelleres und gleichmäßigeres
Aufblähen
der Brandschutzdichtung ermöglichen.
Ohne das Verfahren hierauf beschränken zu wollen, soll ein Holzlaminat
als mögliche Ausführungsform
der zweiten Schicht genannt sein, das im Bereich von Wandöffnungen
in Gebrauchstellung sichtbar bleibt, ohne daß die Brandschutzdichtung einen ästhetischen
Gesamteindruck beeinträchtigen
kann.
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Um
eine universell einsetzbare Brandschutzdichtung bereitstellen zu
können,
kann das Verfahren so gestaltet werden, daß die mindestens eine erste
Schicht mit im wesentlichen konstantem Querschnitt gebildet wird.
Insbesondere bei einer ersten Schicht, die einen hohen Füllgrad an
intumeszenter Substanz aufweist, ist darauf zu achten, daß nur geringe
Scher- und Biegekräfte
auftreten, um beispielsweise eine chemische Struktur des Blähgraphits
aufrechtzuerhalten. Die erste Schicht kann hierbei sowohl mit einer
plattenähnlichen als auch
C-, L-, U- oder V-förmigen
Gestalt erhalten werden. Am Einsatzort können je nach abzudichtender
Gebäudeöffnung geeignete
Abschnitte abgelängt
werden.
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Zur
weiteren Reduzierung einer thermischen Belastung der ersten Schicht
bei Inkontaktbringen mit der zweiten Schicht kann das Verfahren
vorteilhafterweise so ausgeführt
werden, daß die
mindestens eine erste Schicht an der einen Seite von mindestens
einer Zone beheizt wird. Die Zone dient hierbei lediglich zum Aufheizen
des thermoplastischen Elastomers in einem beispielsweise oberflächlich begrenzten
Bereich der ersten Schicht, die mit der mindestens einen zweiten
Schicht in Kontakt gebracht wird.
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Zur
massenhaften und/oder kostengünstigen
Herstellung von insbesondere bahnförmigen Brandschutzdichtungen
kann das Verfahren vorteilhafterweise so ausgeführt werden, daß die mindestens
eine erste Schicht, die mindestens eine zweite Schicht und/oder
die Brandschutzdichtung transportiert, kalandriert, gereckt, konfektioniert
und/oder gespeichert wird. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, eine
der Schichten an der Kontaktstelle kontinuierlich bereitzustellen.
Des weiteren können
standardisierte Brandschutzdichtungen zugeschnitten bzw. auf einer
Haspel aufgerollt werden.
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Es
ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Ausführen
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
bereitzustellen. Die Vorrichtung ist mit einer ersten Einrichtung
zur Herstellung der mindestens einen ersten Schicht und einer zweiten
Einrichtung zum Zusammenbringen der mindestens einen ersten und
zweiten Schicht versehen.
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Um
die mindestens eine erste Schicht mit mindestens einer zweiten Schicht
frei von einem zusätzlichen
Haftmittel zu verbinden, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so gestaltet,
daß die
mindestens eine erste Schicht mittels mindestens einer regelbaren
Heizeinrichtung erhitzbar ist.
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Hierdurch
ist es möglich,
daß ein
erster Anteil der ersten Schicht aus einem thermoplastischen Elastomer
oder thermoplastischen Ethylen-Vinylactat-Copolymer, so aufgeheizt
wird, daß bei
Inkontaktbringen mit der zweiten Schicht eine haftende Verbindung
geschaffen wird.
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Nach
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung
ist es vorgesehen, daß die
erste Einrichtung einen Extruder umfaßt, an dem die mindestens eine
regelbare Heizeinrichtung angeordnet ist. Hierdurch kann beispielsweise
ein Temperaturbereich vorbestimmt werden, in dem das thermoplastische
Elastomer sich zwar noch im plastischen Zustand befindet, um beispielsweise
umgeformt werden zu können,
jedoch eine Temperatur unterhalb seines Fließbereichs aufweist. Folglich
kann eine vom Extruder erzeugte erste Schicht mit verschiedenartigsten
Oberflächen
einer zweiten Schicht in Kontakt gebracht werden. Eine zum Extrudieren
der ersten Schicht aufzubringende Wärmemenge kann zum Verbinden
der Schichten ausgenutzt werden.
