DE8301282U1 - Flammhemmend ausgerüstete Textilbahn - Google Patents

Description

PRINZ, BPNKE.Ä PARTNER

Patentanwälte ' ',JiufcSpein Palejtt*Attorneys MüncherT* ^tt# '"' '" J^'

P 2618 12/34 18.1.1983

Konrad Hornschuch Aktiengesellschaft, 7119 Weissbach

Flammhemmend ausgerüstete Textilbahn, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung

Die Erfindung betrifft eine durch eine mindestens einseitig aufgetragene, schwerbrennbare Beschichtung flammhemmend ausgerüstete Textilbahn, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.

Flammhemmend ausgerüstete textile Flächengebilde, die entweder mit einem Flammschutzmittel allem oder mit einem schwer brennbaren oder selbstverlöschenden Kunststoff allein oder aber mit einem Gemisch aus einem geeigneten Kunststoff und einem Flammschutzmittel imprägniert sind oder mit entsprechend zusammengesetzten Massen beschichtet sind, sind seit langem bekannt. Bei diesen textlien Flächengebilden handelt es sich um Gewebe, Gewirke oder Vliese aus natürlichen oder synthetischen, anorganischen oder organischen Fasern, Mischfasern oder Fasergemischen. Zur Herstellung schwerbrennbarer oder

unbrennbarer textiler Flächengebilde hat man zunächst unbrennbare oder schwerbrennbare, schwerentflammbare oder selbstverlöschende Fasern verwendet, insbesondere Asbest, Glasfasern oder glasähnliche modifizierte Siliciumdioxidfasern. Diese Fasern sind gesundheitsgefährend, und ihre Verwendung ist deshalb weitgehend gesetzlich verboten, zumindest aber unerwünscht.

Es sind deshalb schwerbrennbare und/oder selbstverlöpchende Synthesefasern entwickelt worden, die den Eigenschaften der Asbest- und Glasfasern sehr nahe kommen, beispielsweise Aramid-Fasern, also vollaromatische, meist lineare Polyamide, und Kohlenstoffasern bzw. Graphitfasern, die durch Pyrolyse und Carbonisieren von Cellulose- oder Polyacrylnitril-Fasern hergestellt werden.

Auf der anderen Seite sind textile Flächengebilde aus brennbaren und leichtentflamnbaren natürlichen oder synthetischen Fasern, beispielsweise aus Wolle, Baumwolle, Baumwolle/Polyester usw., entwickelt worden, die mit flammhemmend modifizierten Kunststoffen ein- oder beidseitig beschichtet oder imprägniert sind und ebenfalls ein schwerbrennbares textiles Verbundmaterial darstellen.

Als Beschichtungsmateraal für textile Flächengebilde aus brennbaren Fasern sind auch bereits Siliconelastomere vorgeschlagen worden. Außerdem ist es allgemein bekannt, Polymere wie Polystyrol, ABS, Polyolefine, PVC, Epoxide, Polyester und Polyurethane durch Zusatz von bekannten

Flammschutzmitteln wie Antimontrioxid, Aluniniumoxidhvdrat, Bor-, Phosphor- und Bromverbindungen, flamir.herunencl auszurüsten. Ferner ist es bekannt, schwerbrennbaren Beschichtungen für textile Flächengebilde Aluminium in feinverteilter Form, z.B. als Pulver, Sphne oder Schliff,

' zuzusetzen, wodurch Wärmestrahlung reflektiert und durch das Wärmeleitvermögen des Metalls absorbierte Wärme
gleichmäßig verteilt und abgeleitet wird.

Alle diese flammhemmend ausgerüsteten bekannten textlien Flächengebilde stellen mehr oder weniger geglückte Kompromisse zwischen erwünschten und nicht erwünschten Eigenschaften dar. Einerseits müssen die Textilbahnen eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, wenn sie

^O z.B. zur Herstellung von Brandschutz- oder Arbeitsschutzbekleidungsstücken verwendet werden sollen, andererseits dürfen sie nicht zu schwer und nicht zu steif sein.
Einerseits müssen die beschichteten oder imprägnierten
Textilbahnen möglichst hitzebeständig sein, andererseits

^ dürfen sie unter der Einwirkung starker Hitze oder bei
direkter Beflammung keine giftigen Gase wie etwa Chlorwasserstoff und keine sonstigen toxischen oder cancerogenen Stoffe freisetzen.

