DE10060513A1

DE10060513A1 - Kartuschenset zur Ausbringung von Ortschaum

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Publication number: DE10060513A1
Application number: DE10060513A
Authority: DE
Original assignee: Illbruck GmbH
Current assignee: RPM Ireland IP Ltd
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2002-06-20
Also published as: US20020110499A1; US6752292B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kartuschenset (1) zur Ausbringung von Ortschaum, wobei in einer Kartusche (2) Polyol enthalten ist und in einer anderen Kartusche (3) Isocyanat, und wobei beide Kartuschen (2, 3) in eine gemeinsame, langgestreckte Mischdüse (9) münden, über die aus den genannten Substanzen als Komponenten entstehender Schaum (S) ausgebracht wird, und schlägt zur Erzielung einer sicheren Ausbringung der Mischsubstanz vor, dass jedenfalls in einer der Kartuschen (2, 3) Teile (18) aus expandierbarem Graphit enthalten sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kartuschenset zur Ausbringung von Ortschaum, wobei in einer Kartusche Polyol enthalten ist und in einer anderen Kartusche Isocyanat, und wobei beide Kartuschen in eine gemeinsa me, langgestreckte Mischdüse münden, über die aus den genannten Substanzen als Komponenten entstehender Schaum ausgebracht wird.

Als Zwillingskartusche ausgebildete Sets sind markt erhältlich ebenso wie geeignete pistolenartige Ausbring vorrichtungen. Eine mehr spritzenartige Doppelkartu sche ergibt sich aus der US-PS 4,538,920.

Bezüglich der Anwendung des Schaums liegt ein weites Feld vor. Das geht von der Montage von Türen- und Fensterrahmen bis hin zum Füllen von Fugen.

Andererseits gibt es bei Schaumstoffstreifen Ausrüstun gen mit wärmeexpandierender Intumeszenzmasse, bspw. auf der Basis von Harnstoffderivat-Amoniumpolyphosphat-Po lyacetat. Diesbezüglich sei auf das DE-GM 93 10 222 verwiesen.

Aus der DE-OS 36 12 377 ergibt sich ein Brandschutz- Dichtungsband ebenfalls mit thermo-reaktiver Intumes zenzausrüstung. Dieses Band kommt im Bauwesen zum Einsatz.

Neuerdings ist auch an die Verwendung expandierbaren Graphits als Brandschutz-Additiv gedacht. Dieses Mine ral nimmt im Brandfalle rasch das bis zu 280-fache seines Ausgangsvolumens ein und erstickt das Feuer.

Die Expansion des Graphits beginnt bei etwa 200°C und es erhält bei 900°C seine größte Raumforderungswirkung.

In Kenntnis dieser Vorgaben hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, das genannte Expandat dem Bereich Bauschaumsektor in ausbringvorteilhafter Weise an die Hand zu geben.

Diese Aufgabe ist zunächst und im wesentlichen bei einem Kartuschenset mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass jedenfalls in einer der Kartuschen Teile aus expandierbarem Graphit enthalten sind. Das so bereitgehaltene Expandat nutzt von Hause aus vorhandene Gebinde, Hinzu kommt die Nutzung der gleichfalls am Kartuschenset vorhandenen Mischdüse. Hierin kommt es zur Feinstverteilung. Erfindungsgemäß wird sodann vorgeschlagen, dass die Teile aus expandierbarem Graphit in der Polyol als einbettende Substanz enthaltenden Kartusche aufgenommen sind. Andererseits kann auch vorteilhaft so verfahren werden, dass die Teile aus expandierendem Graphit in der Isocyanat als einbettende Substanz enthaltenden Kartusche aufgenommen sind. Ferner ist es günstig, wenn die Teile aus expandierbarem Graphit auf beide Kartuschen verteilt den Substanzen beigegeben sind. Diese Lösung ist weiter gekennzeichnet durch eine gleichmäßige Verteilung auf die Substanzen der beiden Kartuschen. Weisen - wie auch vorgeschlagen - beide Kartuschen Teile aus expandierbarem Graphit auf, so liegt im Vorfeld schon gleichsam eine ausgewogene Zuwan derung der Teile vor. Die Expansionseigenschaft hängt wesentlich auch von der Größe der Graphit-Teile ab. Wie gefunden wurde, ist es zweckmäßig, dass die Graphit-Teile eine längste Erstreckung von ca. 0,1 mm bis 0,3 mm aufweisen. Bevorzugt ist eine diesbezügliche Erstreckung von 0,15 mm. Selbst unter Umstän den groberer Flockengraphit würde über das Kartuschen set noch ausbringbar sein, da der Austrittsdüsen-Quer schnitt der Mischdüse einen Durchmesser von 2 mm bis 5 mm aufweist. In dieser Größenordnung kommt es zu einer einwandfreien Passage der auszugebenden Mischsub stanzen aus Graphit-Teile angereichertem Ortschaum aus zwei Komponenten, nämlich einem Polyol-Gemisch und modifiziertem Isocyanat. Die Einarbeitung der Graphit- Teile ist mechanisch noch begünstigt dadurch, dass die Länge der Mischdüse im Bereich der Mischstrecke dem Zehn- bis Zwanzigfachen des Durchmessers des Mischdü sen-Rohres entspricht. Der Durchmesser liegt bei gut 9 mm. Gemeint ist der lichte Durchmesser. Hinsicht lich der angesprochenen guten Verteilung des Expandats wird es als vorteilhaft angesehen, dass auf 1 cm² Ober fläche des (verfestigten) Schaums oder gleicher Quer schnittsfläche ca. 40 Graphit-Teile entfallen. Wie gefunden wurde, liegt eine hochgradige Wirksamkeit vor, wenn der Anteilwert des Graphits gegenüber der einbet tenden Substanz 10-20% beträgt.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispie les näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Kartuschenset in Seitenansicht,

