DE3102195A1 - Verbundmaterial und verfahren zur herstellung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft laminierte Baumaterialien und insbesondere nichtentflammbare laminierte Materialien, die
zum Einschluß von Papier oder anderen Fasergeweben geformt werden, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser
Materialien.
Es sind eine große Anzahl unterschiedlicher Arten von Materialien verfügbar, aus denen vorgefertigte Baukomponenten,
wie Wandpaneele und Paneelverbinder, Türen, Deckenabschnitte,
Isolationsteile und ähnliches hergestellt werden und aus denen ein weiter Bereich von Gebrauchsgegenständen geformt
wird, wie Möbel und Möbelrahmen, Schalen und ähnliches. Unter den zur Herstellung dieser Gegenstände am häufigsten
verwendeten Materialien sind Partikelbretter, Spanplatten, Schichtholz, Papier, Verbundharzplatten, Phenol-Laminate
und eine weite Vielfalt von gefüllten Kunstharzen, einschließlich Polystyrole, Epoxymaterialien, Harnstoff-
und Phenol-Formaldehyde, Polyurethane und ähnliches.
Obwohl alle dieser bekannten Verbundmaterialien beim Bau einer Anzahl von unterschiedlichen Gegenständen nützlich
sind, besitzen sie die Eigenschaft der Entflammbarkeit, und zwar wenigstens in einem unerwünschten Maß für viele
Anwendungen. Dies gilt insbesondere für Verbundmaterialien auf Holz- und Papierbasis, beispielsweise Partikel- und
Spanplatten, Schichtholz und Papier/Phenol-Laminate. Es ist daher wünschenswert, ein Verbundmaterial zu schaffen,
das anstelle der derzeit verwendeten Materialien bei vielen Anwendungen brauchbar ist und das geringe oder keine Entflammbarkeit
aufweist. Noch vorteilhafter wäre es, wenn man ein derartiges nichtentflammbares Verbundmaterial schaffen
könnte, das aus Papier oder anderen Fasergewebelaminaten gebildet ist oder diese umfaßt und das aus verhältnismäßig
preisgünstigen Gewebematerialien und einem nichtentflammbaren Zement hergestellt werden kann.
130050/0493
Es ist dahor ein Hauptziel der Erfindung, ein laminiertes
Verbundmaterial zu schaffen, das im wesentlichen nichtentflammbar ist, und das zur Herstellung eines weiten Bereichs von Komponenten für Bauzwecke sowie für Gebrauchsartikel,
wie Möbel usw. geeignet ist. Ein weiteres Ziel besteht darin, ein Verbundmaterial mit den beschriebenen Eigenschaften zu schaffen, das ein nichtentflammbares Zement-/Fasergewebelaminat umfaßt, das geformt oder konturiert werden
kann und das derart gebildet werden kann, daß es einen
Bereich erwünschter physikalischer Eigenschaften aufweist, z.B. Dimensionsstabilität, Bindungsfestigkeit und Bruch-
und Schlagfestigkeit. Ein weiteres Ziel besteht darin,
ein Verbundmaterial zu schaffen, das gesägt, genagelt und
andererweitig in ähnlicher Art wie Sperrholz bzw. Schichthölzer, Partikel- und Spanplatten, Verbund-Hartplatten und ähnliches verarbeitet werden kann, so daß es in vielen Anwendungen als Ersatz für diese Materialien dienen kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein derartiges nichtentflammbares Verbundmaterial zu schaffen, das auf
herkömmlichen Anlagen geformt werden kann, wobei als Fasergewebekomponente verhältnismäßig billige Qualitäten von
Papier und anderen Fasergeweben verwendet werden können.
Ein weiteres Ziel besteht darin, ein Verbundmaterial zu
schaffen,, das ein Magnesiumoxyζement/Papierlaminat umfaßt, in welchem der Magnesiumoxyzement einen weiten Bereich von Füllmaterialien enthalten kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verbundmaterial zu schaffen, bei dem ein nichtentflammbares anorganisches Zement/Fasergewebelaminat mit einem Kernmaterial kombiniert ist, das entflammbar sein kann, und zwar derart, daß das Kernmaterial thermisch geschützt ist. (Magnesiumoxyzement = Magnesitbinder).
Verbundmaterial zu schaffen, das im wesentlichen nichtentflammbar ist, und das zur Herstellung eines weiten Bereichs von Komponenten für Bauzwecke sowie für Gebrauchsartikel,
wie Möbel usw. geeignet ist. Ein weiteres Ziel besteht darin, ein Verbundmaterial mit den beschriebenen Eigenschaften zu schaffen, das ein nichtentflammbares Zement-/Fasergewebelaminat umfaßt, das geformt oder konturiert werden
kann und das derart gebildet werden kann, daß es einen
Bereich erwünschter physikalischer Eigenschaften aufweist, z.B. Dimensionsstabilität, Bindungsfestigkeit und Bruch-
und Schlagfestigkeit. Ein weiteres Ziel besteht darin,
ein Verbundmaterial zu schaffen, das gesägt, genagelt und
andererweitig in ähnlicher Art wie Sperrholz bzw. Schichthölzer, Partikel- und Spanplatten, Verbund-Hartplatten und ähnliches verarbeitet werden kann, so daß es in vielen Anwendungen als Ersatz für diese Materialien dienen kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein derartiges nichtentflammbares Verbundmaterial zu schaffen, das auf
herkömmlichen Anlagen geformt werden kann, wobei als Fasergewebekomponente verhältnismäßig billige Qualitäten von
Papier und anderen Fasergeweben verwendet werden können.
Ein weiteres Ziel besteht darin, ein Verbundmaterial zu
schaffen,, das ein Magnesiumoxyζement/Papierlaminat umfaßt, in welchem der Magnesiumoxyzement einen weiten Bereich von Füllmaterialien enthalten kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verbundmaterial zu schaffen, bei dem ein nichtentflammbares anorganisches Zement/Fasergewebelaminat mit einem Kernmaterial kombiniert ist, das entflammbar sein kann, und zwar derart, daß das Kernmaterial thermisch geschützt ist. (Magnesiumoxyzement = Magnesitbinder).
Ein weiteres Hauptziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Verbundmaterials
zu schaffen, das ein Magnesiumoxyzement/Fasergewebelaminat
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umfaßt, sowie ein Verfahren zur Konturierung und Gestaltung
des sich ergebenden Verbundmaterials. Ein weiteres Ziel besteht darin, ein Verfahren mit den beschriebenen
Eigenschaften zu schaffen, das die Verwendung von ansonsten entflammbaren Fasergewebematerialien und Kernmaterialien
bei der Herstellung von Verbundmaterialien gestattet, die für sich im wesentlichen nichtentflammbar sind.
Gemäß der Erfindung werden diese Ziele und vorteilhaften Eigenschaften durch die in den Patentansprüchen angegebenen
Merkmale und Merkmalskombinationen erreicht.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Magnesium-Oxyzement/Fasergewebelaminats,
das gemäß der Erfindung hergestellt wurde und das durchgehend Fasergewebebahnen gleicher Dicke
aufweist;
Fig. 2 einen Querschnitt einer Abwandlung des Laminats der Fig. 1, bei dem die Dicke der Fasergewebebahnen
unterschiedlich ist;
Fig. 3 einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Magnesium-Qxyzement/Fasergewebelaminats,
das ein Verstärkungsfüllmaterial in einer oder mehreren der Magnesiumoxyzement-Schichten
enthält;
Fig. 4 einen Querschnitt einer weiteren Ausführung des Laminats gemäß der Erfindung, wobei der Einbau
einer oder mehrerer Lagen aus gefülltem Magnesium-
1S0D5Q/O493
oxyzement in den Verbund dargestellt ist;
E1Ig. 5 einen Querschnitt einer weiteren Ausführung
eines Magnesium-Oxyzement/Faserlaminats, an dem eine fertiggestellte Oberfläche angeklebt
ist;
Fig. 6 einen Querschnitt eines Verbundmaterials
mit dem Laminat gemäß der Erfindung in Kombination mit einem Kern;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines gemäß
der Erfindung gefertigten Stuhlelements, das zur Illustration eines konturierten Strukturartikels
dient, der aus einem Magnesium-Oxyzement/Faserlaminat geformt ist;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines gemäß der Erfindung gefertigten Wandpaneels zur Darstellung
eines weiteren konturierten Strukturartikels, der aus einem Magnesium-Oxyzement/
Faserlaminat geformt ist;
Fig. 9 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Geräts zur Formung des erfindungsgemäßen
Laminats, das mehrere Beschichtungsstationen verwendet und einen Luftpreß-Tunnel für die
Endpressung und Aushärtung aufweist;
Fig. 11 eine Abwandlung des Geräts, bei dem eine Formpresse
verwendet wird, um dem Laminat eine gewünschte Gestalt zu verleihen und, falls ge-
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wünscht, gleichzeitig die Aushärtung herbeizuführen;
Fig. 12 eine schematische Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispiels des Geräts, das insbesondere zur Formung des Laminats der Fig. 1 geeignet
ist, bei dem eine einzige Beschichtungsstation verwendet wird; und
Fig. 13 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Geräts, das insbesondere
zur Formung von Laminaten mit einem Zentralkern geeignet ist.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung wird ein Verbundmaterial geschaffen, das aus einem Laminat besteht, welches aus miteinander
verbundenen, diskreten, abwechselnden Lagen eines ausgehärteten Magnesiumoxyzements und eines Fasergewebes geformt
ist, wobei die Lagen bzw. Schichten des Magnesiumoxyzements dem Laminat Festigkeit und Nichtentflammbarkeit verleihen.
Innerhalb jedes Verbundmaterials können die Dicken der das Laminat bildenden Schichten bzw. Lagen durchgehend
gleich sein oder abgestuft; die Magnesiumoxyzement-Schichten können, falls erwünscht, Füllstoffe enthalten; das Verbundmaterial
kann jede gewünschte Oberflächenbearbeitung aufweisen und kann auch ein Kernmaterial enthalten. Das Verbundmaterial
ist besonders geeignet zur Formung in verschiedene Gestaltungen vor oder während des Aushärtens der Magnesiumoxyzeraent-Schichten.
