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DE102015119558A1 - Flamm- oder Brandschutzmittel und dessen Herstellung und Verwendung - Google Patents

Flamm- oder Brandschutzmittel und dessen Herstellung und Verwendung Download PDF

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DE102015119558A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mittel, insbesondere ein Flammschutzmittel und/oder Brandschutzmittel, zur Reduktion der Brennbarkeit und Entflammbarkeit von diversen Materialien oder Stoffen, wie z.B. Holz und Holzprodukte, Textilen, Papier, Karton, Fasern und Geweben, Farben, einschließlich von Verbundmaterialien und/oder Verbundwerkstoffen damit, die Herstellung des Mittels und Methoden bzw. Vorgänge unter Verwendung des Mittels und/oder der entsprechenden Kombination seiner Einzelbestandteile zur Reduktion der Brennbarkeit und Entflammbarkeit. Ein beispielhafte Zusammensetzung in trockener Form (Pulver) für 1 l wässriges Lösungsmittel, insbesondere für 1 l Wasser enthält Borax in einer Menge von 30 bis 70 Gew.%, Borsäure von 30 bis 70 Gew.-%, Natriumchlorid (NaCl) in einer maximalen Menge von weniger als 5 Gew.-%, und gewünschtenfalls Harnstoff in einer Menge bis zu 5 g; jeweils bezogen auf die Zusammensetzung als 100 Gew.-%. Bevorzugt sind die Zusammensetzungen aber frei von Harnstoff.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Mittel, insbesondere ein Flammschutzmittel und/oder Brandschutzmittel, zur Reduktion der Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit von diversen Materialien oder Stoffen, wie z.B. Holz und Holzprodukte, Textilen und Textilprodukte, Papier und Papierprodukte, Karton, Fasern und Geweben, Farben usw., einschließlich von Verbundmaterialien und/oder Verbundwerkstoffen damit, die Herstellung des Mittels und Methoden bzw. Vorgänge unter Verwendung des Mittels und/oder der entsprechenden Kombination seiner Einzelbestandteile zur Reduktion der Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit.
  • Feuer und seine Entdeckung ist eine der wichtigsten Ereignisse in der Geschichte der Menschheit, mit enormem Einfluss auf die menschliche Entwicklung. Neben seiner für den Menschen lebensnotwendige Funktion, hat das Feuer aber auch einen Nachteil, nämlich seine Eigenschaft zum Verbrennen von Gegenständen, die jährlich zu zahlreichen materiellen und finanziellen Schäden in unserer Gesellschaft führt.
  • Leicht entflammbare Materialen und Stoffe sind gefährlich, da sie anfällig sind, Feuer zu fangen und Brände zu entfachen. Deshalb ist es wichtig einen effektiven Weg zu finden solche entflammbare Stoffe mit einem Flamm- und/oder Brandschutz zu versehen, der solche Materialien und Stoffe weniger gefährlich macht.
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Mittel zur Verminderung der Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit von Materialien, insbesondere Flammschutzmittel und/oder Brandschutzmittel.
  • Als Flammschutzmittel bekannt sind Mischungen organischer und/oder anorganischer Stoffe, die dazu bestimmt sind, eine Entflammung oder auch lediglich eine Entzündung von Holz- bzw. holzartigen Werkstoffen, Kunststoffen, Textilien, Papier, Pappe, Karton, Kunst- und Naturfasern sowie Geweben, Farben, oder Erzeugnissen daraus, Baustoffe, Isoliermaterialien, Elektro- und/oder Kabelisolierungen usw. zu verhindern oder zumindest zu hemmen. Sie sollen darüber hinaus insbesondere eine Verbrennung dieser Stoffe erschweren.
  • Im Stand der Technik sind zwar zahlreiche Substanzen oder auch Substanzgruppen als solche bekannt, denen eine entflammungshemmende Wirkung zukommt. Der Umstand, dass man im Regelfall jedoch bemüht war, für diese Zwecke stoffliche Mischungen und nicht einzelne Stoffe bzw. Substanzen einzusetzen, lässt bereits erkennen, dass die Eigenschaften und Wirkungen dieser Stoffe bzw. Substanzen als solche genommen für den gewählten Zweck noch nicht als optimal angesehen worden sind. Die konkrete Konfektion unter Anpassung an alle Randbedingungen des Einzelfalls, insbesondere unter Beachtung von ggf. unerwünschten Nebenwirkungen, erfolgt auch unter dem Gesichtspunkt einer Umweltverträglichkeit. Ein weiteres Kriterium ist die Komplexität des jeweiligen Herstellungsprozesses.
  • Aus dem Dokument DE 10361878 ist ein Flammschutzmittel für Holzwerkstoffe bekannt, bei welchem Melaminharze in Verbindung mit Borsäuren bzw. Borsäuresalzen zum Einsatz kommen. Melaminharze gelten als physiologisch bedenklich, da unter Hitzeeinfluss mit einer Freisetzung von Formaldehyd zu rechnen ist.
