NO145424B - Laminert panel med kjerne av stivt skum og fremgangsmaate til fremstilling av panelet - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører laminert panel omfattende

en kjerne av stivt skum på basis av isocyanurat lagt mellom to ytterbaner, såsom ark, plater, folier e.l.

Laminerte paneler eller plater av stivt skummateriale er i utstrakt bruk i bygnings- og konstruksjonsindustrien, hvor det benyttes som lyd- og varmeisolerende materiale og som ikke lastbærende konstruksjonselementer. Det er imidlertid viktig at konstruksjonsmaterialer eller bygningsmaterialer ikke brenner lett og heller ikke tillater forplantning av ilden gjennom en bygning i tilfelle av brann. Det er allerede kjent at skummaterialer på basis av isocyanurat er i besittelse av utmerkede egenskaper med hensyn til høye temperaturer og ildmotstand sammenlignet med andre polyuretanskummaterialer. Det har imidlertid vist seg at under visse forhold dannes det i skummaterialet, som i seg selv er ytterst motstandsdyktig mot forbrenning, dype sprekker som flam-men og varmen kan trenge gjennom med den følge at skumplaten svik-ter altfor tidlig. Man er kommet frem til at sprekkdannelsen kan modereres eller forhindres og dermed brannmotstandsevnen forbedres hvis et bindemateriale eller armeringsmateriale innleires i laminatets skumkjerne.

Et laminert panel i samsvar med oppfinnelsen utmerker seg ved at et bindemateriale eller forsterkningsmateriale er innleiret i skumkjernen og at det hele ved hjelp av skumkjernen er bundet sammen til en enhetlig konstruksjon.

Oppfinnelsen omfatter også en fremgangsmåte til fremstilling av panelet ifølge oppfinnelsen.

Stive skummaterialer med isocyanurat som basis, som oppfinnelsen beskjeftiger seg med, er stivt polymert skum som utmerker seg ved nærværet av en isocyanurat-ringstruktur. Oppskrif-ten for slikt skum har allerede blitt beskrevet tidligere. Van-ligvis fremstilles de ved at det i nærvær av et blåsemiddel og en katalysator som er istand til å polymerisere isocyanatgrupper til isocyanuratstrukturer, reageres et overskudd av et organisk poly-isocyanat med en polymerisk pplyol. Blant skummets bestanddeler kan det også være tilsetninger, såsom overflateaktive midler, plas-tifiseringsmidler, stabilisatorer, fyllere og pigmenter.

Frontarkene eller frontplatene og bindematerialet kan være av et hvilket som helst materiale som hefter til skum på basis av isocyanurat i gelaktig, delvis herdet tilstand. Hensiktsmessige materialer for frontplatene eller ytterplatene omfatter f.eks. gummi, metall, asbest, gips, glassfibermateriale, tre, pa-pir, kartong, papp og plastmateriale, f.eks. polyvinylklorid, akrylnitril/butadien/styren-kopolymer eller glassfiberarmerte po-lyestere. Laminatets brannmotstandsevne vil imidlertid forbedres ytterligere hvis det benyttes ikke brennbare ytterplater og det foretrekkes derfor laminater som har i det minste en ytterflate av metallark, metallfolie, asbest, asbestsement eller gipsplate. Ytterflaten av ytterplatene kan være glatt eller preget på annen måte forsynt med relieff for tilveiebringelse av funksjonelle eller dekorative effekter.

Bindematerialet kan være innleiret hvor som helst i skumkjernen, men fortrinnsvis ikke dypere enn 2,5 cm fra en eller begge ytterflater av skumkjernen. Det er særlig fordelaktig hvis bindematerialet er innleiret i en eller begge ytterflatepartier av skumkjernen på en slik måte at det berører en eller begge innerflater av ytterarkene. Bindematerialet kan være et hvilket som helst materiale som forbedrer sammenhengningsevnen av skummateriale ved høye temperaturer og som har evne til å klebes til. skummateriale basert på isocyanurat som foran nevnt. Passende materiale er filamenter, tråder eller duker av glass, plast eller naturfibre. Fibrene eller filamentene og trådene kan være tilfeldig sammenlagt eller regelmessig sammenvevet eller sammenflettet. Vevet eller flettet materiale må ha tilstrekkelig stor maskevidde, slik at skumblandingen kan trenge gjennom maskene. Særlig hensiktsmessig er trådduk, f.eks. hønsenetting.

