DE102014010465A1

DE102014010465A1 - Fiber bristle bag with CFRP fire damage

Info

Publication number: DE102014010465A1
Application number: DE102014010465.6A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Eibl
Original assignee: Bundesrepublik Deutschland; Bundesamt fuer Ausruestung Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr
Current assignee: Bundesrepublik Deutschland; Bundesamt fuer Ausruestung Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2016-01-21
Anticipated expiration: 2034-07-16
Also published as: DE102014010465B4

Abstract

Es wird ein Faserbindelack vorgestellt, mindestens ein Bindemittel, mindestens ein Tensid und mindestens einen Farbstoff aufweisend, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserbindelack als Trockenmischung lagerbar ist, durch Zufügung von Wasser in einen einsatzfähigen Zustand überführbar ist und mit bekannter Technik auf thermisch beanspruchte CFK-Bauteile ausbringbar ist und eine effiziente Faserbindung gewährleistet.It is a Faserbindelack presented, at least one binder, at least one surfactant and at least one dye having, characterized in that the Faserbinderback can be stored as a dry mix, can be converted by the addition of water in an operational condition and with known technology on thermally stressed CFRP components can be applied and ensures efficient fiber bonding.

Description

Die Erfindung betrifft einen Faserbindelack zur Unterdrückung der Immission von lungengängigen, luftgetragenen Kohlenstofffaserfragmenten nach Bränden. Eine Maßnahme, um eine Freisetzung von lungengängigen, luftgetragenen Fasern von thermisch belastetem CFK-Material zu unterdrücken. Lungengängige, luftgetragene Fasern stehen im Verdacht, krebserregend zu sein.The invention relates to a Faserbinderback for suppressing the immission of respirable, airborne carbon fiber fragments after fires. A measure to suppress release of respirable airborne fibers from thermally stressed CFRP material. Pulmonary airborne fibers are suspected to be carcinogenic.

Aus dem Bauwesen sind Mittel bekannt, die zur Unterdrückung von Asbestfaserimmissionen genutzt werden.From the construction industry means are known, which are used to suppress asbestos fiber emissions.

So ist beispielsweise aus der Patentschrift DE 38 29 328 C1 die Verwendung einer mit Alginsäure und/oder deren wasserlöslichen Salzen hergestellten Zusammensetzung für die nachträgliche Behandlung asbesthaltiger Baustoffe, wie Spritzasbest, Asbestzement oder dergleichen zur Vermeidung oder Verringerung von Asbestfaserimmissionen in der Umgebungsluft bekannt.For example, from the patent DE 38 29 328 C1 the use of a composition prepared with alginic acid and / or their water-soluble salts for the subsequent treatment of asbestos-containing building materials, such as sprayed asbestos, asbestos cement or the like for the prevention or reduction of Asbestfaserfaserimmissions in the ambient air known.

Ein Nachteil etablierter Restfaserbindelacke ist dabei die geringe Effizienz in Bezug auf die Faserbindung von Kohlenstofffasern in abgebranntem CFK-Material. Es ist zwar nachgewiesen, dass eine Reduzierung der Faserfreisetzung erfolgt, jedoch bei mechanischer Belastung von thermisch belastetem CFK-Material nach wie vor große Mengen an Faserfragmenten freigesetzt werden. Ein weiterer Nachteil etablierter Restfaserbindelacke besteht darin, dass sie für eine dauerhafte Wirkung eingesetzt werden und bei der vorgesehenen Anwendung in die Umwelt gelangen und dort ökologische Probleme verursachen.A disadvantage of established residual fiber cement coatings is the low efficiency with regard to the fiber bonding of carbon fibers in burned CFRP material. Although it has been proven that there is a reduction in the release of fibers, large amounts of fiber fragments are still released on mechanical loading of thermally stressed CFRP material. A further disadvantage of established residual fiber cement coatings is that they are used for a lasting effect and reach the environment in the intended application and cause ecological problems there.

Weiter ist aus der Offenlegungsschrift DE 195 09 708 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines vergleichsweise umweltverträglichen Zwischenproduktes mit Hilfe von Beschichtungsmitteln zur Verhinderung von Asbestfaserimmissionen aus Asbest-Bindemittelbaustoffen im Hinblick auf eine thermisch/mechanische Stoffwandlung im Zusammenhang mit einer Verwertung dieser Faser-Bindemittel-Kombinationswerkstoffe bekannt.Next is from the published patent application DE 195 09 708 A1 a process for producing a comparatively environmentally friendly intermediate by means of coating compositions for preventing asbestos fiber immissions from asbestos binder materials with respect to a thermal / mechanical conversion in connection with a utilization of these fiber-binder combination materials known.