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Eine
besonders vorteilhafte Vorrichtung ist derart gestaltet, daß die mindestens
eine regelbare Heizeinrichtung um die mindestens eine erste Schicht
angeordnet ist, so daß eine
Temperatur unterhalb einer Auslösetemperatur
der intumeszenten Substanz einstellbar ist. Mittels der Heizeinrichtung,
die mindestens eine erste Schicht direkt beaufschlagt, kann eine
Verarbeitungstemperatur für
das thermoplastische Elastomer zum Verbinden mit der zweiten Schicht
eingehalten werden, so daß – bei Verarbeitung – eine vorzeitige
Volumenvergrößerung der
ersten Schicht vermieden werden kann. Eine vom Extruder bereitgestellte
erste Schicht kann folglich ohne Veränderung ihrer Form mit der
zweiten Schicht verbunden werden. Auf eine aufwendige Nacharbeitung
der hierbei erhaltenen Brandschutzdichtung kann verzichtet werden.
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Um
beispielsweise eine erste Schicht als Teil einer C-, L-, U- oder
V-förmigen
Brandschutzdichtung bereitzustellen, kann die Vorrichtung vorteilhafterweise
derart weitergebildet werden, daß die mindestens eine regelbare
Heizeinrichtung ein Profilwerkzeug zum Erzeugen der mindestens einen
ersten Schicht mit im wesentlichen konstantem Querschnitt erhitzt.
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Hierdurch
ist es möglich,
lediglich einen bei Inkontaktbringen mit der mindestens einen zweiten Schicht
zur Ausbildung derartiger Brandschutzdichtungen vorbestimmten Teil
der ersten Schicht aufzuwärmen bzw.
auf einer geeigneten Temperatur zu halten.
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Eine
hierfür
vorteilhafte Vorrichtung ist derart gestaltet, daß die mindestens
eine regelbare Heizeinrichtung mehrere Zonen aufweist. Die Zonen
ermöglichen
beispielsweise eine abschnittsweise Erwärmung der mindestens einen
Schicht, um eine Verbindung mit einer nur teilweise hiermit in Kontakt
gebrachten zweiten Schicht zu erreichen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann derart vorteilhaft weitergebildet werden, daß die zweite
Einrichtung mehrere erste und/oder zweite Schichten übereinander
und/oder aneinander gegenüberliegenden Seiten
der mindestens einen ersten Schicht in Kontakt bringt. Insbesondere
bei bahn- und fadenförmigen
ersten bzw. zweiten Schichten kann eine dreidimensionale Struktur
der Brandschutzdichtung durch beispielsweise Rollen, Walzen, Ösen und
dergleichen, insbesondere mit zueinander veränderlichen Positionen, erzeugt werden.
So wäre
es beispielsweise denkbar, daß die
zweite Einrichtung eine zweite Schicht durch eine Austragsdüse des Extruders
führt,
wobei jeweils eine erste Schicht sandwichartig ober- und unterhalb
der zweiten Schicht mit dieser verbunden wird. Die hierbei zugeführte zweite
Schicht könnte
beispielsweise ein in etwa flächiges
Gewirk aus Glasfaser oder Metall sein, um eine höhere Formstabilität bzw. bessere
Wärmeleitfähigkeit der
Brandschutzdichtung zu gewährleisten.
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Vorteilhafterweise
ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
derart gestaltet, daß die
zweite Einrichtung die mindestens eine erste Schicht, die mindestens
eine zweite Schicht und/oder die Brandschutzdichtung transportiert,
kalandriert, reckt, konfektioniert und/oder speichert. Die zweite
Einrichtung kann zum Zusammenbringen der Schichten beispielsweise
antreibbare Rollen, Walzen und dergleichen umfassen, so daß insbesondere
plattenförmige
Schichten kontinuierlich miteinander verbunden werden. Hierdurch
sind mehrschichtige Brandschutzdichtungen mit einer temperaturstabilen
flächigen
Verbindung untereinander erzeugbar.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand von nicht maßstabsgerechten Zeichnungen
näher beschrieben werden,
wobei die folgende Beschreibung mehrere Ausführungsbeispiele ohne Beschränkung des
Umfangs weitere Vorteile und Merkmale offenbaren.
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Es
zeigt:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Herstellen einer Brandschutzdichtung;
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1a ein
weiteres Ausführungsbeispiel;
und
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2 einen
Querschnitt einer zweiten Einrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels
der Vorrichtung.