Unter einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zur Formung eines nichtentflammbaren Verbundmaterials
geschaffen, bei dem abwechselnde Schichten aus einer reaktionsfähigen Wasseraufschlämmung aus Magnesiumsalzlösung
und Magnesiumoxyd, die einen Magnesiumoxyzement bilden kann, und ein faserförmiges Gewebematerial
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aufeinander gelegt werden; dann wird die reaktionsfähige Aufschlämmung zur Formung des Magnesiumoxyzements unter
Bedingungen der Temperatur und des Druckes zur Verbindung der Schichten in ein Laminat und zur Verhinderung der
Entfernung einer nennenswerten Wassermenge ausgehärtet; der Wassergehalt der Aufschlämmung bzw. des Breis und die
Wasserdurchlässigkeit der Fasergewebebahnen sind derart gewählt, daß jede der Magnesiumoxyzement-Schichten im wesentlichen
getrennt und diskret von den Fasergewebeschichten bleibt und in sich im wesentlichen das gesamte Wasser des
Breis zurückhält, so daß dem Laminat Festigkeit und Nichtentflammbarkeit
verliehen wird. Bei dem Verfahren können auch die wahlweisen Schritte vorgesehen werden, daß eine
Endschicht an eine oder beiden Oberflächen des Verbundmaterials angebracht wird, daß ferner ein Kernmaterial am
Laminat angebracht oder eingeschlossen wird, daß die Dicken der einzelnen Schichten verändert werden, und daß Füllstoffe
dem Magnesiumoxyzement zugesetzt werden. Das gebildete
Laminat kann vor oder während der Aushärtung in eine gewünschte Gestalt geformt werden.
Die Grundstruktur des Verbundmaterials gemäß der Erfindung besteht aus einem Laminat aus abwechselnden Schichten
eines Fasergewebes, vorzugsweise einem Papier, und einem Magnesiumoxyzement, der entweder Magnesiumoxychlorid
oder Magnesiumoxysulfat sein kann. Wie sich aus der nachstehenden
detaillierten Beschreibung ergibt, wird der Auslich,
breiten Sinn verbezieht, das speziellen Anforderungen genügt; die Magnesiumoxyzemente sind
mit speziellen Eigenschaften gefertigt. Die Verwendung dieser beiden Komponenten in Verbindung mit einem Laminat
führt zu einem neuartigen Produkt, das verwendet werden kann wie es ist, oder mit einer Oberflächenendbearbeitung
oder in Verbindung mit einem weiten Bereich von Kernmaterialien.
.130050/0403
BAD ORIGINAL
Die Magnesiumoxyzemente die gelegentlich allgemein als
anorganisches Harz oder plastische Zemente bezeichnet werden, sind nach dem Stand der Technik bekannt. Ein
verbessertes Verfahren zur Herstellung dieser anorganischen Zemente (Magnesiumoxychlorid und Magnesiumoxysulfat)
ist in US-PS 3 320 077 beschrieben. Diese Magnesiumoxyzemente wurden bei der Herstellung von geformten
oder gegossenen Strukturen angewendet, wie Baupaneelen, Bausteinen, Fußböden und ähnliches, sowie als Schutzbeschichtungen.
Kürzlich wurde gefunden, wie gefüllte Magnesiumoxyzemente mit guten physikalischen Eigenschaften geformt
werden können, siehe US-PS 4 084 982.
Gemäß der US-PS 3 320 077 werden die erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumoxyzemente dadurch hergestellt, daß
eine hochkonzentrierte wässrige Lösung aus Magnesiumchlorid oder Magnesiumsulfat gebildet wird, die ein
wasserlösliches Phosphat enthält. In die sich ergebende, sogenannten "Anrührlösung" wird unter Mischung mit hoher
Geschwindigkeit und hoher Scherung aktives Magnesiumoxyd zugesetzt, um eine reaktionsfähige Aufschlämmung zu bilden.
Obwohl das Verfahren gemäß US-PS 3 320 077 zur Bildung der verwendeten reaktionsfähigen Aufschlämmung besonders
geeignet befunden worden ist, liegt es durchaus im Rahmen der Erfindung, irgendein geeignetes Verfahren zur
Bildung der reaktionsfähigen Aufschlämmung zu verwenden, das die Dispersion und Aufbrechung der Mgö-Agglomerate
in der Anrührlösung gewährleistet. Da das erfindungsgemäße
Verfahren die Beschichtung des Gewebematerials mit dem Oxyzement während der Laminatbildung verlangt, kann
es erforderlich oder bevorzugt sein, ein Viskositätsund /oder Strömungssteuerungsmittel zu der Aufschlämmung
bzw. dem Brei zuzusetzen. Wie in US-PS 4 084 982 beschrie-
1S00507 0493
ben ist, kränen an einem oder mehreren Punkten des Verfahrens
Füllstoffe zu der Anrührlösung, zur reaktionsfähigen
Aufschlämmung oder während der Aufschichtung zugesetzt
werden. Ein wesentliches Merkmal dieses Verfahrens besteht darin, das die Gesamtmenge von Wasser in
der reaktionsfähigen Aufschlämmung (Hydrationswasser des Magnesiumsalzes plus das bei der Herstellung der Lösung
zugesetzte Wasser) bei der Reaktion verbraucht und in dem zuletzt erhaltenen Magnesiumoxyzement enthalten
ist. Auf diese Weise verbleibt im wesentlichen das gesamte Wasser in dem schließlich ausgehärteten Oxyzement
gebunden und ist als Selbstlöschungsmittel verfügbar.
Wie nachstehend verständlich werden wird, ermöglicht es diese Eigenschaft, ein im wesentlichen nichtentflammbares
Magnesiumoxyzement/Fasergewebelaminat zu schaffen, das zu den neuartigen Herstellungsgegenständen der Erfindung
führt.
Die Schritte zur Formung des flüssigen ungehärteten Magnes iumoxy ζ ement s, der zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Laminate verwendet wird, wird nun kurz beschrieben. Dabei wird ausdrücklich auf die US-PS 3 320 077 und die
US-PS 4 084 982 sowie auf die Fig. 9 verwiesen, die das erfindungsgemäße Verfahren als Diagramm darstellt.
Das verwendete Magnesiumsalz kann entweder Magnesiumchlorid, vorzugsweise verwendet als Hexahydrat MgCl2*6HO,
oder Magnesiumsulfat sein, das vorzugsweise als das Heptahydrat MgSo4·7Η_0 verwendet wird. Der erste Schritt
des Verfahrens ist die Bildung einer Lösung des Magnesiumsalzes im Wasser. Diese, als die Anrührlösung bekannte
Lösung, kann bezüglich des Magnesiumsalzes übersättigt sein und wird vorzugsweise mit einer kleinen Menge von
wasserlöslichem Phosphat gebildet, das vor dem Zusatz des Magnesiumsalzes zum Wasser zugefügt werden kann,
1SÖÖ5Ö7(Hä3
wie es bei der Verwendung von Natriumhexametaphosphat bevorzugt ist, oder es kann nach dem Zusatz des Salzes
zugefügt werden, wie bei Verwendung von Phosphorsäure. Unter den verwendbaren wasserlöslichen Phosphaten sind
Phosphorsäuren, Polyphosphate und insbesondere das sogenannte
Natriumhexametaphosphat, verschiedene Alkalimetall-Mono- und dibasische Phosphate, Amoniumphosphate und
ähnliches. Die Menge des verwendeten wasserlöslichen Phosphats kann bis zu etwa 6 Gew.-% des zugefügten Magnesiumoxyds
reichen, wobei ein bevorzugter Bereich zwischen etwa 1 % und 4 % liegt.
Bei der Zubereitung der Anrührlösung sollte die Gewichtskonzentration des Magnesiumsalzes in der gebildeten Wasserlösung
vorzugsweise im Bereich zwischen 60 % und 75 % liegen, und zwar auf der Grundlage des Gewichts der hydratislerten
Salze. Es können jedoch Konzentrationen von etwas unter 60 % verwendet werden, solange sie nicht zum Aufblasen
des Laminats während des Härtevorgangs führen. Die Wassermenge in der reaktionsfähigen Aufschlämmung zum Zeitpunkt
der Aufschichtung sollte nicht wesentlich größer sein als die, die von dem Magnesiumoxyzement zur Reaktion
zur Formung der endgültigen ausgehärteten inorganischen Schicht festgehalten werden kann. Dies führt dazu, daß
die Magnesiumoxyzement-Schichten als diskrete und von den Fasergewebeschichten getrennte Lagen aufrechterhalten
werden und daß das Entweichen von Wasser als Dampf verhindert wird, was zum Zerbrechen der Laminatstruktur während
des Aushärtens führen kann, während jedoch ein Maximum von Wasser als Feuerlöschmittel gehalten wird.
Das verwendete Magnesiumoxyd kann entweder natürlich oder synthetisch sein; die Menge an Magnesiumoxyd hängt
von dem zur Bildung des Magnesiumoxyzements verwendeten Magnesiumsalz ab. Wenn Magnesiumchlorid verwendet wird,
130050/0491
sollte das ".olarverhältnis von MgCl0 "6H0O zu MgO zwischen
etwa 1"zu 3 und etwa 1 zu 8 liegen; wenn MgSO4-7H0O verwendet
wird, liegt das Molare Verhältnis zwischen etwa 1 zu 3 und etwa 1 zu 14.
Das Magnesiumoxyd wird der das Phosphat enthaltenden Magnesiumsalzlösung
zugesetzt. Es ist bevorzugt, daß das Magnesiumoxyd langsam zugesetzt wird und daß der Brei
während der Formation in einem Mischer mit hoher Scherung verarbeitet wird, beispielsweise in einem Daymax oder
Meyers-Mischer, einem Homogenisierer oder irgendeiner anderen Anlage, die die Magnesiumoxydpartikel deflokkulieren
und gründlich dispergieren kann.
Allgemein beträgt die Viskosität dieser reaktionsfähigen Wasseraufschlämmung bei der Bildung von etwa 1000 bis
etwa 25000 Centipoise (gemessen bei 25°C); die Aufschlämmung
ist vorzugsweise thixotrop. Die optimale Viskosität der Aufschlämmung zum Zeitpunkt der Aufbringung auf die
Fasergewebeschichten kann ohne weiteres mit Bezug auf den Charakter der Oberfläche der verwendeten Fasergewebe
bestimmt werden, sowie mit Bezug auf die durch die Aufschlämmungs-Beschichtungsgeräte,
die bei der Aufschichtung der Laminatanordnung verwendet werden, gestellten Erfordernisse.
Der Zusatz von Füllstoffen zu dem Magnesiumoxyzement erhöht normalerweise die Viskosität der reaktionsfähigen
Aufschlä-Timung. Falls erforderlich, kann zusätzlich
eine geringe Menge eines Viskositäts- und Strömungssteuermittels zur Aufschlämmung zugesetzt werden, um deren
Viskosität einzustellen. Jedes geeignete bekannte inerte Viskositäts- und Strömungssteuermittel, wie Ton, Fullererde,
Attapulgit und ähnliches kann verwendet werden. Diese Zusätze werden vorzugsweise in die reaktionsfähige Aufschlämmung
eingemischt, nachdem das Magnesiumoxyd gründlich eingemischt wurde und der an ihnen zugesetzte Betrag
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wird von der für die Aufschlämmung erforderlichen Beschichtungsviskosität
abhängen. Die endgültige Beschichtungsviskosität liegt vorzugsweise im Bereich von etwa
500 bis etwa 50000 Centipoise zu dem Zeitpunkt, an dem der Magnesiumoxyzement auf das Papier aufgebracht wird.
