NL1026746C2 - Dragerlaag samengesteld plaatvormig isolatiemateriaal, werkwijze ter vervaardiging daarvan alsmede een wand-, gevel- en dakconstructie. - Google Patents

Description

» »

Korte aanduiding: Dragerlaag samengesteld plaatvormig isolatie-materiaal, werkwijze ter vervaardiging daarvan alsmede een wand-, gevel-en dakconstructie.

5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een dragerlaag, een samengesteld plaatvormig isolatiemateriaal, omvattende een dragerlaag waarop zich een laag isolatiemateriaal bevindt, welke dragerlaag in de lengterichting hiervan eventueel van ribben is voorzien waartussen zich het isolatiemateriaal bevindt. De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze ter vervaardiging 10 van een dragerlaag, een samengesteld plaatvormig isolatiemateriaal, alsmede op een wand-, gevel- en dakconstructie voorzien van isolatiemateriaal.

In de niet-voorgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage NL 1026339 ten name van de onderhavige aanvrager is een samengesteld plaatvormig isolatiemateriaal beschreven dat een dragerlaag met daarop een laag 15 isolatiemateriaal omvat waarbij in het isolatiemateriaal grafiet aanwezig is. Het in het isolatiemateriaal aanwezige grafiet zal, zodra brand optreedt, uitzetten, waardoor een zogenaamd koolstofschild wordt gevormd dat een positieve invloed bezit op het brandgedrag van het samengestelde plaatvormige isolatiemateriaal.

Uit de Nederlandse terinzagelegging 8801468 ten name van de 20 onderhavige aanvrager is een samengesteld plaatvormig materiaal bekend dat geschikt is om te worden toegepast als constructief isolatiemateriaal in bouwwerken, welk isolatiemateriaal is opgebouwd uit achtereenvolgens een laag mineraalmateriaal, een laag polyurethanschuim en een chacheerlaag. Van een dergelijk isolatiemateriaal is het bekend dat de brandwerendheid meer dan 30 25 minuten volgens het TNO-rapport B-88-005 bedraagt.

Uit het Nederlands octrooi NL 192 377 is een werkwijze ter vervaardiging van spaan- of vezelplaten bekend waarbij houtspaanders, houtdeeltjes en/of vezels op een op zich zelf bekende wijze worden gemengd of behandeld met een formaldehydeharsbindmiddel en tot platen worden geperst, 30 waarbij aan het bindmiddel een concentraat is toegevoegd omvattende een gehalte aan boorzuur en/of alkali metaalboraten en een gehalte van ten minste één alifatisch amine, polyamide en/of alkonalamine alsmede water. Een dergelijk concentraat wordt toegepast voor een verhoogde sterkte in dwarsdoorsnede, alsmede een verhoging van de bestendigheid tegen buigen van de aldus verkregen vezelplaten.

1026746 2

• I

Het is ook bekend bij de vervaardiging vah spaan- en/of vezelplaten aan de spaanders of vezels een vlamwerende stof toe te voegen. Bekende middelen zijn daarbij boraten, fosfaten, sulfaten, of boorzuur. Nadelig is echter gebleken dat deze middelen vaak tot een kwaliteitsvermindering van de houten materiaalplaten 5 leiden waarbij in hoofdzaak de functie van de bindmiddelen vaak wordt gestoord (zie het Duitse Auslegeschrift 2.059.163). Volgens dit Duitse Auslegeschrift 2.059.163 wordt derhalve voorgesteld kaolien als vlamwerende anorganische stof bij de vervaardiging van spaan- en/of vezelplaten toe te voegen. Tenslotte is voorts bekend, boorverbindingen en soortgelijke zouten in het lijmbad op te lossen en voor 10 de vervaardiging van spaanplaten volgens het zogenaamde lijmvermengingsproces te verwerken. Hierbij treden echter verschillende nadelen op, bijvoorbeeld een zure reactie in wateroplossingen. Daardoor wordt de geleringstijd van de condensatieharsen zodanig verkort dat de verblijftijden in de bunker voor gelijmde spaanders te veel verminderen en er dus door voorharding van de lijm vaak foutieve 15 lijmingen ontstaan.

De internationale aanvrage WO 03/066297 heeft betrekking op een op hout gebaseerd plaatproduct waarin zich een bindmiddel en additieven bevinden, waarbij het bindmiddel waterglas is en als toevoegmiddel is grafiet gebruikt, waarbij grafiet als een vlamvertragend middel fungeert. De hoeveelheid grafiet ligt tussen 20 2,5-4 vol.%.

