DE2022572A1

DE2022572A1 - Flammensichere,kleinen Rauch entwickelnde Holzplatte fuer das Bauwesen

Info

Publication number: DE2022572A1
Application number: DE19702022572
Authority: DE
Inventors: Keisuke Shimizu; Kiichi Suzuki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-05-10
Filing date: 1970-05-08
Publication date: 1970-11-26
Also published as: US3663355A; FR2054552A1; FR2054552B1; GB1312711A; JPS4816692B1; DE2022572B2

Description

i^ammensichere,. keinen Rauch entwickelnde • Holzplatte für das Bauwesen

Die Erfindung betrifft eine Holzplatte für das Bauwesen, die nichtbrennbar ist und keinen Rauch ent-.wickelt,, wenn sie bei einem Brand den Flammen ausgesetzt ist.

Man hielt es bisher für unmöglich,. Sperrholz- und Hartfaserplatten nichtbrennbar und rauchlos zu machen, da sie eben aus Holz bestehen, das eine organische Substanz ist. Das Beste, was man bisher erreichen konnte, ist eine Behandlung von Holzmaterialien für das Bauwesen, um sie so schwerbrennbar wie möglich zumachen, wenn sie den Flammen ausgesetzt sind. Bs gibt mehrere Verfahren, um solche Werkstoffe schwer- bzw. nichtbrennbar zu machen.

H"ach einem bekannten Verfahren werden Sperrholz oder andere Materialien mit Ammoniumphosphat, Araraoniumsul-'phat oder Borsäure imprägniert, um ihr©Entzündbarkeit' durch Ausnutzung der Wasserentziehungswirkung dieser Imprägniermittel au verringern bzw. die !Carbonisierung der bei einem Brand den Flammen ausgesetzten

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BAD ORIQINAl

Materialien zu fördern. Bei einem anderen Verfahren werden Sperrholzplatten und andere Materialien in eine Halogenidlösung eingetaucht; wenn solche Werkstoffe einem Brand ausgesetzt sind, steigt die Konzentration von Halogengasen, während die Konzentration entzündbarer Gase verringert wird. Diese Verfahren können wirksam sein,, um verschiedene Materialien nichtbrennbar zu machen, solange die Temperatur unterhalb 5oo ⁰C bleibt. Sobald jedoch die Temperatur, welcher die Materialien ausgesetzt sind, 7oo ⁰C übersteigt, z.B. wenn sie den Flammen eines Brandes ausgesetzt sind, entwickeln die gemäß diesen Verfahren behandelten Materialien viel Rauch und brennen explosivartig. Die herkömmlichen Verfahren sind also fast wirkungslos sowohl hinsichtlich des Verhinderns der Ausbreitung von Flammen beim Ausbrechen eines Feuers als auch hinsichtlich der Herabsetzung· der Menge des von den Materialien bei einem Brand entwickelten Rauches.

Bs wurde erfindungsgemäß gefunden, daß eine Schicht aus Natriumsilikat oder ICaliumsilikat mit einer gewissen Dicke zum Phänomen einer Schaumerzeugung führt, da das darin enthaltene H₂O gleichseitig mit dem Schmelzen des Oberflächenbereiches der den Flammen ausgesetzten Schicht verdampft. Der dabei erzeugte Schaum ist mit einem Film aus glasigem Material bedeckt, so daß sich die Schicht aus Natrium- bzw. Kaliumsilikat bis zu einer Dicke ausdehnt, die mehrere hundert Mal größer als die ursprüngliche Dicke ist. Eine Vielzahl im nlchfbreimhBren, Schaum vorhandener Lücken oder Zwischenräume sowie die Weißfarbe des Films aus glasigem Material wirken sich als wärraeisolierend aus w&ä hindern die ¥lsamen daran,, .sich auf die unter der Sehie&t sas latsiiasj-oder Kaliymsilikat liegenden Materialien atissubreiten.

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SAD ORIOtNAt

Bs wurde ferner gefunden, daß die Schicht aus iNatrium- bzw, Kaliumsilikat einen Nachteil hat. Sine derartige Schicht ist wasserlöslich, so daß sie durch Absorbieren von Wasser aus der Luft leicht aufgelöst wird. Eine solche Schicht reagiert auch mit dem Kohlendioxid der luft mit dem Ergebnis, daß ihre Fähigkeit, Schaum zu erzeugen, infolge der Wasserentziehung herabgesetzt wird. bzw. daß sie in ein Karbonat umgesetzt wird. In diesem Fall wird die Oberfläche der Schicht weiß und ihr Aussehen beeinträchtigt.

