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Die vorliegende Erfindung betrifft brandmindernde und/oder brandlöschende Zusammensetzungen. Diese erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten mindestens einen mineralischen Bestandteil, der in gemahlener Form vorliegt und mindestens einen pflanzlichen Bestandteil, der ebenfalls in gemahlener Form vorliegt, wobei dieser pflanzliche Bestanteil ein getrockneter gemahlener pflanzlicher Bestandteil, bevorzugt erhalten ohne weitere chemische Behandlung bzw. Aufbereitung ist. In einem weiteren Aspekt richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer brandmindernden und/oder brandlöschenden Zusammensetzung, wobei zumindest das vermahlende Mineral mit dem vermahlenden getrockneten Pflanzenbestandteilen vermischt wird. Die erfindungsgemäße brandmindernde und/oder brandlöschende Zusammensetzung eignet sich besonders zur Brandbekämpfung oder Brandeindämpfung z. B. in Form als Zusatzstoff zur Zumischung zu Löschwasser.
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Stand der Technik
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Brandmindernde und/oder brandlöschende Zusammensetzungen sind vielfach beschrieben. Übliche Feuerlöschmittel sind Feuerlöschschäume, trockene Pulverfeuerlöschmittel aber auch Kohlendioxid, Chlorkohlenstoffe usw. Solche brandlöschenden bzw. brandmindernden Zusammensetzungen erfordern häufig spezielle Feuerlöscher, in die sie gefüllt sind. Je nach Art des brennenden Materials werden entsprechende Feuerlöschmittel ausgewählt. Alternativ wird reines Löschwasser eingesetzt; insbesondere bei Großbränden oder großflächigen Bränden, wie Waldbränden, findet reines Löschwasser Anwendung. Andere Löschmittel, die üblicherweise chemische Löschzumischsubstanzen aufweisen, werden für spezielle Einsätze verwendet, z. B. bei Kunststoffbränden oder Bränden mit schwer löschbaren Materialien, wie Gummireifen, aber auch von Pyrotechnik. Hier sei beispielhaft das Löschen von Bengalos (bengalische Fackeln), wie sie bei Großveranstaltungen häufig gezündet werden, genannt. Das Löschen solcher Bengalos wird derzeit mit unterschiedlichen Mitteln versucht. Ein Löschen mit Löschschaum oder anderen chemischen Löschmitteln erfordert allerdings die Verwendung großer Mengen hiervon. Alternativ wird versucht, solche Bengalos durch Beaufschlagung mit hohem Druck zu löschen. Tatsächlich ist ein hoher Aufwand notwendig, solche Bengalos bei Großveranstaltungen vollständig zu löschen.
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Andere kritische Substanzen umfassen Styropor und Kunststoffe allgemein, inklusive Weich- und Hartplaste, Gummi, Öle und Fette sowie gefährliche durch Brand verursachte Verflüssigungen von Stoffen. Solche kritischen Substanzen sind häufig nur sehr schwierig oder gar nicht mit reinem Löschwasser löschbar. Vielmehr erfordern sie die Verwendung von chemischen Löschmittelzusammensetzungen, die allerdings selbst vom ökologischen Aspekt kritisch zu betrachten sind.
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In der Brandbekämpfung werden außerdem seit Langem Lösungen anorganischer Salze verwendet, beispielsweise Alkali- bzw. Erdalkalisalze der Kohlensäure, Phosphorsäure oder Borsäure. Die Salze unterstützen die Wirkung des Wassers und werden als konzentrierte Lösungen eingesetzt. Durch Freisetzung von inerten Gasen, wie Kohlendioxid aus den Carbonaten, wird ein Löschen erreicht. Außerdem wird davon ausgegangen, dass solche anorganischen Salze z. B. durch Schmelzen eine luftundurchlässige Schicht auf dem brennbaren Material ausbilden können. Ziel hiervon ist den Luftzutritt zum brennbaren Material zu erschweren.
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Die
EP 1 817 086 beschreibt brandlöschende und/oder brandhemmende Zusammensetzungen auf Basis von wasserabsorbierenden Polymeren sowie mindestens einem Alkalisalz einer nicht polymeren gesättigten Carbonsäure. Aus der
DE 43 05 419 sind feuerhemmende und feuerlöschende Mittel bekannt, bei denen Pflanzenbestandteile eingesetzt werden. Diese Pflanzenbestandteile werden zerkleinert und anschließend umfangreich aufgearbeitet, um einen wässrigen Extrakt von Pflanzenasche und Pflanzen zu erhalten. Dieser wird anschließend zusammen mit einem Tensid in den feuerhemmenden und feuerlöschenden Mitteln eingesetzt.
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Die Verwendung von Pflanzenfasern als Verstärkungsmittel in feuerfesten Materialien mit feuerfestem Granulat und Bindemittel sind z. B. in der
DE 103 031 27 beschrieben.
