DE1126119B - Brandhemmender Holzwerkstofformkoerper, insbesondere -platte - Google Patents

Description

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ANMELDETAG: 10. SEPTEMBER 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 22. MÄRZ 1962

Die Erfindung betrifft ein- oder mehrschichtige, brandhemmende Stoffe enthaltende Holzwerkstoffformkörper, insbesondere -platten, wobei die brandhemmenden Stoffe gegebenenfalls in einer oder mehreren Schichten angeordnet sein können.

Unter Holzwerkstofformkörpern sind dabei bindemittelhaltige Formlinge zu verstehen, deren Holzbestandteil z. B. aus Holzspänen, Holzstäbchen, Holzfasern, Holzmehl, Furnieren, Sperrholz oder Kombinationen dieser miteinander gebildet ist. Weiterhin sind unter dem Begriff Holzwerkstofformkörper auch solche bindemittelhaltigen Formlinge zu verstehen, die außer Holzspänen, -fasern, Furnieren od. dgl. noch anderes organisches oder anorganisches Material, wie Pflanzenfasern, Stroh, Kunststoff, Zement, Asbest, Mineralwolle, Blech, Drahtnetze od. dgl., enthalten, wobei diese Materialien gegebenenfalls sowohl in Form von Gemischen als auch unter Bildung mehrschichtiger Formlinge, insbesondere Mehrschichtplatten, zusammen mit dem Holzwerkstoff verarbeitet sein können. Holz wird dank seiner zahlreichen hervorragenden Eigenschaften in weitestem Umfange für zahllose Zwecke benutzt. Neben vielen bekannten Vorteilen hat es aber den Nachteil, gegen erhöhte Temperaturen empfindlich zu sein, so daß es durch Einwirkung von Temperaturen von etwa 150 bis 200° C und darüber oder durch offenes Feuer zerstört wird. Darüber hinaus vermag es sogar selbst zu entflammen und damit einen entstehenden Brand, insbesondere unter Entwicklung brennbarer Gase, zu fördern und auszubreiten. Zur Beseitigung dieses Nachteils wurde darum auch schon vorgeschlagen, die Holzteile mit bestimmten Chemikalien oberflächig, z. B. durch Eintauchen, Tränken, Spritzen mit den Lösungen oder Suspensionen der entsprechenden Chemikalien, flammhemmend zu imprägnieren. Solche Verfahren bieten bis zu einem gewissen Grade bei massiven Holzteilen wirklich Schutz gegen Entflammung.

Bei der Auswahl der Flammschutzmittel für solche oberflächigen Imprägnierungsverfahren wurde dabei nach Möglichkeit versucht, darauf zu achten, daß die Oberfläche der Holzteile nicht zu sehr leidet. Dennoch können so vorbehandelte Holzteile z. B. für die Innenausstattung von Wohnräumen keine Verwendung finden und bleibt die Verwendbarkeit nach derartigen Verfahren imprägnierter Hölzer auf unsichtbar verarbeitetes Holz, ζ. B. Dachstühle und andere Bauzwecke, beschränkt.

An Stelle des massiven Holzes sind nunmehr innerhalb der letzten Jahre in zunehmendem Umfange für viele Zwecke aus Holzwerkstoffen, wie Späne, Stäb-Brandhemmender Holzwerkstofformkörper, insbesondere -platte

Anmelder:

August Moralt, Holzindustrie, Bad Tölz (Obb.)

Dipl.-Ing. Klaus Steiner, Bad Tölz (Obb.), und Richard Grössner, Planegg bei München,

sind als Erfinder genannt worden

chen, Fasern, Furniere od. dgl., bestehende Formkörper getreten.

Wirtschaftliche und technische Gesichtspunkte waren für diesen gerade innerhalb der letzten zwei bis drei Jahrzehnte erfolgten Umschwung maßgebend.

Natürlich haftet auch diesen entsprechend der eingangs gegebenen Definition im folgenden einfach als Holzwerkstofformkörper bezeichneten Produkten neben den bemerkenswerten, auf den Holzcharakter zurückgehenden Vorteilen der Nachteil der geringen Temperaturbeständigkeit bzw. leichten Brennbarkeit an.

Es ist darum auch verständlich, daß schon vielfach versucht wurde, diesen Nachteil, der also auch den Holzwerkstofformkörpern eigen ist, durch geeignet erscheinende Maßnahmen zu beseitigen und damit einen feuerfesten oder doch zumindest flammhemmenden Formkörper herzustellen, was die Verwendbarkeit solcher Formlinge auch auf bislang verschlossene Gebiete möglich gemacht hätte.