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Soweit
im folgenden nichts anderes gesagt ist, bezieht sich die folgende
Beschreibung stets auf alle Figuren.
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Die
Figuren zeigen das Verfahren zum Herstellen einer Brandschutzdichtung 12 nach
der Erfindung.
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Die
Brandschutzdichtung 12 ist aufgebaut aus mindestens einer
ersten Schicht 14 und mindestens einer zweiten Schicht 16.
Wie insbesondere 2 zeigt, weist die Schicht 14,
hier als erste Schicht 14 bezeichnet, eine im Volumen eingelagerte
intumeszente Substanz 13 auf. Die intumeszente Substanz 13 bildet
einen ersten Anteil des Materials dieser ersten Schicht 14.
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Der
mindestens zweite Anteil besteht aus einem thermoplastischen Elastomer
oder einem thermoplastischen Ethylen-Vinylactat-Copolymer.
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Die
beiden Schichten 14, 16 werden bzw. sind entlang
einer gemeinsamen Kontaktlänge 28 über eine haftende
Verbindung miteinander verbunden.
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Wesentlich
ist, daß zur
Ausbildung der haftenden Verbindung zwischen den beiden Schichten 14, 16 von
den beiden Schichten 14, 16 mindestens eine Schicht 14; 16 auf
eine Haftklebungstemperatur erhitzt wird, die oberhalb der Erweichungstemperatur
des thermoplastischen Elastomers oder thermoplastischen Ethylen-Vinylactat-Copolymers
liegt, und daß die
mindestens eine weitere Schicht 16 mit der so erhitzten
mindestens einen ersten Schicht 14 an einer Kontaktzone 30,
die zu Beginn der Kontaktlänge 28 liegt,
zusammengebracht wird.
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Dies
wird mittels der in den 1 und 1a gezeigen
Vorrichtung 10 erzielt.
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Obwohl
dies keine Beschränkung
der Erfindung bedeuten soll, wird in den gezeigten Ausführungsbeispielen
die Brandschutzdichtung 12 im kontinuierlichen Durchlaufprozeß hergestellt.
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Gleichsam
kann gemäß 1a die
Brandschutzdichtung 12 auch aus mehreren Schichten 14, 16, 99 bestehen,
in diesem Fall drei Schichten 14, 16, 99.
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Anhand
der in 1 und 1a gezeigten Ausführungsbeispiele
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 wird
auch das Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Brandschutzdichtung 12 erläutert.
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Die
Brandschutzdichtung 12 umfaßt mindestens eine erste Schicht 14 und
mindestens eine zweite Schicht 16 und ggf. noch weitere
Schichten 99. Um im Brandfalle, also bei Erreichen und/oder Überschreiten einer
Auslösetemperatur
eine große
Volumenzunahme sicher zu stellen, ist als erster Anteil in der ersten Schicht 14 eine
intumeszente Substanz 13 enthalten. Als intumeszente Substanz 13 kommt
hierbei insbesondere Blähgraphit
in Betracht, der eine Auslösetemperatur
von etwa 140° C
aufwärts
und eine Korngröße von 30
bis 250 Mesh aufweist. Neben eventuell zum Stabilisieren eines beim
Aufblähen
entstehenden Schaums dienender Substanzen und Flammschutzmittel
ist als Komplementäranteil
mindestens ein thermoplastisches Elastomer oder thermoplastisches
Ethylen-Vinylactat-Copolymer
vorhanden. Im allgemeinen Fall handelt es sich bei dem ersten Anteil
um einen Minderanteil. Dies ist allerdings nicht zwingend, da die
Anteile anwendungsbedingt variieren können.
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Ein
Trägermaterial – hier in
Form einer Folie aus Kunststoff – wird als mindestens eine
zweite Schicht 16 mittels einer zweiten Einrichtung 20.1, 20.2 mit
der ersten Schicht 14 in Kontakt gebracht.
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Selbstverständlich kann
die zweite Schicht 16 ein Gewebe, ein Gitter oder ein Laminat
sein. Auch kann die zweite Schicht 16 aus Holz, Metall,
Papier oder einer Kombination daraus hergestellt sein. Schließlich ist es
möglich,
daß die
zweite Schicht 16 eine ähnliche
oder gleiche Zusammensetzung wie die mindestens eine erste Schicht 14 aufweist.
Zum Herstellen einer Brandschutzdichtung 12 wird die mindestens
eine erste Schicht 14 auf eine Temperatur erhitzt, die
oberhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Elastomers
oder thermoplastischen Ethylen-Vinylactat-Copolymers eingestellt
wird.