Het Amerikaans octrooischrift 5.968.669 heeft betrekking op een coating die bijvoorbeeld op MDF kan worden aangebracht, welke coating een vlamvertragende werking bezit. De daarbij toegepaste coating omvat expandeerbare grafietdeeltjes in een hoeveelheid van 20 tot ongeveer 95 gew.%, op basis van de 25 gecombineerde hoeveelheid van de geëxpandeerde grafietdeeltjes en een vast absorbent materiaal.

Uit de Japanse octrooipublicatie JP 02 231135 is een composietmateriaal bekend dat is verkregen door het lamineren van een grafietlaag op een basismateriaal, bijvoorbeeld een materiaal van hout.

30 De Japanse octrooipublicatie JP 03 093942 heeft betrekking op een constructiemateriaal met brandvertragende eigenschappen waarbij op een dragermateriaal een coating wordt aangebracht, welke coating een koolstofbestanddeel bevat.

Uit het Nederlands octrooi NL 1009801 is weliswaar een isolatie- 1026746 3

I I

element bekend, doch daaruit zijn geen gegevens bekend om de vlamvertragende eigenschappen daarvan te verbeteren.

De laatste jaren is er sprake van een toenemende vraag naar dragerlagen en isolatiematerialen die onbrandbaar zijn of ten minste een 5 verminderde brandbaarheid bezitten in vergelijking met de bekende materialen.

Vooral bij isolatie van wanden, gevels en daken is de behoefte aan dergelijke materialen groot. Daarnaast is de huidige wetgeving gericht op het veilig en duurzaam bouwen waarbij met name ten aanzien van de brandveiligheid steeds j strengere eisen gelden.

10 In het verleden werd vaak gewerkt met het brandgevaarlijke polystyreen waarop een laag bitumen werd aangebracht. Om het brandgevaar hiervan te onderdrukken wordt in plaats van polystyreen nu ook wel gebruikgemaakt van minerale wol, zoals steenwol of glaswol. Bij de toepassing van dergelijke materialen treden bepaalde nadelen op, zoals de slechte beloopbaarheid, de 15 geringe sterkte tegen windbelasting en een ongewenst hoog soortelijk gewicht.

Bovendien zijn de isolatie-eigenschappen van dergelijke dakisolatiematerialen nog voor verbetering vatbaar.

Een doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een dragerlaag en samengesteld plaatvormig isolatiemateriaal die de beschikking 20 hebben over een goede dimensiestabiliteit, goede isolatje-eigenschappen en bovendien eenvoudig is te verwerken.

Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een dragerlaag die dat naast de hiervoor genoemde eigenschappen een hoge bestandheid tegen brand bezit, in combinatie met een goed rookgedrag.

25 Nog een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een dragerlaag en een daaruit samengesteld plaatvormig isolatiemateriaal die een zodanige constructie bezitten dat, indien een brand plaatsvindt, de brandvoortplanting tot een minimum is beperkt.

De onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt doordat het in de 30 dragerlaag aanwezige grafiet korrelvormig is met een gemiddelde deeltjesafmeting van 0,1-3 mm.

Het in de dragerlaag opnemen van grafiet heeft ertoe geleid dat aan één of meer van de hiervoor genoemde doelstellingen wordt voldaan. De onderhavige aanvragers wensen tot geen enkele verklaring te worden gebonden 1026746 • 4 4 maar zij veronderstellen dat het in de dragerlaag aanwezige grafiet, zodra brand optreedt, zal uitzetten waardoor een zogenaamd koolstofschild wordt gevormd dat een positieve invloed bezit op het brand- en rookgedrag van de dragerlaag.

Onder “samengesteld plaatvormig isolatiemateriaal" dienen te 5 worden verstaan: enkelschalige dak- en gevelelementen, zoals hierna omschreven, en sandwich dak- en gevelelementen, zoals hierna omschreven, in het bijzonder de isolatie-elementen zoals bekend uit de Nederlandse octrooien NL 1009801, 1015351 en 1009885.

Het in de dragerlaag en het onderhavige samengestelde 10 plaatvormige isolatiemateriaal toegepaste grafiet is korrelvormig met een gemiddelde deeltjesafmeting in het gebied van 0,1-3 mm, met name 0,2-1,2 mm. Indien een grafietdeeltje met een afmeting kleiner dan 0,1 mm wordt toegepast, dan is voor het verkrijgen van een goed brand- en rookgedrag een zeer grote hoeveelheid grafiet vereist, terwijl een deeltjesafmeting van meer dan 3 mm 15 problemen zal veroorzaken bij het vormen van het noodzakelijke koolstofschild, welk schild de dragerlaag afschermt tegen verdere verbranding. In aanvulling hierop kan nog worden gemeld dat de grafietdeeltjes met een afmeting liggend in het gebied van 0,2-1,2 mm een enigszins dichte laag in de dragerlaag zullen vormen waardoor dergelijke korrels slechts een geringe “zwelling" hoeven te bezitten om een gesloten 20 koolstofschild te vormen, waardoor de vereiste brandweerstand eerder wordt bereikt. Wanneer de temperatuur verder wordt verhoogd, dan hebben de onderhavige uitvinders geconstateerd dat de grotere korrels in het hiervoor genoemde gebied een enigszins zwaar koolstofschild zullen bouwen en zich zullen vernetten in de reeds geactiveerde kleinere korrels. Voor een optimaal rook- en 25 brandgedrag is het gewenst dat de hoeveelheid grafiet met een afmeting < 0,2 mm ten hoogste 5% bedraagt, berekend op de totale hoeveelheid grafiet.