^x Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flammhemmend ausgerüstete, asbest- und glasfaserfreie Textilbahn zu schaffen, die gleichzeitig hochtemperaturbeständig und zur Herstellung von insbesondere Schutzbekleidungsstücken, Schutzvorhängen und Wandverkleidungen aus-

reichend elastisch, flexibel und alterungsbeständig ist. Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfaches, kontinuierlich und in großem Maßstab
durchführbares Verfahren zur Herstellung einer solchen

Textilbahn zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Textilbahn der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Beschichtung aus einem hochmolekularen, vernetzten PoIy-

siloxan besteht, das mindestens ein Alumosilicat in fein-35

verteilter Form enthält.

' Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Kombination aus hochmolekularem, vernetzten» Polysiloxan und Alumosilicat einen nicht vorhersehbaren synergistischen Effekt hinsichtlich der Flammfestigkeit und Temperaturbeständigkeit bei gleichzeitiger Erhaltung der elastischen Eigenschaften aufweist. Die Flammfestigkeit der erfindungsgemäß ausgerüsteten Textilbahn ist nämlich bedeutend höher als diejenige einer nur mit hochmolekularem vernetztem Polysiloxan beschichteten Bahn. Obwohl die Ursache dieses synergistischen Effekts bisher nicht bekannt ist, wird angenommen, daß die Struktur der Makromoleküle des Polysiloxans einerseits und der Alumosilicate andererseits einander in besonderer Weise angepaßt sind, so daß sich die anionischen Ketten, Bänder und Blatter der leicht

'5 spaltbaren Alumosilicate in besonderer Weise in die Zwischenräume der dreidimensional vernetzten Polysiloxan-Makromoleküle einlagern können. Es kommt hinzu, daß die Alumosilikate beim Erhitzen Wasser abspalten und eine unbrennbare Wärmeisolationsschicht für die Polysiloxan-Makromoleküle bilden.

Als besonders geeignet haben sich Alumosilicate mit Blattstruktur erwiesen, also Schichtsilicate, die sich leicht

in Blättchen spalten lassen. Von diesen wiederum sind die nc ^itJ Glimmer besonders bevorzugt, insbesondere Muskovit, Bio-

tit, Lepidolith und Zinnwaldit oder deren Gemische.

Als Alumosilicate können aber auch die Feldspäte, z.B.

Orthoklas, oder Tone, z.B. Montmorillonit, als Synergisten

des hochmolekularen vernetzten Polysiloxans verwendet werden.

Der Arteil des Alumosilicats oder Alumosilicat-Gemischs in

der Beschichtung betragt 1 bis 25 Gew.-% und vorzuqsweise 35

5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Menge des vernetzten Polysiloxans.

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Zusätzlich kann die schwerbrennbare Beschichtung, wie an sich bekannt, zwecks besserer Reflexion und Wärmeleitung Aluminium in fein verteilter Form sowie gegebenenfalls ein oder mehrere geeignete, bekannte Flammschutzmittel enthalten.

Solche bekannte Flammschutzmittel, die insbesondere zur flammhemmenden Ausrüstung von Textilfasern, Geweben, Gewirken, Vliesen und von Kunststoffen geeignet sind, sind '^ beispielsweise Antimon-, Aluminium-, Bor-, Brom- und Phosphorverbindungen. Besonders bevorzugt werden erfindungsgemäß Antimontrioxid, Aluminiumoxidhydrat, Zinkborat, Decabromdiphenyläther und Pentabromdiphenyläther jeweils

allein oder in beliebiger Mischung.
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Überraschenderweise hat sich weiter gezeigt, daß der beobachtete synergistische Effekt der Verwendung einer Kombination von vernetztem Polysiloxan und Alumosilicat