  • Aus dem Dokument DE 3030242 ist ein weiteres Flammschutzmittel für Holz auf der Grundlage einer wässerigen, neben Borsäure auch Borax enthaltenden Lösung zur Anwendung gelangt. Aus dem Dokument DE 19618444 ist ein Zellulosedämmwerkstoff bekannt, dessen Brandschutzmittel auf Borsäure oder auch Borax beruht, wobei diese Mittel entweder als trockene Pulver vor oder nach einer Behandlung mit Kalziumchlorid Lösung zum Einsatz gelangen. Schließlich ist aus dem Dokument AT 507049 ein Flammschutzmittel auf der Grundlage eines Gemisches aus Borsäure, Borax, Ammoniumnitrat und Harnstoff bekannt, welches in der Form einer wässerigen Lösung eingesetzt wird.
  • Die unterschiedlichen Zusammensetzungen dieser Flammschutzmittel zeigen, dass man stets bemüht gewesen ist, Synergieeffekte zu erzielen, somit Wirkungen und Eigenschaften, die von einzelnen Stoffen bzw. Substanzen, wie z. B. Borsäure, diversen Ammoniumverbindungen, Melaminderivaten usw. isoliert nicht oder zumindest nicht optimal darstellbar sind. Hinzu tritt das Problem, dass einzelne dieser Stoffe bzw. Substanzen oder auch stofflichen Zusammensetzungen im Brandfall umweltschädliche, zum Teil toxische Nebenwirkungen freisetzen.
  • Es ist vor diesem Hintergrund die Aufgabe der Erfindung, ein Mittel der eingangs bezeichneten Art zur Verfügung zu stellen, welches das zu schützende Material nicht schädigt und insbesondere keine giftigen Gase freisetzt. Zudem sollen die Herstellung der Mittel und deren Verwendung einfach und wirtschaftlich sehr günstig sein. Gelöst wird diese Aufgabe mit einem solchen Mittel mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Überraschenderweise ist nunmehr festgestellt worden, dass mit einem Flamm- und/oder Brandschutzmittel, welches lediglich aus Borsäure, Borax, Alkalichlorids, vorzugsweise Natriumchlorid, und gewünschtenfalls Harnstoff in der angegebenen Zusammensetzung besteht oder enthält, die Zielsetzung vollständig erreichbar ist. Das erfindungsgemäße Flamm- und/oder Brandschutzmittel enthält somit kein Ammoniumnitrat, keine halogenierten Anteile und keinerlei Melaminverbindungen und verzichtet in bevorzugten Ausführungen auch auf Harnstoff. Ein in diesem Sinne zusammengesetztes Flamm- und/oder Brandschutzmittel erfüllt alle Anforderungen einschließlich einer einfachen und sehr kostengünstigen Herstellbarkeit.
  • Eingesetzt werden kann dieses Flamm- und/oder Brandschutzmittel insbesondere hervorragend zum Schutz von Cellolose- und/oder Lignin-haltigen Materialien wie beispielsweise Holz, holzhaltigen und/oder holzartigen Werkstoffe, und Holzprodukten (z.B. Türen, Fenster, Parkett, Laminat, Vertäfelungen, Decken; Kisten, Holzregale, Möbel; Baumaterial aus Holz wie Sparren, Leisten, Holz für Dachstühle oder Deckenstützen usw.; z.B. Holzteile und/oder Wandungen von Wärmekabinen und Saunen), von Textilen und Textilprodukten; von Papier und Papierprodukten, Pappe, Karton, Kartonagen; Fasern und Gewebe, Kunst- und Naturfasern sowie Geweben damit; Kunststoffen und Kunststoffprodukten; Isoliermaterialien und Isolierprodukte, einschließlich thermische Isoliermaterialien und Isolierprodukte, Elektro- und/oder Kabelisolierungen und solche für elektrische Anlagen aller Art; Farben und Farbprodukte usw.; einschließlich von Verbundmaterialien und/oder Verbundwerkstoffen und/oder Werk- und/oder Baustoffe mit den vorstehend genannten Materialien und/oder Stoffen.
  • Die Erfindung zur Reduktion der Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit von Stoffen besteht aus einem Gemisch von Borsäure (H3BO3), Borax (Na2B4O7·10H2O), wenigstens einem Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid; und gewünschtenfalls Harnstoff (CO(NH2)2) als fakultativer Bestandteil. Bevorzugt enthalten jedoch erfindungsgemäße Mittel keinen Harnstoff oder diesen nur in vergleichsweise geringen Mengen; d.h. dann beispielsweise bevorzugt in einer Menge von nur 0 bis 1,0 Gew.-Teile im nachstehend definierten erfindungsgemäßen Mittel.
  • So betrifft die Erfindung ein Mittel zur Verminderung der Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit von Materialien, insbesondere Flammschutzmittel und/oder Brandschutzmittel, enthaltend oder bestehend aus einer Kombination und/oder einem Gemisch von
    • a) 30 bis 70 Gew.-% Borsäure;
    • b) 30 bis 70 Gew.-% Borax;
    • c) ein Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid, in einer Menge von weniger als 5 Gew.-%; und
    • d) gewünschtenfalls Harnstoff bis zu 5 Gew.-%;
    jeweils bezogen auf die Kombination und/oder das Gemisch als 100 Gew.-%.