Voor een gunstig brand- en rookgedrag is het mogelijk dat het grafiet door de dragerlaag is verspreid, waarbij het echter in een bepaalde uitvoeringsvorm gewenst is dat het grafiet zich hoofdzakelijk in een buitenste laag 30 van de dragerlaag bevindt.

De grafietkorrels dienen in de dragerlaag en het samengestelde plaatvormige isolatiemateriaal bij voorkeur te worden aangebracht op een locatie waar de vuurbelasting is te verwachten, te weten in hoofdzaak aan de zijde die gebruikt wordt aan de binnenzijde van de constructie, te weten het gebouw, de 1026746 <. .1 5 loods, de hal en dergelijke. Aldus is het mogelijk het grafiet hoofdzakelijk in de buitenste laag van de dragerlaag te concentreren, waarbij een buitenste laag met een dikte van 0-10%, op basis van de totale dikte van de dragerlaag een goed resultaat verschaft met betrekking tot het verbeteren van het brand- en rookgedrag, 5 waarbij de grafietdeeltjes een onderlinge vernetting vormen. Het aldus gevormde koolstofschild schermt de daaronder liggende lagen af tegen brand en vuur, waarbij een verdere toename van temperatuur het daaronder liggende grafiet tot vernetten zal dwingen, welk aldus gevormde koolstofschild een nieuwe barrière tegen doorslag van brand en vuur en vorming van schadelijke rook zal vormen.

10 Het in de onderhavige dragerlaag en samengestelde plaatvormige isolatiemateriaal toegepaste grafiet is bij voorkeur vooraf met zuur behandeld, bijvoorbeeld salpeterzuur. Het wassen met zuur veroorzaakt een positieve invloed op het vereiste zwellingseffect van grafiet waardoor het koolstofschild zal worden gevormd wanneer een temperatuurverhoging, bijvoorbeeld veroorzaakt door brand, 15 door de grafietdeeltjes,wordt ondervonden.

Het in de onderhavig uitvinding toegepaste isolatiemateriaal is te kiezen uit de groep bestaande uit PU, PIR, EPS, XPS en minerale wol. Als een geschikte dragerlaag kan houtspaanplaat, spaanplaat verkregen uit stroachtige materialen, zoals restmaterialen van vlas en suikerriet en afvalmateriaal afkomstig 20 van land- en tuinbouw, alsmede asbestcementpersplaten, samengestelde spaanplaten worden genoemd, waarbij op de dragerlaag een aantal lengteribben kan zijn gemonteerd, bijvoorbeeld via verlijmen, zoals bekend uit het Nederlands octrooi 1009801, of het eerst aanbrengen van ribben en het aansluitend op de dragerlaag aanbrengen van schuimmateriaal, zoals bekend uit het Nederlands 25 octrooi 1015351.

De onderhavige uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze ter vervaardiging van een dragerlaag met verbeterde rook- en brandeigenschappen, welke werkwijze de volgende stappen omvat: i) het verschaffen van een dragermateriaal, 30 ii) het verschaffen van een slurry van grafiet, iii) het bereiden van een dragermateriaal op basis van dragermateriaal en een hechtmiddel iv) het mengen van de slurry volgens ii) en het dragermateriaalmengsel, volgens iii), en 1026746 «. * 6 v) het onder uitoefenen van druk en temperatuur tot een dragerlaag vormen van het in stap iv) verkregen mengsel.

In een bijzondere uitvoeringsvorm is het gewenst dat het grafiet zoals toegepast in een slurry volgens ii) is voorbehandeld mét een zuur, waarbij het 5 de voorkeur verdient dat het met zuur behandelde grafiet wordt gewassen en gedroogd alvorens te worden verwerkt in een slurry volgens ii). De slurry kan tevens met verschillende hoeveelheden grafiet worden samengesteld dat over de gehele dikte van de uiteindelijke dragerlaag wordt verdeeld.

Voor het tot stand brengen van een optimaal brand- en rookgedrag 10 is het gewenst het grafiet hoofdzakelijk te concentreren in een buitenste laag van de uiteindelijke dragerlaag.