Paneler ifølge oppfinnelsen kan fremstilles i et hvilket som helst utstyr benyttet til fabrikasjon av konvensjonelle skumlaminater og som kan være av den type som arbeider med en "horisontal" eller "vertikal" forming, en jigg eller en presse eller en kontinuerlig lamineringsmaskin.

Ved "horisontal" fremstilling hvor laminatets sider kom-mer til å ligge i et horisontalt plan, legges det første ytterark på bunnen av formen og på toppen av dette anbringes armeringsmaterialet som om ønskelig kan klebes til ytterarket ved hjelp av et hensiktsmessig klebemiddel eller hvis begge ytterark og armeringsmaterialet er av metall, kan være sveiset eller loddet til hverandre. En utmålt mengde skumblanding helles eller sprøytes i formen og et annet ytterark, eventuelt med armeringsmateriale festet til undersiden, enten anbringes flytende på toppen av skumblandingen, i hvilket tilfelle armeringsmaterialet ikke behøver å kle-be til samme, eller anbringes i en horisontal ramme ved toppen av formen hvoretter den sistnevnte lukkes. Mengden av skumblandingen som benyttes er tilstrekkelig til å frembringe en viss grad av "overfylling" når herdningen er fullført, dvs. at tykkelsen av produktet ville blitt adskillig større hvis materialet fikk anledning til å stige fritt istedenfor å forbli i den lukkede form. Denne overfylling nedsetter dannelsen av hulrom mellom det andre ytterark og skumkjernen og derfor forbedrer sammenklebningen. Formens sider er forsynt med et slippemiddel for å lette uttagnin-gen av laminatet fra formen. Alternativt kan kantelementer som blir til en del av det ferdige laminat, innsettes i formen før innføringen av skumblandingen. Disse elementer kan bygges opp av materialer som er nevnt for ytterarkenes vedkommende og kan ha en spesiell utførelse, f.eks. kan de være utført til å passe til bæ-rerammer og danne overlappinger eller tunger eller spor. Hvis det er nødvendig å fremstille et laminat med armeringsmaterialet innleiret på innersiden av skummet, kan det være hensiktsmessig å understøtte armeringsmaterialet eller bindematerialet i et plan beliggende over planet for det nedre ytterark ved hjelp av knekter eller ved at det festes til kantelementene hvis sådanne benyttes.

I en fremstillingsprosess med "vertikal" føring er det mest hensiktsmessig å innsette i en jigg to ytterark som på tre sider holdes fra hverandre ved hjelp av kantelementer, mens den fjerde side danner en åpning ved toppen av formen. Armeringsmate-rialet som kleber til et eller begge ytterark eller som holdes i et plan mellom ytterarkene ved at det er festet til kantelementene, befinner seg mellom ytterarkene. Skumblandingen kan innføres i formen ved hjelp av en tidligere kjent teknikk, f.eks. ved direkte helling eller ved hjelp av et resiprokerende sprøytehode. For laminater med større dimensjoner kan skumkjernen bygges opp i lag feller sjikt, idet man gir det ene lag anledning til forskumming før neste lag føres inn eller på,forutsatt et forskummingssystem foretrekkes.

Panelet ifølge oppfinnelsen kan fremstilles kontinuerlig ved hjelp av konvensjonelle maskiner for kontinuerlig lami-nering, men særlig hensiktsmessig er maskiner som er innrettet til å arbeide med stive ytterark eller plater og kantelementer, f.eks. slike som er beskrevet i britiske patenter nr. 1 098 471, 1 164 305 og 1 245 881.