  • Die Vorteile der Erfindung kann man bei Einsatz des erfindungsgemäßen Mittels sowohl in trockener bzw. fester Form erhalten, als auch bei Einsatz in gelöster Form, beispielsweise in einem wässrigen Lösungsmittel und insbesondere in wässriger Lösung. Zum Einsatz des Mittels empfiehlt es sich ggf., die trockene bzw. feste Form des Mittels in einem wässrigen Lösungsmittel aufzulösen, um es auf das zu behandelnde Material aufzubringen und/oder in das zu behandelnde Material einzubringen. Hierdurch wird die Aufnahmefähigkeit für das Mittel im zu behandelnden Material erreicht. Beide Verwendungsvarianten des Mittels und die Herstellungsverfahren dieser Mittel werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es hat sich gezeigt, dass gerade durch die vorstehende Kombination und/oder das Gemisch mit den angegebenen Mengenbereichen eine überraschend einfache und dennoch enorm wirksame Lösung für den nach wie vor existierenden enormen Bedarf an einfach, kostengünstig und umweltfreundlich herstellbaren, verarbeitbaren und verwendbaren Mitteln zur Verminderung der Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit von diversen Materialien, insbesondere als Flammschutzmittel und/oder Brandschutzmittel, bereitgestellt werden konnte.
  • Das vorstehende trockene bzw. feste erfindungsgemäße Mittel kann in jedweder festen Form, z.B. je nach Verwendungszweck, als Einzelbestandteile zur individuellen Abmischung in den genannten Mengen oder auch vorgemischt bereitgestellt werden. Erfindungsgemäß übliche trockene bzw. feste Formen sind z.B. Pulver, Granulate, Pellets, und sie können in amorpher, kristalliner und/oder teilkristalliner Form, ggf. auch in Form üblicher Hydrate vorliegen. Gewünschtenfalls kann das vorstehende trockene bzw. feste erfindungsgemäße Mittel granuliert oder pelletiert sein. Eine Umhüllung der trockenen bzw. festen granulierten oder pelletierten erfindungsgemäßen Mittel zum Schutz vor Feuchtigkeit ist nicht erforderlich, aber im Einzelfall für spezielle Anwendungen auch nicht ausgeschlossen.
  • Die Erfindung und deren Vorteile können daher in überraschenderweise auch mit Bulkware der genannten Bestandteile verwirklicht werden. Die Erfindung betrifft daher auch ein Mittel zur Verminderung der Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit von Materialien, insbesondere Flammschutzmittel und/oder Brandschutzmittel, enthaltend oder bestehend aus der oben genannten Kombination und/oder dem oben genannten Gemisch in trockener bzw. fester und unbeschichteter Form. Zur Verbesserung der Fließfähigkeit können jedoch übliche Gleitmittel für pulver- oder partikelförmige Substanzen in an sich üblichen Mengen enthalten sein.
  • Das trockene bzw. feste erfindungsgemäße Mittel kann hierbei in jedweder Art von Klein- und Großgebinden, insbesondere auch industriell üblichen Gebinden wie z.B. Fässern, Säcken, Bigpacks usw., abgepackt, geliefert und/oder bevorratet, und auch im Silo oder in Containern bevorratet, werden.
  • Die Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit der diversen, oben bereits genannten, zu schützenden Materialen und/oder Stoffe kann sofort auf einfachem Wege herabgesetzt werden, indem man auf diese Materialen und/oder Stoffe eine wässrige Lösung des erfindungsgemäßen Mittels aufbringt und/oder diese damit tränkt und/oder darin taucht. Als Materialien seien hier beispielhaft nochmals materialtypisch erwähnt, ohne hierdurch die obige Aufzählung einschränken zu wollen: Holz, Papier, Textilien, Fasern, Gewebe. Auch Kunststoffe können als Material ggf. mit dem erfindungsgemäßen Mittel behandelt werden.
  • Die Menge der Ausgangsstoffe Borsäure, Borax, Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid; und gegebenenfalls Harnstoff im erfindungsgemäßen Mittel kann je nach dem zu schützenden Material und/oder Stoff, von welchem die Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit reduziert werden soll, innerhalb der erfindungsgemäß in den Ansprüchen angegebenen bzw. hier beschriebenen Mengenbereiche variieren.
  • Die bevorzugte Menge im erfindungsgemäßen Mittel, als Kombination und/oder Gemisch, von Borsäure (H3BO3) beträgt laut der Erfindung 30–70 Gew.-%; von Borax (Na2B4O7·10H2O) 30–70 Gew.-%; und wenigstens ein Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid, das jedoch in einer Menge von weniger als 5 Gew.-% vorliegt. Der Alkalichloridgehalt ist sehr vorteilhaft für die erfindungsgemäße Wirkung und Anwendung, sollte jedoch weniger als 5 Gew.-% betragen, um Kristallbildung beim längeren Stehen von wässrigen Lösungen der Kombination und/oder des Gemisches zu vermeiden. Die Gew.-%-Angaben sind auf die Kombination und/oder das Gemisch als 100 Gew.-% bezogen.
