NL8500706A

NL8500706A - Gelamineerde composities.

Info

Publication number: NL8500706A
Application number: NL8500706A
Authority: NL
Original assignee: Armstrong World Ind Inc
Priority date: 1984-03-12
Filing date: 1985-03-12
Publication date: 1985-10-01
Also published as: SE8501186D0; AU572943B2; JPS60228142A; CA1229294A; DE3504953A1; AT388703B; GB8506393D0; IT1183129B; BE901902A; LU85766A1; GB2155402A; GB2155402B; ES8603614A1; ATA23585A; AU3775385A; ES541161A0; IT8519316A0; FR2560820A1; FR2560820B1; CH667642A5

Description

i 5 NL 32617-Kp/cs Gelamineerde composities.

De uitvinding heeft betrekking op gelamineerde composities en meer in het bijzonder op gelamineerde composities, die geschikt zijn als scheidingswanden, wanden, decoratieve oppervlakken en dergelijke.

5 De constructie van gelamineerde velmaterialen werd bij de industrie aan een intensieve studie onderworpen. In het bijzonder werd gedacht aan materialen, die in gewicht licht zijn, een goed uiterlijk hebben, robuust en duurzaam zijn, en bovendien vuurvast of vuurbestendig zijn. De laatste 10 aspecten hebben vooral de aandacht getrokken. Inwendige oppervlakken bij gebouwen, vliegtuigen, automobielen en dergelijke worden vaak vervaardigd uit organische materialen.

Wanneer dergelijke materialen worden blootgesteld aam hitte of brand, vindt er een toxische rookontwikkeling plaats, het-15 geen in veel gevallen leidt tot verstikking of resulteert in ernstige longaandoeningen bij personen, die aan een derge-lijke rookontwikkeling worden blootgesteld. Dienovereenkomstig heeft de industrie een aanzienlijke hoeveelheid tijd besteed aan en inspanning getroost om te komen tot de ont-20 wikkeling van producten, die alle bovengenoemde aspecten bezitten, met dien verstande, dat zij geen toxische rookontwikkeling vertonen bij blootstelling aan brand.

In de stand der techniek is een aantal literatuur-plaatsen gevonden, die betrekking hebben op de bereiding van 25 brandbestendige producten. Het Amerikaanse octrooischrift No. 2.744.589 heeft bijvoorbeeld betrekking op wandpaneel-eenheden, die bestaan uit een geïsoleerd paneel, waarbij de kern dubbel geïsoleerd is. De isolatiematerialen blijken volgens dit Amerikaanse octrooischrift rock-woolmaterialen en 30 gipsplaten. Evenzo beschrijft het Amerikaanse octrooischrift No. 3.466.222 een combinatie van materialen, die op zichzelf ongeschikt zouden zijn voor toepassing als vlamvertragende middelen? maar in gecombineerde toestand zijn zij geschikt voor het vervaardigen van gelamineerde materialen, waarvan 35 gesteld wordt, dat zij vlambestendig zijn.

Recentelijk beschreef het Amerikaanse octrooischrift No. 4.375.516 stijve, waterbestendige fosfaat-keramische ma- 8500706 \r » - 2 - terialen alsmede werkwijzen voor de bereiding ervan. Zowel de opgeschuimde als niet-opgeschuimde materialen kunnen volgens de in dit octrooischrift beschreven procedures worden vervaardigd, waarbij de verkregen producten opmerkelijk ge-5 schikt zijn voor toepassing als wandborden, plafondborden, en dergelijke. Bovendien zijn deze producten vlambestendig, omdat zij vervaardigd kunnen worden als volkomen of in hoofdzaak anorganische composities. Desalniettemin zijn de volgens het bovenvermelde octrooischrift vervaardigde producten 10 niet voor alle doeleinden helemaal bevredigend, omdat zij stijf zijn. Dat wil -zeggen, dat in plaats van onder druk door te buigen, de borden de neiging hebben te breken.

Dientengevolge is een doel van de uitvinding het verschaffen van anorganische borden, die buigzaam zijn, maar 15 tevens sterk en duurzaam zijn.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van vlambestendige borden, die bij blootstelling aan hitte of brand opzwellen en die weinig of geen rook produceren.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen 20 van anorganische laminaten, die buigzaam zijn ofschoon zij gemaakt zijn. uit materialen, die in de stand der techniek beschreven zijn als materialen geschikt voor het vervaardigen van stijve producten.

Deze en andere voordelen van de uitvinding zullen 25 duidelijk zijn aan de hand van de volgende gedetailleerde voorkeursuitvoeringsvormen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op gelamineerde materialen, die gemaakt worden onder gebruikmaking vaii lagen van versterkende en/of niet-versterkende materialen 30 in combinatie met lagen van een compositie, waarvan in de stand der techniek bekend is, dat deze waterbestendige fos-faat-keramische materialen oplevert. In een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de producten vlambestendig en zwellen op bij blootstelling aan hitte of directe vlammen, waarbij zij 35 weinig of geen rook produceren. Desalniettemin zijn deze producten taai, duurzaam en geschikt voor het verkrijgen van een decoratief en leuk uiterlijk.