Nachteil dieser bekannten Lösungen ist vor allem, dass es sich um Dispersionen mit einem hohen Anteil wässriger Bestandteile handelt. Dispersionen mit einer definierten Viskosität unterliegen einer geringen Haltbarkeitsdauer von meist nicht mehr als 6 bis 12 Monaten. Gebinde mit einem ausreichenden Inhalt zur Nachbrandbehandlung von entsprechenden Brand- und Wrackteilen oder Flächen sind relativ schwer und benötigen gegenüber ihren wirksamen Bestandteilen wesentlich mehr Transport- und Lagervolumen. Darüber hinaus ist es notwendig, Formulierungen auszutauschen und zu entsorgen, sofern während deren Haltbarkeitsdauer keine Brandeinsätze erfolgen, bei denen die Faserbindelacke gebraucht werden. Insofern ist die Vorhaltung gelöster Faserbindelacke nicht nur aufwendig sondern auch teuer.Disadvantage of these known solutions is, above all, that they are dispersions with a high proportion of aqueous components. Dispersions with a defined viscosity are subject to a short shelf life of usually not more than 6 to 12 months. Containers with sufficient content for post-fire treatment of corresponding fire and wreckage parts or surfaces are relatively heavy and require compared to their effective components significantly more transport and storage volume. In addition, it is necessary to exchange and dispose of formulations, provided that during their shelf life no firing operations take place, in which the fiber cement lacquer are needed. In this respect, the provision of dissolved Faserbindelacke is not only expensive but also expensive.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen Faserbindelack vorzustellen, der nach einem Brand direkt auf thermisch belastete CFK-Bauteile sowie mit freigesetzten Fasern und Faserfragmenten kontaminierte Bereiche aufgebracht wird und die Immission von lungengängigen, luftgetragenen Fasern unterdrückt. Mit anderen Worten besteht die Aufgabe in einem schnell verfügbaren Schutz vor der Exposition gegenüber lungengängigen Kohlenstofffaserfragmenten für betroffene Personen an einer Unfallstelle aus den Bereichen: Rettung, Bergung, Unfalluntersuchung, Wrackteil-Entsorgung, Passanten, Anwohner usw. sowohl an Wrackteilen als auch in der Flächenanwendung.The object of the invention is to present a Faserbinderback which is applied after a fire directly on thermally loaded CFRP components and with released fibers and fiber fragments contaminated areas and suppresses the immission of respirable, airborne fibers. In other words, the object is a rapidly available protection against exposure to respirable carbon fiber fragments for affected persons at an accident site in the areas of rescue, salvage, accident investigation, wreckage disposal, passers-by, residents, etc. both on wreckage and in area application ,

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.This object is solved by the characterizing features of the main claim. Advantageous embodiments are shown in the subclaims.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass eine leicht zu lagernde und zu transportierende Trockenmischung eines Faserbindelacks, nach einem Brandfall zur Bindung von lungengängigen CFK-Fragmenten, mit Wasser vermischbar ist. Der Faserbindelack weist mindestens ein Bindemittel, wie beispielsweise Cellulose und Derivate, Stärke und Derivate, Polymilchsäure, Polyhydroxyfettsäuren, Proteine, Chitin, Chitosan, Synthetische Polyester und deren Mischungen alle Naturstoffe wie Fette, Öle, Eiweiße und ein Tensid, wie beispielsweise quaternäre Ammoniumsalze, daneben Guanidiniumsalze, Sulfate, Sufonate, Phosphate, Carboxylate, Polyethoxylate und Kohlenhydrate mit typischerweise unpolaren Resten in Form von Kohlenwasserstoffen oder Fluorkohlenwasserstoffen, auf. Weiter weist der erfindungsgemäße Faserbindelack einen Farbstoff auf, dessen Pigmentierung nicht dauerhaft färbt und beispielsweise aus Calciumcarbonat in Kombination mit roter oder blauer Lebensmittelfarbe (z. B. Patentblau V) besteht.The advantage of the invention is, in particular, that an easy-to-store and transportable dry mixture of a Faserbindelacks, after a fire to bind lung respirable CFK fragments, is miscible with water. The fiber bond pack has at least one binder such as cellulose and derivatives, starch and derivatives, polylactic acid, polyhydroxy fatty acids, proteins, chitin, chitosan, synthetic polyesters and mixtures thereof all natural substances such as fats, oils, egg whites and a surfactant such as quaternary ammonium salts next to it Guanidiniumsalze, sulfates, Sufonate, phosphates, carboxylates, polyethoxylates and carbohydrates with typically nonpolar residues in the form of hydrocarbons or fluorocarbons, on. Furthermore, the fiber-bonded article of the invention has a dye whose pigmentation does not stain permanently and consists, for example, of calcium carbonate in combination with red or blue food coloring (for example patent blue V).