  • Im erfindungsgemäßen Mittel liegt daher das Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid, somit in einer Menge von weniger als 5 Gew.-% vor, vorzugsweise in einer Menge von weniger als 4,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von weniger als 4 Gew.-%, weiter bevorzugt in einer Menge von bis zu 3,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 3 Gew.-%, noch weiter bevorzugt in einer Menge von bis zu 2,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 2 Gew.-%, und besonders bevorzugt in einer Menge von bis zu 1,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 1 Gew.-%; jeweils bezogen auf die Kombination und/oder das Gemisch als 100 Gew.-%. Der Mindestgehalt an Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid, liegt insbesondere bei 0,1 Gew.-%, vorzugsweise bei 0,2 oder 0,3 oder 0,4 Gew.-%, weiter bevorzugt bei 0,5 Gew.-%; ebenfalls jeweils bezogen auf die Kombination und/oder das Gemisch als 100 Gew.-%.
  • In Mengenbereichen ausgedrückt kann im erfindungsgemäßen Mittel das Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid, somit in einer Menge von 0,1 Gew.-% bis zu weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,2 oder 0,3 oder 0,4 Gew.-% bis zu weniger als 5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 Gew.-% bis zu weniger als 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Kombination und/oder das Gemisch als 100 Gew.-%, vorliegen. Im erfindungsgemäßen Mittel kann das Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid, auch in einer Menge von 0,1 Gew.-% bis zu weniger als 4,5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,2 oder 0,3 oder 0,4 Gew.-% bis zu weniger als 4,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 Gew.-% bis zu weniger als 4,5 Gew.-% – insbesondere hierbei jeweils bis zu einer Menge von weniger als 4 Gew.-%, vorliegen; jeweils bezogen auf die Kombination und/oder das Gemisch als 100 Gew.-%.
  • Im erfindungsgemäßen Mittel kann das Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid, weiterhin in einer Menge von 0,1 Gew.-% bis zu 3,5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,2 oder 0,3 oder 0,4 Gew.-% bis zu 3,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 Gew.-% bis zu 3,5 Gew.-% – insbesondere hierbei jeweils bis zu einer Menge von bis zu 3 Gew.-%, vorliegen; jeweils bezogen auf die Kombination und/oder das Gemisch als 100 Gew.-%. Oder im erfindungsgemäßen Mittel kann das Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid, weiterhin in einer Menge von 0,1 Gew.-% bis zu 2,5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,2 oder 0,3 oder 0,4 Gew.-% bis zu 2,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 Gew.-% bis zu 2,5 Gew.-% – insbesondere hierbei jeweils bis zu einer Menge von bis zu 2 Gew.-%, vorliegen; jeweils bezogen auf die Kombination und/oder das Gemisch als 100 Gew.-%.
  • Bevorzugt liegt im erfindungsgemäßen Mittel kann das Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid, weiterhin in einer Menge von 0,1 Gew.-% bis zu 1,5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,2 oder 0,3 oder 0,4 Gew.-% bis zu 1,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 Gew.-% bis zu 1,5 Gew.-% – insbesondere hierbei jeweils bis zu einer Menge von bis zu 1 Gew.-%, vor; jeweils bezogen auf die Kombination und/oder das Gemisch als 100 Gew.-%.
  • Das erfindungsgemäße Mittel kann entweder besonders bevorzugt frei von Harnstoff (CO(NH2)2) sein oder es kann gewünschtenfalls Harnstoff in einer Menge von bis zu 5 Gew.-% (0 bis zu 5 Gew.-%), bevorzugt in einer Menge bis zu 4 Gew.-% (0 bis zu 4 Gew.-%), weiter bevorzugt in einer Menge bis zu 3, 2 oder 1 Gew.-% (0 bis zu 3, 2 oder 1 Gew.-%), und ganz besonders bevorzugt in einer Menge von 0 bis zu maximal 1 Gew.-%, umfassen.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass keine Phosphate und auch kein Zusatz von Ammoniumnitrat (NH4NO3) bzw. auch kein Zusatz von Phosphaten wie gemäß der DE 1813361 erforderlich ist. Bevorzugte erfindungsgemäße Mittel sind somit frei von Ammoniumnitrat und/oder Phosphaten; besonders bevorzugt sind sie frei von Ammoniumnitrat und Phosphaten
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ohne Beeinträchtigung der Wirkung des erfindungsgemäßen Mittels auch auf Harnstoff verzichtet werden kann oder Harnstoff im Vergleich zum Stand der Technik nur in vergleichsweise geringer Menge eingesetzt werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung stellt daher eine überraschend vereinfachte Kombination und/oder vereinfachtes Gemisch für ein Mittel zur Verminderung der Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit von Materialien, insbesondere ein Flammschutzmittel und/oder Brandschutzmittel, zur Verfügung, das im Gegensatz zu den materialspezifischen Mitteln des Standes der Technik überraschenderweise ein deutlich verbreitertes Anwendungsspektrum ermöglicht. Beispielsweise ist es somit nur minimalem Anpassungsaufwand für das jeweilige Einsatzgebiet und für vielfältige Anwendungsgebiete geeignet. Eingesetzt werden kann das erfindungsgemäße Flamm- und/oder Brandschutzmittel somit wie bereits erwähnt zum Schutz von Holz, holzhaltigen und/oder holzartigen Werkstoffe, und Holzprodukten (z.B. Türen, Fenster, Parkett, Laminat, Vertäfelungen, Decken; Kisten, Holzregale, Möbel; Baumaterial aus Holz wie Sparren, Leisten, Holz für Dachstühle oder Deckenstützen usw.; z.B. Holzteile und/oder Wandungen von Wärmekabinen und Saunen), von Textilen und Textilprodukten; von Papier und Papierprodukten, Pappe, Karton, Kartonagen; Fasern und Gewebe, Kunst- und Naturfasern sowie Geweben damit; Kunststoffen und Kunststoffprodukten; Isoliermaterialien und Isolierprodukte, einschließlich thermische Isoliermaterialien und Isolierprodukte, Elektro- und/oder Kabelisolierungen und solche für elektrische Anlagen aller Art; Farben und Farbprodukte usw.; einschließlich Erzeugnissen daraus oder damit; von Verbundmaterialien und/oder Verbundwerkstoffen und/oder Werk- und/oder Baustoffe mit den vorstehend genannten Materialien und/oder Stoffen; und dergleichen.
