DE2546709A1

DE2546709A1 - Isolierendes schichtstoff-plattenmaterial

Info

Publication number: DE2546709A1
Application number: DE19752546709
Authority: DE
Inventors: Lamonte R Koonts
Original assignee: Uniroyal Inc
Current assignee: Uniroyal Inc
Priority date: 1974-10-25
Filing date: 1975-10-17
Publication date: 1976-04-29
Also published as: FR2289342A1; GB1521699A; IT1047298B; JPS5166552A; AU8543375A

Description

TlEDTKE - BüHLING "KlNNE Dipl.-hg. Tiedtke

Dipl.-Chem. BühHng

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C U *+ O / U v? _{8 München 2>} Postfach 202403 Bavariaring 4

Tel.:(0 89)53 96 53-56

Telex: 5 24845 tipat

cable: Germaniapatent München

17. Oktober- 1975

B 6888 / F-5224/5186

Unlroyal Inc.
New York, USA

Isolierendes Schichtstoff-Plattenmaterial

Die Erfindung "betrifft einen thermisch isolierenden Schichtstoff, der aus einem starrem Schaumstoffkern, zweckmaßigerweise einem Polyurethan-Schaumstoffkern, und einer auf wenigstens einer Oberfläche des Kerns haftenden porösen Gewebe- oder Papierschicht besteht. Sie betrifft auch einen Schichtstoff, bei dem eine Metallfolie durch einen nicht entflammbaren, wenig Rauch entwickelnden Kleber mit der porösen Schicht verklebt ist. Ferner kann zwischen der

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Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

Schicht und der Folie ein Netz aus Glasfaser-Spinnfäden eingeschlossen s-ein.

Ein "bekanntes Produkt besteht aus einem Verbundwerkstoff, bei dem sich zwischen Schaumstoff und Papier ein Polyäthylenfilm befindet. Dieser Schichtstoff ist teurer und weniger gut verfügbar (wegen der Erdölknappheit) als die erfindungsgemäßen Produkte. Das Polyäthylen verursacht im Falle eines Feuers Rauchentwicklung, beschleunigt und verstärkt die Flammenausbreitung und verhindert auch die Tränkung des Papiers durch die Schaumstoffbestandteile. Die bisher erhältlichen Schichtstoffe enthielten mehr als eine Schicht aus Papier oder Kunststoff, wie z.B. Polyäthylen, und haben sich aufgrund ihrer Eigenschaften als unzuverlässig bei der erforderlichen Feuchtalterungsprufung (ASTM D-2126), der'Heißaufstrichprüfung (hot mop test) und der Aufbringung von heißem Asphalt, die bei der Errichtung zusammengesetzter Dächer (BIIR) durchgeführt wird, erwiesen. Einzelheiten dieser Prüfungen werden weiter unten angegeben. .. _._

Die Schichtstoffplatte der Erfindung besteht aufgrund ihrer Eigenschaften die Feuchtalterungsprufung, die Heißaufstrichsprüfung und die' Aufbringung von heißem Asphalt, wie sie bei der Errichtung zusammengesetzter Dächer (BUE) Anwendung findet. Der Schichtstoff mit-eingearbeiteten Folie/Glas-

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Schichten besteht auch die Prüfungen auf Nichtentflammbärkeit und Rauchentwicklung, wie z.B. ASTM E-84-. Es' ist anzunehmen, daß die Durchdringung der porösen Schicht mit dem flüssigen Polyurethan oder anderen während der Schichtstoffherstellung verwendeten Chemikalien der Grund für die günstigen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schichtstoffplatte ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen thermisch isolierenden Schichtstoff zu schaffen, insbesondere einen solchen mit außergewöhnlicher Formbeständigkeit. Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf wenigstens eine Oberfläche eines starren Schaumstoffkerns mit geschlossenen Zellen, zweckmäßigerweise eines Polyurethan-Schaumstoffkerns, eine poröse Papier- oder Gewebeschicht aufgeklebt ist. Bei dem BeSchichtungsvorgang wird die poröse Schicht an den Kern angefügt und mit Polyurethan oder anderen Kernbestandteilen getränkt. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine Metallfolie durch einen nichtentflammbaren Kleber mit geringer Rauchbildung auf die poröse Schicht aufgeklebt. Ferner kann zwischen der' Schicht und der Folie ein Netz aus Glasfaser-Spinnfäden angeordnet sein.

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Figur 1 zeigt einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Schichtstoffplatte.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Schichtstoffplatte, in der auch eine Metallfolie und ein Glasfasernetz enthalten sind.

Figur 3 ist eine Ansicht, die ein typisches Glasfasernetz zeigt.

Figur 4 zeigt, wie die Proben vor der weiter unten beschriebenen Feuchtalterungsprüfung markiert werden müssen.

Es gibt drei kontinuierliche Verfahren, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Isolierplatte geeignet sind. Bei dem Viking-Beschichtverfahren werden die Polyurethan-Chemikalien oder andere Kernbestandteile auf die die Kernabdekkung bildende Schicht aufgesprüht. Bei dem Verfahren mit beschränkter Ausdehnung werden die Polyurethan-Chemikalien oder andere Kernbestandteile auf die die Kernabdeckung bildende Schicht aufgegossen. Bei dem Dosierwalzenverfahren, gewöhnlich Verfahren mit freiem Anstieg genannt, wird die Schicht in einem kontinuierlichen Dosiervorgang aus einem Flüssigkeitsvorrat beschichtet.