dann besonders groiJ ist, wenn das zu beschichtende flexion

bl^ Trägermaterial aus schwer entflanmbaren oxidierten und stabilisierten Polyacrylnitrilasern besteht. Auch die Gründe hierfür sind vorläufig nicht bekannt. Es wird jedoch vermutet, daß auch hier die Anisotropie der Makromoleküle der Polyacrylnitril asern und die Wechselwirkun-

gen mit den anionischen Fasern oder Blättchen der Alumosilicate einerseits und den Polysiloxan-Makromolekülen andererseits eine entscheidende Rolle spielen.

Das zu beschichtende textile Trägermaterial kann aber auch

aus Aramidfasern, Kohlenstoff- oder Graphitfasern und sogar aus leicht brennbaren und leicht entflammbaren Natur- und/oder Synthesefasern wie Baumwolle, Polyester oder dergl . bestehen.

■ · III!

^ Die Art der textiltechnischen Bindung des textlien Trägermaterials spielt für die flammhemmende Ausrüstung keine Rolle. Es können deshalb sowohl Gewebe und Maschenware als auch Vliese aller Art verwendet werden. Besonders geeignete textile Trägermaterialien sind gerauhte Gewebe, Flanelle, Polgewebe in Leinwand- oder Atlasbindung. Derartige Gewebe sind erfindungsgemäß vorzugsweise im Direktstreichverfahren beschichtet. Für die Tauchimprägnierung eignen sich dagegen Vliese als textile Trägermaterialien.

Das Verfahren zur Herstellung der Textilbahn, bei den ein geeignetes textiles Trägermaterial der erwähnten Art im Direktstsreich- oder Tauchverfahren ein- oder beidseitig mit einer schwerbrennbaren Beschichtung versehen wird, ist erfindungsgemäiJ dadurch gekennzeichnet, daß ein hochmolekulares Polysiloxan-Gel mit mindestens einem feinteiligen Alumosilicat, einem Vernetzer und einem Katalysator für die Vernetzung des Polysiloxans innig vermischt wird, daß das Gemisch mit einen geeigneten organischen Lösungsmittel auf streichfähige oder flüssige Konsistenz verdünnt wird, daß die streichfähige Masse auf das textile Trägermaterial gestrichen oder das textile Trägermaterial in die flüssige Beschichtungsnasse getaucht wird und daß das beschichtete oder imprägnierte Verbundmaterial anschließend getrocknet wird.

Dieses Verfahren läßt sich mit Hilfe der in der Beschich-

tungsindustrie üblichen Vorrichtungen besonders einfach on

kontinuierlich mit Hilfe von Rakeln, Kalandein oder Tauchbädern durchführen.

Als Vernetzer und Katalysatoren für die Vernetzung des Polysiloxans werden die hierfür üblichen Handelsprodukte

verwendet. Als organisches Lösungsmittel wird vorzugsweise Toluol verwendet. Die Beschichtungsmasse wird vorzugsweise in.einer Menge von 100 bis 400 g/m² auf das textile Trägermaterial aufgetragen.

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Je nach Verwendungszweck können der Beschichtungsmasse auch noch Pigmente, lumineszierende oder phosphoreszierende Stoffe und hochenergetische Strahlung (UV-, Röntgen- oder radioaktive Strahlung) absorbierende Stoffe der dem

r Fachmann geläufigen Art zugemischt werden.

Die erfindungsgemäße Textilbahn eignet sich besonders zur Verwendung als Hitzeschutz- und Wärmeisoliermaterial sowie zur Herstellung von Brandschutzdecken, Sdweiflschutzpla-

IQ nen, Schweißkabinenvorhängen, flammfesten Wandverkleidungen, Wandbelägen und Trennwänden und von Brandschutz-, Strahlenschutz- und Arbeitsschutzbekleidungsstücken sowie von Warnkleidung. Die erfindungsgemäße Textilbahn ist ganz allgemein im Bereich des Brandschutzes, Arbeitsschutzes, Zivilschutzes und Katastrophenschutzes einsetzbar.