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Die
Temperatur, auf welche die erste Schicht 14 erhitzt wird,
ist in der vorliegenden Anmeldung als sogenannte Haftklebungstemperatur
bezeichnet.
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Die
Haftklebungstemperatur ist abhängig
von der Paarung der jeweils verwendeten Materialien und liegt in
jedem Fall oberhalb der Erweichungstemperatur der beteiligten thermoplastischen
Elastomere oder thermoplastischen Ethylen-Vinylactat-Copolymere.
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Sie
liegt soweit oberhalb der Erweichungstemperatur, daß nach dem
Zusammenbringen der beiden unterschiedlichen Schichten in jedem
Falle die für
einen Zusammenhalt benötigten
Adhäsionskräfte in den Grenzflächen zwischen
den beiden Schichten erreicht werden, die nach Erkalten der fertig
zusammengesetzten Brandschutzdichtung auch aufrecht erhalten werden
müssen.
Dabei ist es auch möglich,
die Schichten 14, 16 stromabwärts der gemeinsamen Kontaktlänge 28 zu
kühlen,
damit das Material zumindest der den intumeszenten Anteil enthaltenen
Schicht 14 den gewünschten
und teilweise notwendigen Zusammenhalt aufweist.
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Dies
kann, wie insbesondere 1a zeigt, auch innerhalb eines
Regelkreises 60, 61, 62 geschehen, innerhalb
dessen die Haftklebungstemperatur auf einen vorbestimmten Wert eingestellt
und auf diesem Wert ausgeregelt gehalten wird.
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Der
Regelkreis weist hierzu einen Temperaturfühler 60 auf, der ein
Meßsignal,
ggf. über
einen Wandler, einem Ver gleichsglied mit Stellglied 61 übermittelt,
wo der Meßwert
mit einem Sollwert verglichen wird.
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Je
nach Regelabweichung wird dann die Energieversorgung 62 zu
der Heizeinrichtung 22 angesteuert, so daß die Haftklebungstemperatur
ausgeregelt wird.
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Zweckmäßigerweise
werden die zu der Brandschutzdichtung 12 gehörenden Schichten 14, 16, 99 kontinuierlich
zu der Kontaktzone 30 angefördert und dort am Ende eines
Zwickels 31 zusammengebracht.
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Dabei
können
durch in 1 und 1a gezeigten
Vorrichtungen die Schichten 14, 16 der Brandschutzdichtung
hinter der Kontaktzone 30, d.h. am Ende des Zwickels 31 und
von dort aus gesehen ein gemeinsames Stück entlang der gemeinsamen
Kontaktlänge 28 unter
Druck gegeneinander gepreßt
werden.
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Hieraus
ergibt sich der Vorteil, daß die
Adhäsionskräfte zwischen
den beteiligten Schichten 14; 16 auf einer Fläche realisiert
werden, die durch den Druck praktisch frei von Fehlstellen und Unregelmäßigkeiten
ist.
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Eine
vollflächige
Verklebung bzw. Anhaften der beteiligten Schichten 14, 16 wird
dadurch ermöglicht.
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Zu
diesem Zweck wird die Brandschutzdichtung 12 bereits unmittelbar
hinter der Kontaktzone 30 entlang ihres Weges in der Verarbeitungslinie
von unterschiedlichen Seiten mit Druck beaufschlagt und, wie bereits
oben erwähnt,
gegebenenfalls gekühlt.
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Dies
wird dadurch erreicht, daß sie
praktisch S-förmig
um zwei in Laufrichtung der Brandschutzdichtung 12 hintereinander
angeordnete Umlenkrollen 20.1, 20.2 geführt wird.
Diese Umlenkrollen 20.1, 20.2 können bedarfsweise
gekühlt
werden.
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Es
ist ersichtlich, daß die
Brandschutzdichtung 12 einmal von der Außenseite
der zweiten Schicht 16 und anschließend von der Außenseite
der ersten Schicht 14 jeweils unter Druck über die
Umlenkrollen 20.1, 20.2 geführt wird, so daß insbesondere
in der kritischen Abkühlphase
des thermoplastischen Elastomers oder thermoplastischen Ethylen-Vinylactat-Copolymers eine gute
Vernetzung der beteiligten Oberflächen erzielt wird.