Die Ausbringung erfolgt dann mit Feuerwehrtechnik oder beispielsweise mit einer Rückentragespritze nach der Brandbekämpfung. Ebenso sind Sprühsysteme in Verbindung mit Kompressoren bis hin zu Spraydosen für die Ausbringung des erfindungsgemäßen Faserbindelacks denkbar. Durch unterschiedliche Wasserführung bei Feuerwehrtechnik ist eine gleichmäßige Verteilung des Faserbindelacks und oder eine direkte schwerpunktmäßige Eintragung auf abgebrannte Wrackteile, je nach Mischerstellung und Konzentration der Trockenmischung im Verhältnis zum Wasseranteil möglich. Der erfindungsgemäße Faserbindelack ist passiv durch das Wasserstrahlpumpenprinzip dem Löschwasser beimischbar und/oder aktiv durch Eintragung in den Löschwasserstrahl aufgrund des Ausgleichs von Überdruck eines Behälters. Für Rückentragespritzen ist der erfindungsgemäße faserbindelack zunächst in benötigter Konzentration anmischbar.The application then takes place with fire-fighting technology or, for example, with a backpack sprayer after firefighting. Likewise spray systems are conceivable in connection with compressors to spray cans for the application of Faserbindelacks invention. By different water management in fire engineering is a uniform distribution of Faserbindelacks and or a direct focus on spilled wreckage, depending on the mixer position and concentration of the dry mix in relation to the proportion of water possible. The Faserbinderback according to the invention is passively admixed by the water jet pump principle the extinguishing water and / or active by entry into the extinguishing water jet due to the compensation of pressure of a container. For back-splash spraying, the fiber-skindack of the invention can first be mixed in the required concentration.

Die Aufbringung des im Faserbindelack enthaltenen Tensids gewährleistet die Benetzung von abgebranntem CFK-Material. Asbestfaserbindemittel ohne Tenside sind aufgrund ihrer Polarität zur Benetzung von unpolaren CFK-Wrackteilen schlecht geeignet. Mit Tensid lassen sich nicht nur oberflächennahe Bereiche von Wrackteilen behandeln. Die Wirkung erstreckt sich auch in Bereiche im Materialinneren, wo die Fasern noch vorliegen, der Kunststoff jedoch abgebrannt ist.The application of the surfactant contained in the fiber binder pack ensures the wetting of spent CFRP material. Asbestos fiber binders without surfactants are poorly suited for wetting non-polar CFRP wrecked parts due to their polarity. With surfactant not only near-surface areas of wreckage can be treated. The effect also extends to areas within the material, where the fibers are still present, but the plastic is burned off.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Verwendung eines Farbstoffs zur Kenntlichmachung bereits behandelter Flächen oder Teile. Die Signalwirkung des Farbstoffs weist auf die Unbedenklichkeit der behandelten Flächen bezüglich lungengängiger, luftgetragener Kohlenstofffaserfragmenten nach Bränden gegenüber nicht behandelter Flächen hin. Die Signalwirkung beruht auf einer optischen Wirkung. Vorteilhaft bei verbrannten dunklen Flächen bietet sich beispielsweise Calciumcarbonat-Pigmente an. Farbliche Abgrenzungen sind ebenso mit Patentblau V erreichbar sowie mit jeder anderen Farbe, die einen Kontrast zum Hintergrund schafft.Another advantage is the use of a dye to identify already treated areas or parts. The signal effect of the dye indicates the safety of the treated areas with respect to respirable, airborne carbon fiber fragments after fires against untreated areas. The signal effect is based on an optical effect. Advantageous in burned dark areas, for example, offers calcium carbonate pigments. Color demarcations are also accessible with Patent Blue V as well as any other color that creates a contrast to the background.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist in Patentanspruch 5 beschrieben. Ein Faserbindelack zur Unterdrückung der Immission von lungengängigen Kohlenstofffaserfragmenten bei Bränden wird als Trockenmischung in einem vergleichsweise kleinvolumigen, leichten Gebinde mit Wasser nach der Brandbekämpfung derart in Verbindung gebracht, dass der Faserbindelack nach dem Einsatz zur Brandbekämpfung mit Wasser gemischt wird und in einsatzfähigem Zustand auf abgebranntes CFK-Material bzw. in mit Fasern kontaminierte Bereiche aufgetragen wird. Es handelt sich um ein wasserbasiertes System, frei von organischen Lösungsmitteln, der Bindelack ist nicht brandfördernd und enthält keine gesundheitsschädlichen Lösemittel.Another advantage of the invention is described in claim 5. A Faserbinderback to suppress the immission of respirable carbon fiber fragments in fires is brought as a dry mix in a relatively small volume, lightweight container with water after firefighting so associated that the Faserbindack is mixed after use for firefighting with water and in operational condition on spent CFRP Material is applied or in fiber-contaminated areas. It is a water-based system, free of organic solvents, the binder is not fire-promoting and contains no harmful solvents.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass zur Faserbindung von frei werdenden Kohlenstofffaserfragmenten bei Bränden ein Faserbindelack eingesetzt wird, der in einem Wasser-Faserbindelack-Verhältnis von 1–3:1, zur Verhinderung der Exposition von lungengängigen Kohlenstofffaserfragmenten an thermisch belasteten Wrackteilen, bis zu 100:1 zur Ausbringung in der Fläche, angewandt wird.A further advantage of the invention is in particular that, for firing fiber carbon fragments released in fires, a fiber cement bag is used which has a water-fiber bond ratio of 1-3: 1 to prevent exposure of respirable carbon fiber fragments to thermally stressed wrecked parts. up to 100: 1 for application in the area.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird die Zusammensetzung eines erfindungsgemäßen Faserbindelacks beschrieben.For a better understanding of the invention, the composition of a Faserbindelacks invention will be described.

