Die Erfindung umfasst einen Brandschutzschichtverbund zur Verwendung als präventives Brandschutzmaterial, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines

Brandschutzschichtverbundes nach den jeweils unabhängigen Ansprüchen. Die Erfindung liegt im technischen Gebiet von nicht brennbaren und brandhemmenden Materialien, insbesondere von im Brandfall intumeszierenden Folienverbunden. Der bereitgestellte Brandschutzschichtverbund umfasst wenigs- tens eine Kunststoffschicht, die eine transparente Brandschutzschicht umgibt, wobei die Brandschutzschicht ein intumeszierendes Material umfasst. Der Brandschutzschichtverbund ermöglicht es, in kompakter Bauweise einen effektiven Brandschutz zu erreichen. Darüber kann sich der Brandschutzschichtverbund dadurch auszeichnen, dass er auch unter Einwirkung von sehr hohen Tem- peraturen keinen Ruß und keine giftigen Rauchgase freisetzt. Dadurch kann verhindert werden, dass es im Brandfall zu einer gesundheitlichen Gefährdung eines Benutzers des Brandschutzschichtverbunds kommt. In vielen Bereichen der Industrie, des Verkehrs oder im Wohnbereich etc. werden bevorzugt unbrennbare Materialien eingesetzt. Sofern brennbare Stoffe noch verwendet werden müssen/sollen, sind sie zumindest flammhemmend auszurüsten. Oder die Entzündung muss verhindert werden. Eine wesentliche Materialgruppe mit sehr vielfältigen Anwendungsbereichen stellt hierbei die Gruppe der organischen Polymere bzw. der Kunststoffe dar, die aufgrund ihrer chemischen Basis - diese bestehen überwiegend aus organischen Kohlenwasserstoffen in Verbindung mit Heteroatomen u.a. des Stickstoffs oder Sauerstoffs etc. - stets brennbar sind und zumeist im Brandfall eine hohe Brandlast darstellen und eine Brandweiterleitung verursachen.

Um dieses Problem zu umgehen, wurden bisher die brennbaren Stoffe durch einen unbrennbaren Stoff ersetzt, was jedoch zu einer eingeschränkten Materialauswahl führt.

Eine weitere Möglichkeit das Problem zu lösen ist, dass Polymere z.B. mit Blähgrafit oder Aluminiumhydroxid als Pulverfüllstoffe oder mit Phosphonaten versetzt werden. Bei Hitzeeinwirkung expandiert der Blähgraphit und bildet eine Intumeszenzschicht auf der Materialoberfläche. Dies verlangsamt die Brandausweitung und wirkt den für den Menschen gefährlichsten Brandfolgen, nämlich der Bildung toxischer Gase und Rauch, entgegen. Damit kann die Entflammbarkeit ggf. reduziert werden. Oft ändern sich dadurch jedoch auch die Polymereigenschaften gravierend. Zur Erzeugung transparenter, organischer Polymerfolien bleiben dann fast nur noch die Phosphonate. Deren flammhemmende Wirkung ist jedoch oft unterdurchschnittlich.

Im Brandschutz bezeichnet der Begriff „intumeszierend" das zweckdienliche "Schwellen" bzw. Aufschäumen von Materialien unter Hitzeeinwirkung.

Intumeszente Baustoffe nehmen unter Hitzeeinwirkung an Volumen zu und entsprechend an Dichte ab. In der Regel finden intumeszente Stoffe im vorbeugenden baulichen Brandschutz Anwendung, wo sie folgende Aufgaben erfüllen können:

• Aufschäumen zum Formen einer leichten Isolationsschicht als Hitzebremse. Expandierbares Graphit (Blähgraphit) etwa setzt bei Wärmeeinwirkung Gase frei. Wenn es beispielsweise dem isolierenden Mantel einer elektrischen Leitung zugesetzt wird, so bildet es mit dem veraschenden Isolierungsmaterial eine "geschäumte" Ascheschicht, welche die Sauerstoffzufuhr - und somit die Flammenausbreitung - behindert.

• Endotherme Kühlung durch verdunstendes Kristallwasser (Hydrate); z. B. bei Baustoffen aus Gips

• Bildung eines Brandschutzschotts durch Expansionsdruck, z. B. beim Ausfüllen des Hohlraums, den ein schmelzendes Kunststoff-Rohr in einem Wand- oder Deckendurchbruch hinterlässt.