Volgens een uitvoeringsvorm heeft de uitvinding betrekking op een gebonden compositiestructuur met ten minste 40 éën laag van ten minste één type laagmateriaal, waarbij elke 8500706 * 4 - 3 - laag van 'elk laagmateriaal is gebonden aan aangrenzende lagen van laagmateriaal door middel van een waterbestendig fosfaat-bindingsmateriaal, dat wordt verkregen door reactie van een mengsel van een metaaloxide, calciumsilicaat en fosforzuur.

5 Volgens een tweede uitvoeringsvorm heeft de uitvin ding betrekking op een vlambestendige gebonden compositie met diverse lagen van ten minste éën type laagmateriaal, en diverse lagen van een waterbestendig fosfaatbindingsmateri-aal, verkregen door reactie van een mengsel van een metaal-10 oxide, calciumsilicaat en fosforzuur, waarbij elke laag van laagmateriaal is gebonden aan de aangrenzende lagen van laagmateriaal door middel van het bindingsmateriaal, waarbij de gebonden compositie opzweleigenschappen bezit bij blootstelling aan vlammen en/of hitte.

15 Volgens een derde uitvoeringsvorm heeft de uitvin ding betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een gebonden compositiestructuur, welke werkwijze is gekenmerkt door stappen van vervaardiging van een gelaagde compositie met ten minste éën laag van een fosfaatbindingsmengsel 20 van een metaaloxide, calciumsilicaat en fosforzuur, welk mengsel een waterbestendig fosfaatbindingsmateriaal geeft, en ten minste êên laag van ten minste éën type laagmateriaal, welke compositie zodanig is opgebouwd, dat de aangrenzende lagen van het laagmateriaal in contact zijn met tussenliggen-25 de lagen van het bindingsmengsel, welke gelaagde compositie wordt gehard door deze naar keuze te onderwerpen hetzij aan hitte en/of druk.

De unieke kenmerken van de producten, die volgens de onderhavige uitvinding kunnen worden vervaardigd, zijn in 30 de eerste plaats toe te schrijven aan de toepassing van een fosfaatbindingsmengsel, dat geschikt is voor het verschaffen van een waterbestendig fosfaat-keramisch materiaal. Dergelijke materialen zijn blijkens de stand der techniek geschikt voor het verschaffen van een stijve, opgeschuimde en 35 niet-opgeschuimde fosfaat-keramische producten. Verrassender-wijze is echter ontdekt, dat wanneer dergelijke mengsels worden aangebracht als relatief dunne bindingslagen, zij geschikt zijn voor het verschaffen van gelamineerde structuren, die zeer flexibel zijn. Voorbeelden van mengsels, die ge- 8500706 V * - 4 - schikt zijn voor het verkrijgen van dit resultaat zijn beschreven in het Amerikaanse octrooischrift No. 4.375.516.

In dit octrooischrift is beschreven, dat mengsels van calciums ilicaat, fosforzuur en een metaaloxide, gekozen uit de 5 groep van aluminiumoxide, magnesiumoxide, calciumoxide en zinkoxide, alsmede de hydraten ervan, omgezet kunnen worden in waterbestendige fosfaatmaterialen; ofschoon er ook gebleken is, dat andere metaaloxiden eveneens waterbestendige fosfaatmaterialen kunnen opleveren. Dientengevolge beoogt de 10 onderhavige uitvinding alle mengsels van een metaaloxide, calciumsilicaat en fosforzuur, mits deze mengsels na omzetting een waterbestendig materiaal opleveren.

Deze mengsels worden aangebracht, bij voorkeur in naar verhouding dunne lagen in de orde van grootte van ca.

15 0,025-0,51 mm dik, op het oppervlak van een laagmateriaal, dat een versterkend of een niet-versterkend materiaal kan zijn. De mengsel kunnen worden aangebracht bij normale consistentie, of zij kunnen worden aangebracht in de vorm van mechanisch verkregen schuimen. In geval zeer dunne lagen ge-20 wenst zijn of daar waar laminaten met een laag gewicht gewenst zijn, verdient de laatste techniek de voorkeur, omdat het schuim opgebracht kan worden bij een dikte van ca.

0,025 mm, waarna de dikte afneemt tot een dunnere laag na inzakken van het schuim. Volgens een ander alternatief kan 25 het bindingsmengsel discontinu worden aangebracht op bepaalde gedeelten van het laagmateriaal. Dienovereenkomstig wordt met de term "laag" bindingsmateriaal bedoeld toepassingen, waarbij dit materiaal wordt afgezet op een uniforme dan wel niet-uniforme manier.

30 Na het opbrengen van het bindingsmengsel, kan het beklede materiaal worden onderworpen aan harding of kan dit worden bedekt met een tweede laag van hetzelfde of een ander laagmateriaal, gevolgd door harden. Het harden kan worden verkregen onder omgevingsomstandigheden; daar waar meer 35 dichte producten zijn gewenst, kan het harden worden uitgevoerd onder druk. Bovendien kan tijdens de harding ook hitte worden toegepast voor het versnellen van het hardingsproces.