Fig. 2 die Draufsicht hierzu,

Fig. 3 die zugehörige Mischdüse mit Austrittsdüse und Andocksockel, partiell aufgebrochen, zeigend eine Mischwendel,

Fig. 4 eine ausgebrachte Schaumraupe und

Fig. 5 den Schnitt gemäß Linie V-V in Fig. 4.

Das dargestellte Kartuschenset 1 ist als Doppelkartu sche realisiert. Das enthält getrennt untergebrachte Komponenten.

Eine Kartusche 2 nimmt bspw. Polyol auf. Es handelt sich um ein Polyol-Gemisch.

Die andere Kartusche 3 enthält z. B. modifiziertes Iso cyanat.

Bodenseitig nehmen die Kartuschen 2, 3 je einen Druckbo den 4 bzw. 5 auf. Im Rücken derselben greifen Stangen köpfe einer nicht dargestellten Ausbringvorrichtung an. Diese, synchron gesteuert, verlagern die Druckbö den gleichlaufend in Richtung des Kartuschenset-Spender kopfes 6.

Die zylindrisch gestalteten, über radiale Brücken 7 miteinander in Verbund stehenden Kartuschen 2, 3 gehen dort, d. h. am Spenderkopf 6, in einen Sammelstutzen 8 über. Hierin laufen die Ausbringwege der Substanzen praktisch in einer Y-Gabel zusammen.

Dem Sammelstutzen 8 ist eine Mischdüse 9 vorschaltbar. Diese in Fig. 3 wiedergegebene Mischdüse 9 besitzt einen aufsteckbaren Andocksockel 10. Dessen Flansch kann eine Verschlussvorrichtung stellen, die mit ent sprechenden Verschlussmitteln des Kartuschensets 1 zusammenwirkt.

Vor Zuordnung der Mischdüse 9 sind Dächer 11 zweier Si chelstutzen 12 zu kappen. Hierüber nehmen die Substanzen Strömungsanschluss an das Innere 13 eines Mischdü sen-Rohres 14. Das ist langgestreckt ausgebildet.

Das Mischdüsen-Rohr 14 weist eine beachtliche Länge auf und ist diesbezüglich größer als die untereinander gleich lang ausgebildeten Kartuschen 2, 3 des Kartu schensets 1.

Das dem Andocksockel 10 ferne Ende des Mischdüsen-Roh res 14 formt eine Austrittsdüse 15. Die ist gegenüber dem lichten Durchmesser des Rohres 14 deutlich ver engt. Der lichte Durchmesser des Rohres 14 liegt auf der gesamten Mischstrecke 16 bei 9 mm. Der koaxial anschließende, also konzentrisch dazu verlaufende Aus trittsdüsen-Querschnitt der Mischdüse 9 liegt bei 2 bis 5 mm Durchmesser. Es sei auf den gestrichelten Eintrag in Fig. 3 verwiesen. Dort ist ein lichter Innendurch messer von knapp 4 mm eingezeichnet.

Über die gesamte Länge der Mischstrecke 16 erstreckt sich im Inneren 13 des Mischdüsen-Rohres 14 eine Wendel 17. Diese spindelartige Wendel ist einem verdrehten Streifen vergleichbar, wobei jedoch der Wendelkörper in seinem kontinuierlichen Steigungsverlauf in Kurzabstän den unterbrochen ist.

Der jeweilige Neuansatz in der Spindelseele x ergibt sich nach jeweils 90° Drehwinkelversatz. Im einzelnen sei diesbezüglich auf die eingangs zitierte US-PS 4,538,920 verwiesen. Die feststehenden schiffschrauben artigen Mischeinzelkörper stützen sich mit ihrer radial äußeren, gewendelten Schmalkante an der Innenwandung des Inneren 13 ab.

Die Länge der Mischdüse 9 im Bereich der Mischstrecke 16 entspricht dem Zehn- bis Zwanzigfachen des lichten Durchmessers des Mischdüsen-Rohres 14.