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Ggf.
können
die Umlenkrollen 20.1, 20.2 auch zusätzlich beheizt
oder gekühlt
werden, damit bei kleiner Bauform der Vorrichtung 10 höhere Durchlaufgeschwindigkeiten
erzielbar sind.
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Ergänzend hierzu
zeigen die 1 und 1a eine
Weiterbildung, bei der die Brandschutzdichtung 12 an der
Kontaktzone 30 zwischen einer Anpreßvorrichtung 20.1 und
einer Gegendruckvorrichtung 50 läuft.
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Die
Gegegendruckvorrichtung 50 ist eine auf die erste Umlenkeinrichtung 20.1 zustellbare
Anpreßrolle,
welche die ankommenden Schichtkomponenten der fertigen Brandschutzdichtung 12 praktisch
unmittelbar am Ende des Zwickels 31 unter Druck gegeneinander
hält, so
daß unter
Ausnutzung des hierbei entstehenden Quetscheffekts das soeben noch
unter Haftklebungstemperatur zugeführte Elastomer in die vorherige
Oberfläche
des benachbarten Materials eingewalkt werden kann.
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Weiterhin
zeigen die 1, 1a die
Bildung von einer der beiden Schichten 14 im kontinuierlichen Herstellverfahren
mittels eines Extruders 19.
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Die
fertigextrudierte erste Schicht 14 tritt aus der Breitschlitzdüse des Extruders 19 mit
einer Temperatur aus, die größer oder
zumindest gleich der minimalen Haftklebungstemperatur ist, und wird
so der Kontaktzone 30 zugeführt.
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Dabei
stellt die Breitschlitzdüse
ein Profilwerkzeug 26 dar, dessen Querschnitt praktisch
dem Querschnitt der fertigen ersten Schicht 14 entspricht.
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Der
Querschnitt der Breitschlitzdüse
ist daher maßgeblich
für den
Querschnitt des Endprodukts und keinesfalls – wie gezeigt – auf rechteckige
Querschnitte beschränkt.
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Ggf.
wird im Austrittsbereich des Extruders 19 eine regelbare
Heizeinrichtung 22 vorgesehen, mit deren Hilfe dem austretenden
Materialstrom der ersten Schicht 14 eine Temperatur aufgeprägt wird,
die während des
Transportwegs von der Austrittsstelle aus dem Extruder 19 bis
zur Kontaktzone 30 allerhöchstens bis auf die minimal
mögliche
Haftklebungstemperatur des betreffenden Materials abklingt.
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Dies
kann auch, wie insbesondere 1a und 2 zeigen,
zonenweise geschehen.
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Hier
sind Zonen 24, 24', 24'' vorgesehen, denen entsprechende
Zonenheizeinrichtungen 22, 22' zugeordnet sind, so daß die Aufheizung
des austretenden Materialstroms in obigem Sinn lediglich entlang
von Längsstreifen
erfolgt und nicht über
den gesamten Austrittsquerschnitt des Profilwerkzeugs 26 bzw.
die gesamte Bahnbreite (s.1).
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Sieht
man trotz des an sich anzustrebenden kurzen Wegs zwischen Profilwerkzeug 26 und
Kontaktzone 30 ein Führungsblech 40 unterhalb
der laufenden Materialbahn vor, läßt sich über eine in geeigneter Weise
angeordnete Heizvorrichtung, z.B. eine Heizplatte 41, die
notwendige Haftklebungstemperatur in der ersten Schicht 14 feinfühlig auf
den notwendigen Wert einstellen und ausregeln.
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Ergänzend hierzu
zeigen 1 und 1a die Verwendung einer Gegendruckrolle 50,
mit deren Hilfe das aus mehreren Schichten 14, 16, 99 bestehende
Material der Brandschutzdichtung 12 bereits unmittelbar zu
Beginn der Kontaktzone 30, d.h. am Ende des Zwickels 31 gegen
die Anpreßrolle 20.1 gepreßt wird.
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Diese
Maßnahme
bietet den Vorteil, daß insbesondere
in Verbindung mit einer S- bzw. Z-förmigen Umlenkung der mehreren
Schichten 14, 16, 99 während der
stromab folgenden Abkühlphase
ein inniger Verbund entstehen kann.
