DE69100932T2

DE69100932T2 - Hochleitungswärmeschirme.

Info

Publication number: DE69100932T2
Application number: DE69100932T
Authority: DE
Inventors: Guy Metivaud
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1990-08-21
Filing date: 1991-08-08
Publication date: 1994-05-19
Anticipated expiration: 2011-08-09
Also published as: ES2049096T3; CA2048593A1; EP0473487B1; DE69100932D1; JPH04234639A; EP0473487A1; FR2666048A1; FR2666048B1

Description

Diese Erfindung betrifft die hochleistungsfähigen, geschmeidigen oder steifen Wärmeschutzschirme, insbesondere,um den Schutz bei Brand zu gewährleisten.
Man kennt bereits, zum Beispiel durch das Dokument GB-A-2 191 792, Flammenschutzgewebe aus oxydierten, verkohlbaren, organischen Fasern, welche den infraroten Wärmefluß eines Brandes stark absorbieren können. Solche Gewebe sind vorteilhafterweise Maschengewebe, und die besagten organischen Fasern können auf der Basis von Polyakrylnitril sein. Andere Fasern, wie aramide Fasern, sind vorgesehen, um das Weben zu erleichtern. Solche Gewebe sind zum Beispiel hergestellt und vertrieben unter dem Handelsnamen MONTSEGUR durch die Société Ariegéoise de Bonneterie, 09300 MONTFERRIER, FRANCE.
Andererseits kennt man durch die Dokumente EP-A-0 079 808 und US-A-4 397 910 Produkte, die hohen Temperaturen widerstehen und aus imprägnierten übereinanderliegenden Schichten bestehen oder mit einem Silikonharz bedeckt sind.
Der Gegenstand dieser Erfindung ist, hochleistungsfähige Wärmeschirme zu verwirklichen, welche die Eigenschaften dem Wärmeflußabsorption der obenerwähnten Flammenschutzgewebe ausnützen.
Zu diesem Zweck ist der erfindungsgemäße Wärmeschirm, insbesondere zum Brandschutz, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Folienmaterial besteht, das ein Polster aufweist, welches durch Übereinanderlagerung von einer Vielzahl von Gewebeschichten aus oxydierten, verkohlbaren Fasern auf Polyakrylonitrilbasis gebildet ist, daß die gegen den besagten Brand gerichtete Seite des Polsters mit einer Schicht aus reinem Silikon bedeckt ist und daß die dem besagten Brand entgegengesetzte Seite des besagten Polsters mit einer endothermisch geladenen Silikonschicht bedeckt ist.
So erhält man, dank der Erfindung, eine besonders wirksame Wärmeschranke. Die besagte,gegen die Hitzequelle (Brand) gerichtete Schicht aus reinem Silikon zersetzt sich tatsächlich unter der Wirkung des Hitzeangriffs, wobei die Zersetzung des Silikons zunächst die Kalorien absorbiert und dann einen Silikonrückstand hinterläßt, der die Maschen der Gewebeschichten verstopft, was eine Schranke gegen das Eindringen heißer Gase bildet. Außerdem absorbiert die dem Brand entgegengesetzte endothermische geladene Silikonschicht die Kalorien.
Um die Wirksamkeit des Zusammenwirkens der Schicht aus reinem Silikon und der endothermisch geladenen Silikonschicht zu veranschaulichen, hat man zwei flache Prüfkörper hergestellt, wovon jeder fünf übereinanderliegende Schichten aus dem gleichen Gewebe oxydierter, verkohlbarer, organischer Fasern enthält. Der erste der Prüfkörper ist mit reinem Silikon umhüllt, während beim zweiten Prüfkörper eine der Seiten mit reinem Silikon und die andere mit endothermisch geladenem Silikon bedeckt ist. Dann hat man jeden Prüfkörper der Wirkung einer Flamme bei 1100 ºC ausgesetzt, wobei die Seite aus reinem Silikon des zweiten Prüfkörpers gegen die besagte Flamme gerichtet war.
Man stellt fest, daß die Temperatur der der Flamme entgegengesetzten Seite des Polsters in 2 Minuten und vierundfünfzig Sekunden 250 ºC erreicht beim ersten Prüfkörper und in 4,5 Minuten beim zweiten Prüfkörper. Man sieht also, daß beim zweiten Prüfkörper die auf der der Flamme entgegengesetzten Seite des Polsters angebrachte endothermisch geladene Silikonschicht die Kalorien absorbiert, während die gegen die Flamme gerichtete Schicht aus reinem Silikon gestattet,die Materialverbrennung zu verzögern.
Vorteilhafterweise ist das endothermisch geladene Silikon der Art wie das im Dokument FR-A-2 632 866 beschriebene.
Um die thermischen Isolationseigenschaften des erfindungsgemäßen Materials noch zu verbessern, ist es möglich -- mit jedem bekannten Mittel -- wenigstens einige Gewebeschichten des Polsters mit reinem oder geladenen Silikon zu imprägnieren. In diesem Fall ist es von Vorteil,die Gewebeschichten, die dazu bestimmt sind, gegen die Hitzequelle gerichtet zu werden, mit reinem Silikon zu imprägnieren, während die Schichten, die nach der entgegengesetzten Seite gerichtet werden sollen, vorzugsweise mit endothermisch geladenem Silikon imprägniert werden.
Solche Silikonimprägnierungen können außerdem zum Verbinden der aufeinanderfolgenden Gewebeschichten dienen. Falls nötig, ist es jedoch möglich,wenigstens einige Gewebeschichten unter sich durch Stiche durch die Stärke des Polsters mittels einem feuerbeständigen Drahtes (zum Beispiel Silizium) oder eines brennbaren Drahtes oder mittels Klebepunkte (zum Beispiel auf Silikonbasis) zu verbinden. Man muß jedoch dazu bemerken, daß jeder Steppstich einen Durchgang bildet für die beißen Gase und daß die Verbindung der Gewebeschichten durch Stiche für gewisse Anwendungen nicht angebracht sein kann.