Die Beschichtungstechnik und die Eigenschaften der Gewebeoberfläche
können jedoch eine Viskosität außerhalb dieses Bereichs verlangen.
Es können verschiedene Arten von Füllmaterialien dem flüssigen ungehärteten Magnesiumoxyzement zugesetzt werden.
Der Ausdruck "Füllmaterialien" bzw. "Füllstoffe", umfaßt ohne darauf begrenzt zu sein, Mikrofaser-Füllstoffe,
die eine nicht ausschließlich auf ein Verstärkungsmaterial gerichtete Rolle spielen. Wie in US-PS 4 084 982 beschrieben
ist, tragen diese Mikrofasern zur Biegefestigkeit, sowie zur Zug- und Schlagfestigkeit von gehärteten Magnesiumoxyzementen
bei, die in verschiedene strukturelle Gestaltungen geformt wurden. Diese Mikrofasern sind dadurch
definiert, daß sie nicht länger sind als etwa 6,35 Millimeter bei einem Streckungsverhältnis von etwa 5 bis
etwa 1500. Beispielhaft für derartige Mikrofasern sind sogenannte "gemahlene" bzw. "zerflockte" Glasfasern, die
auch kleine Partikelstücke von Glas enthalten, sowie Fasern aus Mineralschlacke von natürlich auftretenden Materialien
wie Wollastonit, Asbest, Haldenabfälle und ähnliches.
Zusätzlich zu den Mikrofasern können andere Füllmaterialien
wie partikelförmiges Material, lange Glasfasern und kontinuierliche Glasmatten oder Glasfasergewebe verwendet werden.
Solche Füllmaterialien müssen eine Beschaffenheit und Größe aufweisen, die eine Durchdringung durch sie hindurch
und um sie herum gestatten, damit der Magnesiumoxyzement in dem Laminat eine im wesentlichen kontinuierliche einheitliche
Schicht bilden kann. Allgemein kann die Dicke
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der diese Füllmaterialien enthaltenden Magnesiumoxyzement-Schichten
größer sein als die von Harzschichten, die keine Füllmaterialien enthalten. Bei der Formung des Laminats
können die gleichen Füller oder unterschiedliche Füller in allen oder einzelnen der Magnesiumoxyzement-Schichten verwendet
werden. Die Auswahl und Lage der Füllmaterialien innerhalb des Basislaminats kann dazu verwendet werden, die
physikalischen Eigenschaften des fertiggestellten Gegenstands aus dem Laminat zu verändern. Eine Anzahl von Ausführungsbeispielen
von gefüllten Magnesiumoxyzement-Schichten sind nachstehend beschrieben.
Die Reaktion zwischen dem feinunterteilten Magnesiumoxyd, dem Magnesiumsalz und dem Wasser (das vorzugsweise sowohl
von dem Hydrationswasser des Salzes und dem bei der Bildung
der Anrührlösung zugesetzten Wasser herrührt) wird während der Aushärtung vollendet. Da im wesentlichen das gesamte
in der reaktionsfähigen Aufschlämmung enthaltene Wasser
an dieser Reaktion teilnimmt und da das feinunterteilte Magnesiumoxyd in der Aufschlämmung gehalten werden muß,
bedeutet dies, daß das bei der Formung des Laminats verwendete Fasergewebe einen derartigen Charakter aufweisen muß,
daß die Schichten der nichtausgehärteten aktiven Aufschlämmung
im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung während der Formung des Laminats beibehalten können, d.h. während
der Zusammensetzung der Lagen, dem wahlweisen Vorpressen, dem Pressen und dem Aushärten. Dies bedeutet andererseits,
daß das Fasergewebe keine nennenswerte Menge der Magnesiumsalzlösung absorbieren kann und/oder die Herausfilterung
irgendeiner nennenswerten Menge der feinunterteilten Magnesiumoxydpartikel auf seine Oberfläche innerhalb der Zwischenräume
gestattet; ein derartiges Verhalten würde nämlich das Gleichgewicht der Reaktionskomponenten während der
Aushärtung und der Bildung des Magnesiumoxyζements stören.
Bei einigen Fasergewebebahnen kann es erforderlich sein,
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um ein optimales Laminat zu erhalten, die Gewebe auf
einen'vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt zu bringen, um
eine Absorption der Magnesiumsalzlösung zu verhindern.
Obwohl aus Kostengründen Papier im allgemeinen als Fasergewebekomponente
bevorzugt ist, kann ein weiter Bereich von Materialien ebenfalls verwendet werden, die aus natürlichen
oder synthetischen Fasern gebildet sind. Die Papiere können ausschließlich aus Zellulosefasern geformt sein oder
sie können aus Mischungen von Fasern wie Zellulose, Glas, Kunststoff und ähnliches sein. Normalerweise sind Papiere
natürlich nicht verwebt, doch ist es möglich, gewebte Faserbahnen zu verwenden, vorausgesetzt, daß sie die gestellten
Anforderungen erfüllen. Nichtverwebte Materialien mit in einer Richtung ausgerichteten Fasergewebeverstärkungen, d.h.
kontinuierliche Glasfasermatten sind beispielsweise ebenfalls geeignete Fasergewebe. Es ist in jedem Fall bevorzugt,
daß die Fasergewebebahnen hohe innere Bindefestigkeiten aufweisen.
Ein bevorzugtes Fasergewebematerial ist Kraftpapier mit einem Gewicht von etwa 16 bis 165 Gramm pro Quadratmeter
(10 pounds bis etwa 100 pounds pro 3000 square feet). Wenn das Papier zu schwer ist neigt das fertiggestellte
Laminat dazu, die physikalischen Eigenschaften des Papiers anstelle der gewünschten physikalischen Eigenschaften des
Laminats zu zeigen, beispielsweise Wasserempfindlichkeit und eine gewisse sich daraus ergebende Entschichtung und
verminderte Festigkeit. Die Fasergewebe in einem Laminat können durchgehend ein gleichförmiges Gewicht haben oder
sie können gewichtsmäßig abgestuft werden, um dem Laminat gewünschte Eigenschaften zu verleihen. Ausführungsbeispiele
dieser Abwandlungen sind nachstehend beschrieben.
In einigen Fällen kann es erforderlich sein, auf die Oberflächen des Fasergewebes eine Leimung aufzubringen, um dem
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Gewebematerial die gewünschten Eigenschaften zu verleihen. Geeignete Leimmaterialien für diesen Zweck sind bekannt
und handelsüblich.Beispielsweise können Harze, Acrylsäurepolymere,
Styrol/Malein-Anhydrid-Copolymere, verschiedene wasserlösliche Polymere, die aus der Lösung durch Alaun
in der Anwesenheit von divalenten oder trivalenten Ionen fällbar sind, und ähnliches verwendet werden.
Bei der Formung des Laminats wird ausreichend flüssiger ungehärteter Magnesiumoxyzement auf die Oberfläche des
Fasergewebes aufgebracht, um letztlich ausgehärtete Magnesiumoxy ζement-Schichten zu liefern, die im Bereich zwischen
etwa 0,05 Millimeter bis etwa 0,5 Millimeter (2 bis etwa 20 mil) Dicke liegen, und zwar in denjenigen Fällen,
bei denen der Magnesiumoxyzement sehr wenig oder keine
verstärkende Füllmaterialien enthält. Wenn Füllmaterialien zugesetzt wurden, können die Magnesiumoxyzement-Schichten
erheblich dicker sein, wobei die tatsächliche Dicke derart gewählt wird, daß die gewünschten physikalischen Eigenschaften
von dem gefüllten anorganischen Harzmaterial innerhalb des Laminats erhalten werden.
Obwohl die endgültigen Magnesiumoxyzement-Schichten und Fasergewebeschichten im wesentlichen die gleiche Dicke
aufweisen können, ist dies nicht erforderlich. Da die Dicken für die beiden Arten von Schichten unterschiedlich
sein können und da die Dicken innerhalb eines Laminats abgestuft sein können, können die relativen Mengen von
Magnesiumoxyzement und Fasergewebe in einem Laminat am
besten als ein Magnesiumoxyzement/Fasergewebe-Gewichtsverhältnis ausgedrückt werden. Dieses Verhältnis kann
zwischen etwa 90/10 und etwa 10/90 variieren.
Die Gesamtzahl der Schichten (Fasergewebe und Zementschichten) kann im Bereich zwischen zwei bis zu jeder
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vorbestimmten optimalen Zahl liegen, und zwar in Abhängigkeit von Faktoren wie den gewünschten physikalischen Eigenschaften
und der beabsichtigten Verwendung des fertigen Verbundgegenstandes, der Art des verwendeten Fasergewebes
und der endgültigen Form des Verbundgegenstands, beispielsweise mit oder ohne Kern, der Art der Oberflächenendbearbeitung,
usw.
Wie in der sehr stark vergrößerten Querschnittsdarstellung der Fig. 1 gezeigt, sind die Fasergewebeschichten 10 und
die Magnesiumoxyzement-Schichten 11 im wesentlichen diskret
und voneinander getrennt und sie können durch visuelle überprüfung
leicht identifiziert werden. Die Bindung zwischen ihnen innerhalb des Laminats 12 ist jedoch derart stark,
daß ein absichtliches Zerbrechen des Laminats normalerweise innerhalb des Fasergewebes erfolgt und keinesfalls an den
Gewebe-Magnesiumoxyzement-Grenzen.
Die Struktur der erfindungsgemäßen Laminate ist von der
üblicheren Form von Papier- oder Tuchlaminaten mit synthetischen organischen Harzen unterscheidbar, da man in diesen
herkömmlichen bekannten Laminaten die synthetischen organischen Harze, beispielsweise Phenolformaldehyde, Polyester,
Epoxyharze und ähnliches in die Fasergewebe in einer Weise eindringen läßt, daß es im wesentlichen unmöglich wird,
die getrennten Lagen des endgültigen Laminats zu identifizieren. Die Struktur der erfindungsgemäßen Laminate ist
auch von den aus Magnesiumoxyzementen mit Glasgewebe oder
Glasfaserfüllstoffen geformten Strukturen unterscheidbar, da in diesen Strukturen die Magnesiumoxyzemente derart geformt
und ausgehärtet werden, daß sie in die Zwischenräume des Gewebes eindringen oder die Fasern vollständig umhüllen,
ohne eine diskrete Magnesiumoxyzement-Schicht zu bilden. Wie jedoch nachstehend gezeigt wird, kann eine oder mehrere
der Magnesiumoxyzement-Schichten des erfindungsgemäßen Laminats auch eine derartige Kombination von Füllstoff und Harz enthalten.