Bei den Bestandteilen für den Polyurethan-Schaum-609818/1001

stoffkern sind geeignete Isocyanate Polymethylen -polyphenylisocyanat, Dxphenylmethandiisocyanat und Triphenylmethantriisocyanat. Für den Einsatz bei starren Schaumstoffen geeignete Wasserstoffdonatoren sind Polyole hoher Funktionalität, von denen einige als Polyäther klassifiziert werden können, während andere Sucrosederivate, Sorbitderivate und Glycerinderivate sind. Chlorierte und/oder phosphorhaltige Polyole werden zweckmäßigerweise verwendet, wenn Feuerfestigkeit erwünscht ist, wie im Falle der erfindungsgemäßen Schichtstoffplatten. Diese Polyole umfassen Polyester mit endständigem Hydroxyl auf Basis von Chlorendicsäure (Derivate von 1, 4·, 5, 6, 7)7-Hexachlor-(2,2,i)5-hepten-2,3-dicarbonsäure) und ähnliche Polyester der Tetrachlorphthaisäure. Hydroxylhaltige Pentaerythritphosphite mit einem Gehalt von 15 bis 20 % Phosphor können polymerisiert werden, indem man sie erhitzt, bis die Viskosität bei 25° C wenigstens 20 000 Centipoise erreicht hat. Das Produkt sind polymere Organophosphitpolyole, die zur Umsetzung mit Polyisocyanaten geeignet sind. Zweckmäßigerweise werden bei der Zubereitung kleine Mengen Rizinusöl eingesetzt, wenn ein starrer Schaumstoff mit guter Stoßfestigkeit und guten elektrischen Eigenschaften gefordert wird. Im allgemeinen ist es erwünscht, daß das Polyol im Mittel wenigstens drei endständige Hydroxylgruppen trägt und eine Hydroxylzahl in dem Bereich von etwa 250 bis etwa 750 aufweist. Diese Polyole umfassen Polyäther, die durch Propoxy-

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lierung eines Triols, z.B. des Glycerins, eines Tetrols, z.B. des Pentaerythrits, eines Pentols, z.B. des Arabits, oder eines Hexols, z.B. des Sorbits, hergestellt wurden. Andere geeignete Polyole sind Polyester mit endständigem Hydroxyl und einem Molekulargewicht in dem Bereich von etwa 400 bis etwa 4 000, wie z.B. polyfunktionelle Glycerin- oder Trimethylolpropan-Diäthylenglykol- oder Propylenglykol-Kondensationsprodukte, die mit Säuren, wie z.B. Adipinsäure, Bernsteinsäure und Sebacinsäure, verestert sind.

Anstelle eines Kerns auf Basis von Polyurethan kann auch ein Kern verwendet werden, der mit Polymeren des Isocyanurattyps hergestellt wurde. Diese Isocyanurat-Schaumstoffe sind bekannt und basieren gewöhnlich auf der Trimerisierung von Isocyanaten in Gegenwart eines Katalysators. Geeignete katalytische Systeme sind Metalloxide, z.B. Lithiumoxid, Tributylzinnoxid; Alkoxide, z.B. Benzyltrimethylammoniummethoxid, Natriummethoxid, Kalium-tert.-butoxid und Borate; Amine, z.B. Triäthylamin, Dimethylbenzylamin, 2,4,6-tris(Di methylaminomethyl)phenol, 2,4- oder 2,6-bis(Dimethylaminomethyl)phenol, N,N,li'-trisCDimethylaminopropyl)-syin-hexahydrotriazin; Metallhydride, z.B. Natriumborhydrid', Carboxylate, z.B. Natriumformiat, Natriumcarbonat, Kaliumacetat, Calciumacetat, Mischungen aus Natriumbenzoat und Dimethylformamid, ferner Alkalimetallseifen, Naphthenate, Bleioleat-Salze und

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Xanthate; Hydroxide, z.B. Benzyl trimethylaimoniumhydroxid (gewöhnlich, in Dimethylsulfoxid);Säuren, z.B. Chlorwasserstoff säure, Ameisensäure, Aluminiumtrichlorid und Friedel-Crafts-Katalysatoren; organometallische Verbindungen, niedermolekulare Alkylenimide und Aldehyde sowie kombinierte Systeme, z.B. Amine mit Epoxyden, Alkoholen, Carbonaten, Alkylenimiden,.Carboxylsäuren oder Peroxiden sowie Ammoniumhydroxide-Carbamat-Systeme.

Polymere auf Polyisocyanuratbasis zeigen gewöhnlich eine verbesserte Flammfestigkeit im Vergleich zu den Polyurethan-Gegenstücken und sind bis zu höheren Temperaturen beständig. Sie können nach dem bekannten einschüssigen Verfahren hergestellt werden, d.h. das Polyätherglykol wird den Additiven,wie etwa dem oberflächenaktiven Mittel (Silikon), Blähmittel usw., zugesetzt, und dann wird unter intensiver Rührung des Gemisches ein Polyisocyanat und ein Trimerisierungskatalysator zugegeben. Die Aufbringung des Reaktionsgemisches auf die Membranen oder Außenhäute erfolgt nach der weiter unten gegebenen Beschreibung.

