AT511510A1 - Verbundelement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbundelement (100), umfassend ein Kernelement (1), welches Kernelement (1) aus einem nicht brennbaren Material gebildet ist, wobei das Kernelement (1) an zumindest einer seiner Außenflächen (2, 3) mit einer Deckschicht (10, 11) versehen ist, und wobei die Deckschicht (10, 11) mittels einer Klebeverbindung (20) mit dem Kernelement (1) verbunden ist, und wobei -) die Klebeverbindung (20) aus einer Klebstoffmischung besteht, welche Klebstoffmischung aus einem mit einem Flammschutzmittel vermischten Klebstoff besteht, oder -) die Klebeverbindung (20) aus einem Klebstoff gebildet ist, welcher Klebstoff ein Polykondensationsklebstoff ist oder einen Polykondensationsklebstoff umfasst.

Description

PI2015

Verbundelement

Die Erfindung betrifft ein Verbundelement.

An die im Yachtbau und Schiffen, insbesondere Kreuzfahrtschiffen verwendeten Materialien, welche etwa beim Innenausbau, z.B. der Kabinen zum Einsatz kommen, werden hohe Anforderungen gestellt, insbesondere was die Feuerfestigkeit dieser Materialien betrifft.

Beispielsweise werden solche Materialien für Wandaufbauten, Wandunterkonstruktionen, zur Deckenmontage, für Deckenunterkonstruktionen, Lüftungsboxen für Yachten und Kreuzfahrtschiffe etc. verwendet.

Neben der Feuerfestigkeit ist es auch noch von Vorteil, wenn diese Materialien relativ leichtgewichtig sind. Häufig kommen Silikatplatten zum Einsatz, auf welche zur Stabilisierung der Platte eine Laminatschicht aufgebracht wird. Diese Konstruktionen sind allerdings nicht ausreichend feuerbeständig und erfüllen insbesondere nicht die relevanten Brandprüfungen, weshalb diese Konstruktionen auch in der Brandlastberechnung berücksichtigt werden müssen. Die Grenzen der Brandlast werden damit häufig überschritten, was zahlreiche Probleme verursacht.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein feuerbeständiges Material zu schaffen, welches insbesondere zum Einsatz im Yachtenbau geeignet ist.

Diese Aufgabe wird mit einem eingangs erwähnten Verbundelement gelöst, welches umfasst:

Fl2015 * · * · • « · »« * * • · * -2-ein Kernelement, welches Kernelement aus einem nicht brennbaren Material gebildet ist, wobei das Kernelement an zumindest einer seiner Außenflächen mit einer Deckschicht versehen ist, und wobei die Deckschicht mittels einer Klebeverbindung mit dem Kernelement verbunden ist, und wobei -) die Klebeverbindung aus einer Klebstoffmischung besteht, welche Klebstoffmischung aus einem mit einem Flammschutzmittel vermischten Klebstoff besteht, oder -) die Klebeverbindung aus einem Klebstoff gebildet ist, welcher Klebstoff ein Polykondensationsklebstoff ist oder einen Polykondensationsklebstoff umfasst.

Die „nicht Brennbarkeit" von Materialien ist beispielsweise definiert in IMO MSC 61(67) FTP Code Part 1 IMO- Resolution A.799 (19), der Baustoffklasse DIN 4102, der Baustoffklasse DIN EN 13501, sowie in den folgenden Normen: EN ISO 1182, EN ISO 1716, EN ISO 9239, DIN 5510.

Im Vergleich dazu ist z.B. Laminat nach Brandklasse Baustoffklasse DIN 4102-1 Bl schwer entflammbar, aber nicht „nicht brennbar". Entsprechend müsste das Laminat in der Brandlastberechnung berücksichtigt werden und ist daher als Kernelement nicht geeignet.

Solche „nicht brennbaren" Kernelemente sind feuerbeständig und bestehen die notwendigen Brandprüfungen, sind allerdings häufig mechanisch nicht besonders stabil und somit für sich alleine genommen für die gewünschten Zwecke wie oben beschrieben nicht verwendbar. Durch Anbringen einer geeigneten Deckschicht mittels eines geeigneten Klebstoffes oder einer geeigneten Klebstoffmischung (Klebstoff + Flammschutzmittel) wird einerseits die mechanische Stabilität des erfindungsgemäßen Verbundelementes realisiert und das Zerbrechen des Kernelementes verhindert, andererseits ist dieses Verbundelement auch feuerbeständig und besteht die relevanten Brandprüfungen.