Es wird angenommen, daß die neuartige Struktur des erfindungsgemäßen
Laminats, d.h. das Verbleiben der Magnesiumoxyzement-Schichten
als diskrete getrennte und einheitliche Schichten, dem Laminat die Eigenschaften der Nichtentflammbarkeit
verleiht. Da der Magnesiumoxyζement nichtentflammbar
ist und im wesentlichen eine Flammenfortpflanzung von Null, sowie Null Rauchdichte und Null Brennstoffbeitrag
aufweist, bildet er eine wirksame Feuerhemmung gegen die Ausbreitung von Flammen und Hitze in die nächste oder angrenzende
Faserschichtlage, so daß es möglich ist, ein nichtentflammbares Laminat herzustellen, und zwar sogar
mit Papier oder anderen normalerweise entzündlichen Materialien. Es kann weiter festgestellt werden, daß diese Feuerhemmung
deshalb erzeugt wird, weil die getrennten Magnesiumoxyzement-Schichten
in sich im wesentlichen das gesamte Wasser enthalten, das bei ihrer Herstellung im nichtausgehärteten
flüssigen Harz enthalten war. Jede Magnesiumoxyzement-Schicht
ist daher offensichtlich selbstlöschend.
Die verschiedenen das Laminat 13 bildenden Lagen brauchen
nicht von gleicher Dicke sein, wie in der Fig. 2 dargestellt, wobei die Außenschichten aus Fasergeweben 14
dicker als die inneren Schichten 15 sind. Gleichermaßen kann die Dicke der Magnesiumoxyzement-Schichten oder Lagen
durch das Laminat hindurch abgestuft werden. Bei dem Laminat 16 der Fig. 3 sind die äußersten Schichten 17 aus
Magnesiumoxyζement verhältnismäßig dick und weisen einen
eingebetteten verstärkenden Füller auf, wie er als grobgewebte Matte 18 dargestellt ist. Dieser verstärkende Füller
sollte eine Beschaffenheit aufweisen, die es dem Magne siumoxyζement ermöglicht, leicht hindurchzudringen,
so daß die Schicht 17 eine im wesentlichen einheitliche durchgehende Schicht des anorganischen Harzes ist. Insbesondere
dann, wenn die Matte 18 aus einem nichtentflammbaren
Material, wie Glasfaser gebildet ist, verleiht eine
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derartige Anordnung dem Laminat zusätzliche Festigkeit und Flammresistenz. Natürlich liegt es auch im Rahmen der
Erfindung, eine einzige dicke Lage des Fasergewebes (Lage 14 der Fig. 2) oder des Magnesiumoxyzements (Lage 17 der
Fig. 3) bei der Bildung des Laminats zu verwenden.
Bei dem Laminat 20 der Fig. 4 bestehen die äußeren Lagen 21 aus Magnesiumoxyζement, in dem durchgehend Mikrofaser-Füllstoffe
22, wie in US-PS 4 084 982 beschrieben, verteilt sind. Bei diesen Schichten 17 der Fig. 3 ermöglicht
die Verwendung der Mikrofaser-Verstärkungsfüllstoffe 22, daß die Lagen 21 als dickere Lagen geformt werden, so daß
sich zusätzliche Festigkeit und größere Flammenresistenz ergibt. Wie bei dem Laminat 16 der Fig. 3 kann auch das
Laminat 20 mit einer einzigen gefüllten Harzoberflächen-, schicht 21 geformt werden, wenn es beispielsweise bei Anwendungen
genutzt werden soll, bei denen Schutz vor Hitze und/oder Flammen nur an einer einzigen Seite der das Laminat
enthaltenden Verbundstruktur vorgesehen werden soll.
Die Fig. 5 zeigt ein Laminat 23 bei dem an einer oder beiden Oberflächen eine äußere Schicht 24 angebracht ist. Diese
äußere Schicht kann eine Schutzschicht oder eine Dekorationsschicht sein. Beispielsweise kann sie eine Gelbeschichtung,
ein angeklebtes harzimprägniertes Papier, ein geprägtes oder anderweitig dekoratives Blattmaterial, ein Gewebe, ein
Kunstharz oder ähnliches sein.
In Abhängigkeit von der Beschaffenheit dieser Außenschicht kann sie während des letzten Schrittes des Laminatbildungsverfahrens
angebracht werden oder in einem getrennten Verfahrensschritt; zur Befestigung der Außenschicht am Laminat
kann, falls erforderlich, ein geeigneter Kleber verwendet werden.
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Wie in der Fig. 6 gezeigt, können gemäß der Erfindung
konstruierte Laminate 30 an eine oder beide Seiten eines Kernmaterials 31 angeklebt werden. Geeignete Kernmaterialien
sind beispielsweise geschäumte oder zellulare synthetische Harze, wie Polyurethan, Polystyrol oder Polyester
und ähnliche. Es ist auch möglich, einen zellularen anorganischen Harzzement als Kernmaterial zu verwenden, wie
er in US-PS 4 141 744 beschrieben ist. Es kann ein Klebemittel
32 erforderlich sein, um das Laminat 30 mit dem Kern 31 zu verbinden; dieses Klebemittel kann aus einem
weiten Bereich geeigneter bekannter und auf dem Markt verfügbarer Klebemittel gewählt werden, beispielsweise Latex
aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder Lösungen von gummiartigen Polymeren. Das Kernmaterial braucht natürlich
nicht nichtentflammbar sein, da das Laminat 30 den erforderlichen Schutz gegen Verbrennen bietet.
Wie sich aus den Fig. 1 bis 6 ergibt, können die erfindungsgemäßen
Laminate und die die Laminate enthaltenden Verbundmaterialien in vielen verschiedenen Ausführungen
geformt werden, da es innerhalb des Rahmens der Erfindung liegt, beispielsweise Laminate zu formen, in denen die
Oberflächenschichten entweder eine Faserschichtlage oder eine Magnesiumoxyzementlage ist (mit oder ohne zusätzliche
Beschichtung); die Lagendicke kann durch das Laminat hindurch variieren und muß auch nicht symmetrisch von einer
Oberfläche zur anderen angeordnet sein; beliebige Kernmaterialien können mit jeder gewünschten Anordnung in Bezug
zum Laminat oder den daran angeklebten Laminaten verwendet werden.
Das Magnesiumoxyzement/Fasergewebe-Laminat gemäß der Erfindung kann entweder vor oder während des Aushärtungsschrittes gestaltet oder geformt werden, um einen weiten
Bereich von konturierten Strukturen zu bilden, wie das Stuhlelement 40 der Fig. 7, das eine Rückwand 41, Arme
130050/0493
und einen Sitz 43 aufweist, die als einstückige Einheit geformt sind; ein weiteres Beispiel stellt das Wandpaneel
45 der Fig. 8 dar, welches vertiefte Bereiche 46 aufweist. Die Strukturen der Fig. 7 und 8 sind lediglich Erläuterungsbeispiele der vielen verschiedenen Formen und Anwendungen
des nichtentflammbaren Verbundmaterials gemäß der Erfindung.
Die Fig. 9 zeigt in Gestalt eines Flußdiagramms das erfindungsgemäße
Verfahren zur Bildung der Laminate und der die Laminate enthaltenden Verbundmaterialien. Soweit die
Bildung der reaktionsfähigen Aufschlämmung im einzelnen
in US-PS 3 320 077 beschrieben ist, ist lediglich noch anzumerken, daß es bei Verwendung eines Viskosität/Strömung-Steuerungsmittels
bevorzugt ist, dieses nach dem mit hoher Scherung erfolgenden Einmischen des MgO in die Anrührlösung
zuzusetzen. Die in der Magnesiumoxyzement-Schicht gleichförmig zu verteilenden Füllmaterialien, beispielsweise
die in US-PS 4 084 982 beschriebenen Mikrofasern, werden vorzugsweise in die reaktionsfähige Aufschlämmung
gerade vor deren Gebrauch zur Formung der Laminatschichten zugesetzt.
Wenn es erforderlich ist, das Easergewebematerial zu
leimen, um ihm den gewünschten Grad an Wasserundurchdringlichkeit zu verleihen, erfolgt dies nach bekannten
Verfahren,
Die tatsächliche Aufschichtung oder Laminierung der Schichten zur Formung einer Laminatanordnung erfolgt
dadurch, daß der nichtausgehärtete, reaktionsfähige flüssige Magnesiumoxyzement im wesentlichen bei Raumtemperatur
auf das Fasergewebematerial aufgebracht wird. Es sind viele verschiedene Verfahren, einschließlich
einer Aufbringung von Hand, sowie viele verschiedene Arten von Geräten zur Verwendung in diesem Schritt möglich.
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Wenn ein Verstärkungsgewebe, beispielsweise das Gewebe 18 des in der Fig. 3 gezeigten Laminats vorgesehen wird,
kann dieses als zusätzliche Lage bei der Bildung der Laminatanordnung behandelt werden; in den Ausführungen,
bei denen die separate äußere Schicht, beispielsweise die Schicht 24 der Fig. 5, vorgeformt ist, kann diese
äußere Schicht ebenfalls als zusätzliche Lage behandelt werden.
Nach der Herstellung der Laminatanordnung kann diese im wesentlichen bei Raumtemperatur vorgepreßt werden, wobei
Druckwerte im Bereich von etwa 1,75 bis 17,5 kg/linear cm (etwa 10 bis etwa 100 pounds pro linear Zoll) verwendet
werden. Es kann eine Vorpressung angewandt werden, um die gleichförmige Verteilung des Magnesiumoxyzements, die vollständige
Berührung und Verbindung der Schichtoberflächen und die Entfernung von Luft sicherzustellen, die expandieren
und Brüche in dem Laminat während der Hitzeaushärtung hervorrufen könnte. In vielen Fällen ist das Vorpressen
nicht erforderlich; wenn es jedoch durchgeführt wird, dann hängt der optimale Druck bei diesem Verfahrensschritt wenigstens
teilweise von der Zusammensetzung des verwendeten reaktiven Magnesiumoxyzements ab, sowie von der Anzahl und
der Dicke der Schichten und ähnlichem. Es ist darauf zu achten, keine Drücke zu verwenden, die groß genug sind,
um eine nennenswerte Menge des Magnesiumoxyzements aus der Anordnung herauszudrücken.