Een groot aantal materialen kan worden gebruikt voor Het verkrijgen van de hierin beschreven laminaten. Zo kan men 8500706 - 5 - .* ό bijvoorbeeld gebruik maken van kraftpapier, papieren handdoeken, kaasdoek, geweven en niet-geweven glasmatten, geweven of niet-geweven synthetisch materiaal zoals polyester, nylon en dergelijke, in stukken gehakte vezels van diverse 5 materialen, minerale wol, gaas en andere welbekende materialen als zodanig of in combinatie met elkaar als laagmate-rialen. Bovendien kan men gebruik maken van niet-versterkende materialen, zoals cementachtige materialen en dergelijke, die in de meeste gevallen zullen leiden tot producten, die stijf 10 zijn.

Bijzonder effectieve versterkende materialen voor toepassing in combinatie met de fosfaatbindingsmaterialen, die hier zijn beschreven, zijn materialen, die genoemd zijn in de hiermee samenhangende Amerikaanse octrooiaanvrage 15 Serie No. , en ook in het Amerikaanse octrooischrift

No. 4.239.519, alsmede aanverwante octrooischriften. Deze octrooidocumenten beschrijven gezamenlijk een groep materialen, die hier genoemd worden als "synthetische mica"-materialen. In wezen zijn zij niet-asbestpapieren of -doeken, 20 die zijn bereid uit silicagellen door kationuitwisselings-reacties. Bekend is, dat materialen van dit type niet worden aangetast door hoge temperaturen terwijl zij bovendien een goede buigzaamheid vertonen.

Gelamineerde structuren met lagen van de fosfaat-25 bindingsmaterialen en synthetische micadoeken blijken opmerkelijke eigenschappen te bezitten. Wanneer bijvoorbeeld der-gelijke composities werden blootgesteld aan directe vlammen, bleken zij niet alleen vlambestendig te zijn en geen rookontwikkeling te vertonen, maar zij bleken bovendien opzwel-30 lende eigenschappen te bezitten. Dit betekent, dat door

blootstelling van één oppervlak van de structuur aan directe vlammen een blijkbaar interne délaminatie van de structuur is opgetreden, onder oplevering van luchtruimtes. Dergelijke luchtruimtes bleken isolerend te werken, terwijl aanzienlijke 35 hitteverschillen zijn genoteerd tussen twee zijden van een structuur, die op die manier is beproefd. Wanneer bijvoorbeeld slechts één zijde van een naar verhouding dunne structuur in de orde van grootte van 1,52 mm dik werd blootgesteld aan directe vlammen bij een temperatuur van ca. 1121°C

8500706 - 6 - ψ * gedurende 1 min, had er inwendige opzwelling plaats, terwijl de temperatuur aan de tegenovergestelde zijde van de structuur minder was dan 316°C.

Dit verschijnsel is niet beperkt tot laminaten, die 5 zijn vervaardigd onder gebruikmaking van synthetische mica-materialen. Zo blijken bijvoorbeeld laminaten van kraftpapier ook opzweleigenschappen te bezitten, waarbij eveneens grote temperatuurverschillen bij deze laminaten waren waargenomen tijdens het bovengenoemde onderzoek. De reden voor de delami-10 natie is niet duidelijk, ofschoon wordt aangenomen, dat dit te danken is, ten minste ten dele aan het in de structuur aanwezige water.

Naast opzwellende laminaten kunnen ook hittegelei-dende laminaten worden vervaardigd door het opnemen daarin 15 van een gaas als een van de lagen. Laminaten van dit type bleken heel geschikt te zijn voor het afvoeren van warmte uit de plek van toepassing? deze materialen kunnen derhalve gebruikt worden als hitteafvoerende pakkingen en dergelijke.

De dikte van de volgens de uitvinding vervaardigde 20 laminaten kan sterk variëren. Naar de wens van de gebruiker kan de structuurdikte variëren van zeer dun (bijvoorbeeld 0,762 mm) tot zeer dik (bijvoorbeeld T2,7 mm of meer). Er zijn gelamineerde structuren vervaardigd met slechts één laag van een versterkend materiaal en één laag van fosfaat-25 bindingsmateriaal, of met 37 lagen van versterkende lagen en 36 lagen van fosfaatbindingsmateriaal. Deze illustratie is geenszins bedoeld als enige beperking van het aantal lagen, dat in een laminaat kan voorkomen. Bovendien is er geen noodzaak voor het beperken van de versterkende materi-30 alen, die worden toegepast bij de vervaardiging van de gelamineerde structuur tot één enkel type, hetgeen betekent, dat met voordeel combinaties van versterkende materialen kunnen worden toegepast.

De voordelen van de onderhavige uitvinding zullen 35 duidelijker zijn aan de hand van de volgende voorbeelden, waartoe de uitvinding geenszins beperkt is, maar die slechts als verduidelijking dienen.

8500706 • i - 7 -

VOORBEELDEN VOORBEELD I

Een fosfaatbindingsmateriaal werd bereid uit de volgende bestanddelen: 5 Componenten Gewicht (g) A1203.3H20 15,0

MgO 8,0

Talk 16,0 75% H,PO.

3 4 10 (53,0% P2Og) 105,0 H3B03 4,0

CaSi03 100,0 H20 18,0

Een fosfaatbindingsmateriaal werd verkregen door 15 bereiding van een reactieoplossing, bestaande uit fosforzuur, aluminiumoxide en water. Na het verkrijgen van een heldere oplossing, terwijl de oplossing nog heet was, werd boorzuur toegevoegd, waarna het mengsel zo lang werd geroerd, totdat het wederom helder werd. De reactieoplossing werd afgekoeld 20 tot 4°C, waarna een mengsel van de droge componenten werd toegevoegd.

