DE3008694A1 - Feuerbestaendige laminate - Google Patents
Feuerbestaendige laminateInfo
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Description
1A-53 42* J '
Anm.; Bridgestone Tire Company Limited
Beschreibung
Die Erfindung betrifft feuerbeständige Laminate bestehend aus einem Kern aus einem Urethan-modifizierten PoIyisocyanurat-Schaumstoff
und auf zumindest einer Seite einer Aluminiumfolie mit einer Stärke von nicht mehr
ein
als 0,015 mm und/Verfahren zu deren Herstellung, die sich durch besonders hohe Feuerfestigkeit oder Flammbeständigkeit und besonders geringe Rauchentwicklung auszeichnen.
als 0,015 mm und/Verfahren zu deren Herstellung, die sich durch besonders hohe Feuerfestigkeit oder Flammbeständigkeit und besonders geringe Rauchentwicklung auszeichnen.
Die Erfindung betrifft feuerbeständige Laminate der Klassifikation
2, unbrennbar, (quasi-unbrennbares Material) aufgrund der Prüfbedingungen zur Unbrennbarkeit von Baumaterialien
für Innenverkleidungen nach den japanischen Normen JIS-A-1321.
Bisher wurden die Forderungen nach Gewichtseinsparung, leichte
Montierbarkeit, Wärmedämmung und dergleichen für Baumaterialien laufend erhöht. Die Anforderungen auf Feuerbeständigkeit
oder Flammfestigkeit wurden erhöht und die Anwendung von quasi-unbrennbaren Materialien wird nicht
nur in bestimmten Bereichen von Häusern gefordert, sondern auch iri sehr viel größerem Umfang in anderen Bereichen verlangt.
Als Baumaterial für Decken, Wände und dergleichen wurden bisher zur Verkleidung Holz, Gips oder dergleichen als
Kernmaterial angewandt und dieses mit dekorativen Papierauflagen, Eisenplatten oder dergleichen af eine Seite des
Kernmaterials beklebt. Derartige Baumaterialien besitzen ein hohes Raumgewicht und dies gilt insbesondere für
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/2
1A-53 /
quasi-unbrennbare Materialien. Darüberhinaus lassen sich solche Produkte schlecht verarbeiten, die Wärmedämmung ist
gering, die Hygroskopizität hoch und die Dimensionsstabilitä nicht immer gegeben.
Man hat auch bereits versucht, Baumaterialien mit einem Kerr
aus einem Polyurethan-Hartschaumstoff oder einem Polyisocyanurat-Schaumstoff oder dergleichen herzustellen. Der
Vorteil dieser Produkte liegt in der guten Wärmedämmung und dem geringen Gewicht. Dem schäumbaren Harz können
Füllstoff und flammhemmende Substanzen in großen Mengen zugesetzt werden, aber auch Mittel zur Verringerung der
Rauchentwicklung und anorganische Pulver oder dergleichen. Diese Schaumstoff platten wurden als Kern mit relativ
starken schweren Stahlplatten verbunden wie gefärbtem Eisenblech. Einige davon können als unbrennbare Verkleidungsplatten
oder Bauplatten bezeichnet werden. Diese Verkleidungsplatten gestatten jedoch keine Gewichtseinsparung
und sind nicht leicht zu verarbeiten. Die japani- sehe
Norm JIS-A-1321 "Prüfmethode zur Bestimmung der Brennbarkeit
von Auskleidungsmaterial und deren Montage" in der ten revidierten Fassung fordert Untersuchungen an Laminaten
aus einem Kernmaterial und dem .Oberflächenmaterial zur Verkleidung von Decken, Wänden und dergleichen auch an
einem gelochten Produkt hinsichtlich der Rauchentwicklung' und der Toxizität der Verbrennungsgase unter erschwerten Bedingungen
sowie eine Oberflächenprüfung, ob dem Material
die Bewertung 2 -unbrennbar- (quasi-unbrennbares Material
zuerkannt werden kann oder nicht. Darüberhinaus kann eine extreme Begrenzung der Laminatstärke gefordert werden
selbst dann, wenn obige Platten angewandt werden, um den Anforderungen aus den Prüfbedingungen an den gelochten
Platten (annexed test) gerecht zu werden. Diese bekannten Bauplatten können wohl kaum als Baumaterial mit guter
Wärmedämmung angesprochen werden.
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1A-53 422 ' „ y ■■·""-.· -■--■
Aufgabe der Erfindung ist nun die Entwicklung eines Baumaterials mit geringem Gewicht, guter Wärmedämmung und
einer Flammfestigkeit oder Feuerbeständigkeit entsprechend der Bewertung 2 -unbrennbar-.
Es ist bereits ein Herstellungsverfahren für modifizierte Polyisocyanurat-Schaumstoffe der Feuerfest-Bewertung 2
-unbrennbar- bekannt (JP-OS 125 498/78). Diese auf diese Weise erhaltenen modifizierten Polyisocyanurat-Schaumstoffe
sind zwar leicht und haben ein hervorragendes Wärmedämmvermögen, schauen jedoch nicht schön aus und Festigkeit
und Dimensions Stabilität in feuchter Umgebung sind für
nicht die direkte Anwendung als Baumaterial/zufriedenstellend.
Es wurden bereits obige modifizierte Polyisocyanurat-Schaumstoffe als Kernmaterial laminiert
mit einem leichten dekorativen Papier oder einer Kunststoffolie wie Polyvinylchlorid, einem Papier aus anorganischem
Fasermaterial wie Asbestpapier oder einer Aluminiumfolie, wobei diese Uberzugsschichten an dem
Schaumstoff selbsthaftend sein sollen. Es wurden somit Laminate für die Verwendung als Baumaterial bekannt,
welche die Nachteile der bekannten Produkte nicht aufweisen sollen und hbsichtlich Feuer- oder. Flammfestigkeit
zufriedenstellen und welche ein Aluminiumblech mit einer Stärke von nicht weniger als 0,1 als Oberflächenschicht
aufweisen (JP-OS135 614/77).
Bei weiteren Untersuchungen über die Verarbeitbarkeit
und die Gewichtseinsparung sowie unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Gesichtspunkte wurde festgestellt, daß
sich die Auflagestärke noch weiter verringern läßt, wenn ein speziell hergestellter und zusammengesetzter Schaumstoff
als Kern angewandt wird.