  • Die Erfindung betrifft somit auch die mit dem oben beschrieben erfindungsgemäßen Mittel, insbesondere Flamm- und/oder Brandschutzmittel, behandelten Materialien, wie insbesondere Cellolose- und/oder Lignin-haltigen Materialien wie beispielsweise Holz, holzhaltigen und/oder holzartigen Werkstoffe, und Holzprodukten (z.B. Türen, Fenster, Parkett, Laminat, Vertäfelungen, Decken; Kisten, Holzregale, Möbel; Baumaterial aus Holz wie Sparren, Leisten, Holz für Dachstühle oder Deckenstützen usw.; z.B. Holzteile und/oder Wandungen von Wärmekabinen und Saunen), von Textilen und Textilprodukten; von Papier und Papierprodukten, Pappe, Karton, Kartonagen; Fasern und Gewebe, Kunst- und Naturfasern sowie Geweben damit; Kunststoffen und Kunststoffprodukten; Isoliermaterialien und Isolierprodukte, einschließlich thermische Isoliermaterialien und Isolierprodukte, Elektro- und/oder Kabelisolierungen und solche für elektrische Anlagen aller Art; Farben und Farbprodukte usw.; einschließlich von Verbundmaterialien und/oder Verbundwerkstoffen und/oder Werk- und/oder Baustoffe mit den vorstehend genannten Materialien und/oder Stoffen.
  • Die Erfindung betrifft auch Erzeugnisse und/oder Verbundmaterialien und/oder Verbundwerkstoffe mit den vorstehenden Materialien oder Stoffen, die Herstellung des Mittels und Methoden bzw. Vorgänge unter Verwendung des Mittels und/oder der entsprechenden Kombination seiner Einzelbestandteile oder als fertige Vorabmischung in den genannten Mengenbereichen zur Reduktion der Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines der vorstehend definierten und beschriebenen Mittels zur Verminderung der Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit von Materialien, insbesondere die Verwendung als Flammschutzmittel und/oder Brandschutzmittel, für vielfältige Anwendungsgebiete, die Materialien mit Ausrüstung durch ein Flammschutzmittel und/oder Brandschutzmittel, z.B. aufgrund gesetzlicher Vorschriften, zwingend erfordern oder bei denen die Ausrüstung durch ein Flammschutzmittel und/oder Brandschutzmittel zur Erhöhung der Sicherheit wünschenswert ist, wie insbesondere, jedoch nicht einschränkend, für Materialien wie Holz- bzw. holzartige Werkstoffe, Kunststoffe, Textilien, Papier, Pappe, Karton, Kunst- und Naturfasern sowie Geweben, Farben, oder Erzeugnissen daraus, Baustoffe, Isoliermaterialien, Elektro- und/oder Kabelisolierungen und dergleichen. Ergänzend wird auf die obige Aufzählung von Materialien und/oder die genannten Einsatzgebiete verwiesen.
  • Das neue erfindungsgemäße Mittel kann je nach Art der Materialien bzw. Stoffe im Oberflächenbereich der zu schützenden Materialien bzw. Stoffe aufgetragen und/oder aufgesprüht werden und/oder die Materialien bzw. Stoffe können mit dem erfindungsgemäßen Mittel in Form einer wässrigen und/oder alkoholischen Lösung getaucht und/oder getränkt werden. Das neue Mittel kann jedoch mit Kunststoffen auch originär, z.B. bei deren Herstellung durch Polymerisation oder bei einer sich anschließenden formgebenden Verarbeitung, z.B. durch Extrudieren, Spritzgießen usw., eingebracht werden. Gemäß der Erfindung muss das flamm- und/oder brandschützende Mittel kann – muss aber nicht – bereits im Herstellungsprozess der Materialien zugesetzt werden. Die zu behandelnden Materialien können daher sowohl während deren Herstellung als auch nach deren Herstellung mit Blick auf verschiedene jeweilige Einsatzzwecke der Materialien in sehr flexibler Weise ausgerüstet werden. Es kann also chargenweise je nach Vermarktungs- und Anwendungszweck des jeweiligen Materials entschieden werden, ob das Material unbehandelt hergestellt und erst danach gewünschtenfalls oder bereits bei dessen Herstellung mit dem erfindungsgemäßen Mittel in frei wählbarer Menge ausgerüstet werden soll. Der Fachmann kennt die jeweiligen für das zu schützende Material und/oder Stoff geeigneten Methoden bzw. Verfahren, um ein Mittel auf das jeweilige Material und/oder Stoff aufzutragen und/oder in dieses einzubringen und/oder damit dieses Mittel vom jeweiligen Material und/oder Stoff aufgenommen wird.