In dem Bestreben, eine zweckmäßige bzw» brauchbare Zusammensetzung zu finden, um Sperrholz oder andere Baumaterialien unter Verwendung eines Silikates nichtbrennbar zu machen, wurde erfindungsgeraäß in zahlreichen Versuchen eine Zusammensetzung entwickelt, den den Hachteil der Wasserlöslichkeit des Natrium- bzw. Kaliumsilikates nicht aufweist, jedoch den Vorteil der Schaumbildung beibehält.

Demgemäß sieht die Erfindung die Schaffung einer flammensicheren, keinen Rauch entwickelnden Holzplatte für das I Sauwesen vor, die aus einer Grundplatte* einer Schicht aus einem wasserlöslichen Silikat wie z.B. Matrium- oder Kaliumsilikat und einer kompakten, steifen Schicht aus einer wasserfesten bzw. wasserabweisenden Zusammensetzung besteht, die auf der erstgenannten Schicht gebildet ist.

GemSfl der Erfindung wird die wasserfeste, silikathaltige Zusammensetzung erzeugt, indem dem Natriumsilikat, . '

Kaliumsilikat oder einem anderen wasserlöslichen Silikat 1 bis 5o£ eines Materials wie z.B. Dikalziumsilikat zugegeben wird, das sich mit einem wasserlöslichen Silikat

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ßAD ORIGINAL

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zum Erhalt eines wasserunlöslichen Niederschlages oder Selbstabbindegemisches verbindet· In diesem Zustand ist das «atrium-bisw. Kaliumsilikat daran gehindert, unmittelbar mit Wasser und Luft in Kontakt zu kommen, so daß sie Fähigkeit der Silikatschicht, Schaum zu erzeugen, während einer längeren Zeitspanne aufrechterhalten und die Oberfläche einer solchen Schicht daran gehindert werden kann, sich weiß zu verfärben.

Die Erfindung ist ferner auf die Schaffung einer feuer-bzw. flammensicheren, keinen Rauch entwickelnden Holzplatte für das Bauwesen gerichtet, welche eine zusätzliche Zieroberflächenschicht aufweist, die auf der kompaktenj steifen Schicht aus einer silikathaltigen wasserfesten Zusammensetzung gebildet ist* indem eine Druckfolie mittels eines anorganischen Haftmittels bzw. eine dünne Schicht oder Platte aus fein granuliertem oder gemasertem Holz mittels eines Klebstoffs bzw. eines Haftmittels mit der kompakten, steifen Schicht aus der silikathaltigen wasserfesten Zusammensetzung haftend verbunden ist, oder indem diese steife Schicht zum Erhalt der Zieroberflächerischicht unmittelbar tibermalt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigts

^J Pig. 1 eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen co Ausführungsform,

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oo Pig. 2 eine Schrägansicht einer anderen erfindungs- _> gemäßen Ausführungsform und

^ Fig. 3 ein Vergleichsdiagraram der Temperatur an der

Unterseite einer erfindungsgemäßen Platte (Kurve A) und einer herkömmlichen Platte

BAD ^OFHGINAL

(Kurve B) in Abhängigkeit von der Srhitzungsdauer.

Die erfindungsgemäße flammensichere, keinen Rauch entwickelnde Holzplatte zur Verwendung im Bauwesen weist ■ eine kompakte, steife und wasserfeste Schicht 2 auf, die auf einer Grundplatte 1 aus Sperrholz,, Hart faserstoff, Schichtholzmaterial oder dergleichen durch Auftragen einer silikathaltigen wasserfesten Zusammensetzung bzw. Masse gebildet ist. letztere wurde erzeugt, λ indem zum Natriumsilikat, Kaliumsilikat oder einem anderen wasserlöslichen Silikat 1 bis 5o^ eines Mate* rj,als wie z.B.. Dikalziurasilikat beigegeben wurde, das sich zum Erhalt eines wasserunlöslichen Niederschlages ■

oder Selbstabbindegemisches unter Wasserentzug mit einem wasserlöslichen Silikat verbindet und das aus den Salzen oder Oxiden von Aluminium,, Magnesium, Blei,, Titan, Chrom, Eisen, Zink und Kalzium bzw. aus Kieselgel oder den Suiziden von Bisen, Kupfer und Kalzium bzw. aus Aldehyden wie z.B.. Glyoxal gewählt sein kann. Die Festigkeit der wassersicheren Schicht 2 kann erhöht werden, indem der silikathaltigen wasserfesten Masse-ein anorganischer Füllstoff wie z.B. Perlit, Asbestkurzfasern, | Bentonit und dergleichen beigegeben wird. Die silikathaltige wasserfeste Schicht erfährt keine Veränderungen, selbst wenn sie 24 Stunden unter Wasser gehalten wird, wobei sie genauso kompakt und steif wie vor dem Einbringen in das Wasser verbleibt.