Intumeszente Baustoffe werden auch "Dämmschichtbildner" genannt.

Außerdem gibt es die Möglichkeit der Verkleidung oder Beschichtung. Es gibt z.B. weiße Polymerfolien, hoch gefüllt mit Aluminiumhydroxid, die sehr schwer entflammbar sind und eine wirksame Barriere gegen die Flammen bilden, z.B. auf Holzoberflächen. Diese Folien eignen sich aufgrund ihrer Farbgebung jedoch nicht für alle Einsatzzwecke.

Bekannte Materialien sind beispielsweise flexible Folien, Gewebe, Vliese die brandhemmend ausgerüstet sind, jedoch keine nennenswerte Barrierewirkung im Brandfall entfalten. Einige der bekannten Materialien sind transparente Produkte.

Andererseits sind auch flexible Folien, Gewebe, Vliese die brandhemmend ausgerüstet sind bekannt, die eine Barrierewirkung im Brandfall entfalten. Diese sind jedoch nicht transparent und eignen sich daher nicht für jeden Einsatzzweck z.B. im Bereich von Oberflächen.

Weiterhin gibt es bereits Beschichtungen mit einer brandhemmenden Wirkung, welche im Brandfall eine Barrierewirkung entfalten und beispielsweise als transparenter Lack auf eine Oberfläche aufgetragen werden kann. Nachteilig ist dabei, dass derartige Lacke nicht ausreichend langlebig und widerstandsfähig sind.

Daher hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, einen Brandschutzschichtverbund zur Verwendung als präventives Brandschutzmaterial bereitzustellen, der die Nachteile im Stand der Technik überwindet und eine flexible Anwendung im Sichtbereich ermöglicht. Ferner hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt ein Verfahren zur Herstellung eines Brandschutzschichtverbundes anzugeben, welches die Nachteile im Stand der Technik überwindet und ein Laminieren der Brandschutzschicht ermöglicht. Insbesondere sollte es der Brandschutzschichtverbund ermöglichen, in kompakter Bauweise einen effektiven Brandschutz zu erreichen. Vorteilhafterweise sollte der Brandschutzschichtverbund auch dazu geeignet sein, unter Einwirkung hoher Temperaturen keinen Ruß und keine giftigen Rauchgase freisetzen, um eine gesundheitliche Gefährdung eines Benutzers des Brandschutzschichtverbunds zu verhindern.

Die Aufgabe wird durch einen Brandschutzschichtverbund sowie ein Verfahren gemäß dem jeweiligen unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Aspekte bilden den Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Die Erfindung umfasst einen Brandschutzschichtverbund zur Verwendung als präventives Brandschutzmaterial. Der Brandschutzschichtverbund umfasst wenigstens eine, eine transparente Brandschutzschicht umgebende (transparente) Kunststoffschicht (optional zwei solcher Kunststoffschichten) oder besteht daraus. Die Brandschutzschicht umfasst ein intumeszierendes Material. Dadurch bleibt die Ansichtsfläche der Kunststoffoberfläche für den Benutzer unverändert und im Brandfall entfaltet die Brandschutzschicht eine intumes- zierende und Brandenergie absorbierende Wirkung.

Der Brandschutzschichtverbund von wenigstens einer Kunststofffolie (optional zwei Kunststofffolien) und einer Brandschutzfolie, die auch durch Gewebe und Fasern verstärkt sein kann, bzw. von einer Brandschutzfolie, die zwischen zwei Kunststofffolien laminiert ist, oder Mehrfachaufbauten dieser Anordnung (Mehrfachschichtverbund), kann für sich ein eigenständiges Brandschutzelement (z.B. einen Brandschutzvorhang, ein Brandschutzrollo, eine Brandschutzhaube usw.) darstellen. Anders ausgedrückt kann der Brandschutzschichtverbund und/oder der Mehrfachschichtverbund aus den oben genannten Komponenten bestehen. Alternativ kann der Brandschutzschichtverbund und/oder der Mehrfachschichtverbund weitere Komponenten aufweisen, d.h. als Verbund mit weiteren Komponenten (z.B. einem Rahmen, einer Zarge und/oder einer Wand) vorliegen und damit einen Teil eines Brandschutzsystems darstellen. Ein vorteilhafter Aspekt sieht vor, dass die Kunststoffschicht die Brandschutzschicht vollständig oder teilweise umgibt.