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Die erfindungsgemäßen Laminate zeichnen sich durch geringes Gewicht, gute Verarbeitbarkeit und Wirtschaftlichkeit
als Baumaterial aus und haben ein gutes und gefälliges Aussehen, wie es für Innenverkleidungen von Räumen
notwendig ist, und besitzen darüberhinaus auch ein gutes Wärmedämmvermögen und können nach den japanischen
Normen JIS-A-1321 -Brenntest- als Klasse 2 -unbrennbareingestuft
werden.
Der Kern der erfindungsgemäßen Laminate wird von einem
Urethan-modifizierten Polyisocyanurat-Schaumstoff ge-
herjgestellt
bildetv/durcn Umsetzung eines Polyisocyanats mit einem Polyol in Gegenwart eines Isocyanat-Trimerisierungskatalysators, eines Treibmittels und weiterer Zusätze, wobei als Polyol-Komponente für die Urethanreaktion zumindest ein niedermolekulares Diol in Form von einer oder mehrere Verbindungen der Formel
bildetv/durcn Umsetzung eines Polyisocyanats mit einem Polyol in Gegenwart eines Isocyanat-Trimerisierungskatalysators, eines Treibmittels und weiterer Zusätze, wobei als Polyol-Komponente für die Urethanreaktion zumindest ein niedermolekulares Diol in Form von einer oder mehrere Verbindungen der Formel
HO (CH2CH2O)55 H, (A)
worin η 2, 3 oder 4 ist,
HO (CH2CHO)1 H, (B)
worin m 2 oder 3 ist, 2,3-Butandiol und 2-Buten-1,4-diol
sowie zumindest ein hochmolekulares Polyol mit .2 bis k Hydroxylgruppen und einem OH-Aquivalent von 600 bis 2000
verwendet wird und das Gewichtsverhältnis der Diole zu den Polyolen 0,55 bis 7 und die Gesamtmenge der Diole und
Polyole 12,5 bis 25 Gew.-Teilelauf 100 Gew.-Teile PoIyisocyanat
ausmacht. Auf diesem*?Kernmaterial befindet sich
bei dem erfindungsgemäßen Laminat eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von nicht mehr als 0,015 mm als Auflage und
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gegebenenfalls eine ebensolche Folie als Unterlage.
Das erfindungsgemäße Laminat zeichnet sich durch ein besonders geringes Gewicht, hohe Wärmedämmung, gute
Verarbeitbarkeit, hervorragendes Aussehen, große Wirtschaftlichkeit und insbesondere eine Unbrennbarkeit
aus, die eine Einstufung in Klasse 2-unbrennbar- entsprechend
der japanischen Norm JIS-A-1321 gestattet.
Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich das erfindungsgemäße Laminat als Baumaterial, insbesondere
zur Innenauskleidung für Decken und Wände oder dergleichen.
Als Beispiele für die Diole der Formel (A) kann Diäthylenglykol,
Triäthylenglykol und Tetraäthylenglykol und als Beispiel für die Diole nach der Formel (B)
Dipropylenglykol und Tripropylenglykol genannt werden. Wird ein anderes Diol als obige angewandt zusammen mit
einem speziellen Polyol, erreicht man nicht ein Laminat, welches in Klasse 2 -unbrennbar- eingestuft werden kann.
Werden andere als die oben definierten Polyole für die Schaumstoffherstellung angewandt, so führt dies nicht zu
unbrennbaren Schaumstoffen der Klasse 2. Beispiele für brauchbare Polyole sind Polyätherpolyole und Polyesterpolyole.
Die Polyätherpolyole sind im allgemeinen PoIyoxyalkylenglykole,
hergestellt durch Umsetzung von Äthylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid mit einem
Diol wie Äthylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propandiol,
1,4- sowie 2,3-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,2-Hexandiol,
Diäthylenglykol, Dipropylenglykol; ferner Polyoxyalkylentriole oder -tetraole, erhalten durch
Umsetzung von Äthylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid mit einem Triol oder Tetraol wie Glycerin, Trimethylolpropan,
1,2,6-Hexantriol oder Pentaerythrit!und schließlich
Polytetramethylenglykol. Als Polyester nLt endständigen
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422 , J
* 300869A
Hydroxylgruppen werden Kondensationsprodukte von aliphatischen Carbonsäuren wie Malon-» Bernstein?
Adipin-, Pimelin-, Sebacinsäure oder aromatischen Carbonsäuren wie Phthalsäure mit Glykolen wie
Äthylen-, Propylen-, Butylen-, Diäthylenglykol oder Triolen wie Trimethylolpropan angewandt. Es eignen
sich auch Polyesterpolyole mit endständigen Hydroxylgruppen wie Polycaprolactone, erhalten durch ringöffnende
Polymerisation von einem Lacton.
Wie oben bereits darauf hingewiesen, soll das Gewichtsverhältnis des niedermolekularen Diols zu dem (oder den)
hochmolekularen Polyol(en) 0,55 bis 7 und die Gesamtmenge an Diola^jnd Polyolen 12,5 bis 25 Gew.-Teile
auf 100 Gew.-Teile Polyisocyanat betragen. Oberhalb dieser Bereiche ersieht man nur Schaumstoffe, mit
deren Hilfe Laminate hergestellt werden können, die jedoch nicht als -unbrennbar- Klasse 2 eingestuft werden
können.
Das bevorzugte Gewichtsverhältnis der Diole zu den
Polyolen liegt zwischen 1 und 5 und die bevorzugte Gesamtmenge Diol und Polyole beträgt 14 bis 22 Gew,-Teile
auf 100 Gew.-Teile Isocyanät. Laminate aus Schaumstoffen, die mit. derartigen Verhältnissen der
Polyol-Komponente im Schaumstoff hergestellt worden sind,zeichnen sich durch ganz besonders hohe Feuerfestigkeit
aus.