Die silikathaltige wasserfeste Schicht hat eine sehr geringe Grasdürchlässigkeit, so d aß Kohlendioxid, freier Säuer- , stoff und Wasser aus der luft diese Schicht 2 nicht durchdringen können.

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BAD ORIGINAL

Auf ihr ist eine Zwischenschicht 3 aus einem wässerlösli-, chen Silikat wie z.B. einem Natriumsilikat, Kaliumsilikat oder dergleichen gebildet, die den wesentlichen Teil des flamraensicheren Aufbaues der erfindungsgemäßen Platte bildet» Die Zwischenschicht 3 bleibt normalerweise trocken und enthält eine Wassermenge von.zumindest etwa 2o Grew,-#, Sobald sie erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird, wie z.B. Temperaturen von etwa 4oo ⁰C, und zwar etwa 1o Sekunden lang, erzeugt diese Zwischenschicht Schaum, so daß ihre Dicke zehn- bis hundertmal größer als die ursprüngliche Dicke der Platte ist. In diesem Zustand ist die Zwischenschicht 3 mit einer Vielzahl diskreter Schaumteilchen angefüllt, die nichtbrennbar untl wärmeisolierend sind. Sine derartige Schaumzwischenschicht hat eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit, so daß ihre Oberfläche, wenn sie Flammen mit einer Temperatur von Über 56o ⁰C ausgesetzt ist ₉ schmilzt und sich in einen zähen Film verwandelt.

Die Schaurateilchen werden daher durch einen von den Flammen hervorgerufenen Heißwind nicht verstreut, sondern sie bleiben an Ort und Stelle.

Auf der Zwischenschicht 3 ist eine Haftschicht 4 gebildet, durch welche eine Zierschicht 5 mit der Zwischenschicht 3 haftend verbunden wird. Die Haftschicht 4, die aus der gleichen. Zusammensetzung wie die silikathaltige wasserfeste Masse zum Bilden der wasserfesten Schicht 2 gebildet ist,, dient dazu, die Zierschicht S mit der Zwischenschicht 3 haftend zu verbinden und mit der silikathaltigen wasserfesten Schicht 2 zum Schutz der Zwischenschicht 3 zusammenzuwirken, um einem Verlust ihrer Fähigkeit zur Schaumbildung vorzubeugen. Mit anderen Worten, die Haftschicht 4 bildet einen Bestandteil des flammensicheren Aufbaues, der wasserfest und gasundurchlässig ist.

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BAD ORIGINAL ^"^¹¹^ ^f·· - '

Das die Zierschicht 5 bildende Material kann ein Papierblatt oder eine Folie bzw. ein Furnier aus fein granuliertem bzw. gemasertem Holz sein. Sin solches Papier kann aus der Gruppe gewählt sein, die gewöhnliches Druckpapier, Titanpapier, Hartpapier, Asbestpapier, mit Kunstharz behandeltes Papier und Kunstharzpapier umfaßt. Hin solches Papier kann bedruckt und mit einem Kunstharzüberzug versehen sein. Die Zierschicht 5 dient auch zum Schutz der darunter liegenden Silikat- ~ schicht. Sie verhindert ferner den Aufbau von Weiß- |

stoffen auf der Oberfläche der Platte, der infolge des AusblÜhens bzw» von Anflug anorganischen Materials in der darunter liegenden Schicht entstehen kann.

Anstatt die Zierschicht 5 auf der wasserfesten Haftschicht 4 zu bilden, kann das Bedrucken unmittelbar auf der wasserfesten haftschicht 4 erfolgen, wie bei 6 in Flg. 2 gezeigt. Das Bedrucken kann nach einem der bekannten Verfahren wie z.B. dem Gravurdruck-, Offsetdruck-, Umdruck⁴» und Siebdruckverfahren erfolgen. Die auf die Schicht 4 aufgetragene Bedruckung kann ein Holzmasermuster oder eine andere Musterung einfarbig oder In | Naturfarbe seih* Die dabei verwendete Druckfarbe kann Vinylchlorid oder ein anderes Kunstharzmaterial als Hauptbestandteil aufweisen, so daß die Platte alkali-βicher bzw. laugenfest bleibt.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß erfindungsgemäß auf eine Grundplatte bzw. Unterlage eine wasserfeste Masse aufgetragen wird, die ein wasserlösliches Silikat wie ein Natrium- oder Kaliumsilikat (die Erfindung wird nachfolgend unter Verwendung von ßatrium-Bilikat beschrieben) sowie ein Material wie Dikalzium-