Elk van vijf tweevoudige lagen van Reichhold Modi-glass 2,5X-SM scrim dunne lagen van 7,6 cm x 30,5 cm werd snel voorzien van 0,076 mm lagen van het bovengenoemde meng-25 sel. De vijf lagen werden onmiddellijk op elkaar gelegd en gedurende 25 sec samengeperst bij een druk van 3,83 MPa in een pers, die werd verhit tot 121°C. De verkregen laag was sterk en waterbestendig edoch buigzaam.

Het MOR van het laminaat, gemeten volgens ASTM 30 D-1037, was 14,5 MPa; de MOE-waarde werd berekend als 86,3 kg/cm2; en de NBS-vlamwaarde was 0 voor smeulen en 2 voor vlam, gemeten volgens ASTM E-662-79.

VOORBEELD II

De in voorbeeld I beschreven werkwijze werd her-35 haald, behalve dat de pers aan één zijde was voorzien van een reliëfplaat. Het verkregen monster heeft de zeer fijne details van de reliëfplaat meegekregen.

8500706 - 8 -

VOORBEELD III

Een 0,025 mm laag van een fosfaatbindingsmateriagl met de in voorbeeld I beschreven samenstelling, werd aangebracht op elk van de tien afzonderlijke vellen kraftpapier 5 met afmetingen van 30,5 cm x 30,5 cm x 0,030 cm. De tien vellen werden onmiddellijk op elkaar gelegd, vervolgens gedurende 1 min bij een druk van 3,86 MPa samengeperst in eers pers, die werd verhit tot 93°C. Het verkregen monster was sterk en buigzaam, ofschoon het niet zo buigzaam was als de met glas 10 versterkte structuur, zoals uiteengezet in voorbeeld I. Zijn MOR-waarde, gemeten op de in voorbeeld X beschreven wijze, was 31,0 MPa.

De gebonden compositiestructuur werd in stukken gesneden van 10,2 cm x 10,2 cm, waaruit voor onderzoek wille-15 keurig twee stukken werden uitgekozen. Elk stuk werd horizontaal op een ringstandaard gelegd en een- thermokoppel werd gelegd op een plaats op het ondervlak, waar de blauwe propaan-vlam werd geplaatst. Een tweede thermokoppel werd gelegd op het bovenvlak van het laminaat direct boven de eerste thermo-20 koppel. Wanneer de vlam werd aangezet, werden de temperaturen van beide thermokoppels van tijd tot tijd gemeten. Monster 3A nam in dikte toe van 0,216 cm tot 0,505 cm na verhitting gedurende 7 min. Aan het eind van die periode mat de thermokoppel aan de vlamzijde van het vlak een temperatuur van 1034°C, 25 terwijl de temperatuur op de topzijde 328°C bleek te zijn. Monster 3B werd gedurende 6 min verhit en vertoonde een toename in dikte van 0,216 cm tot 0,422 cm, terwijl de temperatuur saf lezingen aan de vlamzijde en de topzijde respectievelijk 1007®C en 378°C waren.

30 VOORBEELD IV

Een fosfaatbindingsmateriaal, zoals uiteengezet in voorbeeld X, werd bereid, behalve dat het 50 gew.% gekleurde No. 17 silicakorrels van Ottawa Silica Company bevatte. Dit werd verkregen door vermengen van de korrels met de droge 35 componenten, gevolgd door de bereiding van het fosfaatbindingsmateriaal. Het gevulde bindingsmateriaal werd aangebracht in een dikte van 0,076 mm op elk vel van Johns-Manville-glas-papier, terwijl tegelijkertijd, eveneens een laag van 0,076 mm werd aangebracht op drie afzonderlijke drievoudige vellen 85007Q6 - 9 - ‘ « van de in voorbeeld I beschreven Modiglasslaag. De drie Modi-glasslagen werden op elkaar gelegd, terwijl het Johns-Man-ville-glaspapier werd gelegd bovenop de top van de stapel met het korrelgevulde bindingsmateriaal erbovenop. Het aldus 5 gestapelde materiaal werd vervolgens samengeperst onder een druk van 3,83 MPa bij een temperatuur van 104°C gedurende 2 min onder oplevering van een buigzaam vel met goede kraste stendighe id .

10 VOORBEELD V

De procedure van voorbeeld IV werd herhaald, behalve dat de pers aan één zijde was voorzien van een reliëf plaat. Het verkregen product liet fijne details zien van de reliëf-plaat.

15 VOORBEELD VI

Een fosfaatbindingsmateriaal werd bereid uit de volgende componenten:

Componenten Gewicht (g) A1203.3H20 18,0 20 MgO 8,0

Talk 16,0 .75% H3P04 (53,0% P205) 108,0 H3B03 4,0 25 CaSiO3 100,0 H20 18,0

De reactieoplossing werd bereid door vermengen van fosforzuur, water en aluminiumoxidetrihydraat, waarbij het verkregen mengsel zo lang werd geroerd tot een heldere oplos-30 sing werd verkregen. Het boorzuur werd aan de verkregen warme oplossing toegevoegd, waarna de oplossing werd geroerd. Nadat deze oplossing helder was geworden, werd de reactieoplos- -sing afgekoeld tot ca. 2-4°C.