Obwohl Magnesiumoxyzemente und somit auch die erfindungsgemäßen
Laminate unter Umgebungsbedingungen ausgehärtet werden können,wird jedoch die Laminatanordnung vorzugsweise
einer Endheißpressung und -aushärtung unterzogen. Bei diesem Schritt wird die Temperatur der Druckplatten
in der Heißpresse, der Luft in einem Luftpressentunnel oder der Formstücke in einer Form zur Ausführung der Heiß-
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pressung vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 95° und 15O°C
(210 bis 300 F) liegen; die Druckwerte liegen vorzugsweise im Bereich von etwa 700 bis etwa 7100 g/cm (etwa 10 bis
etwa 100 psi). Die Zeitdauer während der das Laminat der Heißpressung ausgesetzt ist, hängt von der Temperatur und
dem verwendeten Druck ab, sowie von der Anzahl und der Beschaffenheit der das Laminat bildenden Schichten. Beispielsweise
kann ein 25-Lagen-Laminat ausreichend in einer Heißpresse ausgehärtet werden, deren Druckplatten zwei Minuten
lang auf etwa 110 C (230 F) bei einem Druck von etwa 1400
g/cm (20 psi) gehalten werden.
Wenn der zusammengesetzte Gegenstand mit dem erfindungsgemäßen Laminat eine vorbestimmte Gestalt haben soll,
wird er entweder vor oder während des Heißpressens geformt. Im ersten Fall wird nach dem Verfahrensschritt
der Formung das konturierte jedoch im wesentlichen nichtausgehärtete
Laminat aufgeheizt, um den Magnesiumoxyzement auszuhärten. Das Wandpaneel der Fig. 8 kann in
dieser Weise hergestellt werden. Wenn die Formung während des Heißpressens durchgeführt wird, wird die Aushärtung
bequemerweise in einer Formungsanlage mit erhitztem Formstück vorgenommen. Typischerwexse werden Gegenstände wie
die Stuhlkomponente der Fig. 7 in dieser Weise hergestellt,
Die Laminate können unter Verwendung eines geeigneten
Klebemittels an ein Kernmaterial angeklebt werden und/ oder können mit einer Oberflächenendbearbeitung versehen
werden, wobei Verfahren wie Anstreichen, Besprühen, Rollbeschichten und ähnliches verwendet werden können.
Die Fig. 10 bis 13 stellen in schematischer Form beispielsweise
einige Anlagen dar, die zur Formung des Laminats, verwendet werden können. Zur erleichterten Beschreibung
der verschiedenen Ausführungsbeispiele der Anlagen wird
130050/049^
angenommen, daß das verwendete Fasergewebe ein Kraftpapier ist.
Gemäß der Fig. 10 wird die Schichtenanordnung durch abwechselndes Aufeinanderlegen kontinuierlicher Fasergewebe
und Beschichtungen des reaktionsfähigen Magnesiumoxyzements geformt, wobei die Anordnung kontinuierlich durch Vorpressungswalzen
bewegt und die Hitzeaushärtung in einem Luftpressentunnel herbeigeführt wird.
Wenn ein Laminat wie in den Fig. 1 oder 2 dargestellt, geformt wird, wird Kraftpapier von Rollen 51, 52, 53 und
54 zugeführt, wobei das Kraftpapier von der Vorratsrolle 51 zuerst auf einer geeigneten, sich vorwärts bewegenden
Fördereinrichtung, wie einem endlosen Band 55 abgelegt wird, das um die Rollen 56 und 57 herum in bekannter Weise
angetrieben ist. Es sind Kraftpapier-Führungsrollen 61, 62, 63 und 64 vorgesehen, um die genaue Plazierung jeder
Kraftpapierbahn sicherzustellen. Der reaktionsfähige, flüssige, nichtausgehärtete Magnesiumoxyzement wird aus einem
Reservoir 70 an eine Reihe von Beschichtungsstationen 71, 72, 73 zugeführt, vojj denen jede in einer geeigneten Beschichtungsdüse
zur Abgabe des flüssigen Magnesiumoxyzements 74, 7 5 und 76 mit einer vorbestimmten Rate endet,
um die gewünschte Harzschichtdicke zu erhalten. Die sich ergebende Schichtanordnung 77 wird dann durch die Vorpreßwalzen
78, 79 und 80, 81 geführt und die vorgepreßte Anordnung 82 wird durch einen Luftpressungstunnel 83 geleitet.
Wie vorstehend bereits erwähnt, können die Vorpreßwalzen 78 bis 81 weggelassen werden. Der Luftpressungstunnel
ist mit perforierten, aufgeheizten oberen und unteren Druckplatten 84 und 85 versehen, die derart im Abstand
angeordnet sind, daß sie um einige hundertstel bis zehntel Millimeter von den Oberflächen des Laminats freistehen.
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Durch ventilgesteuerte Leitungen 86 und 87 wird Preßluft in den Tunnel eingeführt und durch die Druckplatten beim
Hindurchtritt aufgeheizt. Auf diese Weise liefert die Heißluft die erforderliche Wärme und den Druck, um das
Aushärten des Magnesiumoxyzements in dem Laminat 88 herbeizuführen, das kontinuierlich aus dem Luftpreßtunnel 83
herausgezogen wird.
Es liegt durchaus im Rahmen der Erfindung, soviele Fasergewebevorratsrollen
und Beschichtungsstationen für die aktive Aufschlämmung zu verwenden, wie zur Formung
von Laminaten mit der gewünschten Anzahl von Schichten erforderlich ist. überdies ist die in der Fig. 10 dargestellte
Anlage zur Herstellung der in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigten Laminate anpaßbar. Zur Herstellung des Laminats
der Fig. 3 kann beispielsweise die zweite Fasergewebevorratsrolle 52 durch eine Einrichtung zur Zuführung einer
kontinuierlichen Verstärkungsmatte ersetzt werden, so daß auf diese Weise die Matte in den Magnesiumoxyzement einbettet
wird. Diese Anordnung kann dann entlang des Aufschichtungsgeräts weiter wiederholt werden. In gleicher
Weise kann eine Magnesiumoxyzement-Aktivaufschlämmung, die
gleichförmig eingemischte Verstärkungs-Füllstoffe enthält,
auf das endlose Band 55 (das falls erforderlich ein geeignetes Ablösungsmittel aufweist) durch geeignete Beschichtungseinrichtungen
(nicht gezeigt) vor der ersten Kraftpapierzufuhrrolle 51 aufgebracht werden. In gleicher Weise
kann ein Oberflachenschichtmaterial von einer Vorratsrolle
zugeführt werden, die vor der ersten Kraftpapierzufuhrrolle 51 liegt. Es ist erkennbar, daß viele Abwandlungen des Geräts
10 möglich sind, um einen weiten Bereich von Laminaten herzustellen.
Die Fig. 11- zeigt ein Gerät, das zur Formung des Laminats
vor oder während der Hitzeaushärtung geeignet ist. Stücke
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der Schichtanordnung 77, die beispielsweise in dem Gerät der Fig. 10 hergestellt wurden, werden in eine Laminatanordnung
geformt und diese Anordnungen werden dann intermittierend in eine Formungseinrichtung 90 eingespeist,
die aus Formstücken 91 und 92 besteht, welche auf Umgebungstemperatur stehen können oder auf 1000C
(212°F) aufgeheizt sind, wenn die Endaushärtung des geformten Laminats 93 in getrennten Vorrichtungen später
ausgeführt wird, beispielsweise in einem Heißluftofen 94. Das aus dem Ofen 94' herausgenommene ausgehärtete und gestaltete
Laminat 95 stellt den fertiggestellten Artikel dar. Alternativ hierzu können auch die Formstücke 91 und
92 auf die erforderliche Aushärtetemperatur aufgeheizt werden und der Heißluftofen weggelassen werden.
Die Fig. 12 zeigt ein Gerät, das zur Formung von Laminaten wie in der Fig. 1 dargestellt geeignet ist, wobei eine einzige
Fasergewebezufuhreinrichtung und eine einzige Magnesiumoxyzement-Beschichtungsstation
verwendet werden. Das Kraftpapier 100 wird von einer Vorratsrolle 101 um eine Spann-
und Führungsrolle 102 herum durch den Spalt zwischen Führungswalzen 103 und 104 zu einer Vorfalzungseinrichtung 105 geführt,
die (durch nichtgezeigte Mittel) derart betätigt wird, daß in dem Kraftpapier in vorbestimmten Abständen und wechselnden
Richtungen eine Falzlinie gebildet wird. Das vorgefalzte
Kraftpapier wird dann durch eine Beschichtungsstation 105 geführt, um mit dem flüssigen Magnesiumoxyzement
106 in Berührung zu treten, so daß eine Beschichtung 107 der Flüssigkeit auf beiden Oberflächen abgelagert
wird. Die Beschichtungsdicke wird durch zwei gegenüberstehende Rollen 108 und 109 eingestellt und das beschichtete Kraftpapier
wird dann entlang der gefalzten Linien gefaltet, um die notwendige Anzahl von Lagen zur Bildung des Laminats
110 aufzubauen, das1 auf einer Stützplatte 111 angeordnet und
darauf angeklebt werden kann. Das Gerät dieser Art ist be-
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kannt. In dieser Weise aufgebaute Laminate sind besonders zur Herstellung formgestalteter Strukturen geeignet.
Die Fig. 13 stellt in schematischer Weise eine weitere
Art des Geräts zur Formung der Verbundmaterialien gemäß der Erfindung dar; diese Ausführung bietet die Möglichkeit,
unmittelbar ein Kernmaterial einzubauen, das strukturell den Drücken beim Pressen und Aushärten widerstehen kann.
Da der Bereich der Aushärtetemperatur verhältnismäßig niedrig liegt, wird es normalerweise kein Hinderungsgrund
sein, den Kern während der Laminatbildung bereits einzubauen. Wenn beispielsweise wiederum Kraftpapier als Fasergewebe
verwendet wird, wird das Papier 115 in dem Gerät
der Fig. 13 von der Rolle 116 um eine Führungsrolle 117
herum auf einen endlosen Bandmechanismus 118 gefördert, der
es durch eine Beschichtungsstation 119 hindurchführt, um
eine Beschichtung des flüssigen Magnesiumoxyzements 120 darauf
abzulagern, bevor es auf einer Laminat-Tragbasis abgelagert wird, die durch nichtgezeigte Mittel vertikal
bewegbar ist. Die Vorwärtsbewegung des endlosen Gurtes und der Auslaß des flüssigen Harzes 120 sind zeitlich derart
gesteuert und kontrolliert, daß das beschichtete Kraftpapier durch Messereinrichtungen 126 geschnitten werden
kann. Der Laminatträger 125 wird dann abwärts in eine Position bewegt, in welcher er eine weitere Lage des beschichteten
Kraftpapiers aufnimmt. Wenn die gewünschte Anzahl von Lagen zur Bildung des Laminats 127 aufgebaut worden
ist und das letzte Blatt Papier darauf gelegt wurde, wird die Halterung 125 abgesenkt, damit ein Kern 128, der falls
erforderlich mit einem Klebemittel behandelt worden ist, durch eine geeignete Vorschubeinrichtung 129 von einem
Kernträger 130 an seinem Platz bewegt werden kann; danach wird die Anordnung in Position zurückbewegt, so daß die
Lagen für das Laminat 131 (das nur teilweise geformt dargestellt ist) darauf abgelegt werden können. Es ist natürlich
möglich, das Gerät der Fig. 13 zur Formung von Verbund-
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materialien ohne Kernmaterial einzusetzen.