Zur zusätzlichen Erläuterung der Isocyanurattrimerisierungskatalysatoren und der Darstellung von Polymerschäumen wird auf die folgenden Patentschriften hingewiesen: US-PSen 2 979.4-85 und 2 993 870, BE-PS 609 265, US-PS 3 635 84-8, GB-PS

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1 155 768, US-PSen 3 250 732, 3 578 622, 3 4-50 701, 3 396 167, BE-PSen 723 151, 712 731, 697 4-11, GB-PS 1 080 487 und Kanadische PS 833 619.

Das Blähmittel kann irgendein geeignetes, dem Fachmann bekanntes Blähmittel sein. Beispielsweise können gewöhnlich flüssige, halogenierte, aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Monochlortrifluormethan oder Di chlordi fluorine than eingesetzt werden. Dieses Blähmittel kann etwa 5 bis etwa 15 Gew.-% des Gesamtgewichtes von Polyol und Polyisocyaiiat ausmachen.

Der Schaumstabilisator kann irgendeiner der bekannten Stabilisatoren sein, wie z.B. Dirnethylpolysiloxan, polyäthoxilierte pflanzliche Öle, polyäthoxilierte Fettsäuren, polyäthoxilierte Phenole und Sorbitanmonoester. Bei Verwendung eines Schaumstabilisators beträgt die Menge etwa 0,01 bis etwa 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht- der eingesetzten Stoffe.

Geeignete Katalysatoren sind Triäthylendiamin, bis-(2-Dimethylaminoäthyl)äther, Dibutylzinndilaurat und Zinn(II)-octoat.

Das Polyisocyanat und die Polyole sollten so bemes-

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sen sein, daß im wesentlichen äquivalente Mengen beider Bestandteile vorliegen, wenngleich vorzugsweise ein geringer Überschuß Polyisocyanat eingesetzt wird. Das Blähmittel wird in einer Menge verwendet, die zur Bildung eines Schaums der gewünschten Dichte ausreicht. Vorzugsweise liegt die Dichte des Schaumstoffkerns in dem Bereich von etwa 0,024. bis-etwa o,048

Eine Membran aus einem porösen Schichtwerkstoff, einer Metallfolie und einem dazwischen befindlichen Netzwerk aus Glasfaser-Spinnfäden, die an dem Polyurethankern klebt, kann nach der US-PS 3 202 567 hergestellt '.verden. Auf den Inhalt dieses Patentes, insbesondere Spalte 3j Zeile 49 bis Spalte 5, Zeile 15 und Spalte 5, Zeile 64 bis Spalte 6, Zeile 6, wird ausdrücklich Bezug genommen.

Die poröse Schicht kann aus irgendeinem porösen Papier oder Gewebe, wie z.B. Hadernpapier oder Asbestbahnmaterial, bestehen. Ein besonders geeignetes Material ist ein poröses Beschichtungs-Kraftpapier von 11,32 bis 22,65 kg, wobei ein Kraftpapier mit 13,6 kg bevorzugt wird. Die Schicht muß ausreichend porös sein, damit genügend flüssige Polyurethanchemikalien eintreten können und bei ihrer Härtung ein Produkt liefern, das die verschiedenen oben genannten Prüfungen besteht,

Wenn die Schichtstoffplatte als Außenschicht eine Metallfolie trägt, wird hierdurch neben der Feuerbeständigkeit die Absperrung der Feuchtigkeitseindringung erreicht. Die ge-

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eignete Mindestdicke dieser Schicht beträgt etwa 0,0089 mm. Zunehmende Dicke dieser Schicht ergibt eine zunehmende Festigkeit und Feuerbeständigkeit des Endproduktes. Geeignete Metallfolien für diesen Zweck sind Aluminium- und Kupferfolien.

Wie oben ausgeführt wurde, wird zweckmäßigerweise in die Kleberschicht zwischen der porösen Schicht und der Metallschicht ein^Glasfasernetz oder dergl. eingelegt, um die Gefügefestigkeit und die Formbeständigkeit zu verbessern. Die Formbeständigkeit wird weiter verbessert, da der Glasfasergehalt unter rechten Winkeln zu der BeSchichtungsrichtung der Maschine-zunimmt. Wenngleich man die Verwendung eines solchen Netzes bevorzugt, kann es auch fehlen, wenn die dadurch erzielten Eigenschaften nicht erforderlich sind, d.h. wenn die Gefügefestigkeit und Formbeständigkeit des Endproduktes in einem gewissen Maße beeinträchtigt werden kann. Äquivalente für Glasfasern sind z.B. Sisalfasern oder andere Verstärkungsfasern und Metalldrähte. Die parallelen Spinnfäden in dem Netz können so dicht liegen, daß sie sich gegenseitig berühren, vorzugsweise haben sie jedoch einen Abstand voneinander von 12,7 mm. Es kann mehr als eine Netzschicht aus diesen Spinnfäden verwendet werden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist dies jedoch nicht nötig. Es ist ebenfalls nicht erwünscht, daß die Netzschicht so dick ist, daß die flüssigen Polyurethanchemikalien nicht genügend in die Membran eindringen, was zur FoI-

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■ge hat, daß das Endprodukt bei der Feuchtalterung und den anderen angegebenen Prüfungen versagt.