Das Polyisocyanat soll zumindest zwei Isocyanatgruppen
enthalten; Beispiele dafür sind aliphatisch^" und/oder
aromatische Polyisocyanate wie Hexamethylendiisocyanat,
Isophorondiisocyanat, Dicyclohexylmethandiisocyanat, Methylcyclohexandiisocyanat, Toluoldiisocyanat (als
2,4- und/oder 2,6-Isomere), Diphenylmethandiisocyanat, Bi toluoldiisocyanat, 1,5-Naphthaliiidiisocyanat,
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1A-53 422
Triphenylmethantriisocyanat, Dianisidindiisocyanat,
Xylylendiisocyanat, Tris-(isocyanatphenyl)-thiophosphat, Polymethylenpolyphenylisocyanat der Formel
NCO
worin η O oder eine ganze Zahl von zumindest 1 ist, d.h.
sogenanntes rohes MDI oder polymere Isocyanate, erhalten durch Umsetzen eines niederen Polykondensats von Anilin
und Formaldehyd mit Phosgen, und schließlich undestilliertes Toluoldiisocyanat. Schließlich eignen sich auch Prepolymere
mit zumindest 2 Isocyariatgruppen, welche durch übliche Herstellungsverfahren erhalten werden wie Prepolymere
mit einer Urethangruppe, einer Biuretgruppe, einer Isocyanatgruppe, eine CarbodiimidgruppeT oder einer
Oxazolidongruppe. Diese Polyisocyanate können allein oder im Gemisch mit 2 oder mehreren Polyisocyanaten
angewandt werden. Bevorzugt werden aromatische Polyisocyanate, insbesondere Polymethylenpolyphenylisocyanate,
und zwar im Hinblick auf die Flammfestigkeit und das Wärmedämmvermögen.
Für die Herstellung des Kernmaterials kann man übliche Trimerisierungskatalysatoren anwendejn wie
1. tertiäre Aminogruppe enthaltende Verbindungen, z.B. Dialkylamnoalkylphenole (wie 2,4,6-Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol),
Triäthylenamin, N,N1,N1'-Tris-(dimethylaminoalkyl)-hexahydrotriazin,
Tetraalkylalkylendiamine, Dimethyläthanolamin, Diazabicyclooctan oder deren
niedere Alkyl-Derivate;
2. Kombinationen von tertiären Aminen mit Cokatalysatoren wie A'thanol, mono-substituierte Carbaminsäure, Ester,
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iA-53 /
Aldehyde, Alkylenoxide, Alkylenimine, Athylencarbonat.
oder 2,3-Butandion;
3. tertiäre Alkylphosphine;
4. Alkalisalze von Imiden wie Phthalimid;
5. Oniumverbindungen wie quaternäre Hydroniumverbindungen
von Stickstoff, Phosphor, Arsen oder Antimon, Hydroniumverbindungen von Schwefel oder Selen;
6. Alkyl-substituierte Äthylenimine wie N-Methyläthylenimii
Phenyl-N,N-äthylen-harnstoff;
7. Metallsalze von Carbonsäuren wie Kaliumacetat, Kalium-2-äthylhexanoat,
Blei-2-äthylhexanoat, Natriumbenzoat,
i Kaliumnaphthenat, Kaliumcaprylat;
; 8. Oxide, Hydroxide, Carbonate, enolische Verbindungen
; und phenolische Verbindungen von Alkali- oder Erd-
: · alkalimetallen;
.9· Epoxyverbindungen;
10. Kombinationen von Epoxyverbindungen mit Cokatalysatoren wie tertiäre Amine, Metallsalze von aromatischen
sekundären Aminen,z.Bβ Natriumsalz von Diphenylamin;
11. verschiedene Metallsalze wie Zinnoctanoat, Titanjetrabutyrat,
· Tributylantimonoxid;
12^ Friedel-Crafts Katalysatoren wie Aluminiumchlorid,
Bortrifluorid;
13. Chelate von Alkalimetallen wie Natriumsalicylaldehyd.
13. Chelate von Alkalimetallen wie Natriumsalicylaldehyd.
Diese Katalysatoren können allein oder im Gemisch angewandt
werden. Bevorzugt werden Alkalisalze von Carbonsäuren mit
2 bis 12 C-Atomen allein oder in Verbindung mit einer tertiären Aminoverbindung, und zwar im Hinblick auf die
katalytische Aktivität und die Verträglichkeit mit dem Polyol.
Die anzuwendende Menge an Isocyanat-Trimerisierungskatalysai
liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 Gew.-%, bezogen auf Polyisocyanaten! Hinblick auf die katalytische Aktivität
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1A-53 /V \ L :..
Als Treibmittel können die üblicherweise angewandten Stoffe für die Herstellung von Polyurethan-oder Polyisocyanurat-Schaumstoffe
angewandt werden wie Kohlendioxid, welches sich bei Zugabe von Wasser zu dem Reaktionsgemisch bildet^und/oder
Stickstoff. Bevorzugt werden jedoch niedersiedende inerte Lösungsmittel, die bei der Wärmeentwicklung der Urethanreaktion
verdampfen. Solche Lösungsmittel sind fluorierte und/oder chlorierte Kohlenwasserstoffe mit guter Verträglichkeit
insbesondere Trichlormonofluormethan, Dichlordifluormethan,
Dichlormonofluormethan, Monochlordifluormethan, Dichlor- ^
te traf luorä than, 1,1 ,Z-Trichlor-i.^^-trifluoräthan,
Methylenchlorid oder Trichloräthan. Brauchbar ist auch
Benzol, Toluol, Pentan und Hexan} man kann auch Gemische von Treibmitteln anwenden. Bevorzugt wird Trichlormonofluormethan
im Hinblick auf das Schäumverhalten und das Aufschäumen. Die Treibmittelzugabe erfolgt unter Berücksichtigung
der angestrebten Dichte des Schaumstoffs und liegt im allgemeinen zwischen 10 und 40 Gew.-%, bezogen
auf die Schaumrezeptur.
Außer den oben angegebenen Bestandteilen kann die schäumende Masse auch ein oberflächenaktives Mittel oder einen Schaumstabilisator,
ein modifizierendes Mittel und andere üblidre Zusätze enthalten.