Das Verfahren und die Verbundgegenstände gemäß der Erfindung
werden weiter durch die folgenden Beispiele erläutert, die nicht einschränkend verstanden werden wollen.
Die bei allen Beispielen verwendete reaktionsfähige Aufschlämmung wurde durch Zubereitung einer Anrührlösung
gebildet, die 70 Gew.-% Magnesiumchlorid-Hexahydrat enthielt. Die Anrührlösung wurde durch Zusatz von 7 Gew.-Teilen
(2 % des endgültigen Aufschlämmungsgewichts) von Phosphorsäure zu 105,5 Gew.-Teilen Wasser und durch nachfolgenden
Zusatz von 237,5 Gew.-Teilen Magnesiumchlorid-Hexahydrat hergestellt, um eine hochkonzentrierte (70%)
Lösung des Magnesiumchlorids zu bilden. Dieser Anrühr-
—oxyd lösung wurden 282 Gew.-Teile Magnesium/durch Mischung mit
hoher Scherung zugesetzt, um die reaktionsfähige Aufschlämmung zu bilden, in welcher das Molekularverhältnis von
MgO:MgCl„·6H2O:H„O dem Zahlenverhältnis 6:1:11 entsprach.
In den Fällen, bei denen ein Viskosität-ZStrömungs-Steuermittel
und/oder Mikrofaser-Verstärkungsfüllstoffe zugesetzt wurden, wurden diese in die reaktionsfähige Aufschlämmung
durch Mischung mit geringer Scherung eingebracht, nachdem das Magnesiumoxyd vollständig eingemischt
worden war.
Die Laminate wurden von Hand aufeinandergelegt, wobei
eine Standard-Farbwalze zur Beschichtung mit dem flüssigen reaktionsfähigen Magnesiumoxyzement verwendet wurde. Unter
Verwendung von drei oder mehr Lagen des Fasergewebes wurden Probepaneele mit Größen von 15,25 cm χ 15,25 cm (6 χ 6 Zoll)
und 30,5 cm χ 30,5 cm (12 χ 12 Zoll) hergestellt. Die Vorpressung
bei Raumtemperatur wurde an einigen Proben in einer Laboratoriumspresse unter Verwendung eines Drucks von
etwa 17,237 bar (250 psi) durchgeführt; da die Vorpressung
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BAD ORI&NAU
der Laminatanordnung keinen nennenswerten Unterschied der physikalischen Eigenschaften des Laminats herbeiführte,
wurde es gewöhnlich weggelassen. Der Heißpressungs/ Aushärtungs-Vorgang wurde in einer Laboratoriumspresse
bei etwa 2,41 bar (35 psi) und einer Temperatur von 12O°C 6 Minuten lang durchgeführt. Niedrige Temperaturen
von etwa 70 C während längerer Zeitspannen könnten ebenfalls verwendet werden.
Die Biegespannung bzw. der Bruch- oder Zerreißmodul und der Elastizitätsmodul wurden an Proben mit einer Größe
von 2,54 cm χ 15,24 cm (1 Zoll χ 6 Zoll) unter Verwendung
des ASTM Test D-790 erhalten. Die angegebenen Schlagfestigkeiten
wurden unter Verwendung eines ASTM Test D-256 an ungekerbten Proben bestimmt. Einige der Proben
wurden bei Atmosphärendruck in Wasser zwei Stunden lang gekocht und dann überprüft, um die Veränderung des Bruchmoduls
zu bestimmen.
Eine Anzahl von Laminaten wurden unter Verwendung von Kraftpapier, Deckpapier, geleimtem Kraft- oder Deckpapier
und sogenanntem "Glaspapier" mit verschiedenen Gewichten und mit verschiedener Anzahl vcn Schichten geformt. Die
Tabelle 1 gibt die physikalischen Eigenschaften der aus Kraftpapier geformten Laminate an.
130050/0403
Physikalische Eigenschaften von Magnesiumoxyzement/Kraftpapier-Laminaten
Beispiel Nr. |
Gewicht des Gewebes „ Lbs/3000ft |
\nzähl der Sewebelagen |
Gewichtsver hältnis MOC zu Gewebe |
Spez.Ge wicht des . Laminats |
Bruchmodul | 000 | Nach 2 h Kochen | 510 | Beibehalten | Schlagfestig keit in/lb. |
|
1 | 15 | 25 | Anfänglich (psi) |
200 | (psi) | 190 | 112 | ||||
2 | 18,7 | 15 | 1,42 | 16 | 710 | 110 | 118 | ||||
3 | 18r7 | 15 | 1,09 | 3 | 690 | 260 | 138 | ||||
4 | 18,7 | 23 | 1,45 | 3 | 940 | ||||||
5 | 20 | 20 | 60/40 | 1,44 | 4 | 620 | 71 | ||||
6 | 20 | 20 | 68/32 | 1,30 | 4 | 535 | 3 | 69 | |||
7 | 20 | 20 | 1,21 | 4 | 861 | 3 | 69 | ||||
cw
O |
8 | 20 | 20* | 1,13 | 4 | 000 | 3 | 48 | |||
O cn |
9 | 22 | 15 | 1,70 | 8 | 870 | 4 | ||||
O | 10 | 22 | 20 | 1,70 | 15 | 135 | |||||
O | 11 | 60 | 20 | 61/39 | 22 | 305 | 127 | ||||
■Ρ | 12 | 60 | 20 | 70/30 | 6 | 240 | 63 | ||||
Α» | 13 | 60 | 20 | 5 | 450 | 147 | |||||
14 | 60 | 20 | 70/30 | 4 | 500 | 127 | |||||
15 | 60 | 20 | 66/34 | 3 | 290 | ||||||
16 | 60 | 20 | 71/29 | 4 | 100 | 107 | |||||
17 | 60 | 20 | 70/30 | 3 | |||||||
4 | |||||||||||
Harz imprägniertes Papier an beide Oberflächen angeklebt
lbs/3OOOft2 = 1,6275 · 1O~3 kg/m2; 1 psi = 703 kg/m2; 1 in/lb =5,6 cm/kg
Der Magnesiumoxyzement für die Beispiele 1,5,6 und 8
bis 15 wurde unter Verwendung von natürlichen Magnesiumoxyden hergestellt und der Rest unter Verwendung eines
synthetischen Magnesiumoxyds. Den in allen Beispielen mit Ausnahme von 9 und 10 verwendeten reaktionsfähigen Aufschlämmungen
wurden jeweils 2 % des Aufschlämmungsgewichts
eines Viskositäts-/Strömungssteuerungs-Mittels (ein handelsübliches Attapulgit) zugesetzt. Bei den Beispielen
2 und 4 wurden 2 Gew.-% Wollastonit-Mikrofasern (äquivalente sphärische Partikeldurchmesser von 1 bis
Mikrometer und mittleres Streckungsverhältnis von 15 zu 1)
und beim Beispiel 17 10 Gew.-% dieser Mikrofasern zugesetzt;
beim Beispiel 3 wurden 2 Gew.-% Titandioxid zur reaktionsfähigen Aufschlämmung zugesetzt. Das harzimprägnierte
Papier war ein mit Harnstoff-Formaldehyd behandeltes Papier.
Allgemein ist aus der Tabelle 1 ersichtlich, daß der Bruchmodul durch Verwendung eines schwereren Papiers oder durch
Verwendung einer größeren Anzahl von Lagen erhöht werden kann, sowie durch Ankleben eines Blattmaterials, wie harzimprägniertes
Papier, an eine oder beide Oberflächen des Laminats. Jede Kombination dieser Maßnahmen kann natürlich
verwendet werden, um eine vorbestimmte gewünschte Festigkeit zu erzielen und gleichzeitig hinsichtlich anderer
Eigenschaften, wie dem Elastizitätsmodul und der Schlagfestigkeit Flexibilität beizubehalten. Dies ist wichtig,
da es hierdurch möglich wird, die optimale Kombination von Eigenschaften für jede Art der gewählten Endverarbeitung
(Formung, Einbau eines Kernmaterials, Anbringung einer Feinoberfläche und ähnliches) auszuwählen.
Das Kochen der Laminate in Wasser während zwei Stunden ist ein außerordentlich harter Test zur Bestimmung der
Stabilität der Laminate bei Anwesenheit von Wasser oder Feuchtigkeit. Aus der Tabelle 1 ergibt sich, daß die dieser
130050/0403
Überprüfung ausgesetzten Proben allgemein eine bemerkenswert
hohe Aufrechterhaltung des Bruchmoduls (der Strukturfestigkeit) unter diesen Bedingungen zeigten.
Die Tabelle 2 gibt die physikalischen Eigenschaften für
eine Anzahl von Laminaten an, die unter Verwendung von Deckpapier als dem Fasergewebematerial hergestellt wurden.
Bei diesen Beispielen wurden die mit den Nummern 22 bis 24, 27, 28, 31 und 32 unter Verwendung.-von natürlichem
Magnesiumoxyd hergestellt; mit Ausnahme der Beispiele 34 bis 36 hatten alle Proben 2 % des Aufschlammungsgewichts
an Attapulgit als Viskositäts-/Strömungssteuermittel zugesetzt; das Beispiel 28 wurde mit einer reaktionsfähigen '
Aufschlämmung hergestellt, die 10 % Wollastonit-Mikrofasern
enthielt. Die Beispiele 27 und 34 bis 36 sind jeweils Mittelwerte zweier Proben. Im allgemeinen führen
die Daten der physikalischen Eigenschaften der Beispiele 18 bis 36 zu denselben Schlußfolgerungen, wie vorstehend
für die Beispiele 1 bis 17 ausgeführt. Die Tabelle 2 stellt auch die bekannte Beziehung zwischen dem Bruchmodul und
dem Elastizitätsmodul dar, die sich im allgemeinen bei den Laminaten ergeben. Schließlich deutet der Zweistunden-Wasserkochtest
die gute Stabilität dieser Laminate an.
