DE3024909A1 - Bauteil mit einer feuerfesten schicht und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Bauteil mit einer feuerfesten schicht und verfahren zu seiner herstellung

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DE3024909A1
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Description

  • Beschreibung
  • Die Erfindung bezieht sich darauf, brennbare Stoffe mit Feuerfestigkeit zu versehen und insbesondere darauf, brennbare Träger mit Schichten zu versehen, um die Träger vor dem Verbrennen zu schützen, wenn sie einem Feuer ausgesetzt sind.
  • Feuerschutz ist bei Baustoffen deshalb nötig, damit die Bewohner von Gebäuden, Insassen von Automobilen und Flugzeugen und dergleichen nicht einer unnötig großen Gefahr aufgrund der Brennbarkeit der sie umgebenden Stoffe ausgesetzt sind.
  • In den letzten Jahren wurden große Anstrengungen auf dem Gebiete des Feuerschutzes unternommen, die zum Teil durch strengere Bauvorschriften und verbesserte Versuchskriterien bedingt waren. Sehr häufig jedoch wird der Feuerschutz nur dadurch erreicht, daß andere wünschenswerte Eigenschaften aufgegeben werden.
  • So haben z.B. nicht brennbare Bauteile, die aus Metallplatten hergestellt sind, den Nachteil von großem Gewicht, mangelndem Korrosionswiderstand und Schwierigkeiten bei der Herstellung.
  • Feuerfeste Faserzusammensetzungen besitzen keine große Haltbarkeit und können nur unter Schwierigkeiten optisch gestaltet werden. Desgleichen besitzen Faser-, Zement und Gipsplatten nur mangelnde Haltbarkeit und sind dann sehr schwer, wenn sie dick genug sind, um genügende innere Festigkeit und Stärke zu besitzen. Zwar sind feuerfeste Anstriche zum Schutz von brennbaren Trägern erhältlich, sie enthalten aber häufig giftige oder andere unerwünschte Bestandteile. Farben, die diese Bestandteile nicht enthalten, neigen dazu, nicht haltbar zu sein.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten dadurch zu vermeiden, daß brennbare Baustoffe, wie Holz oder Kunststoffschaum, mit Feuerhemmung versehen werden, ohne daß das Gewicht des Trägerstoffes unnötig erhöht wird und wobei gleichzeitig der Träger mit einer haltbaren Oberfläche versehen wird.
  • Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Feuerhemmung unter Verwendung leicht erhältlicher Stoffe zu schaffen.
  • Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Träger mit einer ,tetallfolie und einem harzgetränkten Fasergewebe beschichtet wird, wobei sich die Folie zwischen dem Trägerstoff und dem Fasergewebe befindet.
  • Weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, in der auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird. Die Zeichnung stellt eine zum Teil perspektivische Ansicht, zum Teil einen Querschnitt der feuerhemmenden Schicht gemäß der Erfindung dar.
  • In der Zeichnung ist der Träger 10 ein Baustoff, dem Feuerfestigkeit zum Vorteil gereicht. An einer Seite des Trägerstoffes 10 ist eine Schicht einer Metallfolie 11 haftend befestigt. An der Seite der Folie 11, die der an dem Trägerstoff 10 befestigten Seite gegenüberliegt, ist ein harzgetränktes Fasergewebe 12 haftend befestigt.
  • Der Trägerstoff kann Bauholz, Sperrholz, eine Pressholzplatte, Spanplatte oder Hartfaserplatte sein, die Festigkeit und innere Stärke besitzt. Der Träger kann auch ein Isolierstoff, wie Polystyrol-, Urethanschaum oder ein anderer Kunststoffschaum sein.
  • Die Folie 11 wird aus einem Metall gebildet, dessen Schmelzpunkt so hoch ist, daß es unversehrt bleibt, wenn es der von einer offenen Flamme ausgehenden Hitze ausgesetzt ist. In der Praxis ist die Folie jedoch nicht direkt der Flamme ausgesetzt, da sie von ihr durch den Träger 10 auf der einen Seite und von dem Gewebe 12 auf der anderen Seite abgeschirmt wird.
  • Die Folie 11 besitzt eine Stärke in dem Bereich zwischen einem Bruchteil eines Mil (1 Mil = 25.4 x 10 3 mm) und mehreren Mil und wird aus Metall, wie z.B. Aluminium, gebildet, das genügend verformbar ist, daß es zu einer Folie mit einer derartigen Stärke verarbeitbar werden kann. Jeder Klebstoff, der geeignet ist, Metallfolie an dem Trgerstoff zu befestigen, kann verwendet werden.