Wie oben erwähnt wurde, ist·es wesentlich, daß das flüssige Polyurethan oder die andere chemische Zubereitung gleichzeitig auf die beiden porösen oder anderen Schichten aufgebracht wird. Es ist bei dem Beschichtungsverfahren auch wichtig, daß die Värme nicht zu früh zur Anwendung gebracht wird. Die „Cremezeit", d.h. der erste Zeitpunkt, bei dem die Polyurethanzubereitung nicht mehr flüssig ist, wird verlängert, indem man die äußere Wärme und die Katalysatormenge in der Zubereitung gering hält. Bei einer geeigneten Cremezeit können die ausreichend fließfähigen Polyurethanchemikalien in die poröse Schicht eindringen, so daß das Endprodukt die Feuchtalterungs- und die HeißaufStrichprüfung besteht. Es ist besonders erwünscht, daß vor Zuführung äußerer Wärme zu dem Schichtstoff die Polyurethanchemikalien reagiert haben und die Schaumausdehnung zu wenigstens 90 % vollständig ist. Eine geeignete Temperatur zur Härtung des Schichtstoffes ist etwa 65,5⁰C.

Statt der Aufbringung der oben beschriebenen porösen Schicht oder Membran auf beide Außenseiten des Polyurethankerns können die folgenden Werkstoffe auf eine Seite des Kerns aufgebracht werden, um die gewünschten Ergebnisse, z.B. die Herstellung von Schichtstoffen für die Dachkonstruktion Facto-

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ry Mutual Class 1, zu erzielen: Perlit-Platten, Gipsplatten, Mineralfaserplatten, Glasfaserplatten, Metallplatten und ähnliche starre Konstruktionswerkstoffe. Die normale Dicke dieder Werkstoffe liegt in dem Bereich einer Größenordnung "bis

zu 5)1 cm.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schichtstoffplatte besteht die erste Stufe darin, dem Mischkopf der Beschichtungsmaschine die Chemikalien zuzuführen, die zur Erzeugung eines Endproduktes mit den gewünschten physikalischen-Eigenschaften, wie z.B. Dichte, Formbeständigkeit, Druckfestigkeit,' Isolationsvermögen und den anderen bei Urethanschaum-Schichtstoffen erwünschten Eigenschaften erforderlich sind. Es sind die beim Zubereiten, Zumessen, Pumpen und Mischen von Chemikalien in der Industrie praktisch benutzten Standardmethoden anwendbar, solange sich dabei eine konsistent dosierte und vollständig gemischte chemische Mischung· ergibt. Die folgende typische Zusammensetzung ist zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schichtstoff platten gut geeignet:

■ ■ Gewichtsteile

Polyol (Sucrosetyp mit einer Hydroxylzahl von 4-95 "bis 505)

Tri(beta-chloräthyl)phosphat (reaktionsträger Feuerhemmstoff)

Alkylsilanpolyoxialkylen-Mischpolymerisat (oberflächenaktiver Stoff)

Amin-Katalysator Dibutylzinndilaurat

Freon 11 (Irichlormonofluormethan) (Blähmittel) 36-38 Methylendi(4-phenylisocyanat) (MDI) .

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90	0
10	2
1,	16
1,

Alle Bestandteile mit Ausnahme der letzten beiden werden vorab gemischt, und das Blähmittel und das Methylendi-(4—phenyldiisoeyanat) werden am Mischkopf der Beschichtungsmaschine zugesetzt.

Ein zwingendes Erfordernis des Verfahrens besteht darin, daß das gesamte chemische Gemisch eine ausreichend lange Cremezeit und eine genügend niedrige Viskosität hat, so daß es die poröse Schicht oder den porösen Teil der Membran im wesentlichen durchdringen kann oder daß es in ein halb-durchdringungsfähiges starres Konstruktionsmaterial eindringen kann, wenn dieses als eine Außenhaut des Schichtstoffs dient. Eine geeignete Cremezeit für diesen Zweck liegt bei 7 bis 10 Sekunden. Ebenso muß die Temperatur der vereinigten und gemischten Chemikalien bei der Aufbringung eine ausreichende Zeit und Viskosität zur Durchdringung der porösen Schichten oder Außenhäute gewährleisten. Eine wünschenswerte Temperatur der Chemikalien zum Zeitpunkt der Aufbringung liegt bei etwa 23 C. Es ist erforderlich, daß das Urethan oder die anderen Polymerisationsreaktanten in die poröse Schicht eindringen und sie für Feuchtigkeit undurchlässig machen und auch eine sehr innige Verbindung oder Haftung der Schicht an dem Schaumstoffkern bewirken.

Wenn die Chemikalien erst einmal gemischt; sind, müssen sie gleichzeitig und gleichförmig auf beide poröse Schicii-

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ten aufgebracht werden. Die meisten Methoden, die eine gleichmäßige Chemikalienverteilung gewährleisten, sind brauchbar. Hierzu gehören das Aufsprühen, die Verteilung als Flüssigkeitsstrom oder die Fließbeschichtung, sofern die nebeneinender angeordneten Oberflächen beider poröser Schichten gleichzeitig mit der Flüssigkeit in Berührung sind. Es ist sehr wichtig, daß die Schichten vor der Berührung mit dem flüssigen Urethan oder dem anderen Gemisch nicht stark vorgewärmt werden, da sonst die Eindringung der .Flüssigkeit infolge der Beschleunigung der chemischen Reaktion gehemmt wird. Daher sollte die Tem- peratur der Schichten zur Zeit der Aufbringung des flüssigen Urethans oder des anderen Gemisches in dem Bereich von 25 bis 35⁰C liegen.