Übliche Schaumstabilisatoren einschließlich Organopolysiloxane sind brauchbar wie Organopolysiloxanpolyoxyalkylen-Mischpolymere
und Polyalkenylsiloxane mit seitlich hängenden Polyoxyalkylengruppen. Oxyäthyliertes Alkylphenol oder
Alkanol, Äthylenpropylenoxid-Blockpolymere und dergleichen; üblicherweise in einer Menge von etwa 0,01 bis 5 Gew.-Teile
auf 100 Gew.-Teile Polyisocyanat.
Als weitere Zusätze kann die Schaumrezeptur anorganische
hohle Teilchen, ein feuerfestes Granulat, Faserstoffe, anorganische Füllstoffe und dergleichen enthalten, die
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man beispielsweise zur Erhöhung der Härte des Schaumstoffs einarbeiten kann. Geeignete Füllstoffe sind
Glimmer, Ton, Asbest, Calciumcarbonat, Kieselgel, Aluminiumhydroxid, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid,
Gips oder Na'triumsilicat.
Gegebenenfalls kann man in die schäumende Masse auch ein flammhemmendes Mittel einarbeiten(wie diese allgemein
für die^Herstellung von Polyurethan oder Urethan-modifizie
Isocyanurat-Schaumstoffen angewandt werden wie halogen organische Phosphorverbindungen, z.B. Tris-(chloräthyl)-phosphat,
Tris-(dichlorpropyl)-phosphat, Tris-(dibrompropy phosphat, aber auch Antimonoxid.
Wie erwähnt, soll das Auflagematerial auf zumindest der
Oberseite des Schaumstoffkerns eine Aluminiumfolie mit einer Stärke von nicht weniger als 0,015 mm sein; größere
Dicken entsprechen vollständig. Ist die Aluminiumfolie jedoch dünner, so ist die Feuerbeständigkeit unzureichend
und das Aussehen des Laminats läßt sehr zu wünschen übrig, so daß es in der Praxis nicht als Baumaterial in Frage
kommt. Auch entspricht ein solches Laminet nicht der Einstufung
in Klasse 2 -unbrennbar- der japanischen Normen und ist nicht geeignet als leichtes, hübsch aussehendes
Verkleidungs- oder Baumaterial guter Wärmedämmung, Verarbeitbarkeit und Wirtschaftlichkeit. Werden jedoch
dickere Aluminiumbleche angewandt, wird zwar die Feuerbeständigkeit weiter verbessert, jedoch die Verarbeitbarkeit
und die Wirtschaftlichkeit verschlechtert, so daß man mit der Aluminiumstärke im allgemeinen nicht
über etwa 0,2 mm gehen wird. Die Auflage bei dem erfindungsgemäßen
Laminat soll somit eine Stärke von 0,015 bis 0,2 mm, vorzugsweise 0,02 bis 0,7 mm.besitzen im
Hinblick auf die Gewichtseinsparung, das Aussehen und ajs wirtschaftlichen Gesichtspunkten.
/11 030039/0682
1A-53 422 K
Als Aluminiumfolie kann man handelsübliche Produkte anwenden,
welche auf dem Kernmaterial durch Selbsthaftung fixiert werden können. Die Außenfläche der Aluminiumauflage
kann dekorativ ausgestaltet werden durch Bemalen, Bedrucken oder dergleichen, ohne daß damit die Feuerbeständigkeit
beeinträchtigt wird, oder die Auflage kann vorher bereits geprägt, bemalt oder bedruckt sein. Um
die Haftung zwischen Kern und Aluminium zu verbessern, kann man-ohne daß dies auf Kosten der Feuerfestigkeit
ginge - auch einen Kleber anwenden.
Die erfindungsgemäßen Laminate brauchen auf der Rückseite des Kerns keine Unterlage, Jedoch ist es im Hinblick auf
mögliche Beschädigungen des Laminats im Laufe der Zeit zweckmäßig, an der Rückseite des Kerns als Unterlage auch
eine Aluminiumfolie oder dergleichen,ein nicht brennbares
Papier wie Asbestpapier, eine Kunststoffolie' oder dergleichen vorsehen. Im Hinblick auf die Hygroskopizität,
die Feuerfestigkeit und dergleichen wird eine Metallfolie bevorzugt. Bei den erfindungsgemäßen Laminaten ist deren
Stärke und das Raumgewicht oder die Dichte des Schaumstoffs nicht kritisch, jedoch bevorzugt man Laminatstärken
von 10 bis 30 mm und eine Schäumstoffdichte von 0,02
bis 0,04 g/cnr im Hinblick auf die Wärmedämmung, die Gewichtseinsparung und aus wirtschaftlichen Gründen.
Warum die erfindungsgemäßen Laminate so hervorragende Feuerbeständigkeit zeigen, kann wie folgt erklärt werden:
Wird ein Laminat aus einem Urethan-modifizierten PoIyisocyanurat-Schaumstoff
als Kern und einer Aluminiumfolie als Auflage dem Brenntest entsprechend der japanischen
Norm JIS-A-1321 unterworfen, so schmilzt die Auflage
leicht und gibt das Kernmaterial frei, welches jedoch nicht reißt, was zu einer Vergrößerung der Flamme oder
des Brennens führen würde, wie dies bei üblichen Urethanmodifizierten Polyisocyanurat-Schaumstoffen ohne Ausnahme
beobachtet wird, so daß eine ausreichende Verkokung der
030039/0682 /12
1A-53
Oberfläche des Kernmaterials stattfindet. Der Erfolg davon
daß ö
ist^/ein Anstieg der Rauchentwicklung und eine Verlängerung
der Flammen, was bei üblichen Laminaten schwerwiegende Probleme sind, mit den erfindungsgemäßen Laminaten
unterdrückt und damit die Feuerbeständigkeit verbessert werden kann. Wird ein erfindungsgemäßes Laminat den Untersuchungen,
an einem gelochten Prüfkörper ausgesetzt, so
ne
stellt man ähnliche Phänome/wie oben fest, wobei sich die hervorragende Feuerbeständigkeit der erfindungsgemäßen Produkte zeigt. Man kann also sagen, daß selbst wenn das erfindungsgemäße Laminat nur eine außerordentlich dünne Aluminiumauflage aufweist, die in der Wärme leicht schmilzl so wird die Einstufung in Klasse 2 -unbrennbar-, aufgrund der hervorragenden Feuerbeständigkeit des erfindungsgemäß angewandten Urethan-modifizierten Polyisocyanurat-Schaumstoffs zuzuschreiben sein, insbesondere dem als Madifiziermittel angewandten speziellen Polyol und der synergistische Wirkung von Schaumstoff und Aluminium der entsprechenden Dicke.