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Von
den beiden Schichten 14, 16 wird zweckmäßiger Weise
eine Schicht 14 mittels Extrusion gebildet und zur gemeinsamen
Kontaktzone 30 kontinuierlich angefördert, während die zweite Schicht 16 ohne
weiteres auch aus einer Abwickeleinrichtung herangeführt werden
kann.
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Die
Extrusion einer der beiden Schichten 14 bietet allerdings
den Vorteil, daß durch
gezielte Temperaturbeeinflussung die Haftklebungstemperatur der
frisch extrudierten Schicht 14 bis zur Kontaktzone 30 aufrecht
erhalten werden kann, um anschließend das Verkleben bzw. Anhaften
mit der anderen Schicht 16 zu erreichen.
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Wie
insbesondere ein Vergleich der 1 und 1a zeigt,
kann selbstverständlich
auch die andere Schicht 16 über eine geeignete Heizeinrichtung 22' so beeinflußt werden,
daß die
Temperatur dieser Schicht 16 bei Anförderung an die Kontaktzone 30 ausreicht,
um durch Wärmeübergang
ein Aufschmelzen des in der anderen Schicht enthaltenen Elastomers
oder thermoplastischen Ethylen-Vinylactat-Copolymers zumindest bis
auf die Haftklebungstemperatur zu erzielen.
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Die
Aufheizung der zweiten Schicht 16 kann dabei von beiden
Flachseiten der Schicht erfolgen.
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Obwohl
prinzipiell auch die zweite Schicht 16 einen elastomeren
Anteil enthalten kann, der prinzipiell ebenfalls für eine Haftverklebung
der beiden Schichten 14, 16 geeignet ist, ist
dies keine Beschränkung
der Erfindung.
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Es
kommt aber in jedem Fall darauf an, daß am Ende des Zwickels 31 zu
Beginn der Kontaktzone 30 in den sich einander zugewandten
Randbereichen der beiden Schichten 14, 16 ein
thermischer Energieinhalt vorliegt, der ausreicht, um das zur Haftklebung
vorgesehene Elastomer oder thermoplastischen Ethylen-Vinylactat-Copolymer
auf Haftklebungstemperatur zu halten bzw. zu bringen.
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Zusätzlich oder
separat zur Herstellung einer der Schichten 14, 16 mittels
Extrusion kann im Anförderungsweg
dieser Schicht 14 zur gemeinsamen Kontaktzone 30 eine
Heizeinrichtung 24, 24', 24'', 41 vorgesehen
sein, um die thermischen Bedingungen in der Kontaktzone 30 zu
erbringen.
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Hierzu
empfiehlt es sich, die Heizeinrichtungen 24, 24', 24'', 41 zumindest auf derjenigen
Seite der Schicht 14 vorzusehen, die weiter stromab in
Kontakt mit der betreffenden Seite der zweiten Schicht 16 gerät.
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Anstelle
einer Aufheizung vor der Kontaktzone 30 kann die Aufheizung
aber ohne weiteres auch hinter der Kontaktzone 30 auf einem
Stück der
gemeinsamen Kontaktlänge 28 erfolgen.
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Hierzu
wird vorgeschlagen, die entsprechenden Umlenk- und Führungselemente für die dann
aus mehreren Schichten 14, 16, 99 bestehende
Branschutzdichtung 12 nach Maßgabe vorliegender Erfindung
aufzuheizen, so daß in
den betreffenden Kontaktflächen
die Haftklebungstemperatur des beteiligten thermoplastischen Elastomers
oder thermoplastischen Ethylen-Vinylactat-Copolymers
erzielt wird.
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Die
Maßnahme
einer lediglich lokalen, d.h. streifenförmigen Aufheizung der beteiligten
Schichten 14, 16 kann an jeweils einer der beiden
Schichten 14 (s.1a, 2)
bzw. der an deren Schicht 16 (s.1) oder auch
an allen beteiligten Schichten 14, 16 erfolgen.
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Anstelle
des gezeigten Extruders 19 kann – allgemein gesagt – auch eine
erste Einrichtung 18 verwendet werden, aus welcher die
erste Schicht 14 kontinuierlich herangefördert werden
kann, z.B. eignet sich hierfür
eine Abwickeleinrichtung.
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Verwendet
man darüber
hinaus ein thermoplastisches Elastomer oder thermoplastisches Ethylen-Vinylactat-Copolymer,
dessen Haftklebungstemperatur unterhalb der Auslösetemperatur der intumeszenten Substanz 13 liegt,
bietet dies den zusätzlichen
Vorteil, daß durch
die erfüllungsgemäße Verklebung
der mehreren Schichten 14, 16, 99 jegliche
Volumenvergrößerung der
intumeszenten Schicht 13 unterbleibt.