Eine besonders erwünschte Membran ist eine solche, bei der die Aluminiumfolie 0,00889 mm dick ist, ein nicht entflammbarer Kleber verwendet wird, die Verstärkung aus Glasfasern 1/4- χ 1/4- besteht und die andere Membranoberfläche ein 13,6 kg-Kraftpapier ist. Ein geeigneter nicht entflammbarer Kleber ist in Beispiel 1 der US-PS 3 202 567 angegeben, auf das hiermit Bezug genommen "wird.

Wenn das flüssige Urethan in die Schichten eingedrungen ist und die Reaktion der Chemikalien begonnen hat, dürfen die Schichten nicht von dem Schaumstoffkern getrennt werden, und jegliche äußere Wärme sollte mit großer Sorgfalt angewen-

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det werden. Zweckmäßigerweise sollte vor Anwendung jeglicher äußerer Wärme etwa 90 % der vollständigen Expansion erreicht sein. Dies verringert unerwünschte Reaktionen zwischen potentiell reaktionsfähigen Bestandteilen der Schichten und dem nicht umgesetzten Anteil des Urethanschaums. Das Ziel besteht darin, durch die natürliche Reaktionsfähigkeit und die Verwendung von Katalysatoren solche Bedingungen zu schaffen, daß die Schaumreaktion zuerst eintritt und somit die Umsetzung mit potentiell reaktionsfähigen Bestandteilen in den Schichten verringert wird. Eins der häufigsten potentiell reaktionsfähigen Bestandteile in porösen Schichten ist Wasser, das durch eine zu frühe Wärmeeinwirkung oder übermäßige Wärme leicht in die noch nicht umgesetzten Urethanchemikalien abgegeben werden kann. Bei einer guten Arbeitsweise ist eine vollständige Temperaturkontrolle des- gesamten Verfahrensbereichs wesentlich, so daß dieser weder zu heiß noch zu kalt ist. Dies gilt insbesondere in der Zone zwischen der ersten Kontaktstelle der Schichten mit den flüssigen Urethanchemikalien und der Stelle, wo der Schaum vollständig expandiert ist und die Innentemperatur des Schaums 65,6⁰G erreicht hat. Die Temperatur dieses .gesamten Verfahrensbereiches sollte zweckmäßigerweise in dem Bereich von 20 bis 24⁰C gehalten werden. Beim Fortschreiten des Schichtstoffs von der 'Stelle der Flüssigkeitsaufbringung zum End'e des Verfahrens können zunehmend höhere Temperaturen Anwendung finden, um eine vollständige Aushärtung des Schicht-

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- ie

stoffs sicherzustellen. Die höheren Temperaturen für die Aushärtung sollten in dem Bereich von 4-8,9 t>is 65,6⁰C liegen. Die äußere Wärmeeinwirkung erfolgt gewöhnlich 4-5 "bis 60 Sekunden nach Aufbringung der Chemikalien auf die Schichten und wird gewöhnlich 1 bis 1,5 Minuten fortgesetzt.

Wenn der Schichtstoff fertig geformt und genügend gehärtet ist, kann er in geeigneter Weise, z.B. mit Kreissägen oder Bandsägen, auf Größe geschnitten werde. "Vertiefungen oder öffnungen (hergestellt durch Auskehlen oder Profilieren) , die zum Entweichen von Feuchtigkeit aus der zur· Umhüllung dienenden Platte auf deren beiden Seiten ausgebildet sind, werden zweckmäßigerweise kontinuierlich gebildet, wenn der gehärtete Schichtstoff vor dem Schneiden auf fertige Größen ggfs. durch die Perforierwalzen läuft. Zweckmäßigerweise werden die auf Größe geschnittenen Stücke des Schichtstoffs gestapelt, so daß der. Härtungsvorgang zuendegehen kann, bevor der Schichtstoff zum Endverbraucher versandt wind. Die Aushärtung ist bei Umgebungstemperaturen normalerweise in etwa 24 Stunden beendet. Die Qualitätskontrolle ist ein ständiger Teil der Herstellung. In regelmäßigen Zeitintervallen werden Proben genommen zum Zwecke der Prüfung auf Dichte, Haftung der Schicht an dem Kern, Feuchtalterung, Heißaufstrich, Kühlkammer, Druckfestigkeit und passende Endgröße.

In Figur 1 ist die poröse Papier- oder Gewebeschicht

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in direktem Kontakt mit dem Polyurethankern 2. An der Oberfläche 3 des Kerns 2 kann sich, ein zweiter Bestandteil 1 befinden, oder die Oberfläche 3 kann mit einem der angegebenen starren Konstruktionswerkstoffe in Kontakt sein. Es ist erwünscht, daß die letztgenannten Werkstoffe anders als Metallplatten ebenfalls genügend porös sind, so daß sie etwas von den flüssigen Polyurethanchemikalien absorbieren.