Den relative flammemotstand eller brannmotstand for skumlaminater kan måles under testbetingelser som beskrevet i British Standards Institution's "Fire Tests on Building Materials and Structures" (BSI 476, del 8,1972). Sagt i korthet utsettes laminatets ene side for en gasstråleovn som kan reguleres nøyak-tig for oppfølging av en standard temperaturprofil, og hvor temperaturen av den kaldeste ytterflate måles på fem steder, nemlig på midten og på midten av hver kvartdel, idet målingen skjer med jevne mellomrom. Laminatet ansees å ha sviktet med hensyn til isoleringsegenskapene hvis temperaturen på et enkelt punkt har steget over 18 0°C eller gjennomsnittstemperaturen har steget med 14 0°C. I tilfelle av et laminat som er dekket med et'ikke brennbart materiale, kan skumkjernens integritet besiktiges etter av-riving av ytterflåtene eller arkene.

Panelet ifølge oppfinnelsen kan benyttes på alle områder hvor syntetiske skumlaminater tidligere har vært brukt. Som følge av det nye produkts forbedrede egenskaper med hensyn til brannbestandighet kan imidlertid laminatet ifølge oppfinnelsen også benyttes på områder, særlig i bygningsindustrien, hvor konvensjonelle skumlaminater ikke har kunnet brukes på grunn av de-res dårlige flammebestandighet eller brannbestandighet. Særlig hensiktsmessige i bruk er laminater hvis begge ytterark består av ikke brennbart materiale, såsom metallplate, asbestplate, asbestsement, gips, panel osv.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av eksempler,

I eksemplene er alle andeler og prosentmengder an-gitt i vekt.

Eksempel 1

Referansetest - Laminat uten armering

(Denne test utgjør ikke endel av oppfinnelsen)

Et skumlaminat ble fremstilt ved at man først bygget opp en panelmontering omfattende en ramme av nåletre med indre dimensjoner 41,5 x 41,5 x 5 cm og ytre dimensjoner 45 x 45 x 5 cm samt to ytterplater 20 s.w.g. av bløtt stål. En passende skumblanding som kunne reagere for dannelse av stivt skum basert på isocyanurat, ble fremstilt ved sammenblanding av følgende bestanddeler: En oksypropylert tolylendiamin med hydroksylverdi 310 mg KOH/g (20,4 deler), en polyoksypropylen-polyoksyetylen blokkkopolymer som inneholder omtrent 10% etylenoksydrester og har en molekyl-vekt på omtrent 2000 (4,0 deler), en siloksan-polyalkylenoksyd-kopolymer (1,0 deler), en blanding av kaliumacetat, etylenglykol og vann i forholdet 20:20:1 (1,5 deler), triklorfluormetan (28,0 deler) og en difenylmetandiisocyanatkomposisjon som inneholder omtrent 55% diisocyanatdifenylmetanisomerer, hvor resten av isocyanatet som polymetylenpolyfenylpolyisocyanater med funksjona-litet større enn to, hvor NCO-innholdet er 29,2% (100,0 deler). Blandingen ble helt inn i panelmonteringen og forvarmet til 35-4 0°C og deretter anbragt i en finérpresse. Med 15% overfylling hadde skumblandingen en tetthet eller volumvekt på 45 kg/m 3 etter en oppholdstid på 5 minutter. Det stive skumlaminat ble så fjernet fra formen og fikk anledning til å herdne i minst 24 timer før flammebestandighéten ble målt.

En test på flammemotstand i liten skala ble utført ved

at laminatet ble klemt fast på en flate utspredt over en gassflam-meovn, hvis temperatur ble målt ved hjelp av termoelementer. Fem termoelementer ble også festet til den kaldeste metalliske ytterflate av laminatet, nemlig et på midten og de andre på midten av hver kvart del av panelet. Ovnens temperatur ble økt i samsvar med testforskriftene BS 476, del 8, paragraf 1,4,2, dvs. etter en temperaturkurve som svarer til forholdet T-To = 345 log^^t + 1), hvor t er prøvetiden i minutter, T er ovnens temperatur i C på tidspunktet t, og To er ovnens utgangstemperatur i °C og beliggende mellom 10-40°C. Temperaturøkningen på den kaldeste flate ble målt med to minutters mellomrom.

Laminatet sviktet (med hensyn til varmeisolasjon) etter 34 minutter da avlesningen på en enkelt punkt økte til over 180°C.