130050/OA9
Physikalische Eigenschaften von Magnesiumoxyζement/Deckpapierlaminaten
spiel | Gewicht des Gewebes „ lbs/3000ft |
Anzahl der Gewebe schichten |
Gewichtsver hältnis MOC zu Gewebe |
Spez. Gewicht des Lami nats |
Elastizitäts modul (psi) |
600 | Bruchmodul | 314 | Nach 2 h | • | 5 360 | Knchpn | < | |
Bei | 18 | 26 | 11 | 444 | 200 | Anfänglich (psi) |
185 | I (psi) | 3 630 | beibehalten | ||||
19 | 26 | 15 | 617 | 600 | 3 | 786 | ||||||||
Nr. | 20 | 33* | 10 | 224 | 200 | 5 | 840 | 3 440 | ~-~— | |||||
21 | 33 | 14 | 999 | 3 | 050/ | 3 360 | ' ' I | |||||||
22 | 40 | 10 | 6 | 440 | ||||||||||
23 | 42 | 10 | 51/49 | 1,17 | 800 | 3 |
000
835 |
|||||||
24 25 |
42 42 |
10
12 |
55/45 | 1,26 | 755 | 500 | 4 | 112 | 121 | |||||
26 | 42* | 12 | 291 | 4 5 |
335 | 91 | ||||||||
O | 27 | 42 | 12 | 65/35 | lr14 | 4 | 140 | |||||||
15 0/ | 28 | 42 | 12 | 1,27 | 6 | 680 | 54 | |||||||
O
■!>■· |
29 | 60 | 15 | 1,30 | 900 | 4 | 800' | 81 | ||||||
CO | 30 | 64 | 5 | 292 | 000 | 3 | 820 | |||||||
31 | 64 | 6 | 664 | 000 | 4 | 600 | ||||||||
32 | 64* | 6 | 1 254 | 000 | 3 | 200 | ||||||||
33 | 64 | 7 | 229 | 305 | 8 | 156 | ||||||||
34 | 90** | 3 | 222 | 590 | 5 | 406 | ||||||||
35 | 90** | 4 | 179 | 756 | 4 | 278 | ||||||||
36 | 90 | 5 | 158 | 3 | ||||||||||
2 | ||||||||||||||
An beide Oberflächen harzimprägniertes Papier angeklebt
An eine Oberfläche harzimprägniertes Papier angeklebt
An eine Oberfläche harzimprägniertes Papier angeklebt
1 lbs/3OOQitl. = J
O~3ka/m2
= 703 ka/m2: 1 in/lb =5.6 cm/ka
In den Beispielen 37 bis 42 der Tabelle 3 war das Geweberaaterial
geleimtes Deck- oder Kraftpapier. Die in diesen Beispielen verwendeten reaktionsfähigen Magnesiumoxyzement-Aufschlämmungen
wurden mit natürlichem Magnesiumoxyd zubereitet und enthielten 2 Gew.-% von handelsüblichem
Attapulgit. Die Beispiele 38 und 41 sind jeweils Mittelwerte von zwei Proben.
Die Tabelle 4 zeigt schließlich physikalische Daten für Laminate, die aus sogenanntem "Glaspapier" als dem Fasergewebematerial
hergestellt wurden.Dieses Glaspapier wurde in einem Papierherstellungverfahren unter Verwendung eines
geringen Gewichtsprozentsatzes an Kraftpapierfasern als Bindemittel hergestellt, wobei der Rest aus Glasfasern
besteht. Aus den Daten der Tabelle 4 ist erkennbar, daß die Werte des Bruchmoduls sehr vorteilhaft mit den Laminaten
zu vergleichen sind, die aus unterschiedlichen Papieren gefertigt wurden, und daß der nach dem Zweistunden-Kochtest
verbleibende Prozentsatz im allgemeinen ausnehmend hoch war, wodurch sich andeutet, daß der in sehr.hohen Gewichtsverhältnissen
vorliegende Magnesiumoxyzement strukturell sehr stabil ist.
Ein Laminat unter Verwendung eines handelsüblichen feuer-
2 festen Papiers (Gewicht von 62,7 g/m in 10 LagerJ (38,5
pounds/3000 square, feet) und ein weiteres Laminat unter Verwendung
eines Kraft-Isolationspapiers mit einem Gewicht
2
von 48,8 g/m in 20 Lagen (30 pounds/3000 square feet) er-
von 48,8 g/m in 20 Lagen (30 pounds/3000 square feet) er-
2 gaben Bruchmodulwerte von 258,7 kg/cm (3680 psi) bzw.
576,5 kg/cm2 (8200 psi).
Laminate, die von jedem der in den Tabellen 1 bis 4 angegebenen ausgewählt wurden, wurden hinsichtlich der Entflammbarkeit
unter Verwendung einer Zwei-Fuß-Tunnelprüfvorrichtung beurteilt, wie sie in "Journal of Paint
Technology", 46; Nr. 591, Seiten 62 bis 69 (April 1971)
130050/0493
beschrieben ist. Bei dieser Prüfvorrichtung wird die Probe auf einem Winkeleisenrahmen angebracht, so daß
die zu beurteilende Oberfläche das geneigte (28 von der Horizontalen) Dach einer Kammer bildet, die etwa
10 cm breit und etwa 60 cm lang ist. Die Seiten und das untere Ende, an dem der Brenner angeordnet ist,
sind geschlossen. Das höhere Ende ist offen und wird zur Beobachtung der Prüfung verwendet. Die Prüfprobe
wird 5 Minuten lang einer Flamme aus einem "Fisher"-Brenner
ausgesetzt, der mit Gas von einer Strömungsrate zwischen 0,12 und 0,136 m3/h (4,2 bis 4,8 Kubikfuß
pro Stunde) gespeist wurde. Während der ersten 4 Minuten wird die Länge der vorschreitenden Flammenfront an der
geneigten Probenfläche hinauf in 15-Sekundenintervallen
aufgezeichnet. Die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit wird dadurch bestimmt, daß zuerst der Tunnel durch Prüfung
von Asbestzementplatten und trockener roter Eiche kalibriert wird. Diese Materialien weisen jeweils eine
Flammenausbreitungsgeschwindigkeit von O und 100 auf; die zu bewertenden Materialien werden dann anhand von
Flammenausbreitungen bezüglich der 0 bis 100 Skala bewertet. Eine Flammenausbreitungsrate von 25 oder weniger
macht es möglich, dem Material die Bewertung der Klasse A zu geben. Die Laminate gemäß der Erfindung hatten Flammenausbreitungsraten
zwischen 15 und 20 und wurden daher als nichtentflammbar bezeichnet.
1300-50/0493
Physikalische Eigenschaften von Magnesiumoxyzement/Geleimte Deckoder
Kraft-Laminaten
Beispiel Nr. |
Gewicht des Gewebes ., lbs/3O0Oft |
Anzahl der Gewebelagen |
Spez. Gewicht des Laminats |
Bruch modul in (psi) |
Schlagfestig keit in./lbs |
37 | 15 | 25 | 1,54 | 6 560 | 80 |
38 | 20 | 25 | 1,47 | 5 785 | 128 |
39 | 20* | 25 | 1,57 | 5 660 | 132 |
40 | 20 + 190. | 6 + 1 | 0,97 | 7 200 | |
41 | 42 | 10 | 1,09 | 5 835 | 92 |
42 | 42** | 10 | 1,04 | 10 800 |
Glasschleier an beiden Flächen angeklebt Harzimprägniertes Papier an beiden Flächen angeklebt
Physikalische Eigenschaften von Magnesiumoxyzement/Glaspapierlaminaten
Beispie] | Papier dicke (mils) |
Anzahl der Ge webelagen |
Gewichtsver hältnis MX zu Gewebe |
Spez.Ge wicht des Laminats |
Bruchmodul | Tfoi-h 2 | h Kochen |
Nr. | 5 | 15 | 92/8 | 1,67 | Anfänglich (psi) |
(psi) | Beibehalten % |
43 | 7 | 12 | 91/9 | 1,87 | 2 110 | 1 620 | 77 |
44 | 7 | 12 | 1,64 | 7 010 | 3 640 | 52 | |
45 | 7 | 14 | 1,57 | 6 030 | 5 820 | 97 | |
46 | 10 | 9 | 85/15 | 1,84 | 5 850 | 5 260 | 90 |
47 | 10 420 | 9 470 | 91 |
lbs/3OOOft - 1,6275 ·
mil = 25,4 Mikrometer;
mil = 25,4 Mikrometer;
10 3 kg/m2; 1 psi = 703 kg/m2; 1 in/lb=5,6 cm/kg;
13ÖÖ50/0433
Die Kombination der physikalischen Eigenschaften und
der Nichtentflanunbarkeit der erfindungsgemäßen Laminate und der mit ihnen geformte Verbundmaterialien, machen
sie für viele Anwendungsfälle sehr attraktiv. Diese Laminate können in vorbestimmte Gestaltungen geformt werden und die sich ergebenden Strukturen können für viele verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Da sowohl
das Fasergewebematerial, beispielsweise Kraftpapier, und auch der Magnesxumoxyzement kostengünstig sind in Bezug auf andere Arten von Gewebematerialien und synthetischen organischen Harzen, können diese Laminate mit verhältnismäßig geringen Kosten gefertigt werden.
der Nichtentflanunbarkeit der erfindungsgemäßen Laminate und der mit ihnen geformte Verbundmaterialien, machen
sie für viele Anwendungsfälle sehr attraktiv. Diese Laminate können in vorbestimmte Gestaltungen geformt werden und die sich ergebenden Strukturen können für viele verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Da sowohl
das Fasergewebematerial, beispielsweise Kraftpapier, und auch der Magnesxumoxyzement kostengünstig sind in Bezug auf andere Arten von Gewebematerialien und synthetischen organischen Harzen, können diese Laminate mit verhältnismäßig geringen Kosten gefertigt werden.
13ÖÖ5Ü/Ö493
Claims (56)
- Patentansprüche.] Verbundmaterial gekennzeichnet durch ein Laminat, das aus miteinander verbundenen, diskreten abwechselnden Schichten eines ausgehärteten Magnesiumoxyzements und einer Faserbahn geformt ist, wobei die Schichten des Magnesiumoxyzements dem Laminat Festigkeit und Nichtentflammbarkeit verleihen.
- 2. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die ausgehärteten Magnesiumoxyzement-Schichten in dem Laminat dadurch geformt sind, daß eine flüssige, reaktionsfähige Wasseraufschlämmung abgelagert wird und diese Aufschlämmung ausgehärtet wird, wobei die Zusammensetzung der Aufschlämmung derart ausgebildet ist, daß im wesentlichen das gesamte Wasser der Aufschlämmung in den ausgehärteten Magnesiumoxyzement-Schichten gehalten wird.U00S0/<H93
- 3. Verbundmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Aufschlämmung ein Viskositäts-Vströmungssteuermittel enthält.
- 4. Verbundmaterial· nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnesiumoxy- zement-Schichten durch das Laminat hindurch im wesentlichen die gleiche Dicke aufweisen.