Bei einer konkreten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verbundelementes ist vorgesehen, dass eine Deckschicht an der Oberseite und/oder der Unterseite des Kernelementes, vorzugsweise an der Oberseite und der Unterseite vorgesehen ist.

Ein solches Verbundelement lässt sich einfach herstellen und liefert - neben der geforderten Feuerfestigkeit - auch die notwendige mechanische Stabilität des Verbundelementes.

Typische Verbundelemente sind als Platten ausgebildet, d.h. in Form eines Quaders ausgebildet, wobei die Kanten des quaderförmigen Kernelementes an den vier Schmalseiten, roh, d.h. unbeschichtet bleiben.

Eine beispielhafte Abmessung für ein solches Verbundelement ist L x B x H = 2780 mm x 1280 mm x 16 mm. Grundsätzlich sind die Abmessungen aber unerheblich.

Die Seiten/Kanten des Verbundelementes bleiben unbeschichtet, weil eine Beschichtung nicht notwendig ist. Die Verbundelemente in Form von Platten werden beispielsweise mit den oben genannten Maßen hergestellt, aus diesen großen Platten werden die benötigten Einzelteile herausgeschnitten und weiter verarbeitet. » « PI2015 * **»« ψ * ft * * * · · * ··** · · « « · * * * · · * · I · « ·* · * * ·· ··» ·« - 4 -

Um die nicht Brennbarkeit des Verbundelementes zu erreichen ist vorgesehen, dass der Klebstoff der Klebstoffmischung ein Polykondensationsklebstoff (beispielsweise Harnstoff, Melamin, Phenol, Resorcinol) ist oder einen Polykondensationsklebstoff umfasst.

Eine besonders gute nicht Brennbarkeit ist gewährleistet, wenn das Kernelement im Wesentlichen aus anorganischem Material gebildet ist. Z.B. kann es sich bei dem nicht brennbaren, anorganischen Material um ein Metall oder bspw. um einen Aluminiumschaum handeln; auch Stein oder Glas (Calciumsi-likatplatten) sind denkbar.

Oder das im Wesentlichen anorganische Material besteht aus einem Basismaterial, wie etwa Blähglaskügelchen oder Schaumglaskügelchen, etc., welche im Wesentlichen oder vollständig aus anorganischem Material gebildet sind, und dieses Basismaterial ist mit einem anorganischen Bindemittel gebunden.

Als besonders günstig hinsichtlich der nicht Brennbarkeit hat es sich herausgestellt, wenn das Kernelement eine Blähglasplatte oder Schaumglasplatte ist,

Das Kernelement in Form einer Blähglasplatte oder Schaumglasplatte ist feuerbeständig und besteht die notwendigen Brandprüfungen. Allerdings sind diese Glasplatten sehr zerbrechlich und somit für sich alleine genommen für die gewünschten Zwecke wie oben beschrieben nicht verwendbar. Durch Anbringen einer geeigneten Deckschicht mittels einer geeigneten Klebstoffmischung oder eines geeigneten Klebers wird einerseits die mechanische Stabilität des erfindungsgemäßen Verbundele- mentes realisiert und das Zerbrechen der Blähglasplatte verhindert, andererseits ist dieses Verbundelement auch feuerbeständig und besteht die relevanten Brandprüfungen.

Eine relevante Prüfung im Yachtbereich ist z.B. die „Brandprüfung - Nichtbrennbarkeit gemäß IMO MSC 61(67) FTP Code Part 1 IMO- Resolution A.799 (19) und IMO MSC / Circ. 1120".

Ein erfindungsgemäßes Verbundelement muss daher nicht in der Brandlastberechnung z.B. der Räume berücksichtigt werden.

Bei einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Klebstoff oder die Klebstoffmischung mit einer Auftragsmenge von 30 - 800 g/m2 aufgebracht ist.