(Etter BS 476 del 8 ansees forsøksgjenstanden å ha sviktet når avlesningen på et enkelt punkt har gått over 180°C eller gjennomsnittstemperaturen har passert 14 0°C.) På dette tidspunkt ble forsøket stanset, laminate.t nedkjølt og skumkjerriens integritet (helhet) ble undersøkt ved at ytterkledningen ble revet av. Det har vist seg at store tilfeldige, dype sprekker ble dannet i skumkjernen.

Laminat med armering 1, 3 cm maskevidde i skumkjerne 2, 5 cm fra laminatsiden.

Et skumlaminat ble fremstilt under benyttelse av de samme materialer og på den samme måte som for laminatet ifølge refer-ansetesten bortsett fra at et lag hønsenetting med 1,3 cm maskevidde ble satt inn i midten av trerammen,slik at det var en av-stand på omtrent 2,5 cm mellom hønsenettingen og de ytre begrens-ningsplan for rammens ytterkanter. Etter herdning på minst 25 timer ble laminatet utsatt for en flammetest.

Laminatet sviktet ved at en avlesning viste økning over 180°C etter at 38 minutter var utløpet, dvs. at forbedringen like overfor referansematerialet utgjorde 12%. Besiktigelsen av mate-rialkjernen med hensyn til helhet viste at det var store sprekker i skumkjernen, men disse ble fastholdt ved nettingens tråder.

Eksempel 2

Laminat med forsterkningsmateriale med 2, 5 cm maskevidde anbragt

i skumkjernen 2, 5 cm fra laminatets flate

Et skumlaminat ble fremstilt som i eksempel 1 bortsett fra at hønsenettingen med 1,3 cm maskevidde ble erstattet med høn-senetting med 2,5 cm maskevidde.

Laminatet sviktet etter 38 minutter idet en enkelt avlesning viste over 180°C, hvilket var en forbedring på 12% like overfor referanseproduktet. Besiktigelse av skumkjernen med hensyn til helhet viste store sprekker i kjernen som ikke ble fastholdt av nettingen .

Eksempel 3

Laminat med armeringsmateriale med 1, 3 cm maskevidde loddet til laminatflaten

Et skumlaminat ble fremstilt som i eksempel 1 bortsett fra at et lag med hønsenetting med 1,3 cm maskevidde ble loddet til den ene side av laminatet, den samme side som ble festet på ovnen for gjennomføring av flammebestandighetstesten.

Laminatet sviktet etter 52 minutter, idet avlesningen på et sted viste økning over 180°C. Dette var en forbedring på 53% like overfor referansematerialet. Besiktigelse av kjernen med hensyn til helhet viste bare meget små sprekker.

Claims (6)

1. Laminert panel omfattende en kjerne av stivt skum på basis av isocyanurat lagt mellom to ytterbaner, såsom ark, plater, folier e.l., karakterisert ved at et bindemateriale eller forsterkningsmateriale er innleiret i skumkjernen og at det hele ved hjelp av skumkjernen er bundet sammen til en enhetlig konstruksjon.

2. Panel ifølge krav 1, karakterisert ved at forsterkningsmaterialet er innleiret i skumkjernen ikke dypere enn omtrent 2,5 cm fra en eller begge ytterflater av skumkjernen.

3. Panel ifølge krav 2, karakterisert ved at forsterkningsmaterialet er innleiret i en eller begge ytterflater av skumkjernen, slik at det berører en eller begge innerflater av ytterbanene.

4. Panel ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at forsterkningsmaterialet er trådduk, f.eks. hønsenetting.

5. Panel ifølge krav 4, karakterisert ved at forsterkningsmaterialet består av glassfiberstrimler eller glass-filamenter i regelmessig eller tilfeldig vevet eller ikke-vevet mønster.

6. Fremgangsmåte til fremstilling av et laminert panel ved at en skumdannende blanding basert på isocyanurat gis anledning til herdning mellom to ytre baner og under trykk, karakterisert ved at et binde- eller forsterkningsmateriale anbringes mellom ytterbanene før skumblandingen stivner.