Umgibt die Kunststoffschicht die Brandschutzschicht teilweise, bevorzugt nur auf einer ersten Seite der Brandschutzschicht, kann der Brandschutzschichtverbund eine weitere Schicht umfassen, die auf einer zweiten, der ersten gegenüberliegenden, Seite der Brandschutzschicht angeordnet ist. Die weitere Schicht kann mindestens eine Eigenschaft aufweisen, die auch die Kunststoffschicht des Brandschutzschichtverbunds aufweist. Die Kunststoffschicht kann hierbei zumindest bereichsweise, bevorzugt an einem Rand der Kunststoffschicht, mit der weiteren Schicht (insbesondere flüssigkeitsdicht) verklebt und/oder verschweißt sein. Bevorzugt ist die Verklebung über einen Klebstoff und/oder ein Klebeband realisiert. Die Verschweißung ist bevorzugt über ein Ultraschallverschweißen und/oder thermisches Verschweißen der Kunststoffschicht mit der weiteren Schicht realisiert. Die weitere Schicht kann ein Material enthalten oder daraus bestehen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff, Glas, Keramik, Metall, Holz, und Kombinationen hiervon. In einer bevorzugten Ausgestaltungsform enthält die weitere Kunststoffschicht einen (bevorzugt transparenten) Kunststoff, der zum Kunststoff der (ersten) Kunststoffschicht identisch oder verschieden sein kann. Es ist jedoch auch möglich, dass die weitere Schicht keinen (z.B. transparenten) Kunststoff enthält cider nicht aus einem (z.B. transparenten) Kunststoff besteht. Denkbar ist beispielsweise, dass die weitere Schicht eine Holzschicht eines Bodens oder eine Holzschicht einer Decke ist, d.h. der Brandschutzschichtverbund auf einem Holzboden oder einer Holzdecke aufgebracht ist. In diesem Fall ist die transparente Kunststoffschicht des Brandschutzschichtverbunds einem Benutzer zugewandt.

Umgibt die Kunststoffschicht die Brandschutzschicht vollständig, kann die Kunststoffschicht zumindest bereichsweise, bevorzugt an einem Rand der Kunststoffschicht, mit sich selbst (insbesondere flüssigkeitsdicht) verklebt und/oder verschweißt sein. Bevorzugt ist die Verklebung über einen Klebstoff und/oder ein Klebeband realisiert ist. Die Verschweißung ist bevorzugt über ein Ultraschallverschweißen und/oder thermisches Verschweißen der Kunststoffschicht mit sich selbst realisiert. In der Alternative, dass die Kunststoffschicht die Brandschutzschicht vollständig umgibt, wird im Gebrauch verhindert, dass die Brandschutzschicht durch den Kontakt zur Umgebungsluft eintrübt, indem mit dem Kohlendioxid aus der Luft Alkalikarbonate gebildet werden, die als weiße Kristalle an der Schichtoberfläche sichtbar werden oder durch den Kontakt zu Wasser und anderen Reinigungsmitteln aufgelöst wird. Auch wird durch die einhüllenden Polymerfolien die Änderung des Wassergehaltes der Brandschutzschicht gemindert oder unterbunden.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Brandschutzschicht eine wasserhaltige Silicatschicht umfasst, bevorzugt eine Alkalisilicatschicht besonders bevorzugt eine gemischte Alkalisilicatschicht der Alkalimetalle Natrium und/oder Kalium und/oder Lithium. Dies bewirkt eine gute mechanische Stabilität des dicken kombinierten Schaums, der sich in einem Brandfall bildet und der sehr flammunempfindlich ist.