stellt man ähnliche Phänome/wie oben fest, wobei sich die hervorragende Feuerbeständigkeit der erfindungsgemäßen Produkte zeigt. Man kann also sagen, daß selbst wenn das erfindungsgemäße Laminat nur eine außerordentlich dünne Aluminiumauflage aufweist, die in der Wärme leicht schmilzl so wird die Einstufung in Klasse 2 -unbrennbar-, aufgrund der hervorragenden Feuerbeständigkeit des erfindungsgemäß angewandten Urethan-modifizierten Polyisocyanurat-Schaumstoffs zuzuschreiben sein, insbesondere dem als Madifiziermittel angewandten speziellen Polyol und der synergistische Wirkung von Schaumstoff und Aluminium der entsprechenden Dicke.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Laminate geschieht in an sich bekannter Weise. Polyol als Urethan-Modifiziermittel,
Katalysator und Treibmittel werden gemischt, Schaumstabilisator und gegebenenfalls weitere Zusätze
darin homogen verteilt und schließlich Polyisocyanat eingerührt, worauf die Masse aufschäumen kann, und
zwar innerhalb eines vorbestimmten Raums, welcher der Stärke des Laminats entspricht; dieser Raum kann von
einer Form oder zwei in entsprechendem Abstand voneinander laufenden Förderbändern gebildet werden. In diesem
Raum befindet sich das Auflagematerial, so daß"dieses direkt an das Kernmaterial angeformt wird. Gegebenenfalls
kann man zwischen Auflagematerial und Schaumstoff einen - zweckmäßigerweise sehr sorgfältig auszuwählenden - Kleber
vorsehen.
/13
030039/0682 :
1A-53 422
300869A
In den folgenden Beispielen sind Teile und Prozent, wenn nicht anders angegeben.jeweils auf das Gewicht bezogen.
Bei den erfindungsgemäßen Laminaten ist von essentieller
Bedeutung, daß sie bei den Brenntests nach der japanischen Norm JIS-A-132I als -unbrennbar- Klasse 2 bewertet werden
können.
Zur Durchführung des Brenntests (surface test) werden Prüfkörper 22»22 cm in einen Ofen eingesetzt und dann
die Oberfläche des Prüfkörpers innerhalb einer vorbestimmten Zeit mit Hilfe von Gas und einem elektrischen
Heizkörper als Haupt~¥ärmequelle· erhitzt. Dann wurden
bestimmt: Anwesenheit und Ausmaß von Rissen und Verformungen; Zeit von züngelnden Flammen nach beendetem
Erhitzen; Wärmeabgabe (°C*min),"berechnet aus der Differenz zwischen der Abgastemperatur-Kurve des Prüfkörpers
und der Bezugskurve einer Perlitplatte, sowie die Rauchentwicklung, berechnet aus der maximalen
Rauchmenge, um die Feuerbeständigkeit des Prüfkörpers gegenüber den Standardwerten festzustellen, welche in
Tabelle 1 angegeben sind.
Es wird auch noch eine Prüfung mit gelochtem Laminat (annexed test) unter obigen Bedingungen durchgeführt mit
Ausnahme, daß der Prüfkörper drei durchgehende Bohrungen
mit einem Durchmesser von 2,5 cm hatte. Bei dieser Prüfmethode werden Risse und Deformationen nicht bestimmt.
/14 030039/0682
1Δ-53 zf2^
-X-
Standard-Werte für Klasse 2 -unbrennbar- . nach JIS-A-3121 Brennprüfung |
Rauchent wicklung |
Flamm zeit (s) |
Risse/ Deforma tion |
|
• Wärmeabgabe (0C · min) |
nicht mehr als 60 |
nicht mehr als 30 |
kein schäd liches Ausmaß |
|
Oberfläche | nicht mehr als 100 |
nicht mehr als 60 |
nicht mehr' als"90 |
•a |
gelocht | nicht mehr als 150 |
Es wurden Laminate hergestellt mit Hilfe eines Schaums toff-Kerns,
der aus folgender Schaumrezeptur erhalten worden ist:
/15
030039/0682
1A-55
Tabelle 2
Bestandteile
Gew.-Teile
rohes MDI, Isocyanatäquivalent 137 | 100 |
Polypropylenglykol, OH- Äq. 1000 | 7,57 |
Kaliumacetat 33 %-ig in Di- propylenglykol Diäthylenglykol 2,4,6-Tris-(dimethyldiaminoäthyl)-phenol |
1,2 8,8 0,5 |
Schaumstabilisator L-5340 | 1,0 |
Trichlormonofluormethan | 28 |
Gewichtsverhältnis Diol/Polyol 1,27. Gesamtmenge der Polyole
17,17 Gew.-Teile.
Obiger Schaumstoff wurde mit einer Aluminiumfolie von 0,03 mm als Auflage und einer solchen als Unterlage zu einem Laminat
mit einer Gesamtstärke von 20 bzw. 25 mm verbunden. Dazu wurde die Aluminiumfolie auf ein Quardrat von 36cm Seitenlänge
beschnitten und dieses Stück in eine Aluminiumform gelegt und auf etwa 6O0C erwärmt. Eine gleiche Folie diente
als Unterlage und wurde in den Oberteil der Form eingelegt und ebenfalls auf 6O0C erwärmt.
Das schäumende Gemisch nach Tabelle 2 aus der Polyisocyanat-Komponente
und dem Vorgemisch der anderen Bestandteile wurde mit hoher Geschwindigkeit ca.. 6 s gerührt und in
die Aluminiumform eingegossen und nach Auflegen eines Abstandshalters für 20 bzw. 25 nun der obere Formteil aufgelegt
und das ganze mit einer Klammer fixiert. Nach beendetem Aufschäumen wurde der Schaumstoff in 20 min bei einer
/16
030 0 3 9/0682
Temperatur von etwa 700C gehärtet und dan ausgeformt.