  • Das mit einem Harz getränkte Fasergewebe 12 dient dem doppelten Zweck von einmal der Isolierung der Folie, um sie zu schützen, wenn die Schicht einer Flamme ausgesetzt ist und zum anderen der Schaffung einer dauerhaften und ontisch gestaltbaren Oberfläche für die Schicht. Das Gewebe besteht aus einem gewebten oder nicht gewebten Stoff und ist überwiegend aus feuerfesten Fasern, wie Glas-, Keramik-, Phenol-, Kohlenstoff-und rtineral-Fasern, wie z.B. Asbest, gebildet. Nicht gewebte Webstoffe können durch ein " "Feuchtlage-Verfahren" (wet laying), wie bei der Papierherstellung, oder durch ein "Luftlage-Verfahren" (air laying) in einem trockenen Verfahren hergestellt werden. Vorzugsweise wird das Gewebe aus Glasfasern hergestellt, die einen Durchmesser in dem Bereich zwischen einem und fünfzehn mikron besitzen.
  • Das zum Tränken des Gewebes 12 verwendete Harz besteht aus einem geeigneten Stoff und wird so ausgewählt, daß es den Anforderungen der jeweiligen Anwendungen genügt. So kann z.B. ein Harz gewählt werden, das gegenüber ultraviolettem Licht widerstandsfähig ist, wenn eine Verwendung im Freien vorgesehen ist, oder das abriebfest ist, falls diese Eigenschaft erforderlich ist. Ebenso kann das Harz auch im Hinblick auf einen optisch befriedigenden Eindruck gewählt werden. Obwohl das Harz nicht unbedingt nicht brennbar sein muß, können die Brennbarkeit und Hitzebeständigkeit bei der Wahl des zu verwendenden Harzes in Betracht gezogen werden.
  • Für die erfindungsgemäßen Zwecke qeeignete Harze umfassen Vinylverbindungen (z.B. Vinylchlorid, Vinylacetat und Vinylfluorid) , Acrylharze, Polyester, Polyamide, Polimide, Melamine, Phenolharze, ilarnstoff-Formaldehyd-Harze, Epoxydharze und modifizierte Cellulose.
  • Das Harz wird auf das Fasergewebe unverdünnt in einem beliebigen Träger, von einer Lösung, von einer Latexdispersion oder von Verbindungen, wie Plastisole oder Organisole, aufgebracht. Jeder geeignete Klebstoff kann zur Verbindung des trockenen harzgetränkten faserigen Gewebes 12 mit der Folie 11 verwendet werden. Wahlweise kann das Gewebe in feuchtem Zustand auf die Folie aufgebracht werden, so daß das Harz, nachdem es getrocknet ist, zur Verbindung des Gewebes und der Folie dient. Vorzugsweise werden das feuchte, getränkte Gewebe, die Folie und der Träger einander gegenüberliegend angeordnet und sodann die Schicht Wärme und Druck so lange ausgesetzt, bis der Harz getrocknet ist.
  • Falls erwünscht, können dem Harz für Schmuckzwecke Pigmente zugefügt werden. Darüber hinaus können feuerhemmende Füllstoffe, wie Antimonoxid und hydrierte Tonerde, dem Harz hinzugefügt werden, um seine Feuerhemmung zu verstärken.
  • Obwohl davon ausgegangen wird, daß die Erfindung aus der obigen Beschreibung verständlich ist, wird sie durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.
  • Beispiel I Eine im Handel unter der Marke "asonite" erhältliche Hartfaserplatte, die als Träger dient, wurde auf der einen Seite mit einer Mischung aus Epichlorhydrin-Biphenol A-basiertem Epoxydharz und aus Polyamidharz in einer Stärke von 5 g pro Quadratfuss (929, 029 cm2) überzogen, wobei Epoxydharz und Polyamid in einem Gewichtsverhältnis von drei zu eins vorhanden waren. Eine Schicht aus Aluminiumfolie mit einer Stärke von 0.8 Mil wurde auf die mit dem Überzug versehene Seite des Trägers gelegt. Die freiliegende Seite der Folie wurde mit einem Überzug des oben beschriebenen Epoxyd/Polyamid-Harzes in einer Stärke von 20 g pro Quadratfuß (929, 029 cm2) überzogen. Ein aus 90 % Glasfasern und 10 % Holzfasern bestehendes Gewebe, das durch das 'BFeuchtlage-Verfahren" (wet laying) hergestellt worden war und ein Grundgewicht von 60 g/mZ besaß, wurde auf den Harzüberzug gelegt.