In Figur 2 haben die Schicht 1, der Kern 2 und die Oberfläche 3 die gleiche Bedeutung wie in Figur 1. Die Schicht 4 ist die Metallfolienschicht. Das Glasfasernetz 5 oder ein äquivalentes Netz liegt an der Schicht 4- an und ist in eine Kleberschicht 6 eingebettet. Ebenfalls in Berührung mit dem Netz 5 und dem Kleber 6 .ist die Schicht 1 aus porösem Papier oder Gewebe. Die letztere Schicht ist in unmittelbarem Kontakt mit dem Polyurethankern 2. An der Oberfläche 3 des Kerns 2 können sich die Komponenten 1 und 4 bis 6 wiederholen, oder die Oberfläche 3 kann mit einem der angegebenen starren Konstruktionsmaterialien in Berührung sein. Zweckmäßigerweise sind die letztgenannten Materialien'in Gegensatz zu Metallplatten genügend porös, so daß sie etwas von den flüssigen Polyurethanchemikalien absorbieren können.

Figur 3 ist eine Draufsicht auf das Produkt der Figur 2. Normalerweise ist die Folienschicht 4- genügend dünn,

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so daß die Einzelheiten der Netzschicht 5 durch Überprüfung der Oberfläche der Schicht 4 erkannt werden können.

Wenn'die erfindungsgemäße Schichtstoffplatte zur-Dachisolierung dient, wird sie zweckmäßigerweise auf der Oberseite (wie angebracht) oder auf beiden Seiten (falls von beiden Seiten der Schichtstoffplatte Fluorkohlenstoffgasentwicklung auftreten"kann) gelocht. Diese Löcher können beispielsweise Mittelpunktsabstände von 15 > 9 mm und Durchmesser von 4,2 mm haben. Die Löcher brauchen nur wenig in die Polyurethankernschicht hineinzureichen. Sie gestatten die Gasentbindung aus dem Schaumstoff, wenn die Schichtstoffplatte einer hohen Temperatur ausgesetzt wird, so daß auf diese Weise die Trennung des Schichtmaterials von dem Kern oder ein Reißen des Schichtmaterials vermieden wird. Ein solches Aussetzen einer hohen Temperatur erfolgt u.a. beim heißen Asphaltaufstrich bei 204 bis 232⁰C, wie er bei den normalen BUR-Arbeitsgängen praktiziert wird.

Die typischen wünschenswerten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schichtstoffplatten sind wie folgt:

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Wert

Eigenschaft	Prüfverfahren	Kraftpap.	Folie/Glas
„k"-Faktor - nur Kern real· cm \ W-⁰C ^;	ASTM C177	0,16 bis 0,186	0,16 bis 0,186
Druckfestigkeit 10 % Verformung kg/cm	ASTM D1621	2,4-5-2,80	2,80
Wasserdampfdurch lässigkeit' cm	ASTM C355	2,5^-7,62	0,25-0-76
Gebrauchstemperatur ⁰C .	-	-128,9 +121,1	-128,9 +121,1
Formbeständigkeit 24- h,% lineare Än derung	70,0±2,8⁰C 100 ~ 5 % R.H.	kleiner als 5,0	kleiner als als 1,0

Die Feuchtalterungs- und Heißaufstrichprüfungen für die erfindungsgemäße Schichtstoffplatte sind nachfolgend beschrieben:

Feuchtalterung Apparat:

1. Standard Environmental Cabinet Model CRH/9FS, Kammmer mit 0,255 m^, Standard Env. Cabinet Corp.; Totowa, N.J.

2. Betrieb: 220 V, 1 Blase und 110 V_; 1 Phase elektrisch.

3. Schubleere: Vorzugsweise 30,5 cm. 4·. Dickelmeßgerät: Art beliebig

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Herstellung:

1. Proben:

A. Größe: 30,5 cm χ 30,5 cm χ Herstellungsdicke

B. Konditionierung der Probe: Die zu prüfende Probe wird wenigstens 24- Stunden bei Umgebungsbedingungen .gealtert, bevor sie auf die Prüfgröße zugeschnitten wird. Es werden wenigstens zwei Proben von jeder Fertigungspartie hergestellt.

2. Konditionierung der Feuchtigkeitskammer: Vor. dem Einsetzen der Probe wird die Kammer wenigstens 6 Stunden konditioniert und stabilisiert. Die Bedingungen sind:

A. Feuchtigkeit: 98 - 2 %

B. Temperatur: 70,0 ± 2,8⁰C.
Prüfverfahren:

1. Messung der Probe: Nach dem Zuschneiden der zu prüfenden Proben auf die Nominalgröße von 30,5 cm χ 30,5 cm wird unter Verwendung einer Schublehre sorgfältig wie folgt gemessen:

A. Die Probe wird mit einem geeigneten Stift wie· in Figur ■■■4- angegeben markiert und gemessen.

B. Die Dicke wird an den fünf in Figur 4 eingetragenen Stellen gemessen.

C. Die Länge, Breite und Dicke werden bis auf 2,5-4- mm genau aufgeschrieben.

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D. Das Gewicht der Probe wird bis auf 0,1 Gramm festgestellt und aufgeschrieben.
2. Prüfverfahren:

A. Die Proben werden in der Prüfkammer auf ein offenes Gitter gelegt.,

B. Die Proben bleiben bei der geforderten Bedingung ,genau 24 Stunden in der Kammer.

C. Nach 24 Stunden werden die Proben herausgenommen und mindestens 2 Stunden bei Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit konditioniert.