Bei der Prüfung entsprechend der japanischen Norm JIS-A-1321
erwiesen sich die Prüfkörper als unbrennbar und konnten in die Klasse 2 eingeordnet werden. Die Eigenschaften
sind in der Tabelle 3 zusammengefaßt.
/17 030039/0682
Laminat-Dicke (mm) | Prüfung | Beispiel 1 | Oberfläche | gelocht | annehmbar | Beispiel | 2 | Oberfläche | gelocht | |
Dichte (g/cnr) | 20 | 0,0,306 | 0,0301 | 25 | 0,0289 | 0,0295 | ||||
Wärme-Abgabe | ||||||||||
(Td©) | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||||
Brenn- | ||||||||||
ο | ver- | Rauchentwicklung | ||||||||
co | ei τ r»Vl | (Ca) | 30,2 | 36,9 | 36,6 | 40,2- | ||||
O | ||||||||||
O | (JIS-A- | Ri38e /Verformung | keine/ | keine/ | ___ | |||||
co | geringe | geringe | ||||||||
^» | Flamm-Zeit | |||||||||
O | (β) | 0 | 21 | 24 | 29 | |||||
cn | Bewertung | annehmbar I ■ ι |
||||||||
03 | ||||||||||
CX)
O CD CO CD CO
1Λ-53 422
Aus der Tabelle 3 entnimmt man, daß das erfindungsgemäße Laminat die Prüfung auf-unbrennbar- Klasse 2 bestanden
hat.
Es wurden nach- den Anweisungen des Beispiels 1 Laminate
mit einer Gesamtstärke von 25 mm mit Aluminiumauflage
und -unterlage 0,03 mm hergestellt, jedoch die Schaumrezeptur für den Schaumstoff des Kerns variiert. In
der Tabelle 4 ist die Schaumrezeptur zusammengestellt sowie die Ergebnisse der Prüfung des Laminats aufgeführt.
/19 030039/0682
T a b>e 1 1 e
4 (a)
Schaumrezept (Gew.-Teile)
Polypropylenglykol,
OH-Aq. 1000 10,77
Dipropylenglykol 4,8
Kaliumacetat 20 %-±g
in Dipropylenglykol * 2,0
2,4,6-Tri s-(dimethylaminomethyl)-phenol
0,5 Schaumstabilisator L-5340 ' 1,0
Polypropylenglykol,
OH-Aq. 1000
OH-Aq. 1000
2,99 13,38
1,2
Diäthylenglykol
Kaliumacetat 20 %-ig in Diäthylenglykol *
2,4,6-Tri s-(dime thylaminomethyl)-phenol
0,5 Schaumstabilisator
L-5340
L-5340
1,0
co
O O CjO CD ^
O <J) OO
Diol/Polyole
0,59
4,74
Polyole Gew.-Teile
17,17
17,17
Brennver such
(JIS-A-1321)
Prüfung Dichte (g/cnr5)
Wärme-Abgabe (Td<5>)
Rauchentwicklung
<cA)
Bruch /Verformung
Flamm-Zeit (s) "
[Bewertung
Oberfläche 0,0320
9,9
kein/
geringe
geringe
gelocht 0,0319
47,4
29
annehmbar
Oberfläche
0,0282
0,0282
0,6
kein/
geringe
annehmbar
gelocht 0,0280
37,2
20
O CD CO
cn 'co
* Dieses Dialkylenglykol ist den niedermolekularen Diolen zuzurechnen.
4 Cb)
Schaumrezept | ■ | Prüfung | ,, Beispiel 5 | VerRleichsbefe-piel A | Pentaerythrit gestartetes | Oberfläche | gelocht | 31 | Oberfläche | gelocht | D | ||
(Gew.-Teile) | Dielte (g/cm3) | Äthylenoxid-Propylenoxid- Polypropylenglykol, | 0,0290 | 0,0 286 | annehmbar | 0,0307 | 0,0292 | nicht cjo | |||||
Wärme-Abgabe (Td<5>) |
0 | 0 | 0 | 51,3 | annehmbar <P | ||||||||
Rauchentwicklung | |||||||||||||
(cA) | ,33,3 | 39,0 | 63,0 : | 54,9 | |||||||||
JtX Bruch /Verformung |
• Additionspolyol, OH-Äq. 1516 OH-Aq.' 1000 13,97 | kein/ | mmm*mm | kein/ | |||||||||
7,57 | geringe | t ' % | geringe | ||||||||||
Flamm-Zeit | Diäthylenglykol 8,8 | ||||||||||||
(s) | Kaliumacetat 20 %-ig Kaliumacetat 20%-ig | 25 | 74 | 24 | |||||||||
Bewertung | in Dipropylenglykol *1,2 in Dipropylenglykol* 4,0 | ||||||||||||
: 2,4,6-Tris-(dimethyl- 2,4,6-Tris-(dimethyl- | |||||||||||||
Diol/Polyole | aminomethyl)-phenol .0,5 aminomethyl)-phenol 2,0 | ||||||||||||
O CaJ |
Polyole Gew.-Teile | Schaumstabilisator · Schaumstabilisator | |||||||||||
003 | L-5340 - '1,0 SH-193 1»0 | ||||||||||||
CD *■>> |
1,27 0,23 | ||||||||||||
O cn OO |
Brenn- ver- |
17,17 . 17,17 | |||||||||||
ro | such | ||||||||||||
(JIS-A- | |||||||||||||
1321) | |||||||||||||
·»<■ ΠΙΩ«««
ist. Hon «
1A-53 422
Daraus ergibt sich, daß die Eigenschaften von Laminaten besser sind, wenn der Schaumstoff nach den Forderungen
der Erfindung hergestellt worden ist im Gegensatz zu anders erhaltenen Schaumstoffen.
Nach den Anweisungen des Beispiels 1 wurden Laminate mit einer Gesamtstärke von 25 mm hergestellt und in
diesem Fall Aluminiumfolien 0,05 mm als Auflage und Unterlage angewandt und de Schaumrezeptur für den
Schaumstoff variiert. Die Vorderseite des Laminats nach Beispiel 6 war mit einem Lack versehen. In
der Tabelle 5 ist die Schaumrezeptur des Schaumstoffs und die Werte für die Laminate zusammengefaßt.