  • Das Harz konnte in das Fasergewebe einziehen und es vollständig durchdringen, worauf die freiliegende Seite des Gewebes mit einem mit Fluorkohlenstoff überzogenen Abziehblatt bedeckt wurde. Die Schicht wurde in eine beheizte Presse gelegt und 2 mit einem Druck von 10,000 Pfund pro Quadratfuß (929, 029 cm bei 160° C für einen Zeitraum von sieben Minuten zusammengepreßt, worauf das Harz getrocknet war. Die Schicht wurde von der Presse entfernt und das Abziehblatt von der Schicht abgezogen.
  • Beispiel II Eine Schicht wurde gemäß dem in Beispiel I beschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß das Fasergewebe ein Grundgewicht von 30 g/m2 besaß und die Stärke des auf die freiliegende Seite der Folie aufgebrachten Epoxyd/Polyamid Harz-Überzuges 10 g pro Quadratfuß (929, 029 cm²) betrug.
  • Beispiel III Eine Schicht wurde gemäß dem in Beispiel I beschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß ein bromiertes Epoxydharz anstelle des Epoxyd/Polyamid Harzes verwendet wurde und daß die Schicht 20 Minuten lang bei 1800 C zur Trocknung des Harzes gepreßt wurde.
  • Beispiel IV Eine Schicht wurde gemäß dem in Beispiel I beschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß ein Phenol-Harz anstelle des Lpoxyd/Polyamid-Harzes verwendet wurde.
  • Beispiel V Eine Schicht wurde gemäß dem in Beispiel I beschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß ein schwellendes Aminoplast anstelle des Epoxyd/Polyamid Harzes verwendet wurde.
  • Die Schichten der Beispiele I bis V wurden gemäß der Erfindung hergestellt. Für Vergleichs zwecke wurden Schichten gemäß den folgenden vier Beispielen hergestellt.
  • Beispiel VI Eine Beschichtung wurde gemäß dem in Beispiel I beschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß keine Folie verwendet wurde.
  • Stattdessen wurde der aus 20 g pro Quadratfuß (929, 029 cm²) bestehende Harzüberzug direkt auf den Masonite-Träger aufgebracht, worauf das Fasergewebe auf diesen Überzug gelegt wurde.
  • Die Schicht wurde zur Trocknung des Harzes erhitzt und gepreßt, wie in Beispiel I beschrieben wurde.
  • Beispiel VII ine Schicht wurde gemäß dem in Beispiel I beschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß die Lagen der Folie und des Fasergewebes vertauscht wurden. Der Masonite-Treger wurde mit dem Epoxyd /Polyamid-liar z in einer Stärke von 2 20 g pro quadratfuß (929, 029 cm ) überzogen, und das Fasergewebe wurde auf den Harzüberzug gelegt. achdem das Harz in das Gewebe eingedrungen war, wurde die Folienschicht auf das Gewebe gelegt. Die Schicht wurde zur Trocknung des Harzes erhitzt und gepreßt, wie in Beispiel I beschrieben.
  • Beispiel VIII Eine Schicht wurde gemäß dem in Beispiel I beschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß ein zellulosehaltiges Gewebe, d.h. ein Gewebe, das vollständig aus brennbaren Zellulosefasern besteht, mit einem Grundgewicht von 34 g/m2 anstelle des Glas/Holz-Gewebes verwendet wurde.
  • Zur Bestimmung der relativen Feuerfestigkeit der gemäß den vorstehend beschriebenen Beispielen hergestellten Schichten wurde ein Verfahren verwendet, das von H.L. Vandersall in dem "Journal of Paint Technology", Band 39, Nr. 511, Seite 494 (1967) beschrieben wurde. Gemäß diesem Verfahren wird ein Tunnel mit einer Länge von zwei Fuß (60,96 cm) und einer Breite von ungefähr 6 Inch (15.24 cm) verwendet. Der Tunnel ist mit 280 gegen die Horizontale geneigt, und die Schichtmuster werden nacheinander in den Tunnel gelegt. Als Feuerquelle dient ein "Meeker"-Brenner, der ein ein achtel Inch (2.86 cm) vom Boden jedes Musters entfernt ist, wobei der Gasfluß auf einen konstanten Wert von 4.82 Kubikfuß pro Quadratinch (1.365 dm3/6.452 cm2) eingestellt wurde. Jeder Versuch dauerte vier minuten, wobei die größte Flammenausbreitung durch den Tunnel notiert wurde.