Aan de 148 g koude vloeistof werd onder krachtig 35 roeren 124 g droge componenten toegevoegd, nadat het geheel tot een uniform materiaal werd gemengd. Het verkregen mengsel werd tot homogeen geroerd, waarna het werd overgebracht in een ijsbad teneinde de vloeibare consistentie te behouden; 8500706 - 10 - dat wil zeggen het beletten van de interactie van de componenten. De opslagtijd van dit materiaal kon worden gevarieerd van 30 sec tot ca. 7 min, afhankelijk van het vermogen om de exotherme reactietemperatuur in het ijsbad te regelen.

5 Een synthetisch micavel werd bereid uit de volgende componenten, in hoofdzaak op de in de hiermee samenhangende aanvrage beschreven manier:

Component Gewicht (g)

Magnesiumfluorhectoriet 100,0 10 Gebleekte redwoodcellulose 10,0 0,318 cm DE glasvezels 5,0

Polyamine P vlokmiddel 0,075

Hydraid 777 vlokmiddel 0,037

Water 15 De gebleekte redwoodcellulose werd in water gedis- pergeerd met behulp van een hydropulper, waarna het mengsel werd geraffineerd in een Jordan Refiner/tot een sonsistentie van 500 (Canadian Freeness). De geraffineerde pulp werd overgebracht in een grote, aan de bovenzijde open tank en werd 20 vermengd met de glasvezels onder vorming van een suspensie.

Na toevoeging van de vereiste hoeveelheid water aan de tank voor het verkrijgen van een consistentie van 1,3% vaste stof, werd het magnesiumfluorhectoriet vlokmiddel toegevoegd, waarna het mengsel tot homogeen werd geroerd. Daarna werden poly-25 amine P en Hydraid 7777 toegevoegd, waarna het mengsel onmiddellijk werd overgebracht op een vormzeef van een Four-drinier-machine. Na verwijdering van het grootste gedeelte van het water werd de mat onderworpen aan vacuum in een reeks vacuumpersen. Het restwater werd vervolgens verwijderd 30 door de synthetische micamat over een verhitte trommel te leiden.

Een dunne laag van het bovengenoemde fosfaatbin-dingsmateriaal (I) werd met een kwast aangebracht op een oppervlak van een synthetisch micavel (S) bij een geschikte 35 dikte van 0,254 mm. Een stuk microlithglasvel (G) , aangeduid als SH 20/1 van Glaswerk Schuller GmbH, werd onmiddellijk in het bindingsmateriaal geplaats en verzadigd, waarna een tweede synthetisch micavel bovenop de glaslaag werd aange- 8500706 - 11 - bracht. De op elkaar gelegde materialen werden overgebracht in een pers tussen glasoppervlakken en gedurende 5 min bij een temperatuur van 77°C en onder een druk van 1,72 MPa samengeperst. Na voltooiing van het persen werd de geperste 5 compositie geconditioneerd bij 77°C gedurende verscheidene minuten ter verwijdering van water onder oplevering van een product, dat sterk en buigzaam was.

Opgemerkt wordt, dat tengevolge van de poreuze aard van het glasvel, het bindingsmateriaal niet aan beide zijden 10 van het glasvel behoeft te worden aangebracht. Het bindingsmateriaal was in staat onder druk door de glaslaag te lopen (verzadiging), zodanig dat beide aangrenzende lagen van synthetische mica aan het glas konden worden gebonden door middel van een eenmalig aanbrengen van het bindingmateriaal. In 15 dit en de volgende voorbeelden wordt de verzadiging aangegeven door (GI) of (IG). Dientengevolge had de structuur van dit voorbeeld de laminaire volgorde S(IG)S.

VOORBEELD VII

Een soortgelijke werkwijze als van voorbeeld VI 20 werd herhaald, behalve, dat de buitenlagen werden gevormd door glasvellen en het compositiemateriaal de structuur (GI)S(IG) had. De glasvellen werden met het fosfaatbindings-middel gebonden aan de enkelvoudige inwendige laag van synthetisch micavel door de compositie over te brengen in een 25 pers, die was voorzien van reliëfplaten met ondiep patroon. De platen gaven een fijne textuur in een gewenst patroon aan het oppervlak van het laminaat.

VOORBEELD VIII

De procedure van voorbeeld VII werd herhaald met 30 dien verstande, dat het compositiemateriaal werd gelegd tussen een opgeschuimd siliconrubber kussen en mannelijke of vrouwelijke metaalvormen, die een patroon droegen. Dit resulteerde in de productie van gevormde producten met diep ingedrukte afbeeldingen.

35 VOORBEELD IX

Een reeks laminaten werd vervaardigd in hoofdzaak op de in voorbeeld VI beschreven wijze, waarbij elk monster 8500706 - 12 - synthetische mica, fosfaatbindingsmateriaal en eventueel glas-vel bevatte. Net als in voorbeeld VI werd het glasvel door het fosfaatbindingsmiddel verzadigd, zodanig dat wanneer dit werd opgenomen in een gelamineerde structuur, het bindmiddel 5 diende voor het aan elkaar binden van de aangrenzende lagen synthetische mica zelfs wanneer het bindmiddel slechts aan één oppervlak van het glasvel werd aangebracht of slechts op één van de aangrenzende synthetische micavellen.