D. Es werden die Messungen vorgenommen, die oben unter ■ „Messungen der Probe" angegeben sind.

E. Das Gewicht der Probe wird bis auf eine Genauigkeit von 0,1 Gramm bestimmt und aufgeschrieben.

Ergebnisse:

1. Es wird eine visuelle Prüfung vorgenommen, um ggfs. Veränderungen, nämlich Ablösen der porösen Schicht oder Ähnliches, festzustellen.

2. Veränderung der Meßdaten:

A. Prozentuale Änderung in der Breite, eine Richtung.

B. Prozentuale Änderung in der Breite, andere Richtung. C-. Prozentuale Änderung der Dicke.

D. Prozentuale Änderung des Gevachtes.

3. Aus den vorstehenden Veränderungen der Meßwerte wird die gesamte prozentuale Volumenänderung berechnet. Die maximal

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zulässige Veränderung soll kleiner als 5 % sein.

Heißaufstreichprüfung

Diese Prüfmethode simuliert die wirklichen Bedingungen bei der Aufbringung von heiß gestrichenem Asphalt auf das Dach.
Appprat:

1. Ein Erhitzer und Behälter zur Erhitzung von wenigstens 18,8 Liter Asphalt. Die Beheizung erfolgt elektrisch oder mit Gas j zweckmäßigerweise ist Entlüftung vorgesehen.

2. Der Asphalt soll ein Standard-Dachasphalt vom „dead-level"-Typ sein.

3. Aspalt-Dachstreicher: Es wird ein .normaler Dachstreicher verwendet.

4-. Thermometer: Bereich von -17,8 bis +37O⁰C. Herstellung:

1. Prüfanordnung:

A. Größe: Erforderliche Mindestarbeitsfläche 1,52m χ 2,14 m, so daß man mindestens zwei Schichtwerkstoffplatten im Format 1,22 m χ 0,91 m gleichzeitig prüfen kann.

B. Abdeckung: Oberfläche sind große Isolierplatten, die nach jeder Benutzung verworfen werden. Andere Oberflächen, z.B. Holz-, Beton- oder Metallabdeckungen, sind auch geeignet.

2. Proben:

A. Standardproduktionswerkstoffe in voller Größe, die min-

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destens 24- Stunden bei TJmgebungsbedingungen konditioniert sind.

B. Dicke: Beliebig, wie hergestellt.

C. Zahl der erforderlichen Proben: je Prüfung zwei Stück. Prüfverfahren:

1. Asphalt: Der Asphalt wird auf 232,2 - 14°C erhitzt.

2. Vorbereitung der Prüfanordnung:

A. Die Isoliergruridplatte oder eine andere geeignete Grundplatte wird am Boden der Prüffläche sicher befestigt.

B. Der Dachstreicher wird in den heißen Aspalt gelegt.

3. Prüfverfahren: ·

A. Der erhitzte Asphalt wird auf die Isoliergrundplatte aufgebracht, und die Prüfstücke werden unter Anpressen an die Grundplatte aufgeklebt. Man läßt das -Ganze 5 Minuten abkühlen.

B. Es wird heißer Streichasphalt durch gewöhnliche Flutbe-Schichtung, d.h. wenigstens 0,97 kg Asphalt/dm , über die Prüfstücke gegeben und das Ganze abkühlen gelassen.

Ergebnisse:

1. Visuelle Inspektion: Überprüfung auf:

A. Kantenkräuselung

B. SchaumstoffSchrumpfung

C. Abblättern der Schicht

2. Messungen:

A. Aufachreiben jeglicher Änderung der physikalischen Abmessungen. .

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B. Aufschreiben der ggfs. vorliegenden Kräuselung

auf 1,59 mm genau.
J. Grund für den Ausschuß der Partie:

A. Die Partie ist Ausschuß, wenn Kräuselung, Abblätterung der Schicht oder Schaumstoffschrumpfung beobachtet werden. Kräuselung als Grund für die Klassifizierung als Ausschuß soll über 6,3 mm liegen.

B. Jegliches Abblättern der Schicht ist Grund für eine Klassifizierung als Ausschuß. Hierunter fällt auch das „Aufblähen" der Schicht oder eines Teils davon auf dem Kern.

Die erfindungsgemäße Schichtstoffplatte mit zwei Außenhäuten aus porösen Schichten kann in allen Fällen Verwendung finden, wo eine starre Isolierung erforderlich ist, z.B. zur starren Isolierung von Dächern, Wänden und Fußböden (gleichgültig, ob die Gebäude vorgefertigt oder an Ort und Stelle errichtet wurden) und für die Isolierung von mechanischen Einrichtungen, Rohrstücken, Vorratsbehältern und Fahrzeugen einschließlich Wohnwagen und beheizten oder gekühlten Fahrzeugen. Typische Anwendungen sind u.a.:

Dachisolierplatten' für den normalen Dachaufbau (BUR) ■und das Dach mit genagelten Schindeln;

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Dachisolierplatten für genagelte Anbringungen; Gipsmörtelplatten und Gipsgrundplatten; Hohlwände; Außenwandung; Sandwich-Platten; vorgegossene Platten; Vorhang-Wandplatten; Kühlhausbauten; Ummantelungsplatten zur Verwendung anstelle der Standardkonstruktion von Wohngebäuden in Rahmenbauweise, wobei sie die unter der Außeihaut verwendete, herkömmliche Isolierung und die gewöhnlichen Ummantelungsplatten ersetzen.