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Als
thermoplastisches Elastomer kommen Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen,
Polystyrol, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyethylenterephthalat,
Polyoxymethylen, Polyamid, Ethylenvinylacetat, und/oder Derivate
oder thermoplastischen Ethylen-Vinylactat-Copolymer hiervon in Betracht.
Auch kann eine Kombination daraus mit eventuell einem Weichmacher
versetzt eingesetzt werden. Hierdurch kann ein Temperaturbereich
des thermoplastischen Elastomers zur Ausbildung einer haftenden
Verbindung zwischen den Schichten 14, 16 eingestellt
werden, der unterhalb einer Auslösetemperatur
der intumeszenten Substanz 13 ist. Dabei ist ein vorzeitiges
Aufblähen
der intumeszenten Substanz 13 in mindestens einer ersten
Schicht 14 insoweit zu vermeiden, daß eine deformierende, den ästhetischen
Gesamteindruck der Brandschutzdichtung 12 beeinträchtigende
Volumenzunahme unterbleibt.
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Bei
dem in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel ist die mindestens
eine erste Schicht 14 mittels eines Profilwerkzeugs 26 gebildet.
Das hierbei im wesentlichen rechteckig gestaltete Profilwerkzeug 26 kann
selbstverständlich z.B.
auch C-, L-, V-förmig
gestaltet sein. Dessen Rand ist zumindest teilweise von der regelbaren
Heizeinrichtung 22 gebildet. Diese regelbare Heizeinrichtung 22 ist
in mehrere Zonen 24, 24', 24'' unterteilt,
die auf beispielsweise unterschiedliche Temperaturen erhitzbar sind.
Hierdurch wird es insbesondere möglich,
die erste Schicht 14 unter Vermeidung hoher Scherkräfte für die als
erster Bestandteil enthaltene intumeszente Substanz 13 mit
im wesentlichen konstantem Querschnitt zu erzeugen.
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Das
Profilwerkzeug 26 kann in Ergänzung zur Darstellung in den
Figuren auch dazu dienen, die zweite Schicht 16 mit der
ersten Schicht 14 in Kontakt zu bringen. Von diesem Gedanken
soll auch mitumfaßt
sein, mehrere erste und/oder zweite Schichten 14, 16 übereinander
und/oder an einander gegenüberliegenden
Seiten 15 der mindestens einen ersten Schicht 14 in
Kontakt bringen zu können.
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Die
Zone 24'' beheizt hierbei
eine Seite 15 auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes
des thermoplastischen Elastomers oder thermoplastischen Ethylen-Vinylactat-Copolymers, welche
der zweiten Schicht 16 zugewandt ist. Auf ähnliche
Weise kann mittels der temperierbaren Zone 24 bzw. 24' eine weitere Seite 15 der
ersten Schicht 14 vor Inkontaktbringen mit einer weiteren
zweiten Schicht 16 erhitzt werden.
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Mittels
des hier näheren
beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es möglich,
eine erfindungsgemäße Brandschutzdichtung 12 derart
herzustellen, daß alle
Kontaktstellen zwischen der mindestens einen ersten Schicht 14 und
der mindestens einen zweiten Schicht 16 frei von einem
zusätzlichen
Haftmittel sind.
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- 10
- Vorrichtung
- 12
- Brandschutzdichtung
- 13
- intumeszente
Substanz
- 14
- erste
Schicht
- 15
- Seite
- 16
- zweite
Schicht
- 18
- erste
Einrichtung
- 19
- Extruder
- 20.1
- Umlenkrolle,
Anpreßrolle
- 20.2
- Umlenkrolle,
Anpreßrolle
- 22,
22
- regelbare
Heizeinrichtung
- 24,
24', 24''
- Zone
- 26
- Profilwerkzeug
- 28
- gemeinsame
Kontaktlänge
- 30
- Kontaktzone
- 31
- Zwickel
- 40
- Führungsblech
- 41
- Heizplatte
- 50
- Gegendruckrolle
- 60
- Temperaturfühler
- 61
- Vergleichsglied
mit Stellglied
- 62
- Energieversorgung
(verstellbar)
- 99
- noch
eine weitere Schicht