De breukmodulus (MOR)-waarden werden bepaald vol-10 gens ASTM D-1037, terwijl de elasticiteitsmoduluswaarden (MOE) werden berekend via standaard mathematische formules uit de MOR-waarden. De structuren van elk laminaat werden aangegeven, top tot bodem. Tenzij anders vermeld werd het bindingsmateriaal aangebracht in 0,203 mm afzettingen, ter-15 wijl SH 20/1 glasvel werd toegepast.

Voorbeeld Structuur MOR (MPa) MOE (kg/cm2) 9A SISISIS 9,98 25,4 9B S (IG)S (IG)S(IG)S 10,8 27,1 9C* S (IG) S (IG) S (IG) S .11,6 32,7 20 9D (GI)S(IG)S(IG)S(IG)S(IG) 23,8 89,3 * = I aangebracht als een 0,305 mm afzetting.

De resultaten van deze monsters vertonen een opmerkelijke toename in de sterkte, wanneer op het laminaat het glasvel is aangebracht'.

25 Voorbeeld Structuur MOR (MPa) MOE(kg/cm2) 9E (GI)SISISIS(IG) 22,2 91,2 9F** (GI)SISISIS(IG) 26,9 88,1 9G (GI)SISIS(IG) 22,4 94,6 9H (GI)SIS(IG) 24,1 90,2 30 **=SH50/1 glasvel werd gebruikt in plaats van SH 20/1 glasvel.

Deze resultaten, vergeleken met de waarden, welke werden verkregen voor voorbeeld 9D, suggereren, dat de bovenop liggende dunne vellen aanzienlijk meer tot de sterkte van 35 het laminaat bijdragen dan de inwendige glasvellen.

85 0 0 7 0 6. ..

- 13 -

Voorbeeld Structuur MOR (MPa) MOE (kg/cm2) 91 SISIS 11,8 50,1 9J S(IG)S(IG)S 16,0 59,7 9K IS(IG)S(IG)SI 16,2 73,0 5 Deze data zijn gegeven voor vergelijkingsdoeleinden.

VOORBEELD X

Dit voorbeeld illustreert de resultaten, wanneer diverse monsters werden verhit met een propaanvlam, zoals in voorbeeld III beschreven. De resultaten zijn hieronder weer-10 gegeven voor laminaten met diverse componenten en structurele opbouw.

Door verhitting werden aanzienlijke veranderingen bij de laminaten waarneembaar, welke veranderingen meer uitgesproken waren wanneer het aantal lagen toenam. Wanneer bij-15 voorbeeld een enkelvoudig synthetisch micavel werd verhit, was slechts een kleine expansie van het vel waarneembaar. Wanneer echter twee of meer synthetische mica- en fosfaatbin-dingslagen (met of zonder glasversterking) werden toegepast, werd blaarvorming meer uitgesproken. Het effect met de dikke-20 re monsters, zoals hieronder aangegeven, was het verschaffen van goede isolatie-eigenschappen. De tabel toont de toename in de dikte, die in elk monster werd geïnduceerd door de verhitting.

De monsters werden opgebouwd uit lagen van SH 20/1 25 glasvel en/of synthetische mica, samengebonden met fosfaat-bindingsmateriaal van het in voorbeeld IX beschreven type.In de verkregen laminaten werd reliëf aangebracht. Zij werden aangeduid als monsters 10A tot en met 10H, terwijl de "Structuur "-kolom de laminaire volgorde van top tot bodem aangeeft. 30 Dikteverandering (cm)

Voorbeeld Structuur Begin Einde Toename 10A S 0,069 0,097 0,028 10B ISI 0,086 0,318 0,231 10C (GI)S(IG) 0,094 0,330 0,236 35 10D ISISI 0,140 0,381 0,241 10E (GI)S(GDS(IG) 0,160 0,439 0,279 10F ISISISI 0,185 0,493 0,307 10G (GI)S(GI)SIS(IG) 0,216 0,533 0,318 10H (GI)S(GI)S(GI)S 0,213 0,635 0,422 8500706 - * - 14 -

De temperatuurverschillen waren als volgt, gemeten bij de aangegeven tijdsintervallen. De metingen werden uitgevoerd door de temperatuur aan de topzijde thermokoppel (Ts) af te trekken van de vlamzijde thermokoppel (Ps) onder op-5 levering van het verschil (D).