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Es besteht aber nach wie vor ein Bedarf brandmindernde und/oder brandlöschende Zusammensetzungen bereitzustellen, die wirksam zur Brandbekämpfung auch von kritischen, wie den oben ausgeführten Substanzen eingesetzt werden können und die gleichzeitig ökologisch vorteilhaft sind. Insbesondere besteht ein Bedarf nach entsprechenden Zusammensetzungen, die keine chemischen Substanzen aufweisen, die nach Löscheinsatz negativ die Umwelt beeinflussen, wie z. B. Löschmittel, die Polymere aufweisen.
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Beschreibung der Erfindung
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In einem ersten Aspekt wird eine brandmindernde und/oder brandlöschende Zusammensetzung enthaltend mindestens einen mineralischen Bestandteil und mindestens einen pflanzlichen Bestandteil bereitgestellt. Der mineralische Bestandteil ist dabei ein gemahlener mineralischer Bestandteil. Der pflanzliche Bestandteil ist ebenfalls ein gemahlener Bestandteil von getrockneten Pflanzen. Diese brandmindernde und/oder brandlöschende Zusammensetzung ist dabei insbesondere eine, die keine durch chemische Aufarbeitung bzw. Bearbeitung erhältlichen Bestandteile aufweist. Die eingesetzten mineralischen Bestandteile und/oder pflanzlichen Bestandteile sind z. B. solche, die abgesehen von dem einfachen Zermahlen bzw. Trocknen und Zermahlen keiner chemischen Aufarbeitung unterworfen werden.
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Es zeigte sich, dass diese erfindungsgemäßen brandlöschenden und/oder brandhemmenden Zusammensetzungen geeignet sind, auch schwer löschbare Materialien, wie Gummi, bengalische Feuer etc. zu löschen.
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Die Zusammensetzung kann dabei je nach Einsatzgebiet in unterschiedlicher Form vorliegen. Üblicherweise wird die Zusammensetzung in Verbindung mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, bereitgestellt.
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Zum Beispiel kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung in Form einer Dispersion, insbesondere in Form einer Suspension vorliegen. Als Dispersionsmedium dient z. B. Wasser oder andere geeignete Dispersionsmittel, die im Löschmitteleinsatz verwendet werden.
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Der erfindungsgemäßen Zusammensetzung können in einer Ausführungsform weitere Zusatzstoffe zugesetzt werden. Beispielhaft sei hier ein Verdickungsmittel genannt, das die entsprechende Viskosität der erfindungsgemäßen Dispersion weiter reguliert.
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Die Menge der Bestandteile, also der mineralische Bestandteil oder der pflanzliche Bestandteil, können in der Zusammensetzung je nach Anwendung variieren. Der mineralische Bestandteil kann in einer Menge von 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 40 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung vorliegen.
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Der pflanzliche Bestandteil im getrockneten gemahlenen Zustand kann in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einem Bereich von 1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 10 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung vorliegen.
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Beispielhafte Zusammensetzungen für verschiedenste Anwendungen sind in der Tabelle 1 dargestellt
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Es wird davon ausgegangen, dass der pflanzliche Bestandteil vorliegend als ein Bindemittel wirkt, d. h. der pflanzliche Anteil und hier insbesondere der Stärkeanteil in den Pflanzen führt zu einem „Verkleben” der Mineralien, so dass bei Einsatz eine brandmindernde bzw. brandlöschende Schicht ausgebildet wird und somit die Abgrenzung des Feuers gegenüber Sauerstoff besser erfolgt. Der mineralische Bestandteil deckt dabei das Feuer ab und grenzt zudem das Feuer von einer weiteren Sauerstoffzufuhr ab. Der pflanzliche Bestandteil dient als entsprechendes Bindemittel für die Mineralbestandteile.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist die ökologische Neutralität, da im Wesentlichen nur natürlich vorkommende Bestandteile eingesetzt werden. Das heißt, bei einem Löscheinsatz werden keine die Natur gefährdende künstliche chemisch hergestellte Substanzen eingetragen. Auch die in der Zusammensetzung vorliegenden Bestandteile sind in einer Ausführungsform solche, die keiner weiteren chemischen Bearbeitung unterworfen wurden, so dass diese ebenfalls aus ökologischer Sicht keine Nachteile aufweisen.
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Es zeigte sich weiterhin überraschend, dass die eingesetzten getrockneten vermahlenden pflanzlichen Bestandteile zur Brandminderung bzw. Brandlöschung geeignet sind und den Brand nicht fördern.