  • Als Bezugstoff wurde einer Asbest/Zementplatte ein bestimmter Wert von 0 und Roteiche-(Red Oak) Bodenplatten ein bestimmter Wert von 100 gegeben. Die Feuerausdehnung-Bewertung für jedes Muster bestimmt sich nach der folgenden Gleichung: Feuerausdehnungs-Bewertung = Ls - La Lo - La X 100 Dabei ist Ls = die größte Feuerausdehnung für die Muster La = die größte Feuerausdehnung für die Asbest/Zement-Platte Lo = die größte Feuerausdehnung für die Roteichen-Platten Ergebnisse der Brennbarkeits-Versuche Beispiel Nr. Beschreibung des musters Feuerausdehnungs-Bewertung I 60 g/m² Gewebe, Epoxyd/ Polyamid-Harz, Folie 61 II 30 g/m2 Gewebe, Epoxyd/ Polyamid-Harz, Folie 40 III 60 g/m² Gewebe, bromiertes Epoxydharz, Folie 79 IV 60 9/m² Gewebe, Phenol-Harz, Folie 95 V 60 g/m2 Gewebe Aminoplast, Folie 48 VI Keine Folie 135+ VII Folie außerhalb Gewebe Platte durchgebrannt VIII Zellulosehaltiges Gewebe Epoxyd/Polyamid-Harz, Folie Platte durchgebrannt Aus diesen Ergebnissen geht hervor, daß nur die Beschichtungen, die alle wesentlichen Merkmale der Erfindung besitzen, nämlich die in Beispiel I-V, hervorragende Feuerfestigkeit aufweisen.
  • Diese Merkmale umfassen sowohl ein harzgetränktes Fasergewebe und eine Metallfolienschicht, die Anordnung der Folienschicht zwischen dem Träger und dem Fasergewebe und die Verwendung eines Fasergewebes, das überwiegend aus feuerfesten Fasern besteht. In den Beispielen, in denen keine Folie verwendet wurde (Beispiel VI), oder das Fasergewebe zwischen der Folie und dem Träger anqeordnet ist (Beispiel VII) oder ein brennbares Fasergewebe verwendet wurde (Beispiel VIII) wird die Feuerfestigkeit erheblich vermindert.
  • Wenn man die Ergebnisse der Versuche vergleicht, die die Beschichtungen der Beispiele I und II umfassen, bemerkt man, daß die Beschichtung von Beispiel II eine bessere Feuerausbreitungsbewertung hat, als die Beschichtung von Beispiel I, obwohl die Beschichtung von Beispiel I ein dickeres Fasergewebe umfaßt. Der Grund dafür scheint zu sein, daß die Beschichtung von Beispiel 1 auch mehr das Gewebe durchdringendes Harz besitzt, wobei das brennende Harz die Feuerausbreitungsbewertung beeinflußt hat Daher wurde ein weiteres Muster vorbereitet, das im folgenden Beispiel beschrieben wird.
  • Beispiel IX Eine Beschichtung wurde gemäß dem in Beispiel I beschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß das Fasergewebe mit einem chlorierten Polyesterharz getränkt wurde, das mit Methyläthylketonperoxid, einem feuerhemmenden Harz katalysiert wurde, anstatt mit dem Polyamid-Harz. Außerdem wurde die Beschichtung mit einem Druck von 10,000 Pfund pro Quadratfuß (929, 029 c ) fünf linuten lang bei einer Temseratur von 1300 C gepreßt. ei dem oben beschriebenen Feuerversuch erhielt die beschichtung eine Feuerausbreitungsbewertung von 22.
  • Daraus folgt, daß die Erfindung eine bedeutende Feuerfestigkeit ungeachtet des verwendeten Harzes schafft, das die Verwendunq eines feuerhexmenden Harzes jedoch die Feuerfestigkeit der Beschichtung verbessert.
  • Die erfindung wurde nur in ihrer bevorzugten Form und nur beispielhaft gezeigt und beschrieben, wobei viele Abwandlungen der Erfindung gemacht werden können, die immer noch von ihrer Lehre umfaßt werden. Daraus folgt, daß die Erfindung nicht auf eine bestixnte Form oder ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschränkt ist, außer soweit diese Beschränkungen in den Ansprüchen beinhaltet sind.
  • Zusammengefaßt kann die Erfindung wie folgt beschrieben werden.