Temperaturen (°C) als aangegeven _Tijdsintervallen (seconden)_

Monster Locatie 15 30 60 120 180 10A Fs 1184 1193 1202 10 Ts 547 588 597 D 637 605 605 10B Fs 1202 1217 1226

Ts 457 556 551 D 745 661 675' 15 10C Fs 1246 1276 . 1268 1255 1262

Ts 234 573 573 579 , 576 D 1012 703 695 676 686 10D Fs 1017 1092 1102 1114 1126 T-s 84 173 423 463 465 20 D 933 919 679 651 661 10E Fs 1036 1117 1117 1133 1137

Ts 71 114 289 391 402 D 965 1003 828 742 735 10F Fs 1127 1152 1183 1200 1191 25 Ts 82 93 185 379 386 D 1045 1059 998 821 805 10G Fs 1194 1215 1213 1234 1239

Ts 76 83 138 348 364 D 1118 1132 1075 886 875 30 10H Fs 1122 1109 1134 1176 1186

Ts 70 80 105 307 328 D 1052 1029 1029 869 858

De resultaten laten zien, dat door verhitting de laminaten gaan opzwellen, hetgeen betekent, dat zij opzwel-35 eigenschappen hebben.

8500706 ** j* ' - 15 -

VOORBEELD XI

De in voorbeeld VI beschreven procedure werd herhaald onder gebruikmaking van synthetische mica, Schuller 20/1 dun glasvel, Burlington No. 1653 Lenoweave (16x8) dun 5 glasvel (afgekort "B”) en/of. gegalvaniseerd ijzerraamgaas (W) met 2,1 strengen versus 2,7 strengen per cm2. De volgende monsters werden bereid:

Voorbeeld Structuur

11A SIS

10 11B ISI

1-1C S(IG)S

11D (GI)S(IG)

11E S(IB)S

11F S(IW)S

15 De producten werden onderzocht op treksterkte en ook op buigzaamheid. De treksterkten werden in hoofdzaak bepaald volgens ASTM F-152 onder gebruikmaking van Type 1 monsteraf-metingen op een Instron treksterktemeter bij 2,54 cm/min kruiskopsnelheid en een strooksnelheid van 2,54 cm/min; de 20 monsters werden echter niet gepreconditioneerd. De monsters werden gesneden in een 1,27 cm haltervorm, met uitzondering van voorbeeld 11F, dat werd gesneden in een 2,54 cm halterror m. De volgende resultaten werden verkregen:

Voorbeeld Resultaten 25 kg breuk MPa 11A 9,21 (0,56) 7,10 (0,73) 11B 4,33 (0,90) 5,36 (1,94) 11C 11,2 (1,4 ) 8,83 (1,65) 11D 9,14 (0,67) 8,34 (1,24) 30 11E 16,8 (0,86) 13,0 (1,24) 11F 54,5 (4,1 ) 40,2 (1,17)

De opgegeven waarden zijn een gemiddelde van drie metingen, waarbij de getallen tussen haken het verschil tussen de hoogste en laagste voor elke set genoteerde getallen 35 aangeven.

De buigzaamheid werd bepaald volgens ASTM F-147, hetgeen in het algemeen als een "spilbuigproef" wordt aangeduid. Monsters 11A-11D konden de proef met een 2,54 cm spil 8500706 - 16 - niet doorstaan; monster 11F doorstond een proef onder gebruikmaking van een 2,54 cm spil; en monster 11E doorstond een proef onder gebruikmaking van een 2,22 cm spil. Geen van de monsters was gepreconditioneerd.

5 VOORBEELD XII

Dit voorbeeld toont de warmtegeleidingsresultaten, die kunnen worden verkregen door het opnemen van een metaalgaas in een laminaat. Laminaat C met de structuur (GI)S(WI)S, werd bereid op de gebruikelijke manier, behalve dat thermo-10 koppels werden opgenomen in de structuur door ze op het bovenvlak van de bovenste synthetische micaplaat te leggen. Zij werden vervolgens op hun plaats gehouden door aanbrengen van de bovenste (GI)-lagen. De thermokoppels werden op bepaalde gemeten afstanden van de plaats van het aanbrengen van de 15 vlam gelegd hetzij in de draadrichting (WD) hetzij diagonaal dwars op de maas (scheef), als volgt:

Thermokoppel Locatie Afstand (cm) TC 1 plaats waar de vlam wordt aangebracht TC 2 scheef 5,1 20 TC 3 scheef 10,2 TC 4 scheef 12,7 TC 5 scheef 15,2 TC 6 WD 10,2

Laminaat C werd bereid onder gebruikmaking van ge-25 galvaniseerd ijzergaas, zoals in voorbeeld XI beschreven, terwijl laminaat B bereid werd met een vergelijkbaar koperdraad. Laminaat Ar dat geen draad bevatte, werd bereid als controle. De volgende temperaturen werden gemeten.

Gemeten temperaturen (°C) 30 Tijd (min) TC 1_ - __TC 2_ _TC 3_ _A_ B C _A_ _B_ _C_ _A_ _B_ _C_ 0 27 27 26 27 27 26 27 27 26 3 1087 1033 1044 74 88 99 37 . 38 36 35 10 1049 1018 1048 72 104 124 38 42 42 15 1016 1025 1022 93 114 127 39 43 44 8500706

, I

- 17 -

Gemeten temperaturen (°C) (vervolg)

Tijd (min) _TC 4_ _TC 5_ _TC 6_ A _B_ _C_ A _B_ _C_ A _B_ _C_ 0 ’ 27 27 26 27 27 26 27 27 26 5 3 34 35 32 32 33 30 47 69 62 10 35 37 36 33 34 33 47 73 76 15 36 38 37 33 35 34 49 78 76

Deze resultaten tonen, dat een gelamineerd gaas de warmtegeleiding bevordert vanaf het verwarmingspunt, terwijl 10 koperdraad efficiënter geleidt dan gegalvaniseerd ijzerdraad. Bovendien blijkt door vergelijking van de rsultaten van TC 5 en TC 6 dat de warmte efficiënter wordt geleid in een draad-richting dan in een schuine richting.