Die oberflächige Imprägnierung mittels Chemikalien, wie sie von der Imprägnierung massiven Holzes her bekannt ist — durch Eintauchen bzw. Spritzen mit den Lösungen solcher Chemikalien —, bietet aus naheliegenden Gründen nur einen gewissen Schutz. Es wurde darum auch vorgeschlagen, flammhemmende Holzwerkstofformkörper dadurch herzustellen, daß die Holzteilchen, wie Späne, Fasern, Furniere od. dgl., vor Verleimung und Ausformung, die vielfach unter Druck erfolgt, mit flammhemmend wirkenden Chemikalien, z.B. durch Eintauchen oder Besprühen der Teilchen mit Lösungen solcher Chemikalien, imprägniert werden. Ein solches Vorgehen hat jedoch ge-

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wisse Nachteile. Es ergab sich, daß die aus solchermaßen imprägnierten Teilchen durch Verleimung und gegebenenfalls Druck hergestellten Formlinge die an Holzwerkstofformkörper gestellten mechanischen Anforderungen nicht befriedigend erfüllen.

So bieten geringe Beimengungen keinen nennenswert wirksamen Schutz und mengenmäßig größere stören die Güte der Verleimung. Die mechanischen Festigkeiten von Werkstoffplatten aus derart durchgängig präparierten Hölzern, insbesondere die Querzugbeanspruchbarkeit, sinken spürbar ab, wodurch die Brauchbarkeit der Platte erheblich vermindert wird.

Es wurde deshalb auch schon vorgeschlagen, die Holzwerkstoffplatten nicht durchgängig zu imprägnieren, sondern auf ihrer Oberfläche oder im Innern mit nicht brennbaren Schichten, wie z. B. Asbest od. dgl., zu versehen. Es hat sich indessen gezeigt, daß auch solche Holzwerkstoffplatten den Anforderungen nicht in vollem Umfange entsprechen und nur bedingten Schutz gegen Entflammung und Ausweitung entstandener Brände bieten. So genügen derartige z. B. oberflächig angebrachte feuerhemmende Schichten nach dem gemeinsamen -Verpressen mit dem Holzwerkstoff, obwohl die Schichten natürlich nicht oder nur schwer entflammbar bleiben, in ihren thermischen Eigenschaften, d.h. infolge der Wärmeleitfähigkeit, nicht mehr den gestellten Anforderungen.

Sind die nicht brennbaren Schichten z. B. im Innern der Platte eingelagert, so ist zunächst eine brennbare Schicht dem Feuer ausgesetzt, die selbst entflammt und je nach Dicke einer Ausbreitung eines Brandes mehr oder weniger förderlich ist. Auch derartige Platten aus den nachstehenden Gründen ebensowenig befriedigen wie die mit feuerhemmenden Deckschichten ausgerüsteten Holzwerkstoffplatten.

Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß Schichten aus an sich nicht brennbarem Material, wie z.B. Asbest oder dergleichen Isoliermittel auf mineralischer Basis, nach dem Verleimen und Verpressen zusammen mit dem Holzwerkstoff unter Beibehaltung der Nichtbrennbarkeit fast gute thermische Leitfähigkeit aufweisen. In der Praxis wurde gerade bei aus Holzwerkstoffen gefertigten Platten immer wieder beobachtet, daß bei Bränden, die nicht sofort in ihrem Anfangsstadium gelöscht werden konnten, sehr schnell hohe Temperaturen entstehen. Diese hohen Temperaturen können von den außen oder im Innern der Holzwerkstoffplatte eingelagerten nicht brennbaten Schichten nicht aufgefangen werden. Sie durchdringen vielmehr die nicht brennbaren Schichten im Sinne einer thermischen Leitung und erhitzen die dahinterliegenden brennbaren Holzschichten. Nachdem dort ein Sauerstoffzutritt nicht möglich ist, tritt keine Verbrennung, sondern eine Vergasung des Holzes ein. Das Gas sucht sich einen Weg nach außen, gegebenenfalls unter fast explosionsartiger Zerstörung der dann frei liegenden dünnen, nicht brennbaren Schichten, und entflammt selbst. In diesem Stadium, das meist schon sehr schnell eintritt — bei Versuchen in der Brandkammer bereits nach etwa 5 Minuten —, ist die völlige Zerstörung und Verbrennung der Holzwerkstoffplatte nicht mehr aufzuhalten.