Eventuell kann eine oder mehrere Schichten aus einem feuerbeständigen Siliziumgewebe oder Keramikgewebe in das besagte Polster eingefügt werden, vorteilhafterweise in seine Oberfläche.
Die Gewebe aus oxydierten, verkohlbaren, organischen Fasern sind in sich schon geschmeidig. Das gleiche gilt also für Polster, welche durch Übereinanderlagerung einer Vielzahl von Schichten solcher Gewebe erhalten werden.
Dank jedoch der Silikonschichten, welche die Flächen des besagten Polsters bedecken, und der Imprägnierungen der Gewebeschichten des Polsters kann man den Geschwindigkeitsgrad des erfindungsgemäßen Schirmes regulieren. Die Geschmeidigkeit dieses Schirmes hängt in der Tat von der Stärke der besagten Silikonschichten und der Anzahl der Gewebeschichten des Polsters, die eine Imprägnierung erhalten haben, ab. So kann man, entsprechend der Erfindung, einen Schirm erhalten, dessen Geschmeidigkeit -- und demnach Steifigkeit -- der gewollten Anwendung angepaßt ist.
Andererseits kann man eventuell dem erfindungsgemäßen Schirm durch Abformung jede gewunschte Form geben, zum Beispiel die Form einer Schale oder einer Haube, die sich der Kontour der zu schützenden Gegenstände oder Vorrichtungen anpaßt.
So kann man, dank der Erfindung, Wärmeschilder in Form von geschmeidigen Abdeckungen, die sich den verschiedensten Formen von Gegenständen oder Ausrüstungen anpassen, von geschmeidigen Streifen, die um Rohrleitungen oder elektrische Verkabelungen gewickelt werden können, von geschmeidigen oder steifen Hauben, die der Form von besonderen Vorrichtungen angepaßt sind, usw., herstellen.
Die Masse der erfindungsgemäßen Wärmeschilder ist nicht sehr hoch, so daß sie insbesondere -- obwohl nicht ausschließlich -- geeignet sind zur Benutzung in der Luft- und Raumfahrt. Sie gestatten dann insbesondere,lebenswichtige Ausrüstungen während mehrerer Minuten auf Temperaturen von 100 ºC bis 200 ºC zu halten, selbst im Fall von Bränden, welche Flammen entwickeln, die eine Temperatur von 1000 bis 1100 ºC erreichen.
Bemerkenswert ist, daß der Schirm gemäß dieser Erfindung neben seinen hohen Wärmeschutzeigenschaften und seiner geringen Masse, leicht zu handhaben und eventuell zu zerschneiden ist, um seine Kontour der eines zu schützenden Gegenstandes anzupassen oder um Streifen herzustellen.
Die Figuren der beiliegenden Zeichnung veranschaulichen,wie die Erfindung verwirklicht werden kann.
Die Figur 1 zeigt in einem vergrößerten schematischen Schnitt eine besondere Ausführungsart des erfindungsgemäßen Schirms.
Die Figur 2 zeigt eine besondere Anwendung des erfindungsgemäßen Schirms.
Der erfindungsgemäße Schirm aus Folienmaterial, der schematisch auf der Figur 1 dargestellt ist, besteht aus einem Polster 1, das durch Übereinanderlagerung und Verbindung einer Vielzahl n (zum Beispiel n = 15) von Schichten 2.1, ..., 2.i, ..., 2.n aus oxydiertem, verkohlbarem, organischen Fasergewebe gebildet ist
Jede Schicht 2.i ist zum Beispiel aus dem obenerwähnten Gewebe "MONTSEGUR", Qualität 7010, hergestellt, das aus 30 % Aramidfasern und 70 % oxydierten und verkohlbare, Polyakrylonitrilfasern besteht. Die Schichten 2.i sind miteinander durch (nicht dargestellte) Klebepunkte verbunden.
Auf der Seite, die dazu bestimmt ist, gegen eine Hitzequelle, zum Beispiel den Brand, gerichtet zu sein, ist das Polster 1 mit einer Schicht 3 aus reinem Silikon bedeckt, welche die angrenzenden Oberflächenschichten 2.i des besagten Polsters 1 imprägniert. Desgleichen ist das Polster auf der Seite, die dazu vorgesehen ist,gegenüber der besagten Hitzequelle zu liegen, mit einer Schicht 4 aus endothermisch geladenem Silikon bedeckt, welche ebenfalls die entsprechenden angrenzenden Oberflächenschichten des besagten Polsters 1 imprägnieren Das endothermisch geladene Silikon ist zum Beispiel das in dem französischen Patent FR-A-2 632 866 beschriebene.
Die Schichten 3 und 4 können durch jedes bekannte Verfahren, wie Abformung, Härtung, Zerstäubung, usw., auf das Polster 1 aufgetragen werden. Sie können die Ränder (nicht dargestellt) am Umfang des Poisters 1 bedecken.
So ist es, entsprechend der Erfindung, möglich Schirme auf mehr oder weniger geschmeidigem Folienmaterial, entsprechend der Anzahl von mit Silikon imprägnierten Gewebeschichten 2.1, herzustellen.
Wenn der Schirm geschmeidig ist, kann er Schutzabdeckungen bilden. Er kann ebenfalls in Streifen geschnitten werden, um als spiralförmiger Schutz für längliche Gegenstände, wie Rohrleitungen oder Kabel, zu dienen.
Wenn der Schirm nach Aushärtung des Silikons steif ist, kann er in einer Preßform zu Schutzhauben jeglicher Form bearbeitet werden. Auf der Figur 2 ist in schematischem Schnitt eine solche Haube 5, die eine durch eine Wand 7 getragene Ausrüstung 6 schützt, dargestellt.