- 5. Verbundmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß in ausgewählten Magnesiumoxyzement-Schichten durchgehend ein Füllmaterial verteilt ist.
- 6. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnesiumoxyzement-Schichten durch das Laminat hindurch unterschiedliche Dicken aufweisen.
- 7. Verbundmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß in ausgewählten Magnesiumoxyzement-Schichten durchgehend Füllmaterialien verteilt sind.
- 8. Verbundmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine der nächst wenigstens einer der Oberflächen des Laminats gelegenen Magnesiumoxyzement-Schichten dicker ist als die anderen Magnesiumoxyzement-Schichten.
- 9. Verbundmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß in wenigstens einer der Magnesiumoxyzement-Lagen durchgehend ein Füllmaterial verteilt ist.160050/0493
- 10. Verbundmaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Füllmaterial ein kontinuierliches permeables Gewebe umfaßt, das in der wenigstens einen Magnesiumoxyzement-Schicht eingebettet ist, die ihre Einheit als getrennte Schicht beibehält.
- 11. Verbundmaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Füllmaterial verstärkende Mikrofasern umfaßt.
- 12. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die ausgehärteten Magnesiumoxyzement-Schichten in dem Laminat dadurch geformt werden, daß eine flüssige, reaktionsfähige Wasserauf schlämmung abgelagert wird, die eine Magnesiumsalzlösung und Magnesiumoxyd umfaßt, und daß diese Aufschlämmung ausgehärtet wird, daß die Zusammensetzung der Aufschlämmung derart gewählt wird, daß im wesentlichen das gesamte Wasser der Aufschlämmung in den ausgehärteten Magnesiumoxyzement-Schichten gehalten ist, und daß die Fasergewebe im wesentlichen in einem Ausmaß undurchdringlich sind, daß keine nennenswerte Menge der Magnesiumsalzlösung aus der Aufschlämmung absorbiert und keine nennenswerte Menge des Magnesiumoxyds auf die Oberfläche hinaus oder in die Zwischenräume hinein ausgefiltert wird.
- 13. Verbundmaterial.nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Magnesiumsalz Magnesiumchlorid ist.
- 14. Verbundmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Magnesiumsalz Magnesiumsulfat ist.0 050/0493
- 15. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Fasergewebe Papier ist.
- 16. Verbundmaterial nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß das Papier ein Kraftpapier mit einem Gewicht von etwa 16 bis etwa 165 Gramm pro Quadratmeter ist.
- 17. Verbundmaterial nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß das Kraftpapier geleimt ist.
- 18. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Fasergewebe aus Zellulosefasern, Glasfasern, Kunstharzfasern oder Mischungen hiervon gebildet ist.
- 19. Verbündmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Fasergewebeschichten im wesentlichen die gleiche Dicke durch das Laminat hindurch aufweisen.
- 20. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Fasergewebeschichten unterschiedliche Dicken durch das Laminat hindurch aufweisen.
- 21. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Gewichtsverhältnis des Magnesiumoxyzements zum Fasergewebe im Bereich zwischen etwa 10 zu 90 und etwa 90 zu 10 liegt.
- 22. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Kernelement vorgesehen ist, an dem an einer oder beiden Oberflächen130050/0493das Laminat haftend angebracht ist.
- 23. Verbundmaterial nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß das Kernelement ein zellulares Material ist.
- 24. Verbundmaterial nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß das zellulare Material aus einem Kunstharz geformt ist.
- 25. Verbundmaterial nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß das zellulare Material. aus einem Magnesiumoxyzement geformt ist.
- 26. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens an einer Oberfläche eine Endbearbeitung vorliegt.
- 27. Verbundmaterial nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet , daß die Endbearbeitung ein am Laminat anhaftendes mit einem Kunstharz imprägniertes Papier umfaßt.
- 28. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es in eine vorbestimmte Gestaltung geformt ist.
- 29. Verfahren zur Formung eines nichtentflammbaren Verbundmaterials, dadurch gekennzeichnet , daßa) abwechselnd Schichten einer reaktionsfähigen Wasserauf schlämmung einer Magnesiumsalzlösung und Magnesiumoxyd, die einen Magnesiumoxyzement bilden kann, und ein Fasergewebematerial zur Bildung eines Laminats aufeinandergeschichtet werden, und130050/0403b) daß die reaktionsfähige Aufschlämmung zur Formung des Magnesiumoxyzements unter Bedingungen der Temperatur und des Drucks ausgehärtet wird, um die Schichten miteinander zu verbinden und die Entfernung jeder nennenswerten Wassermenge aus den sich ergebenden Magnesiumoxyzement-Schichten zu verhindern, wobei der Wassergehalt der Aufschlämmung und die Wasserdurchlässigkeit der Fasergewebe derart gewählt ist, daß jede der Magnesiumoxyzement-Schichten im wesentlichen getrennt und von den Fasergewebeschichten unterscheidbar bleibt und in sich im wesentlichen das gesamte Wasser hält, das in der Aufschlämmung vorhanden ist, wodurch dem Laminat Festigkeit und Nichtentflammbarkeit verliehen wird.
- 30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß die reaktionsfähige Wasseraufschlämmung dadurch gebildet wird, daß das Magnesiumoxyd unter Mischung mit hoher Scherung in eine wässrige Lösung des Magnesiumsalzes eingebracht wird, die eine geringe Menge eines wasserlöslichen Phosphats enthält.
- 31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet , daß das Magnesiumsalz Magnesiumchlorid-Hexahydrat oder Magnesiumsulfat-Heptahydrat ist.
- 32. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet , daß das molare Verhältnis des Magnesiumchlorid-Hexahydrats zu dem Magnesiumoxyd etwa zwischen 1 zu 3 und etwa 1 zu 8 liegt und das des Magnesiumsulfat-Heptahydrats zu dem Magnesiumoxyd etwa zwischen 1 zu 3 und etwa 1 zu 14 liegt, und daß die Menge des Magnesiumsalzes bis zu 75 Gew.-% der wässrigen Lösung beträgt.130060/0433
- 33. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskositäts-und Strömungseigenschaften der reaktionsfähigen Wasseraufschlämmung vor dem Verfahrensschritt der Aufschichtung eingestellt werden.
- 34. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet , daß vor dem Verfahrensschritt der Aufschichtung der reaktionsfähigen Wasseraufschlämmung ein Füllmaterial zugesetzt wird.
- 35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet , daß das Füllmaterial Mikrofasern umfaßt.
- 36. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß bei dem Verfahrensschritt der Aufschichtung die Dicken der Schichten der reaktionsfähigen Aufschlämmung durch das Laminat hindurch verändert werden.
- 37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet , daß in eine oder mehrere der dickeren Schichten der reaktionsfähigen Aufschlämmung ein kontinuierliches durchlässiges Gewebe eingebracht wird, so daß es innerhalb der dickeren Lage eingebettet wird und dennoch die Einheitlichkeit dieser Lage nach dem Aushärten erhalten bleibt.
- 38. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß das Fasermaterial in einem Ausmaß im wesentlichen undurchlässig ist, daß keine nennenswerte Menge der Magnesiumsalzlösung aus der reaktionsfähigen Aufschlämmung während der Aufschichtung oder während der Aushärtung absorbiert wird und keine nennens-130050/0493werte Menge des Magnesiumoxyds auf die Oberfläche hinaus oder in die Zwischenräume des Fasergewebematerials hinein ausgefiltert wird.
- 39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet , daß das Fasergewebematerial Papier ist.
- 40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet , daß das Papier Kraftpapier ist und ein Gewicht von etwa 16 bis 165 Gramm pro Quadratmeter aufweist.
- 41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet , daß das Kraftpapier geleimt ist.
- 42. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet , daß das Fasergewebematerial aus Zellulosefasern, synthetischen Fasern oder Mischungen hiervon geformt ist.
- 43. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet ,- daß die Fasergewebeschichten durch das Laminat hindurch im wesentlichen die gleiche Dicke aufweisen.
- 44. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasergewebeschichten durch das Laminat hindurch unterschiedliche Dicken aufweisen.
- 45. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß das Gewichtsverhältnis des Magnesiumoxyzements zum Fasergewebe in dem Laminat im Bereich zwischen etwa 10 zu 90 und etwa 90 zu 10 liegt.1SGÖ5Q/CK93
- 46. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß das Laminat an wenigstens einer Oberfläche eines Kernmaterials befestigt wird.
- 47. Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet , daß das Kernelement ein zellulares Material ist.
- 48. Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß das zullulare Material aus einem Kunstharz geformt ist.
- 49. Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet , daß das zellulare Material aus
einem Magnesiumoxyzement geformt wird. - .50. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß an wenigstens einer Oberfläche des Laminats eine Endbearbeitung angebracht wird.
- 51. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet , daß bei der Endbearbeitung an der wenigstens einen Oberfläche ein mit Harz imprägniertes Blattmaterial befestigt wird.
- 52. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß dem Laminat eine vorbestimmte Gestaltung verliehen wird.
- 53. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet , daß die Herbeiführung der vorbestimmten Gestaltung des Laminats vor dem Aushärtungsvorgang durchgeführt wird.130050/0493— in —
- 54. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet , daß die vorbestimmte Gestaltung dem Laminat während des Aushärtungsvorgangs verliehen wird.
- 55. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß das Laminat bei Umgebungstemperatur unter einem Druck vorgepreßt wird, der ausreicht, um eine gleichförmige Dicke in jeder der Magnesiumoxyzement-Schichten sicherzustellen und etwaige in dem Laminat eingeschlossene Luft zu entfernen.
- 56. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß der Aushärtungsvorgang bei einem Druck zwischen etwa Umgebungsdruck und etwa 6,89 bar ausgeführt wird, und daß die Einrichtung zur Anlegung des erforderlichen Drucks auf einer Temperatur zwischen etwa 95 C und etwa 15OC gehalten wird.50/0493
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/117,540 US4315967A (en) | 1980-02-01 | 1980-02-01 | Magnesium oxycement/fibrous web composites |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3102195A1 true DE3102195A1 (de) | 1981-12-10 |
Family
ID=22373478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3102195A Withdrawn DE3102195A1 (de) | 1980-02-01 | 1981-01-23 | Verbundmaterial und verfahren zur herstellung |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4315967A (de) |
JP (1) | JPS56121760A (de) |
BE (1) | BE887193A (de) |
DE (1) | DE3102195A1 (de) |
DK (1) | DK43981A (de) |
FI (1) | FI804076L (de) |
FR (1) | FR2475983A1 (de) |
GB (1) | GB2068832A (de) |
LU (1) | LU83103A1 (de) |
NL (1) | NL8100187A (de) |
NO (1) | NO810325L (de) |
SE (1) | SE8100643L (de) |
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---|---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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