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silikat ( die -^rfinöung wird nachfolgend unter Verwendung von Dikalziumsilikat beschrieben) aufweist, das sich mit einem wasserlöslichen Silikat zum Erhalt eines selbstabbindenden Gemisches bindet. Viskoses Natriumsilikat ist so klebrig, daß das Produkt der Reaktion zwischen dem Natriumsilikat und dem Dikalziumsilikat an der Grundplatte oder Unterlage haftet und gleichzeitig eine benachbarte Schicht aus Natriumsilikat ebenso mit der Schicht aus der silikathaltigen wasserfesten Masse fest verbunden wird. Dank dieser Anordnung wird einem Abschälen der Grundplatte von der ^atriumsilikatschicht infolge einer Auflösung der letzteren vorgebeugt. Weil die Natriumsilikatschicht mit einer zusätzlichen Schicht aus einer silikatenthaltenden wassersicheren Zusammensetzung versehen ist, bei welcher das Katriumsilikat mit dem Dikalziumsilikat verbunden ist, wird einer Auflösung des Natriumsilikats durch in der Luft enthaltenes Wasser oder durch mit den katriumsilikat beim Abwischen mit einem feuchten Tuch in Kontakt gebrachtes Wasser vorgebeugt. Die Verwendung der zusätzlichen Schicht aus wasserfester Masse mit Natriumsilikat und Dikalziumsilikat als Haftmittel zum Auftragen einer Zierschicht auf die Natriumsilikatschicht ergibt eine Zierschicht, die mit einem Teil des Natripmsilikats imprägniert ist, so daß diese Zierschicht auf einer Natriums ili.katschicht fest haftet und hitzebeständig ist. Auf diese Weise wird eine flaramensichere und hitzebeständige Oberfläche auf der &ierschicht gebildet. Gleichzeitig wird dank der Anwesenheit der wasserfesten Kasse einem Ausschvifczen von Natrium-Bilikat auf der Oberfläche der Zierschicht und somit einem Beflecken ihrer Oberfläche durch ein weiß gefärbtes Doppelealz vorgebeugt, das sich bildet, wenn das Natriumsilikat mit dem Kohlendioxid der Luft in Kontakt kommt.

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Erfolgt das Drucken unmittelbar auf der.wassersicheren Haftschicht,, ohne die Zierschicht auf dieser izu befestigen, so kann die aus einem Brennen rauchentwickelnden organischen Stoff wie Papier oder Holz bestehende Schicht entfallen, ohne dabei die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Platte zu beeinträchtigen, d.h. letztere bleibt weiterhin flammensicher und entwickelt keinen Rauch. Durch das Nichtvorhandensein der Zierschicht auf der ftatriumsilikatschicht, die eine schaumbildende Schicht ist, wird der Einfluß ausgeschaltet, der sonst durch die Zier- " schicht auf die Fähigkeit der ^atriumsilikatschicht zur Schaumbildung· ausgeübt sein würde, so daß es nun möglich ist, eine Maximaldicke der Natriumsilikatschicht zu erzielen, wenn sie, den Flammen ausgesetzt, Schaum bildet. Dies führt zu einer verbesserten wärmeisolierenden und flammensicheren Platte nach der vorliegenden Erfindung.

Im folgenden werden ednige erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele beschrieben.

Beispiel 1

Eine Masse bzw* Zusammensetzung der angegebenen Art wurde

mit Hilfe einer Streichwalze auf eine Sperrholzplatte mit einer Dicke von 4 mm mit einer Aufstrichmenge von 18o g/m aufgetragen:

Natriumsilikat

( 4o Baume* ) 1oo

Dikalziumsilikat ' 3o

Asbest 5

Perlit 009848/1191 : _?

Dann wurde Natriumsilikat ( 42 ° Baume* ) mit Hilfe einer Fließe trennvorrichtung auf die aus der obigen Masse bestehende Schicht in einer Menge von 1.35o g/m aufgetragen. Auf die Natriumsilikatschicht wurde mit Hilfe einer Streichwalze in einer Menge von 18o g/m² eine Haftschicht der folgenden Zusammensetzung aufgetragen:

Kaliumsilikat

( 38 ° Baumi ) too

Dikalziumsilikat 2o

Talkum . Io

Bin mit dem gewünschten Muster bedrucktes Titanpapierblatt wurde auf die Haftschicht aufgeklebt, worauf das ganze Schichtengebilde zusammengedrückt und fertigbearbeitet wurde.