  • Entsprechend den bevorzugten Merkmalen kann dieses Flammschutzmittel und/oder Brandschutzmittel als Granulat oder auch in der Form einer wässrigen Lösung bereitgestellt werden.
  • So betrifft die Erfindung auch ein Mittel der oben beschriebenen Art, welches sich dadurch auszeichnet, dass es in fester Form, vorzugsweise als Pellet oder Granulat, vorliegt.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Mittel der oben beschriebenen Art, welches sich dadurch auszeichnet, dass es in einem wässrigen Lösungsmittel, vorzugsweise in Wasser, gelöst vorliegt.
  • In besonders zweckmäßiger Ausgestaltung zeichnet sich das erfindungsgemäße Mittel der oben beschriebenen Art dadurch aus, dass 50 bis 200 g, vorzugsweise 75 bis 125 g, der festen Kombination und/oder des festen Gemisches (Feststoffgemisch) des Mittels wie oben definiert in einer Menge des wässrigen Lösungsmittels, vorzugsweise Wasser, bezogen auf 1000 g Gesamtlösung gelöst vorliegen.
  • Zur Anwendung wird somit eine Lösung der oben beschriebenen Art der festen Kombination und/oder des festen Gemisches (Feststoffkombination bzw. -gemisch) der Komponente A des Mittels enthaltend die definierte Menge des flamm- und/oder brandschützenden Feststoffs in 1 l des wässrigen Lösungsmittels, vorzugsweise Wasser, gelöst hergestellt.
  • Gegebenenfalls wird der jeweilige Lösevorgang durch Erwärmen unterstützt. So erfolgt z.B. das Zusammenmischen der Bestandteile zweckmäßigerweise unter Erwärmung auf eine Temperatur bis zu ca. 60°C. Ein Sieden bzw. Kochen des Lösungsmittels wird als unangebracht angesehen (Energieaufwand und Lösungsmittelverlust). Geeignete Rührwerke können den Lösevorgang in an sich bekannter Weise unterstützen. Die fertige Lösung des erfindungsgemäßen Mittels wird auf das Material bzw. den Stoff aufgetragen, z.B. durch Gießen, Sprühen oder Streichen, oder es wird mit der fertige Lösung getränkt, getaucht oder gemischt, oder auf diese Weisen bereits bei der Herstellung des Materials in dieses eingebracht.
  • In der Anwendung lässt man das erfindungsgemäße Mittel eine für das jeweilige Material übliche Zeit einwirken und/oder einziehen und kann diese dann in gewohnter, dem Fachmann geläufiger Weise zum flamm- und/oder brandgeschützten Material oder Produkt (Erzeugnis, Verbundmaterial, Verbundwerkstoff, Isoliermaterial, Baustoff usw.) weiterverarbeiten.
  • Die erfindungsgemäßen Mittel zeichnen sich gegenüber den im Stand der Technik bekannten Zusammensetzungen durch überraschende Verbesserungen und Wirkungen aus. So konnte der Fachmann die vorteilhafte Wirkung des Bestandteils Alkalichlorid, besonders bevorzugt Natriumchlorid, aus dem Stand der Technik nicht entnehmen bzw. es gab auch keine Hinweise, aus denen er zur Beifügung von Alkalichlorid, besonders bevorzugt Natriumchlorid, angeregt worden wäre. Dies gilt insbesondere für die erfindungsgemäßen Mittel, die frei von Harnstoff sind, oder solche erfindungsgemäßen Mittel, die vergleichsweise wenig Harnstoff und auch keine anderen Weichmacher enthalten. Darüber hinaus hat sich auch gezeigt, dass für diese Alkalichlorid, besonders bevorzugt Natriumchlorid, enthaltenden erfindungsgemäßen Mittel, die hier beschriebenen Mengenbereiche und Verhältnisse vorteilhaft wirken, z.B. auch indem diese mit den hier beschrieben beschriebenen, zu behandelnden Materialien auf vielfältige Weise kombiniert werden können.
  • Wie bereits verschiedentlich hier angesprochen, weist die Erfindung eine Reihe von Vorteilen im Vergleich zum Stand der Technik auf, von denen einige weitere stellvertretend und beispielhaft erwähnt werden sollen. Die Bestandteile und die Zusammensetzung der Erfindung haben keinerlei umweltgefährdende Eigenschaften. Rauch und Abgase, die bei der Verbrennung der Erfindung entstehen sind nicht umweltverschmutzend. Materialien und Stoffe, die von der Erfindung benetzt bzw. in der Erfindung getränkt werden, sind weder von vorzeitigem Verfall, noch von Qualitätsminderungen betroffen, d.h. die Erfindung hat keinerlei Auswirkungen auf die ursprünglichen Eigenschaften des zu schützendem Materials und/oder Stoffes.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass die Bestandteile der Erfindung leicht und günstig zu erwerben sind, und die Herstellung des Flammschutz- und/oder Brandschutzmittels einfach ist und hohe Produktionsraten erzielt.