Die Klebstoffmischung wird dabei auf das Kernelement, z.B. beidseits (bei zwei Deckschichten) auf getragen, beispielsweise hündisch oder mit einer maschinellen Leimauftragswalze, Anschließend wird bzw. werden die Decksicht(en) aufgelegt und der Gesamtverbund wird in einer Plattenpresse zu dem finalen Verbundelement verpresst.

Grundsätzlich ist es von Vorteil, möglichst wenig Klebstoff oder Klebstoffmischung zu verwenden, um die nicht Brennbarkeit gewährleisten zu können. Andererseits sollte ausreichend Klebstoff(-mischung) verwendet werden, um einen gute mechanische Verbindung zwischen dem Kernelement und der zumindest einen Deckschicht gewährleisten zu können. • « I * PI 2015 * * * 4 · · «44 « « · · I » » « m » * « » • · * ·Μ * · · 4 » * *··*· « ft * · Μ · » * ·· t · « t» - 6 -

Insbesondere kann es daher von Vorteil sein, wenn der Klebstoff oder die Klebstoffmischung mit einer Auftragsmenge von 100 - 700 g/m2 aufgebracht ist, oder wenn der Klebstoff oder die Klebstoffmischung mit einer Auftragsmenge von 200 - 600 g/m2 aufgebracht ist, oder wenn der Klebstoff oder die Klebstoffmischung mit einer Auftragsmenge von 400 - 500 g/m2 aufgebracht ist.

Um die „Nicht Brennbarkeit" des Verbundelementes zu gewährleisten, ist es weiters von Vorteil, wenn der Klebstoff ein aminoplastischer Klebstoff ist, beispielsweise ein UF-Harz-Klebstoff ist.

Weiters ist es günstig, wenn das Flammschutzmittel ein halogenfreies Flammschutzmittel ist, z.B. auf Basis von Ammoniumpolyphosphat.

Von Vorteil in Hinblick auf die nicht Brennbarkeit des Verbundelementes ist es außerdem noch, wenn die zumindest eine Deckschicht aus einem anorganischen Material gebildet ist

Weiters kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Deckschicht aus einem Fasermaterial gebildet ist, oder dass die zumindest eine Deckschicht aus einem Gewebe, Gelege oder Vlies gebildet ist.

Hierbei ist es wieder von Vorteil, wenn das Fasermaterial, das Gewebe, Gelege oder das Vlies aus einem anorganischen Material gebildet sind.

Die angegebenen Materialien wie Fasermaterial, Gewebe, Gelege oder Vlies haben den Vorteil, dass diese von dem Klebstoff oder der Klebstoffmischung gut durchdrungen werden können und so zu einem stabilen Verbund führen.

Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die zumindest eine Deckschicht aus Basalt oder einem Basaltgewebe gebildet ist.

Beispielsweise handelt es sich dabei um eine Kaschierung aus Basaltgewebe in Form einer Leinwandbindung.

Dabei ist es weiters von Vorteil, wenn das Basaltgewebe eine Dichte von maximal 150g/ m2 aufweist.

Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die zumindest eine Deckschicht (10,11) aus (organischem) Carbon oder aus einem Carbongewebe gebildet ist.

Beispielsweise handelt es sich dabei um eine Kaschierung aus Carbongewebe in Form einer Köperbindung.

Dabei ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Carbongewebe eine Dichte von maximal 160 g/m2 auf weist,

Basalt und Carbon haben den Vorteil, dass sie praktisch unbrennbar und sehr stabil sind.

Schließlich kann auch noch vorgesehen sein, dass die zumindest eine Deckschicht aus einem Laminat gebildet ist.

Die Dichte bzw. das Gewicht des Materials der Deckschichten(en), insbesondere des Gewebes (Basalt, Carbon) ist dabei derart gewählt, dass der Klebstoff die Deckschicht/ das Gewebe optimal durchdringen kann, um so eine Bindung zwischen der Decksicht und dem Kernelement hersteilen zu können. Bei zu hoher Dichte der

Deckschicht/des Gewebes der Deckschicht kann der Klebstoff diese nicht mehr (optimal) durchdringen und so keine (optimale) Haftung mehr herstelien.