/22
030 039/0682
5(a)
Schaumrezept | • | • | Diol/Polyole | Prüfung | Beispiel 6 | Oberfläche | gelocht | Beispiel 7 | gelocht | annehmbar | |
(Gew.-Teile) | Polyole Gew.-Teile | Dichte (g/cm^) | 0,0287 | 0,0298 | 0,0300 | ||||||
Wärme-Abgabe (Td(S)) |
O | O | 0 | ||||||||
Rauchentwicklung | Polytetramethylenglykol | ||||||||||
(cA) | wie Beispiel 1 | . 3,3 | 38,1 | OH-Aq. 1000 7,57 | 46,2 | ||||||
■Brenn ver |
Bruch /Verformung | kein/ | Diäthylenglykol 8,8 | ||||||||
such | geringe | Kaliumacetat 20 %-ig | |||||||||
(JIS-A- | Flamin-Zeit | in Diäthylenglykol* 1,2 | |||||||||
1321) | (s) | O | 34 | 2,4,6-Tris-(dimethyl- | 42 | ||||||
Bewertung | annehmbar | aminomethyl)-phenol 0,5 | |||||||||
Schaumstabilisator | |||||||||||
L-5340 1,0 | |||||||||||
O
CO |
1,27 ' | Trichlormonofluormethan 26 | |||||||||
O
CD |
17,17 | 1,27 | |||||||||
CaJ | 17,17 | ||||||||||
CO
^ |
|||||||||||
O
CT) 00 |
Oberfläche | ||||||||||
ro | 0,0293. | ||||||||||
• O | |||||||||||
1,2 .: | |||||||||||
kein/ | |||||||||||
geringe | |||||||||||
O | |||||||||||
CD CD OO CD
TU
vknl
n ^ A
x a u
χ jl e
Schaumrezept (Gew.-Teile) |
Prüfung | Vergleichsbeispiel B | Vergleichsbeispiel C | Oberfläche | gelocht | Oberfläche | gelocht | nicht | |
Dichte (g/cnr5) | Polypropylenglykol, Polytetramethylenglykol, OH-Aq. 1000 13,97 OH-Äq. 1000 T-1500 13,67 |
0,0288 | 0,0293 | 0,0 348 | 0,0336 | annehmbar | |||
Wärme-Abgabe (Td<5>) |
Kaliumacetat 20 %-ig . Kaliumacetat 20 %-Lg | 0 | 0 - | 116,3 | 51,3 | ||||
Rauchentwicklung | . in Dipropylenglykol* 4,0 in Dipropylenglykol* 4,0 | ||||||||
(cA) | N,N»,N»'-Tris-(dimethyl- N,N1,N1•-Tris-tdimethyl- | 63,6 | 60,6 | 101,1 : | 78,6 | ||||
aminopropyl)-s-hexa- amfaopropyl)-s-hexa- | |||||||||
Bruch /Verformung | hydrotriazin , 0,5 hydrotriazin 0,5 | kein/ | kein/ | ||||||
Schaumstabilisator Schaumstabilisator | geringe | geringe | |||||||
Flamm-Zeit | SH-192 1,0 SH-193 1,0 | ||||||||
(s) | Trichlormonofluormethan28 Trichlormonofluormethan26 . | 34 | 50 | 30 | 58 | ||||
Diol/Polyole | Bewertung | 0,23 0,23 | annehmbar | ||||||
O co |
Polyole Gew.-Teile | 17,17 16,87 | |||||||
003 | |||||||||
co -ν» |
1 ' | ||||||||
O cn OO |
Brenn ver |
||||||||
to | such | ||||||||
(JIS-A- | |||||||||
1321) | |||||||||
CD CD OO CT)
* Dieses Dipropylenglykol ist den niedermolekularen Diolen zuzurechnen.
1A-53 422
Daraus ergibt sich, daß Laminate mit erfindungsgemäßen
Schaumstoffen bessere Werte ergeben als mit anderen Schaumstoffen.
Es wurden nach den Anweisungen des Beispiels 1 Laminate mit einer Gesamtstärke von 20 mm hergestellt unter Verwendung einer lackierten Aluminiumfolie 0,03 mm als
Auflage und einer Aluminiumfolie 0,03 mm als Unterlage bei Variation des Schaumrezepts. In der Tabelle
ist das Schaumrezept, die Dicke des Überzugs und die Werte beim Brenntest zusammengefaßt.
/25
030039/0682
O CD CO CD
Prüfung | T a b e 1 | Ie 6 (a) | 0,017 | 0,018 | Beispiel 9 | 0,021 | 0,021 | _\ 'i Vn |
O
D |
|
Dichte (g/cnr) | Beispiel 8 | Oberfläche | gelocht | Polypropylenglykol, ' OH-Aq. 1000 . 7,57 |
Oberfläche | gelocht | ||||
Wärme-Abgabe (Td(S)) |
Polypropylenglykol, OH-Aq. 1000 10,77 |
0,0343 | 0,0339 | Dipropylenglykol 8,0 | 00322 | 0,0320 | ro | |||
Schaumrezept (Gew.-Teile) |
Rauchentwicklung (cA> Bruch /Verformung Flamm-Zeit (s) |
Dipropylenglykol 4,8 | 0 | 0 | Kaliumacetat 20 96-ig in Dipropylenglykol* 2,0 |
0 | 0 | |||
Bewertung | Kaliumacetat 20 %7ig in Dipropylenglykol * 2,0 |
V 37,2 kein/ geringe 25 |
40,8 1 t 1 28 |
1,27 | 33,0 kein/ geringe 18 |
38,8 31 i |
||||
0,59 | annehmbar | 17,17 | annehmbar c C |
|||||||
Diol/Polyole | 17,17 | |||||||||
Polyole Gew.-Teile | ||||||||||
;," Auftrags-Dicke Polvacrylat-Lack (mm) |
I | |||||||||
Brenn ver |
||||||||||
such (JIS-A- 1321) |
||||||||||
* Dieses Dipropylenglykol ist den niedermolekularen Diolen zuzurechnen.