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Weiterhin kann durch Zusatz des mineralischen Bestandteil und des pflanzlichen Bestandteils die eingesetzte Menge an Löschmittel insbesondere von Löschwasser verringert werden. Bei Großbränden oder bei Waldbrandkatastrophen muss bei reinem Löschwasser durch abfließendes und versickerndes Löschwasser oder durch hohe Verdunstungen, bevor das Löschwasser gezielt aufschlägt, oder durch doppelt und ungezielte Mehrfachaufschläge, mit hohen Löschwasserverlusten gerechnet werden. Durch Vorliegen der genannten mineralischen und pflanzlichen Bestandteile ist es möglich solche Brände wirksamer zu bekämpfen und den Einsatz des Löschwassers zu verringern.
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Es zeigte sich, dass diese Zusammensetzungen in allen üblichen Feuerwehrgerätschaften eingesetzt werden können, z. B. wenn diese Zusammensetzungen solche aus Löschwasser mit dispergierten mineralischen und pflanzlichen Bestandteilen sind. Es kann eine Beschleunigung und Verbesserung der Einsatzfähigkeit erzielt werden.
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Weiterhin erlaubt die Anwesenheit der Bestandteile eine effektive Brandverminderung bzw. Brandlöschung, da eine effektive Abdeckung des brennenden Materials und somit eine Abschirmung gegenüber Sauerstoff durch Ausbildung der Schicht aus pflanzlichen Bestandteilen und mineralischen Bestandteilen erfolgt.
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Entsprechend finden die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen Anwendung in der Brandbekämpfung oder zur Brandeindämmung. Diese Anwendungen umfassen insbesondere Brandlöschungen von Pyrotechnik wie Bengalos, aber auch von anderen schwer löschbaren Materialien, wie Reifenlagern, Mülldeponien oder Kohlehalden. Ebenfalls sind die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen besonders geeignet zur Bekämpfung von großflächigen Bränden, wie Waldbränden etc. Dabei können die Zusammensetzungen nicht nur zur direkten Bekämpfung des Brandes eingesetzt werden, sondern auch zur Ausbildung von Brandschneisen und Sicherungsflächen aufgrund der abdeckenden und somit brandhemmenden Eigenschaft der erfindungsgemäßen Brandbekämpfungszusammensetzungen. Es zeigte sich insbesonders eine hervorragende Haftung der Bestandteile auf den beaufschlagten Materialien, so dass sofortige Löschwirkungen und sofortige Brandminderung auch von leicht brennbaren oder schwer löschbaren Materialien eintreten. Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Zusammensetzung aufgrund der nicht brennbaren Bestandteile eine universelle Verwendung.
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Hervorzuheben sind aber auch die biologischen und ökologischen Vorteile der erfindungsgemäßen Brandbekämpfungszusammensetzungen und Verfahren. Dieses wird umso deutlicher, als dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung nach Aufbringen zu einem späteren Zeitpunkt durch Einsatz von Wasser abspritzbar bzw. abwaschbar ist. Weiterhin verhalten sich die entsprechenden mineralischen Bestandteile und pflanzlichen Bestandteile aufgrund ihres natürlichen Ursprungs ökologisch neutral bzw. haben zusätzlich den Vorteil einer Düngung der Flora entweder als mineralische Düngung der Flora oder als Feuchtigkeitsspeicher. Das heißt, die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind umweltneutral.
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In einer Ausführungsform sind die mineralischen Bestandteile solche aus natürlich vorkommenden Mineralien, erhältlich ohne chemische Bearbeitung. Diese natürlich vorkommenden Mineralien werden vermahlen und entsprechend in vermahlendem Zustand eingesetzt. Bevorzugt handelt es sich bei den natürlich vorkommenden Mineralien um Silikate, wie Schichtsilikate. Beispielhaft seien hier die folgenden genannt: Montmorillonit, Bentonit, Kaoline und andere Schichtsilikate.
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Bei den pflanzlichen Bestandteilen gibt es insoweit keine Beschränkungen. Die pflanzlichen Bestandteile sind getrocknete pflanzliche Bestandteile, die nach Trocknen vermahlen werden. Beispielhaft können diese durch einfaches Vermahlen erhalten werden. Die vermahlenen pflanzlichen Bestandteile schließen auch Sägespäne etc. ein.
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Die pflanzlichen Bestandteile können auch solche sein, erhalten durch Recycling von Schlichten z. B. Schlichten der Textilindustrie etc.
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In einer Ausführungsform weisen die vermahlenden mineralischen und/oder pflanzlichen Bestandteile eine Korngröße von 1 μm bis 1000 μm auf. Dadurch ist ein besonders gutes Dispergieren in den flüssigen Löschmittelmedien und ein entsprechendes Ausbringen und Beaufschlagen der zu löschenden Materialien möglich.