Entweder der einen Kartusche 2 oder der anderen Kartu sche 3 oder beiden ist ein thermisch ansprechendes Expandat zugeordnet. Das ist gleichmäßig in die es einbettende Substanz eingemischt.

Es handelt sich um Graphit. Die eingearbeiteten Teile 18 aus expandierbarem Graphit sind in der Zeichnung durch schwarze Flecken kenntlich gemacht. Die helleren Flecken symbolisieren die Schaumstruktur des ausgebrach ten Schaums S. bevorzugt offenporiger Art. Die Poren sind mit 19 deklariert. Zweckmäßig handelt es sich um Flockengraphit. Um eine voluminöse Raumforderung zu bekommen, sind die Graphit-Teile 18 von einer längsten Erstreckung, die bei 0,1 mm bis 0,3 mm beträgt. Eine solche Kleinheit macht das Passieren der Austrittsdüse 15 unproblematisch.

Die in den Ausgabeweg geschaltete Mischstrecke 16 er bringt eine ausgezeichnete Verteilung der expandierba ren Graphit-Partikel.

Es wurde gefunden, dass ein solches Brandschutz-Additiv in ausreichender Dichte bzw. Nachbarschaftslage der einzelnen Teile 18 vorliegt, wenn auf 1 cm² Oberfläche des Schaumes S oder gleicher Querschnittsfläche ca. 40 Graphit-Teile 18 entfallen.

Die Aktivierung setzt bei 200°C ein und erhält ihren maximalen Wert bei etwa 900°C. In diesem Maximalbe reich ergibt sich das bis zu 280-fache des Ausgangsvolu mens der Teile 18.

Kenndaten einer eingesetzten Art expandierbaren Gra phits sind:
Reinheit: min. 95%
Expansionsvolumen*: min. 230 ml/g
pH-Wert*: min. 6
freie Säure*: max. 1 mg KOH/g
H₂O-Gehalt*: max. 1,5%
Aschegehalt*: max. 5%
Partikelgröße: min. 80% < 0,3 mm
*Bestimmung gem. Vorschrift GB-10698-89

Auch ein expandierender Graphit nachfolgender Kenndaten ist von Vorteil:
Reinheit: min. 98%
Expansionsvolumen*: min. 35 ml/g
pH-Wert*: min. 3
H₂O-Gehalt*: max. 1%
Aschegehalt*: max. 2%
Partikelgröße: min. 80% < 0,15 mm
*Bestimmung gem. Vorschrift GB-10698-89

Die Austrittsdüse 15 läßt sich mittels einer nicht dargestellten Kappe verschließen, so dass das Mischpro dukt nebst seiner Quellen in den Zeiten der Ausgabeun terbrechung sowie des Nichtgebrauchs wirksam geschützt ist.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswe sentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hier mit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefüg ten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merk male dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmel dung mit aufzunehmen.

Claims

1. Kartuschenset (1) zur Ausbringung von Ortschaum, wobei in einer Kartusche (2) Polyol enthalten ist und in einer anderen Kartusche (3) Isocyanat, und wobei beide Kartuschen (2, 3) in eine gemeinsame, langge streckte Mischdüse (9) münden, über die aus den genann ten Substanzen als Komponenten entstehender Schaum (S) ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeden falls in einer der Kartuschen (2, 3) Teile (18) aus expandierbarem Graphit enthalten sind.

2. Kartuschenset nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (18) aus expandierbarem Graphit in der Polyol als einbettende Substanz enthaltenden Kartusche (2) aufgenommen sind.

3. Kartuschenset nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (18) aus expandierendem Graphit in der Isocyanat als einbettende Substanz ent haltenden Kartusche (3) aufgenommen sind.

4. Kartuschenset nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (18) aus expandierbarem Graphit auf beide Kartuschen (2, 3) verteilt den Sub stanzen beigegeben sind.

5. Kartuschenset nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeich net durch eine gleichmäßige Verteilung auf die Substan zen der beiden Kartuschen (2, 3).

6. Kartuschenset nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Graphit-Teile (18) eine läng ste Erstreckung von ca. 0,1 mm bis 0,3 mm aufweisen.

7. Kartuschenset nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsdüsen-Querschnitt der Mischdüse (9) einen Durchmesser von 2 mm bis 5 mm auf weist.

8. Kartuschenset nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Mischdüse (9) im Bereich der Mischstrecke (16) dem Zehn- bis Zwanzigfa chen des Durchmessers des Mischdüsen-Rohres (14) ent spricht.

9. Kartuschenset nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass auf 1 cm² Oberfläche des Schaums (S) oder gleicher Querschnittsfläche ca. 40 Graphit-Tei le (18) entfallen.

10. Kartuschenset nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteilwert des Graphits gegen über der einbettenden Substanz 10-20% beträgt.