De hiervoor genoemde stap ii), waarbij de grafietkorrels door middel ! van het zogenaamde slurrysysteem in het dragermateriaal-mengsel worden aangebracht, vindt bij voorkeur plaats door middel van computergestuurde 15 recepturen waarbij de hoeveelheid en de positie van de grafietkorrels worden vastgesteld bij wisselende diktes van de uiteindelijke dragerlaag. Bij een spaanplaat met een dikte > 8 mm is het mogelijk de grafietslurry in een aparte boven-, onder- of middenlaag van de uiteindelijke dragerlaag in te brengen.

De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een wand-, 20 gevel- en/of dakconstructie voorzien van één of meer dragerlagen of samengestelde platen van isolatiemateriaal zoals hiervoor omschreven. Enkelschalige dak- en gevelelementen bestaan uit een basisplaat of dragermateriaal van houtspaanplaat, multiplex, OSB of andere plaatmaterialen met hierin en/of hierop een aantal lengteribben gemonteerd, bijvoorbeeld via verlijmen, en voorzien van 25 isolatiemateriaal. Sandwich dak- en gevelelementen bestaan uit twee plaatmaterialen waartussen isolatiemateriaal is aangebracht en verder eventueel voorzien van, aan beide lengtezijden hiervan, houten ribben.

1026746

Claims (14)

1. Dragerlaag van spaanplaat waarbij in de dragerlaag grafiet aanwezig is, met het kenmerk, dat het grafiet korrelvormig is met een gemiddelde 5 deeltjesafmeting van 0,1-3 mm,

2. Dragerlaag volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het grafiet korrelvormig is met een gemiddelde deeltjesafmeting van 0,2-1,2 mm.

3. Dragerlaag volgens één of meer van de conclusies 1-2, met het kenmerk, dat de hoeveelheid grafiet met een afmeting < 0,2 mm ten hoogste 5% 10 bedraagt, berekend op de totale hoeveelheid grafiet.

4. Dragerlaag volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het grafiet met zuur is voorbehandeld.

5. Samengesteld plaatvormig isolatiemateriaal, omvattende een dragerlaag waarop zich een laag isolatiemateriaal bevindt, welke dragerlaag in de 15 lengterichting hiervan eventueel van ribben is voorzien waartussen zich het isolatiemateriaal bevindt, waarbij een dragerlaag volgens één of meer van de voorafgaande conclusies is toegepast.

6. Samengesteld plaatvormig isolatiemateriaal volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het grafiet zich ook in de ribben en/of het isolatiemateriaal 20 bevindt.

7. Werkwijze ter vervaardiging van een dragerlaag met brandwerende eigenschappen, met het kenmerk, dat de werkwijze de volgende stappen omvat: i) het verschaffen van een dragermateriaal, ii) het verschaffen van een slurry van grafiet, 25 iii) het bereiden van een dragermateriaalmengsel op basis van dragermateriaal en een hechtmiddel, iv) het mengen van de slurry volgens ii) en het dragermateriaalmengsel volgens iii), en v) het onder uitoefenen van druk en temperatuur tot een dragerlaag 30 vormen van het in stap iv) verkregen mengsel.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het grafiet zoals toegepast in een slurry volgens ii) is voorbehandeld met een zuur.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het met zuur behandelde grafiet wordt gewassen en gedroogd alvorens te worden verwerkt in een 1026746 4 ψ slurry volgens ii).

10. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 7-9, met het kenmerk, dat stap iv) zodanig wordt uitgevoerd dat het grafiet zich hoofdzakelijk in een buitenste laag van de uiteindelijke dragerlaag bevindt.

11. Werkwijze ter vervaardiging van een samengestelde plaat van isolatiemateriaal waarbij een dragerlaag verkregen volgens één of meer van de conclusies 7-10 aan ten minste één zijde wordt voorzien van isolatiemateriaal, in welk isolatiemateriaal zich eventueel in de lengte-richting van de dragerlaag uitstrekkende ribben bevinden.

12. Dakconstructie voorzien van één of meer dragerlagen volgens één of meer van de conclusies 1-4 of samengestelde platen van isolatiematerialen zoals omschreven in één of meer van de conclusies 5-6.

13. Wandconstructie voorzien van één of meer dragerlagen volgens één of meer van de conclusies 1-4 of samengestelde platen van isolatiematerialen 15 zoals omschreven in één of meer van de conclusies 5-6.

15. Gevelconstructie voorzien van één of meer dragerlagen volgens één of meer van de conclusies 1-4 of samengestelde platen van isolatiematerialen zoals omschreven in één of meer van de conclusies 5-6. 20 | ί i 1026746