  • Mit geringfügigen Modifikationen der Formel der Zusammensetzung der Erfindung, ist es möglich eine Reduktion der Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit von anderen industriellen Produkten, wie Holz, Papier und anderen Zellstoffen, zu erzielen.
  • Die Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit von Stoffen, Textilien, Fasern und Geweben kann sofort auf einfachem Wege herabgesetzt werden, indem man diese in einer wässrigen Lösung gemäß der Erfindung tränkt bzw. diese aufbringt.
  • Die Komposition der Erfindung hinterlässt keinerlei unerwünschte Spuren auf den behandelten Materialien und/oder Stoffen.
  • Es ist auch möglich, eine wässrige Lösung mit der Zusammensetzung der Erfindung in Form eines Sprays herzustellen, mit dem man einen temporären Nicht-Entflammbaren Effekt erzielen kann, der nachher gewünschtenfalls wieder abgewischt bzw. abgewaschen werden kann.
  • Die Qualität eines behandelten Materials und/oder Stoffes verbleibt unverändert, und wird nicht nachteilig beeinflusst.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass es in vielseitigen Industriezweigen und Erzeugnissen verwendet werden kann, und gewünschtenfalls ein temporärer bzw. auch ein permanenter Effekt erzielt werden kann. Der Nicht-Entflammbare Effekt von behandelten Textilien verschwindet durch Waschen vollständig, aber bei Trockenreinigung bleibt der Effekt erhalten.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den nachfolgenden Beispielen und den Ansprüchen entnehmbar. Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Beispielen und den Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
  • Beispiele
  • Im Folgenden soll nun die Funktionsweise der Erfindung anhand von Beispielen näher beschrieben werden, jedoch ohne die Erfindung hierdurch in ihrem Umfang beschränken zu wollen. Der Umfang der Erfindung ist in den Patentansprüchen definiert und wird durch die obige ausführliche Beschreibung gestützt. Die Beispiele dienen der weiteren Erläuterung.
  • Um die Zusammenmischung der Zusammensetzungen in den nachfolgenden Beispielen zu erleichtern wird empfohlen, das Wasser auf ca. 60°C zu erwärmen.
  • Beispiel 1: Flammschutzmittel
  • Zusammensetzung in trockener Form (Pulver) für wässriges Lösungsmittel, insbesondere für Wasser, auf 1000 g Gesamtlösung; mit Summe Borax und Borsäure auf 95 g:
    Borax 30 bis 65–70 g
    Borsäure 30 bis 65–70 g
    Natriumchlorid (NaCl) bis zu weniger als 5 g (max. < 5 Gew.-%)
    Harnstoff 0 bis 5 g
  • Beispiel 2: Flammschutzmittel
  • Zusammensetzung in trockener Form (Pulver) für wässriges Lösungsmittel, insbesondere für Wasser, auf 1000 g Gesamtlösung; mit Summe Borax und Borsäure auf 100 g:
    Borax 35 bis 55 g
    Borsäure 35 bis 55 g
  • Natriumchlorid (NaCl) bis zu weniger als 5 g.
  • Beispiel 3: Flammschutzmittel
  • Zusammensetzung in trockener Form (Pulver) für wässriges Lösungsmittel, insbesondere für Wasser, auf 1000 g Gesamtlösung; mit Summe Borax und Borsäure auf 100 g.
    Borax 35 bis 55 g
    Borsäure 35 bis 55 g
    Natriumchlorid (NaCl) 5 g (4,76 Gew.-%)
  • Beispiel 4: Flammschutzmittel
  • Zusammensetzung in trockener Form (Pulver) für wässriges Lösungsmittel, insbesondere für Wasser, auf 1000 g Gesamtlösung; mit Summe Borax und Borsäure auf 100 g.