Claims

1.- Wärmeschirm, insbesondere für den Schutz gegen einen Brand, bestehend aus oxydierten, verkohlbaren, organischen Fasergeweben auf Polyakrylnitrilbasis, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Folienmaterial hergestellt ist, das ein Polster (1) aufweist, welches durch Übereinanderlagerung einer Vielzahl von Schichten (2.i) des besagten Gewebes gebildet ist, daß eine Seite des besagten Polsters mit einer Schicht aus reinem Silikon (3) bedeckt ist, und daß die andere Seite des besagten Polsters mit einer Schicht aus endothermisch geladenem Silikon (4)" bedeckt ist.

2.- Schirm nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige Gewebeschichten des besagten Polsters mit reinem Silikon imprägniert sind.

3.- Schirm nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einige der besagten Gewebeschichten des besagten Polsters mit endothermisch geladenem Silikon imprägniert sind.

4.- Schirm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Gewebeschichten des besagten Polsters durch Steppstiche miteinander verbunden sind.

5.- Schirm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Gewebeschichten des besagten Polsters durch Klebepunkte miteinander verbunden sind.

6.- Schirm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schicht aus einem feuerbeständigen Gewebe in das besagte Polster eingefügt ist.

7.- Schirm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er geschmeidig ist.

8.- Schirm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er steif ist.

9.- Schirm nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er die Form einer Abdeckung aufweist.

10.- Schirm nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er die Form von Streifen aufweist.

11.- Schirm nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er die Form einer geformten Haube (5) aufweist.