Die Trockenmasse eines Faserbindelacks besteht zunächst aus 60% Methylcellulose, 20% Natrium-Carboxylate natürlicher Fettsäuren, 20% Calciumcarbonat und 0,2% Patentblau V. Diese Trockenmischung wird zur Verbringung nach der Brandbekämpfung mit Wasser mindestens im Verhältnis 1:1 in einen einsatzfähigen Zustand übergeführt. Ein weiterer Vorteil speziell dieser Mischung ist die Verwendung der Methylcellulose als Bindemittel. Es ist unkritisch bezgl. toxischer Wirkung, einfach biologisch abbaubar, wasserlöslich und hat sowohl hydrophile als auch hydrophobe Funktionalität.The dry mass of a Faserbindelacks initially consists of 60% methylcellulose, 20% sodium carboxylates of natural fatty acids, 20% calcium carbonate and 0.2% Patent Blue V. This dry mix is for shipment after fire fighting with water at least in the ratio 1: 1 in an operational condition converted. Another advantage specifically of this mixture is the use of methyl cellulose as a binder. It is uncritical of toxic effect, easily biodegradable, water-soluble and has both hydrophilic and hydrophobic functionality.

Alle weiteren enthaltenen Komponenten sind ebenfalls so gewählt, dass sie keine toxische Wirkung aufweisen bzw. gut biologisch abbaubar sind. Ein Vorteil ist, dass man ein Einkomponentensystem-Trockenbindemittel hat, das man in variablen Mischungen mit Wasser anwenden kann. In konzentrierter Form auf konkreten Wrackteilen, in verdünnter Form in der Fläche.All other components are also chosen so that they have no toxic effect or are well biodegradable. One advantage is that one has a one-component system dry binder that can be used in variable mixtures with water. In concentrated form on concrete wrecked parts, in diluted form in the surface.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3829328 C1 [0003]
DE 19509708 A1 [0005]

Claims

Faserbinderback, at least one binder, at least one surfactant and at least one dye having, characterized in that the Faserbinderback can be stored as a dry mix, can be converted by the addition of water in an operational condition and can be applied to thermally stressed CFRP components with known technology.

Faserbinderback according to claim 1, characterized in that the known technique is back-transportable syringes.

Faserbinderback according to one of claims 1 and 2, characterized in that the known technique is a mixer for the production of extinguishing foam.

Faserbinderback according to one of claims 1 to 3, characterized in that the dye has a signal effect.

A method for using a fiber binder, comprising at least one binder, at least one surfactant and at least one dye, characterized in that the fiber binder is stored as a dry mixture is transferred by addition of water in an operational state and using known technology on thermally stressed CFRP components can be carried out.

The use of a dry mixture of a fiber binder, having at least one surfactant and at least one dye, characterized in that the dry mixture of Faserbindelacks before use with at least 1 to 3 times the amount of water is converted into an operational condition and after a fire on the thermally loaded CFRP Components with syringe technology and / or Schaummitteltechnik is applied and area the application in the mixing ratio to 100: 1 takes place.