    Borax 45 bis 55 g
    Borsäure 45 bis 55 g
    Natriumchlorid (NaCl) bis zu weniger als 5 g (4,76 Gew.-%)
  • Beispiel 5: Flammschutzmittel
  • Zusammensetzung in trockener Form (Pulver) für wässriges Lösungsmittel, insbesondere für Wasser, auf 1000 g Gesamtlösung; mit Summe Borax und Borsäure auf max. 95 g:
    Borax 45 bis 55 g
    Borsäure 45 bis 55 g
    Natriumchlorid (NaCl) bis zu weniger als 5 g (max. < 5 Gew.-%)
  • Beispiel 6: Flammschutzmittel
  • Zusammensetzung in trockener Form (Pulver) für wässriges Lösungsmittel, insbesondere für Wasser, auf 1000 g Gesamtlösung; mit Summe Borax und Borsäure auf 100 g:
    Borax 30 bis 70 g
    Borsäure 30 bis 70 g
    Natriumchlorid (NaCl) bis zu 3 g (max. < 2,91 Gew.-%)
    Beispiel 7: Weitere Flammschutzmittel analog zu Beispiel 6
    Bsp. Nr. Borax (g) Borsäure (g) NaCl (g) NaCl (Gew.-%)
    7a 60 40 4 3,85
    7b 40 60 4 3,85
    7c 60 40 3 2,91
    7d 40 60 3 2,91
    7e 60 40 2 1,96
    7f 40 60 2 1,96
    7g 54 44 2 2,0
    7h 54,5 44 1,5 1,5
    7i 55 45 1 0,99
    7j 45 55 1 0,99
    7k 55 44 1 1,0
    44 55 1 1,0
    7l 55 44,5 0,5 0,5
    7m 54,5 45 0,5 0,5
    7n 55 44,9 0,1 0,1
  • Beispiel 8: Flammschutzmittel-Anwendung
  • Die Flammschutzmittel der Beispiele 1 bis 7 zeigen hervorragende Flamm- und Brandschutzwirkung, insbesondere bei Holz- bzw. Papier-artigen Materialien, im Test mit einem Gasbrenner (Flammhitze, ggf. regulierbar, zwischen 350 bis etwa 1000 °C). Eine Flammbildung wird durch das Mittel verhindert und sofern dennoch eine anfängliche leichte Flammbildung bei Einwirkung des Gasbrenners auftritt, erlischt die Flamme sehr schnell und kann sich nicht selbst unterhalten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • DE 3030242 [0008]
    • DE 19618444 [0008]
    • AT 507049 [0008]
    • DE 1813361 [0027]

Claims (10)

  1. Mittel zur Verminderung der Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit von Materialien, insbesondere Flammschutzmittel und/oder Brandschutzmittel, enthaltend oder bestehend aus einer Kombination und/oder einem Gemisch von a) 30 bis 70 Gew.-% Borsäure; b) 30 bis 70 Gew.-% Borax; c) ein Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid, in einer Menge von weniger als 5 Gew.-%; und d) gewünschtenfalls Harnstoff bis zu 5 Gew.-%; jeweils bezogen auf die Kombination und/oder das Gemisch als 100 Gew.-%.
  2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in fester Form, vorzugsweise als Pellet oder Granulat, vorliegt.
  3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem wässrigen Lösungsmittel, vorzugsweise in Wasser, gelöst vorliegt.
  4. Mittel nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass 50 bis 200 g, vorzugsweise 75 bis 125 g, der festen Kombination und/oder des festen Gemisches (Feststoffgemisch) des Mittels wie in Anspruch 1 definiert in einer Menge des wässrigen Lösungsmittels, vorzugsweise Wasser, auf 1000 g der Gesamtzusammensetzung (Gesamtlösung) gelöst vorliegen.
  5. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid, in einer Menge von weniger als 4,5 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von weniger als 4 Gew.-%, weiter bevorzugt in einer Menge von bis zu 3,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 3 Gew.-%, vorliegt; jeweils bezogen auf die Kombination und/oder das Gemisch als 100 Gew.-%.
  6. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid, in einer Menge von bis zu 2,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 2 Gew.-%, und bevorzugt in einer Menge von bis zu 1,5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von bis zu 1 Gew.-%; jeweils bezogen auf die Kombination und/oder das Gemisch als 100 Gew.-%.
  7. Mittel nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mindestgehalt an Alkalichlorid, vorzugsweise Natriumchlorid, bei 0,1 Gew.-%, vorzugsweise bei 0,2 oder 0,3 oder 0,4 Gew.-%, weiter bevorzugt bei 0,5 Gew.-% liegt; jeweils bezogen auf die Kombination und/oder das Gemisch als 100 Gew.-%.
  8. Mittel nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel gewünschtenfalls Harnstoff in einer Menge von bis zu 5 Gew.-% (0 bis zu 5 Gew.-%), bevorzugt in einer Menge bis zu 4 Gew.-% (0 bis zu 4 Gew.-%), weiter bevorzugt in einer Menge bis zu 3, 2 oder 1 Gew.-% (0 bis zu 3, 2 oder 1 Gew.-%), und ganz besonders bevorzugt in einer Menge von 0 bis zu maximal 1 Gew.-%, umfasst.
  9. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es frei von Harnstoff ist.
  10. Material mit verminderter Entflammbarkeit und/oder Brennbarkeit, wobei das Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus insbesondere Cellolose- und/oder Lignin-haltigen Materialien wie beispielsweise Holz, holzhaltigen und/oder holzartigen Werkstoffe, und Holzprodukten (z.B. Türen, Fenster, Parkett, Laminat, Vertäfelungen, Decken; Kisten, Holzregale, Möbel; Baumaterial aus Holz wie Sparren, Leisten, Holz für Dachstühle oder Deckenstützen usw.; z.B. Holzteile und/oder Wandungen von Wärmekabinen und Saunen), von Textilen und Textilprodukten; von Papier und Papierprodukten, Pappe, Karton, Kartonagen; Fasern und Gewebe, Kunst- und Naturfasern sowie Geweben damit; Kunststoffen und Kunststoffprodukten; Isoliermaterialien und Isolierprodukte, einschließlich thermische Isoliermaterialien und Isolierprodukte, Elektro- und/oder Kabelisolierungen und solche für elektrische Anlagen aller Art; Farben und Farbprodukte usw.; einschließlich von Verbundmaterialien und/oder Verbundwerkstoffen und/oder Werk- und/oder Baustoffe mit den vorstehend genannten Materialien und/oder Stoffen, dadurch gekennzeichnet, das dieses Material mit einem Mittel, insbesondere Flamm- und/oder Brandschutzmittel, nach einem der Ansprüche 1 bis 9 behandelt ist.
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