Die Verwendung von Basaltgewebe ist kostengünstiger als jene von Carbongewebe, Carbongewebe hingegen hat den Vorteil, dass es schneller verfügbar und schon länger am Markt ist, und dementsprechend mehr Erfahrung bezüglich der Verarbeitung und des Verhaltens von Carbongewebe existiert.

Schließlich ist es noch günstig, wenn die zumindest eine Decksicht einen Schmelztemperatur von über 350°C, insbesondere über 600°C bzw. über 1000°C aufweist.

Bei Glasfasern liegt diese Schmelztemperatur bei > 400 - 650°C, bei Basaltfasern bei > 1450°C, und bei Carbonfaser bei > 3650°C.

Aramidfaser ist selbstverlöschend durch einen hohen Sauerstoffindex von 29%, aber nicht „nicht brennbar", kann aber ebenfalls für die Deckschichten verwendet werden.

Im Folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäßes Verbundelement in einem schematischen Vertikal-schnitt, und

Fig. 2 ein Kernelement zur Verwendung in einem Verbundelement aus Figur 1, ebenfalls in einem schematischen Vertikalschnitt bzw. in einer Seitenansicht.

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verbundelement 100 in Form einer quaderförmigen Platte.

Das Verbund element besteht aus einem Kernelement 1, wobei dieses Kernelement 1 als beispielsweise als Blähglasplatte oder als Schaumglasplatte ausgebildet ist. An zwei Außenflächen (Oberseite 2, Unterseite 3; siehe Figur 2) ist das Kemelement 1 jeweils mit einer Deckschicht 10, 11 versehen. Die Deckschichten 10,11 sind mittels einer Klebeverbindung 20 mit dem Kernelement 1 verbunden.

Die Klebe Verbindungen 20 sind dabei aus beispielsweise aus einer Klebstoffmischung gebildet, welche Klebstoffmischung aus einem mit einem Flammschutzmittel vermischten Klebstoff besteht. Der Klebstoff l$ann beispielsweise ein Polykondensationsklebstoff sein oder einen Polykondensationsklebstoff enthalten.

Es kann unter Umständen die nicht Brennbarkeit auch erreicht werden, wenn lediglich Polykondensationsklebstoff, ohne Beimengung von Flammschutzmittel, verwendet wird.

Die vier Schmalseiten des Verbundelementes 100 bleiben roh, d.h. unbeschichtet.

Bei einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Klebstoffmischung oder der Klebstoff mit einer Auftragsmenge von 400 - 600 g/m2 zwischen dem Kernelement 1 und der bzw. den Deckschichten 10,11 aufgebracht ist.

Die Klebstoffmischung wird dabei beidseits auf das Kernelement 1 aufgetragen, beispielsweise händisch oder mit einer maschinellen Leimauftragswalze. Anschlie- ßend wird bzw. werden die Decksicht(en) aufgelegt und der Gesamtverbund wird in einer Plattenpresse zu dem finalen Verbundelement verpresst.

Vorzugsweise ist der Klebstoff ein aminoplastischer Klebstoff.

Weiters günstig ist es, wenn das Flammschutzmittel ein halogenfreies Flammschutzmittel ist, z.B. auf Basis von Ammoniumpolyphosphat.

Beispielsweise sind die Deckschichten 10, 11 aus Basalt oder einem Basaltgewebe gebildet.

Beispielsweise handelt es sich dabei um eine Kaschierung aus Basaltgewebe in Form einer Leinwandbindung. Dabei ist es weiters von Vorteil, wenn das Basaltgewebe eine Dichte von maximal 150g/m2 aufweist.

Es kann auch von Vorteil sein, wenn die Deckschichten 10, 11 aus Carbon oder aus einem Carbongewebe gebildet ist. Beispielsweise handelt es sich dabei um eine Kaschierung aus Carbongewebe in Form einer Köperbindung. Dabei ist es weiters von Vorteil, wenn das Carbongewebe eine Dichte von maximal 160g/m2 aufweist.

Die Dichte bzw. das Gewicht des Gewebes (Basalt, Carbon) ist dabei derart gewählt, dass der Klebstoff das Gewebe optimal durchdringen kann, um so eine Bindung zwischen der Decksicht und dem Kernelement herstellen zu können. Bei zu hoher Dichte des Gewebes der Deckschicht kann der Klebstoff diese nicht mehr (optimal) durchdringen und so keine (optimale) Haftung mehr herstellen.