Wenn vor der nicht brennbaren Schicht einer Holzwerkstoffplatte, wie meist der Fall, eine brennbare Schicht selbst oder sogar nur eine brennbare Lackschicht angeordnet und dem angreifenden Feuer ausgesetzt ist, d.h. wenn die nicht brennbare Schicht irgendwie im Innern eingelagert ist, wird die beschriebene Durchhitzung und Zerstörung der ganzen Platte natürlich besonders gefördert.

Obwohl schon zahlreiche Vorschläge zur Verhinderung der Entflammung von Holzwerkstoffplatten gemacht worden sind, ist es bislang noch nicht gelungen, dieses Problem in wirklich befriedigender Weise zu lösen.

Überraschenderweise wurde nunmehr gefunden, daß alle diese Nachteile bei ein- oder mehrschichtigen, brandhemmende Stoffe enthaltenden Holzwerkstoffformkörpern, insbesondere -platten, deren brandhemmende Stoffe gegebenenfalls in einer oder mehreren Schichten angeordnet sind, in einfacher und wirkungsvoller Weise dadurch vermieden werden können, daß als brandhemmende Stoffe poröse, schwer und/oder nicht entflammbare Stoffe enthalten sind.

Mit besonderem Vorteil enthalten derartige Formlinge als poröse Stoffe keramische bzw. mineralische, natürliche und/oder synthetische, gegebenenfalls auf organischer Grundlage aufgebaute Stoffe, insbesondere Schaum- oder Porenbeton, porös gebrannte Tone, Blähtone, Bimsstein, Lecakörner und poröse Kunststoffgranulate. Dabei ist es möglich, daß diese porösen Stoffe bei der Herstellung der Platte als fertig vorgeformte Schicht eingebracht werden. So können beispielsweise weichrnacherhaltige Schaumbetonplatten als feuerhemmende Schicht im Sinne der Erfindung in den Formkörpern enthalten sein. Es ist aber auch möglich, daß die poröse Schicht aus Granulaten oder beliebig geformten Bruchstücken der porösen Stoffe besteht, wobei die Partikeln untereinander durch Bindemittel festhaftend miteinander verbunden sind. Die feuerhemmende, aus schwer oder nicht brennbaren, porösen und wärmedämmenden Stoffen in granulierter Form gebildete Schicht oder Schichten können weitere schwer oder nicht brennbare Stoffe, z. B. Mineralfasern, wie Asbest, Stein oder Glasfaser, ferner mit Flammschutzmitteln imprägnierte Holzwerkstoffe od. dgl. und/oder schaum- bzw. porenbildende Zusätze, insbesondere zur Aufblähung im Brandfalle enthalten.

Die porösen Stoffe können mit den sonstigen Stoffen, Bindemitteln und Zusätzen bis zur Bildung eines einheitlichen Gemisches innig vermengt werden und dann gleichzeitig bei der Formung der Holzwerkstoffkörper als eine oder mehrere Schichten auf- oder eingelagert und alles schließlich gemeinsam unter Druck und Wärme verpreßt werden.

Die Zeichnung stellt zwei Beispiele einer Holzwerkstoffplatte nach der Erfindung dar. Ein solcher HoIzwerkstoffkörper kann z. B. nach Fig. 1 aufgebaut sein.

Darin ist mit α die aus porösen Stoffen mit oder ohne weiteren Stoffen und/oder Zusätzen bestehende feuerhemmende Schicht, mit b die tragende Kernschicht und mit c eine die Oberfläche bildende Deckschicht bezeichnet.

Auch ist es möglich, wie in Fig. 2, daß die Schichten symmetrisch derart angeordnet sind, daß sich an die tragende Kernschicht b beiderseits die feuerhemmende Schicht α und dann die Deckschicht c anschließen.

Je nach Verwendungszweck oder zur Erfüllung besonderer Ansprüche können selbstverständlich auch beliebige andere Kombinationen der Schichtenanordnung gewählt worden. Zum Beispiel kann bei einer Holzspanplatte der poröse Stoff mit den Holzspänen vermengt und zu einer einschichtigen feuerhemmen-

den Platte verpreßt werden, die auch wieder je nach Bedarf mit einer beliebigen Deckschicht versehen sein kann. Insbesondere können die dem porösen Stoff untermischten Späne je nach Bedarf mit Flammschutzmitteln imprägniert sein oder nicht. Ebenfalls kann die Deckschicht aus solchen Spänen bestehen. Aber auch in der Anordnung nach Fig. 1 und 2 können die Deckschichten c entfalten.