Während ein Gewebe aus schwer entflammbaren oxidierten Polyacrylnitrilfasern bei direkter Beflammung mit der Bunsenbrennerflamme nur an der Oberfläche glimmt, geht es in einem Zweikomponentensalzbad mit einer Temperatur von 500⁰C sofort in Flammen auf. Eine erfindungsgemäß flammhemmend ausgerüstete Textilbahn zeigt dagegen auch im Salzbad bei 500⁰C keinerlei Reaktion; irgendwelche Veränderungen der Textilbahn konnten nach dieser Behandlung nicht festgestellt werden.

Ein erfindungsgemäß einseitig beschichtetes, in unbeschichtetem Zustand leicht entzündliches Baunwollgewebe entzündete sich in der Bunsenbrennerflamme erst nach etwa 20 see auf der ungeschützten Geweberückseite. Ein beidseitig erfindungsgemäß beschichtetes Baumwollgewehe hielt der Bunsenbrennerflamme dagegen wesentlich langer stand.

* Eine erfindungsgemäß beschichtete, als Wandbelag verwendbare Textilbahn, bei der das Textilträgermaterial ein Polyamidfaservlies war, widerstand einer starken Bunsenbrennerflamme ca. 30 see. lang, ohne zu brennen und ohne

5 zu schmelzen.

PRjNZ, BUNKEÄ PARJNER M Patentanwälte j ' •EjJrojjeari iJatent' 'Attorneys ' '

München " " '"Stuttgart*

P 2618 12/34 18.1.1983

Flammhemmend ausgerüstete Textilbahn, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.

Zusammenfassung

Es wird eine flammhemmend ausgerüstete Textilbahn vorgeschlagen, die eine mindestens einseitig aufgetragene schwerbrennbare Beschichtung aus einem hochmolekularen, vernetzten Polysiloxan aufweist, das mindestens ein Alumosilicat in fein verteilter Form enthält. Diese Beschichtung wird vorzugsweise auf ein Gewebe, Gewirk oder Vlies aus Kohlenstoffasern im Direktstreich- oder Tauchverfahren aufgetragen. Aufgrund ihrer schweren Entflammbarkeit und schweren Brennbarkeit eignet sich die erfindungsgemäße Textilbahn vor allem zur Herstellung von Schutzbekleidungsstucken aller Art und zum Einsatz im Brandschutz, Arbeitsschutz und Katastrophenschutz.

Claims (9)

P 2618 12/34 18.1.1983 Schutzanspriiche 5

1. Durch eine mindestens einseitig aufgetragene, schwerbrennbare Beschichtung flammhemmend ausgerüstete Textilbahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einem hochmolukularen, vernetzten Polysiloxan besteht, das mindestens ein Alumosilicat in fein verteilter Form enthält.

2. Textilbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Polysiloxan mindestens ein Alumosilicat mit

Blattstruktur enthält.

3. Textilbahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polysiloxan mindestens einen aus der Gruppe Muskovit, Biotit, Lepidolith und Zinnwaldit ausge-

wählten Glimmer enthält.

4. Textilbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Alumosilicat in der Beschichtung 1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Menge des vernetzten Polysiloxans, beträgt.

5. Textilbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung zusätzlich AIu-

__ minium in fein verteilter Form enthält.

6. Textilbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung zusätzlich ein aus der Gruppe Antimontrioxid, Aluminiumoxidhydrat,

-e Zinkborat, Decabromdiphenyläther, Pentabromdiphenyläther ausgewähltes Flammschutzmittel enthält.

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7. Textilbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das textile Trägermaterial für die Beschichtung aus Kohlenstoffasern besteht.

.8. Textilbahn nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial aus schwer entflanmbaren oxidierten und stabilisierten Polyacrylnitrilfasern besteht.

9. Textilbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das textile Trägermaterial für die Beschichtung aus Aramidfasern, Kohlenstoffasern. Baumwolle und/oder Synthesefasern besteht.