  • Feuerheiwmende Schicht, bestehend aus einem Träqer, einer an einer Seite des Trägers haftend befestigten Metallfolie und einem harzgetrankten, an der Folie haftend befestigten Fasergewebe, wobei sich die Folie zwischen dem Fasergewebe und dem Träger befindet. Das Gewebe ist überwiegend aus feuerfesten Fasern, wie Glas-, Keramik-, Phenol-, Kohlen-und Ashest-Fasern gebildet. Das das Gewebe tränkende 1iarz wird aus den Vinylverbindungen, Akrylharz, Polyester, Polyamiden, Polimiden, Melaminen, Phenol, Harn-Formaldehyd-Harzen, Epoxydharzen, modifizierter Zellulose und ähnlichem gewählt.
  • Die Folie besteht aus einem geeigneten Metall, wie z.B.
  • Aluminium, das eine Stärke bis zu einigen Mil besitzt. Der Träger ist ein Baustoff, wie Bauholz, Sperrholz, Preßholz, Spanplatte, Hartfaserolatte oder ein isolierender Kunststoffschaum.

Claims (15)

  1. Titel: Bauteil mit einer feuerfesten Schicht und Verfahren zu seiner Herstellung Patentansprühe 1. Bauteil mit einer feuerhemmenden Schicht, gekennzeichnet durch die folgenden Bestandteile: a) einen brennbaren Träger, b) eine rietallfolie, die an einer Seite des Trägers haftend befestigt ist und c) ein harzgetränktes Fasergewebe, das an der Seite der Folie haftend befestigt ist, die der Seite gegenüberliegt, die an dem Träger befestigt ist, so daß sich die Folie zwischen dem Gewebe und dem Träger befindet, wobei das Gewebe überwiegend aus feuerfesten Fasern besteht.
  2. 2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie eine Dicke in dem Bereich von einem Bruchteil eines Mil und mehreren Mil besitzt.
  3. 3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie Aluminiumfolie ist.
  4. 4. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe das Ergebnis eines Feuchtlage-(wet laying) Papierherstellungsverfahrens ist.
  5. 5. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe vorwiegend aus Fasern gebildet ist, die aus der Gruppe Glas-, Keramik-, Phenol-, Kohlen-und Asbest-Fasern gewählt werden.
  6. 6. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe vorwiegend aus Glasfasern gebildet wird, die einen Durchmesser zwischen einem und fünfzehn mikron besitzen.
  7. 7. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das Gewebe tränkende Harz aus der Gruppe der Vinylverbindungen, Akrylharze, Polyester, Polyamiden, Polimiden, Melamin, Phenolharze, Harn-Formaldehydharze, Epoxydharze und modifizierte Zellulose gewählt ist.
  8. 8. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das Gewebe tränkende Harz ein feuerhemmendes Harz ist.
  9. 9. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerhemmende Schicht feuerhemmende Füllstoffe aufweist, die in dem das -Gewebe tränkenden Harz verteilt sind.
  10. 10. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerhemmende Schicht ein Harz aufweist, das die Folie haftend an dem Träger befestigt.
  11. 11. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz, das das Gewebe tränkt, das Gewebe auch an der Folie befestigt.
  12. 12. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das Gewebe tränkende harz durch Anwendung von Wärme und Druck getrocknet wurde.
  13. 13. Verfahren zur Herstellung eines Bauteiles mit einer feuerheminenden Schicht nach einem der Ansprüche 1 - 12, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: a) Aufbringen einer metallfolie auf einer Seite eines brennbaren Trägers und b) Aufbringen eines harzcretränkten Fasergewebes, das überwiegend aus feuerfesten Fasern besteht, auf die Seite der Folie, die der Seite gegenüberliegt, die dem Träger gegenüberliegt.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie an dem Träger haftend befestigt wird und daß das Fasergewebe an der Folie mit dem das Gewebe tränkenden Harz befestigt wird.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Harzhaftmittel zwischen die Folie und den Träger gebracht wird und daß die vereinigten Träger, Folie und harzgetränktes Gewebe Wärme und Druck in einer senkrecht zu der Ebene der Verbindung stehenden Richtung ausgesetzt werden, bis das Harz getrocknet ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3444916A1 (de) * 1984-12-08 1986-06-12 Resopal Werk H. Römmler GmbH, 6800 Mannheim Verfahren zum herstellen eines verbundelementes
DE4325966A1 (de) * 1993-08-03 1995-02-09 Chemie Linz Deutschland Brandschutzpolster
DE102022134317A1 (de) 2022-12-21 2024-06-27 Otto Schneider GmbH & Co KG Bodenplattenelement für eine Lagerbühne

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