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Wie in der Tabelle 1 oben dargestellt, können die Mengen der einzelnen Bestandteile je nach Einsatzgebiet und in Abhängigkeit von der Viskosität gewählt werden.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ist deren einfache und kostengünstige Herstellung. Es werden im Wesentlichen natürliche Ausgangsmaterialien eingesetzt, die einfach erhältlich sind. Dadurch können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weltweit eingesetzt werden und vor Ort hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ist nicht nur, dass sie eine Brandminderung bzw. Brandlöschung erlaubt, sondern auch ein zukünftiges Brennen dieser Materialien durch Ausbildung entsprechender brandhemmenden Schichten hemmt.
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Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erlauben weiterhin einen Ersatz von teuren Speziallöschmitteln, die hauptsächlich auf chemischer Basis entwickelt wurden und z. B. bei Kunststoffbränden mit Verflüssigungen eingesetzt werden. So konnten z. B. Styroporbrände, die mit einer gefährlichen Verflüssigung einhergehen, einfach gelöscht werden. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erfordern auch nicht eine nach Aufbringen sich zeitlich anschließende Entwicklung des Löschsystems, sondern sind nach Beaufschlagung umgehend wirksam.
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Erfindungsgemäß können die brandmindernden und/oder brandlöschenden Zusammensetzungen zur Brandbekämpfung oder Brandeindämmung verwendet werden, insbesondere auch von schwer löschbaren oder leicht brennbaren Materialien. Dabei kann diese erfindungsgemäße brandmindernde und/oder brandlöschende Zusammensetzung aus vermahlenden mineralischen Bestandteilen und vermahlenden getrockneten pflanzlichen Bestandteilen als Zusatzstoff zur Zumischung zu Löschwasser eingesetzt werden.
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In einem weiteren Aspekt richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen brandmindernden und/oder brandlöschenden Zusammensetzung. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es den Schritt des Vermischens von vermahlendem Mineral mit vermahlenden getrockneten pflanzlichen Bestandteilen beinhaltet.
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Beispiele
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1) Löschen von Bengalos
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Eine Dispersion aus 3 Gew.-% vermahlenen getrockneten pflanzlichen Bestandteilen, 25 Gew.-% vermahlenen mineralischen Bestandteilen sowie Wasser wird in einem Eimer bereitgestellt. Ein mit Löschwasser üblicherweise nicht löschbarer Bengalo wird brennend in diese Dispersion eingetaucht und es tritt eine sofortige Löschwirkung auf.
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In einem weiteren Experiment zeigte sich, dass bei direkter Applikation, z. B. durch Sprühen, der Dispersion geringe Mengen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung genügen, um ein Bengalo zu löschen. Diese Mengen betragen weniger als 50 ml.
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2) Löschen von Gummireifen
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Das Löschen von Gummireifen ist besonders problematisch und schwer. Reifenbrände sind sehr umweltbelastend, da nicht nur schädliche Abgase entstehen, sondern auch thermische Zersetzungen der nicht brennenden Reifen Pyrolysegase und Öle freisetzen, die in das Erdreich und in die Grundgewässer eindringen können. Bei einem Vollbrandtest eines Gummireifens konnte eine sekundenschnelle Löschung mit einer erfindungsgemäßen Brandbekämpfungszusammensetzung erreicht werden ohne dass es zu einer Rückzündung kommt. Dabei wurde die erfindungsgemäße Zusammensetzung mit 10 Gew.-% Mineralien und 2 Gew.-% vermahlenen getrockneten pflanzlichen Bestandteilen dispergiert in Wasser eingesetzt. Sofort nach Beaufschlagung der brennenden Gummiteile erstickten die Flammen und das Feuer konnte gelöscht werden.
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3) Verflüssigung von Kunststoffen
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Bei Brand von Kunststoffen, z. B. Styropor, kann bei hoher Hitzeeinwirkung eine Verflüssigung dieser stattfinden. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in Mengen von 2 Gew.-% pflanzlicher Bestandteile, 10 Gew.-% mineralischer Bestandteile und Restwasser konnte eine entsprechende Verflüssigung stoppen, indem ein Auftragen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als Löschmittel eine sofortige gemeinsame Verkrustung des verflüssigten Styropors mit dem mineralischen Bestandteil auftrat. Diese Verkrustung konnte nicht mehr ins Erdreich eintreten. Das restliche Löschwasser mit den erfindungsgemäßen Komponenten konnte den Brand endgültig löschen. Durch die Verkrustung ist weiterhin eine einfache Entfernung ohne ökologische Gefährdung möglich. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen haben somit gegenüber Speziallöschmitteln verschiedenste Vorteile. Sie erlauben eine universelle Verwendung bei gleichzeitigen Kostenvergünstigungen und größerer Löschwirkung insbesondere bei Verwendung bei größeren Bränden. Zusätzlich sind sie aus ökologischen Gesichtspunkten weniger belastend als Speziallöschmittel mit chemischen Zusätzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1817086 [0005]
- DE 4305419 [0005]
- DE 10303127 [0006]