Wenn eine Haut eine poröse Schicht oder eine Haut aus Kraftpapier/Glas/Folie und die andere Haut als Factory Mutual Class 1 für Dächer - zulässig ist:

Dachisolierplatte für Standard-BUR, wobei die Factory Mutual-Genehmigung als Material der Klasse 1 erforderlich ist.

Wenn eine Haut eine poröse Schicht und die andere Haut eine halbdurchlässige Haut (oder in einigen Fällen eine Metallhaut) ist:

Jede Anwendung, bei der ein Schaumstoffisoliermaterial entweder als Isolier- oder Versteifungsbestandteil eines Schichtstoffs erforderlich ist. Wenn zwei Häute aus Kraftpapier/Folie verwendet v/erden:

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Alle Anwendungen, bei denen eine Isolierung erforderlich ist, die nicht die durchdie Glasfasern.bewirkre überlegene Formstabilitat erfordert. Jeder in dieser Weise aufgebaute Schichtwerkstoff hat die normale Formbeständigkeit und besitzt alle anderen wünschenswerten Eigenschaften, wie z.B. überlegene Haftung der Membran -an dem Kern und Feuchtigkeitsbeständigkeib.

Wenn zwei Häute aus Kraftpapier/Glas/Folie verwendet wer d en:

Industrielle und landwirtschaftliche Isolierplatten, wo überlegene Festigkeit, Dauerhaftigkeit, Formbeständigkeit und verbesserte Flammfestigkeit gefordert werden.

Die gleichen Einsatzgebiete wie oben angegeben, bei denen jedoch eine zusätzliche Formbeständigkeit und Flammfestigkeit erforderlich sind; ferner kann eine Oberfläche eingekerbt und die Platte gefaltet werden, so daß sie sich Ecken anpaßt und um Rohrleitungen und dergl. legen läßt $ es besteht eine kontinuierliche Oberfläche auf einer Seite- mit einer ununterbrochenen Glasfaserverstärkung.

Wenn eine Haut aus Kraftpapier/Glas/Folie besteht und die andere Haut eine halbdurchlässige Haut ist· (oder in .■

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einigen Fällen ein Metallhaut):

Jede Anwendung, "bei der ein Schaumstoff isoliermaterial entweder als Isolierbestandteil oder als Versteifungsbestandteil des Schichtwerkstoffs gefordert wird. Es ist zu bemerken, daß die außergewöhnliche Formbeständigkeit dieses Schichtwerkstoffs und die überlegene. Festigkeit der Glasfaser für das minimale Werfen von Platten verantwortlich ist, die aus so unähnlichen Werkstoffen hergestellt sind, wie die Membran aus Kraftpapier/Glas/Folie, und die Gipsmörtelplatte, die Masonite-Platte, die hochdichte Mineralfaserplatte, die Perlite-Platte usw.

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Claims

Patentansprüche

1.) Thermisch isolierender Schichtwerkstoff, gekennzeichnet durch einen starren Schaumstoffkern (2) mit geschlossenen Zellen und eine poröse Schicht (1) aus Papier oder Gewebe, die auf wenigstens einer Oberfläche des Kerns (2) haftet und durch die Beschichtung mit den Bestandteilen des Kerns (2) getränkt ist.

2. Schichtwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoffkern (2) aus'Polyurethan besteht.

3· Schichtwerkstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (1) aus einem porösen Beschichtungskraftpapier mit einem Gewicht von 11,3 bis. 22,6 kg'besteht,

4-. Schichtwerkstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (2) an beiden Oberflächen des Kerns (2) haftet.

5. Schichtwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Metallfolie (4-) von

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gleicher Ausdehnung wie die Schicht (1) durch einen flammfesten Kleber (6) mit geringer Rauchbildung an die Schicht (1) gebunden ist und dabei die Außenschicht des Schichtwerkstoffs bildet.

6. Schichtwerkstoff nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet ₄ daß zwischen der Schicht (1) und der Folie (4-) ein Netz aus Glasfaser-Spinnfäden (5) angeordnet ist.

7. Schichtwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) eine Dichte von etwa 24- bis etwa 48 g/l hat.

8. Schichtwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern-(2) eine Dicke von wenigstens etwa 6,3 mm hat.

9. Schichtwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossenen Zellen des Kerns (2) ein Fluorkohlenstoff-Gas enthalten.

10. Schichtwerkstoff nach einem der Ansprüche 5 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (4) eine Aluminiumfolie einer Dicke von mindestens 0,00889 nun ist.

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11. Schichtwerkstoff nach einem der Ansprüche 5 his 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (4) eine Kupferfolie mit einer Dicke von wenigstens 0,00889 nun ist.

12. Schichtwerkstoff nach einem der Ansprüche 5 his

11, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kleber (6), die Glasfasern (5) und die Folie (4) tragende Schicht (1) auf "beiden Oberflächen des Kerns (2) haftet.

13·· Schichtwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht bzw. die äußeren Schichten gelocht ist bzw. sind.

14. Schichtwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht oder die . äußeren Schichten unter .Bildung von Kanälen für die Feuchtigkeitsableitung geriffelt ist bzw. sind.

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