Schaumrezept (Gew.-Teile) |
Prüfung | Beispiel 10 | Beispiel 11 | 0,026 | 0,021 0,020 | Oberfläche | 0,024 | |
Dichte (g/cm3) | Oberfläche | gelocht | 0,0295 | gelocht | ||||
Wärme-Abgabe (Td <5>) |
Polytetramethylenglykol Polypropylenglykol, OH-Äq. 1000 7't 57 OH-Aq. 1000 2,99 |
0,0303 | 0,0306 · | 0 | 0,0290" | |||
Diol/Polyole. | Rauchentwicklung (cA) Bruch /Verformung Flamm-Zeit (B) |
Diäthylenglykol 8,8 Diäthylenglykol 13,38 | 0 | 0 | 0 : kein/ geringe 0 |
0 | ||
Polyole Gew.-Teile | Bewertung I * |
Kaliumacetat 20 %~±g ' Kaliumacetat 20 %-ig in Diäthylenglykol* 1,2 in Diäthylenglykol* 1,2 |
35,5 kein/ geringe. 23 |
50,7 45 |
45,3 34 ο |
|||
CD CO |
Auftrags-Dicke Polyacrylat-Lack (mm) |
1,27 4,74 | ^annehmbar | annehmbar O) G) L _____— (i) |
||||
003 | 17,17 17,17 | |||||||
CD | • * | |||||||
O CD |
Brenn ver |
|||||||
CO | such (JIS-A- 1321) |
|||||||
TV4
T a b e lie
6(e)
Schaumrezept (Gew.-Teile)
Polypropylenglykol,
OH-Aq. 1000 7,57
Diäthylenglykol . 4,0
Tripropylenglykol 4,8 Kaliumacetat 20 %-ig
in Diäthylenglykol* 1,2
Pentaerythrit gestartetes Äthylenoxid-Propylenpxid-Additionspolyol,
OH-Äq. 1516
7 57 Diäthylenglykol 8 \ 8
Kaliumacetat 20 %-ig
in Diäthylenglykol * 1,2
Diol/Polyole
1,27
1,27
CO O CD CO CD
Polyole Gew.-Teile
17,17
17,17
Auftrags-Dicke Polyacrylat-Lack (mm)
0,018
0,018
0,029
0,028
'Brennver such
(JIS-A-1321)
Prüfung Dichte
Wärme-Abgabe (Td(S))
Rauchentwi cklung
(cA)
Bruch /Verformung
Flamm-Zeit (s)
Bewertung L '
Oberfläche
0,0318
0,0318
gelocht 0,0316
27,9
kein/
geringe
geringe
26
39,6
annehmbar
Oberfläche
0,0305
0,0305
gelocht 0,0303
27,6
kein/
geringe
geringe
46,2
38
annehmbar
Dieses Diäthylenglykol ist den niedermolekularen Diolen zuzurechnen. . . ., .
, -» ,, π „JL+»-n nnnh>n «5 Teile 2 4 6-Trls-(dimethylaminomethyl)-phenol, 1 Teil Schaumstabila.·
+^e τΓς^Λη ?6 Teile Tricnlormonofiuormethan und 100 Teile rohes MDI, Isocyanat-Aq. 137
Claims (4)
1. Feuerbeständiges Laminat aus einem Kern in Form eines Urethan-modifizierten Polyisocyanurat-Schaumstoffs
und einer Auflage in Form einer Aluminiumfolie mit einer Dicke von nicht weniger als 0,015 mm und gegebenenfalls
einer Unterlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoff hergestellt worden ist unter Verwendung als Polyolkomponente zumindest eines nieder- .
molekularen Diols der Formel
HO-
-(CH2CH2O)1
worin η 2,3 oder 4 ist, der Formel B
-H,
(A)
HO-
-(CH-CHO}
-Hf
(B)
CH,
worin m 2 oder 3 ist, 2,3-Butandiol und/oder 2-Buten-1,4-diol
zusammen mit zumindest einem hochmolekularen Polyol mit 2 bis 4 Hydroxylgruppen und einem OH-Äquivalent
von 600 bis 2000, wobei das Gewichtsverhältnis von Diol zu Polyolen 0,55 bis 7 und die Gesamtmenge von Diol und Polyolen
12,5 bis 25 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile Polyisocyanat betrugen.
030039/0682 /2
1A-53 422 -2 --■'■■
2. Feuerbeständiges Laminat nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schaumstoff hergestellt worden ist unter Verwendung von Polyoxyalkylenglykolen,
erhalten durch Umsetzung von Äthylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid mit einem Diol
wie Äthylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propandiol,
1,4- "bzw. 2,3-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,2-Hexandiol,
Diäthylenglykol oder Dipropylenglykol; Polyoxyalkylentriolftioder
Polyoxyalkylentetraoleri,erhalten durch Umsetzung
von Äthylenoxü, Propylenoxid und/oder Butylenoxid mit
einem Triol oder Tetraol, insbesondere Glycerin, Trimethylo] propan, 1,2,6-Hexantriol oder Pentaerythrit und/oder
Polytetramethylenglykol als Polyol-Komponente.
3. Feurbeständiges Laminat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennze i chnet , daß der Schaumstoff hergestellt worden ist mit einer Schaumrezeptur, in der
das Gewichtsverhältnis Diol zu Polyolen 1 bis 5 betrug.
4. Feurbeständiges Laminat nach Anspruch 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet , daß der Schaumstoff
hergestellt worden ist aus einer Schaumrezeptur, in der die Gesamtmenge von Diol und Polyolen 14 bis 22 Gew.-Teile
auf 100 Gew„-Teile Polyisocyanat betrug.
030039/0682
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54026042A JPS591192B2 (ja) | 1979-03-06 | 1979-03-06 | 耐炎性積層体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3008694A1 true DE3008694A1 (de) | 1980-09-25 |
Family
ID=12182636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803008694 Withdrawn DE3008694A1 (de) | 1979-03-06 | 1980-03-06 | Feuerbestaendige laminate |
Country Status (4)
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---|---|
US (1) | US4296170A (de) |
JP (1) | JPS591192B2 (de) |
DE (1) | DE3008694A1 (de) |
GB (1) | GB2050940B (de) |
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---|---|---|---|---|
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