Bei Basalt als Deckschicht hat sich eine Verwendung des Klebstoffes/Klebstoffmischung von bis max, 555 g/m2 und bei Carbon bis 380 g/m2 als zweckmäßig erwiesen, um ein gutes Durchtränken der entsprechenden Faser, Vlies, Gewebe, etc. zu erreichen.

Wien, den 12. Mai 2011

Claims (18)

1. Patentansprüche 1. Verbundelement (100), umfassend ein Kernelement (1), welches Kernelement (1) aus einem nicht brennbaren Material gebildet ist, wobei das Kernelement (1) an zumindest einer seiner Außenflächen (2,3) mit einer Deckschicht (10,11) versehen ist, und wobei die Deckschicht (10,11) mittels einer Klebeverbindung (20) mit dem Kernelement (1) verbunden ist, und wobei -) die Klebeverbindung (20) aus einer Klebstoffmischung besteht, welche Klebstoffmischung aus einem mit einem Flammschutzmittel vermischten Klebstoff besteht, oder -) die Klebeverbindung (20) aus einem Klebstoff gebildet ist, welcher Klebstoff ein Polykondensationsklebstoff ist oder einen Polykondensationsklebstoff umfasst.
2. 2. Verbundelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deckschicht (10, 11) an der Oberseite (2) und/ oder der Unterseite (3) des Kernelementes (1), vorzugsweise an der Oberseite (2) und der Unterseite (3) vorgesehen ist.
3. 3. Verbundelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff der Klebstoffmischung ein Polykondensationsklebstoff ist oder einen Poly ko n d ensa tionsklebstof f umfasst.
4. 4. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (1) im Wesentlichen aus anorganischem Material gebildet ist. 5, Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet. dass das Kernelement (1) eine Blähglasplatte oder Schaumglasplatte ist.
5. 6. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff oder die Klebstoffmischung mit einer Auftragsmenge von 30 - 800 g/m2 aufgebracht ist.
6. 7. Verbundelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff oder die Klebstoffmischung mit einer Auftragsmenge von 100 - 700 g/m2 aufgebracht ist.
7. 8. Verbundelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff oder die Klebstoffmischung mit einer Auftragsmenge von 200 - 600 g/m2 aufgebracht ist.
8. 9. Verbundelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff oder die Klebstoffmischung mit einer Auftragsmenge von 400 - 500 g/ m2 aufgebracht ist.
9. 10. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff ein aminoplastischer Klebstoff ist, beispielsweise ein UF-Harz-Klebstoff ist.
10. 11. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammschutzmittel ein halogenfreies Flammschutzmittel ist, z.B. auf Basis von Ammoniumpolyphosphat. PI 2015 • · · · · Λ * « · * · a · · t · » k · · · · * r · *at 1 ·* .kv*· » * · ψ m «aa· · · « · * ·· · · t · * ·«· *« -14-
11. 12. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Deckschicht (10, 11) aus einem Fasermaterial gebildet ist.
12. 13. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Deckschicht (10, 11) aus einem Gewebe, Gelege oder Vlies gebildet ist.
13. 14. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Deckschicht (10,11) aus einem anorganischen Material gebildet ist
14. 15. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Basalt oder einem Basaltgewebe gebildet ist.
15. 16. Verbundelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Basaltgewebe eine Dichte von maximal 150g/m2 aufweist.
16. 17. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Deckschicht (10, 11) aus Carbon oder aus einem Carbongewebe gebildet ist.
17. 18. Verbundelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Carbongewebe eine Dichte von maximal 160g/m2 aufweist. PI2015 I » v#» · « · « * V« · · · f »· I • · m * * 4 t · #»· - * « » I« -* * , , » * * # # « # | | *+ ** * · · IM * · -15-19. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Deckschicht (10, 11) aus einem Laminat gebildet ist.
18. 20. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Decksicht einen Schmelztemperatur von über 350°C, insbesondere über 600°C bzw. über 1000°C aufweist. Wien, den 12. Mai 2011