VOORBEELD XIII

15 Dit voorbeeld toont de bereiding van een monster, dat niet werd gehard onder hitte en druk. Een 0,015 mm laag van het bindingsmateriaal, zoals beschreven in voorbeeld I, (ca. 125 g) werd aangebracht op een 30,5 cm x 30,5 cm stuk van 2,5X-SM Modiglassvel, terwijl een tweede stuk van het vel 20 werd aangebracht bovenop de laag. Het gelaagde materiaal werd kort samengeperst teneinde het bindingsmateriaal in de desbetreffende dunne lagen te doen doordringen, waarna de compositie bij chemische omstandigheden werd gehard. De harding nam ca. 5 min in beslag.

25 VOORBEELD XIV

Dit voorbeeld toont het aanbrengen van een opgeschuimd bindingsmateriaal op een laag "vel".

Het bindingsmateriaal werd bereid op de in voorbeeld X beschreven wijze en vervolgens gedurende 25 sec ge-30 mengd. Aan het bindingsmateriaal (268 g) werd 10,1 g (3,8%) Millifoam oppervlakactieve stof van Onyx Chemical Co. toegevoegd, waarbij het schuim werd verkregen door mechanisch mengen met een luchtroerder gedurende 40 sec. Op beide oppervlakken van een 30,5 cm x 30,5 cm stuk van 7,5X-SM Modi,glass-35 vel werd een 0,076 mm laag aangebracht, waarbij het totaal aangebrachte gewicht ca. 82 g bedroeg. Het beklede vel werd 8500706 - 18 - gedurende 25 sec bij 82°C samengeperst onder oplevering van een gehard vel.

De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot het bovenbeschrevene en geïllustreerde, doch omvat alle modifi-5 caties van de volgende conclusies.

8500706

Claims

1. Gebonden gelamineerde compositiestructuur, in het bijzonder vlambestendige structuur, gekenmerkt door ten minste één laag van ten minste één type laagmate-riaal, waarbij ten minste één zijde van de laag van laag-5 materiaal is voorzien van een waterbestendig fosfaatbindings-materiaal, dat is verkregen uit de reactie van een mengsel van een metaaloxide, calciumsilicaat en fosforzuur, als geharde deklagen of voor het binden van verdere lagen van laag-materiaal.

2. Gebonden compositiestructuur volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het metaaloxide aluminium-oxide, magnesiumoxide, calciumoxide, zinkoxide of een hydraat daarvan is.

3. Gebonden compositiestructuur volgens conclusie 2, 15 met het kenmerk, dat het bindingsmateriaal aluminoiumoxidetrihydraat is.

4. Gebonden compositiestructuur volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het bindings-materiaal een praktisch uniforme laag is.

5. Gebonden compositiestructuur volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het bindingsmateriaal een praktisch discontinue laag is.

6. Gebonden compositiestructuur volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het bindings- 25 materiaal een synthetisch micalaagmateriaal is.

7. Gebonden compositiestructuur volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat het bindingsmateriaal een geweven, niet-geweven of gehakt glaslaagmate-riaal is.

8. Gebonden compositiestructuur volgens een der con clusies 1-7, met het kenmerk, dat het bindingsmateriaal een geweven, niet-geweven of gehakt synthetisch laagmateriaal is.

9. Gebonden compositiestructuur volgens een der con-35 clusies 1-8, met het kenmerk, dat het bindingsmateriaal een kraftpapierlaagmateriaal is.

10. Gebonden compositiestructuur volgens een der conclusies 1-9, met het kenmerk, dat het bindings- 8500706 m- - 20 - materiaal een draadgaaslaagmateriaal is.

11. Werkwijze voor het vervaardigen van een gebonden compositiestructuur volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door de stappen: het aanbrengen op ten 5 minste één laag van ten minste één type laagmateriaal aan ten minste één zijde van een laag van een fosfaatbindings-materiaal, dat een metaaloxide, calciumsilicaat en fosfor-zuur bevat, welk bindingsmateriaal geschikt is voor het verschaffen van een waterbestendig fosfaatbindingsmateriaal als 10 een deklaag of voor het binden van verdere lagen van laagmateriaal, en door het harden van de gelamineerde structuur eventueel door deze bloot te stellen aan warmte en/of druk.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het bindingsmateriaal wordt aangebracht 15 in een dikte van 0,025 tot 0,5 mm.

13. Werkwijze volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat het bindingsmateriaal wordt aangebracht in de vorm van een langs mechanische weg verkregen schuim.

14. Werkwijze volgens een der conclusies 11-13, met 20 het kenmerk, dat het bindingsmateriaal is aangebracht in de vorm van een praktisch continue laag van materiaal .

15. Werkwijze volgens een der conclusies 11-13, met het kenmerk, dat het bindingsmateriaal is aange- 25 bracht in de vorm van een praktisch discontinue laag materiaal . 8500706