Zur Erhöhung der Feuerbeständigkeit und der feuerhemmenden Wirkung kann die aus porösen und gegebenenfalls sonstigen Stoffen bestehende Schicht auch mit Treibmitteln versehen sein, die bei Brandtemperaturen schaum- bzw. porenbildende Eigenschaften besitzen und damit die wärmeisolierende Wirkung der porösen Stoffe noch erheblich vergrößern.

Die Menge und Zusammensetzung der beizumischenden treibenden schaum- oder porenbildenden Mittel richtet sich nach der Art des nicht brennbaren Materials und der gewünschten Wirkung. Zum Beispiel können je nach Zweckmäßigkeit entsprechend der Verwendung der gegen Entflammung geschützten Holzwerkstoffplatte viele sehr feine Poren oder weniger größere Poren gewünscht werden. Es kann auch angebracht sein, daß — z. B. bei Kohlendioxyd abspaltenden Zusätzen — im Brandfall mehr Gas, als zuvor Porenbildung notwendig ist, abgespalten wird, das dann austritt und selbst eine feuerhemmende Wirkung herbeiführt.

Als Bindemittel können alle gebräuchlichen Leime sowie duro- und thermoplastische Kunstharzleime verwendet werden. Zweckmäßig werden jedoch solche Leime verwendet, die bei Wärmeeinwirkung nicht zerstört werden und den Zusammenhalt des Gefüges der ganzen Platte und der die porösen Stoffe enthaltenden Schicht oder Schichten gewährleisten. Bei Verwendüng schaum- bzw. porenbildender Zusätze kann mit besonderem Vorteil ein thermoplastisches Bindemittel verwendet werden.

Weiter können die erfindungsgemäßen Holzwerkstofformkörper zusätzlich nicht brennbare Stoffe, wie z. B. Asbest, Steinwolle, bei Brandtemperatur schaum- bzw. porenbildende Zusätze enthalten. Natürlich ist es auch möglich, daß bei solchen Holzwerkstofformkörpern, die z. B. mehrere feuerhemmende Schichten enthalten, diese aus verschiedenem nicht oder nur schwer entflammbarem Material bestehen, ebenso wie verschiedenartige nicht oder nur schwer entflammbare Stoffe in Mischung mit den porösen Stoffen in einer Schicht oder homogen verteilt in den Formkörpern enthalten sein können.

Schließlich können die Holzwerkstofformkörper mit Flammschutzmittel imprägnierte Holzwerkstoffe, wie oben bereits beschrieben, gegebenenfalls aber auch in Form von Schichten enthalten.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Ein- oder mehrschichtige, brandhemmende Stoffe enthaltende Holzwerkstofformkörper, insbesondere -platten, deren brandhemmende Stoffe gegebenenfalls in einer oder mehreren Schichten angeordnet sind, gekennzeichnet durch an sich bekannte poröse, schwer oder nicht entflammbare Stoffe als brandhemmende Stoffe.

2. Holzwerkstofformkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch keramische bzw. mineralische, natürliche und/odec synthetische, gegebenenfalls auf organischer Grundlage aufgebaute Stoffe, insbesondere Schaum- oder Porenbeton, porös, gebrannte Tone, Blähtöne oder Bimsstein, gegebenenfalls in granulierter Form, als poröse Stoffe.

3. Holzwerkstofformkörper nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine vorgeformte Schicht von plastifiziermittelhaltigem Schaumbzw. Porenbeton als poröser Stoff.

4. Holzwerkstofformkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der porösen Stoffe in granulierter Form die Partikeln durch Bindemittel verbunden sind.

5. Holzwerkstofformkörper nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch thermoplastische Bindemittel.

6. Holzwerkstofformkörper nach Anspruch 2,4 oder 5, gekennzeichnet durch an sich bekannte schaum- bzw. porenbildende Zusätze in der bzw. den granulierten, poröse Stoffe enthaltenden Schicht bzw. Schichten.

7. Holzwerkstofformkörper nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß neben den porösen Stoffen, gegebenenfalls in Schichten oder in den poröse Stoffe enthaltenden Schichten, weitere nicht brennbare Stoffe, z. B. Mineralwollen, wie Asbest, Stein- oder Schlackenwolle od. dgl., enthalten sind.

8. Holzwerkstofformkörper nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit Flammschutzmitteln imprägnierte Holzwerkstoffe, gegebenenfalls in Form von Schichten, auch in den poröse Stoffe enthaltenden Schichten enthalten sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 004 366.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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