Die nach dem oben beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß hergestellte Platte verblieb 24 Stunden in einer Klimakammer bei 4o ⁰G und 1oo# relativer Feuchtigkeit, wobei sich keine Veränderungen oder 0/berfläehenbeachaffenheit zeigten. Auch wurde die Platte 3o Tage in einer Kohlendioxidatmosphäre mit einem Druck von 1 at gehalten. Das Phänomen eines Niederschlages von Weißstoff auf der Oberfläche infolge des in der Luft vorhandenen Kohlendioxides wurde nicht beobachtet.

Beispiel 2

Bine Masse bew. Zusammensetzung der angegebenen Art wurde auf die Oberfläche einer Sperrholaplatte mit Hilfe einer

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Streichv/alze in einer Menge von Joο g/m aufgetragen:

Kaliujnsilikat

( 38 Baume ) ' 1oo

Dikalziumsilikat 3o

Asbestkurzfasern 1o

Perlit 5

Dann wurde Kaliumsilikat ( 42 ° Baume ) mit Hilfe einer Fließstreichvorrichtur.g auf die Schicht aus der oben erwähnten Zusammensetzung in einer Menge · von l.ooo g/maufgetragen. Dieselbe Zusammensetzung wurde wiederum mit Hilfe einer Streichwalze in einer Menge von 27o g/m auf die Kaliumsilikatschicht aufgetragen und dann getrocknet.

Bin Zweifarbdruck wurde unmittelbar auf die zweite · Schicht aus der oben erwähnten Zusammensetzung mit Hilfe einer Gravuroffsetdruckraaschine aufgetragen und dann

eine Farbe des AminharBsystems auf die bedruckte Ober- I

fläche in einer Menge von 2o g/m aufgetragen» getrouknet und fertigtearbeitet·

Die nach dem obigen Beispiel hergestellte flammensichere, keinen Rauch entwickelnde Platte wurde unmittelbar mit Flammen mit einer Temperatur von etwa 6oo C erhitzt, indem die Oberfläche der Platte den Flammen eines Bunsenbrenners ausgesetzt wurde.

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Die Kurve A in Fig. 3 zeigt den Temperaturanstieg im Mittelabschnitt der Plattenunterseite in Abhängigkeit von der Zeit.

Man sieht, daß. der Temperaturanstieg auffallend klein ist, insbesondere im Vergleich mit dem schnellen und steilen Temperaturanstieg bei den herkömmlichen Platten, wie durch die Kurve B dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß die erfindung3gemäßen ™ Platten weitestgehend unentzündbar sind. Kein Rauch wurde von den erfindungsgemäßen Platten entwickelt, wenn sie den Flammen ausgesetzt wurden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1.\ Flammensichere, keinen Rauch entwickelnde Platte für das Bauwesen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Grundplatte bzw.. Unterlage. (1) und einer auf dieser Unterlage gebildeten Schicht (2) aus einer wasserfesten ''Zusammensetzung bzw. Masse besteht, welche durch Zugabe zu einem wasserlöslichen Silikat, z.B. einem Natrium- bzw. Kaliumsilikat, eines Materials wie Dikalziumsilikät gebildet ist, ~ Λ das sich mit einem wasserlöslichen Silikat zum '

«Erhalt eines selbstabbindenden Gemisches verbindet, daß eine Schicht (3) aus einem wasserlöslichen Silikat, z.B. einem Natrium- bzw. Kaliumsilikat, auf der aus der wasserfesten ^asse bestehenden Schicht (2) vorhanden ist und daß eine zusätzliche Schicht (4) aus der wasserfesten Masse auf der Schicht (3) aus wasserlöslichem Silikat vorgesehen ist.

2. Platte nach Anspruch i , gekennzeichnet durch eine Zieroberflächenschicht (5) die durch Auftragen einer Druck-Folie auf die zusätzliche, aus der wasserfesten

Masse bestehenden und als Haftschicht dienende "

Schicht (4) gebildet ist. '

3. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Schicht der wasserfesten Masse zum Erhalt eines beliebigen Ziermusters auf der Plattenoberfläche »unmittelbar bedruckt ist.

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L e e r s e i t e