Nach einem bevorzugten Aspekt umfasst die Brandschutzschicht Aluminiumdihydrogenphosphat. Dies ermöglicht u. a., dass die Kunststoffschicht, die für sich allein stark brennbar ist auch unter Einhaltung der Brandschutzbestimmungen verwendet werden kann und nicht unter starker Rußbildung oder Tropfen- bildung verbrennt, sondern ein weites gehendes Erlöschen der Flammen erfolgt und somit eine Flammbildung und Brennbarkeit ganz oder Großteils verhindert wird. Ein weiterer Vorteil von Aluminiumdihydrogenphosphat (AlfFhPC h) ist, dass es pro Mol drei Phosphatgruppen aufweist und damit beispielsweise im Vergleich zu einer entsprechenden Molmenge an Aluminiumphosphat (AIPO4) eine deutlich höhere Flammschutzwirkung entfaltet. Abgesehen davon hat Aluminiumdihydrogenphosphat den weiteren Vorteil, dass es bei Erhitzung in mehreren Temperaturstufen Wasser abspaltet, welches wiederrum aufgrund seiner hohen spezifischen Wärmekapazität eine Erhitzung des Brandschutzschichtverbunds verzögern kann. Insgesamt ergibt sich durch die Gegenwart von Aluminiumdihydrogenphosphat in der Brandschutzschicht ein deutlich verbesserter Brandschutz.

Vorteilhaft ist, wenn die Brandschutzschicht schaumbildende Borverbindungen umfasst. Dadurch kann die intumeszierende Wirkung verbessert werden. Die Brandschutzschicht des Brandschutzschichtverbunds kann eine Dicke, in einer Richtung senkrecht auf die Fläche der Brandschutzschicht, im Bereich von 10 um bis 2 mm, bevorzugt im Bereich von 50 um bis 1,5 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 100 um bis 1 mm, insbesondere im Bereich von 150 um bis 900 um, aufweisen. Eine Dicke in diesen Bereichen ermöglicht es, den Brandschutzschichtverbund sehr kompakt, d.h. flach, auszugestalten, ohne dass die Brandschutzwirkung negativ beeinträchtigt wird.

Die Brandschutzschicht kann zumindest bereichsweise eine Transmission von mindestens 80%, bevorzugt mindestens 90%, besonders bevorzugt mindestens 95%, für Licht einer Wellenlänge im Bereich von 400 nm bis 800 nm, aufweisen. Der Vorteil an dieser Ausgestaltungsform ist, dass für einen Benutzer des Brandschutzschichtverbunds Gegenstände auf der anderen Seite des Brandschutzschichtverbunds sichtbar bleiben können. Damit lassen sich Rettungsmaßnahmen schneller und sicherer durchführen.

Nach einem vorteilhaften Aspekt umfasst die Kunststoffschicht einen brennbaren, pyrolysierbaren oder nicht-brennbaren Kunststoff. Damit können an sich brennbare Kunststoffe aus vielen Bereichen der Industrie, des Verkehrs oder im Wohnbereich, in denen bevorzugt unbrennbare Materialien eingesetzt werden, genutzt werden. Damit kommen viele preiswerte kommerzielle Folien in Frage. Als brennbare Basisfolie wären das z. B. PET, PMMA, PC, PP, usw.. Auch nicht brennbare oder schlecht brennbarer Folien (z. B. ETFE, PVDF, PVdC) können verwendet werden.

Die Kunststoffschicht des Brandschutzschichtverbunds kann eine Dicke, in einer Richtung senkrecht auf die Fläche der Brandschutzschicht, im Bereich von 10 pm bis 1 mm, bevorzugt eine Dicke im Bereich von 20 pm bis 500 pm, besonders bevorzugt eine Dicke im Bereich von 40 pm bis 200 pm, insbesondere eine Dicke im Bereich von 50 pm bis 100 pm, optional eine Dicke im Bereich von 60 pm bis 80 pm, aufweisen. Je geringer die Dicke ist, desto flexibler gestaltet sich der Brandschutzschichtverbund. Ferner erlaubt eine geringe Dicke eine kompakte, d.h. flache, Ausgestaltung des Brandschutzschichtverbunds. Die geringe Dicke hat noch einen weiteren, überraschenden Vorteil: Während der Einwirkung von Hitze schmilzt die dünne Kunststoffschicht, während sich das intu- meszierendes Material der Brandschutzschicht gleichzeitig zu einem Schaum ausdehnt. Der entstehende, expandierte Schaum der Brandschutzschicht kann die geschmolzene, dünne Kunststoffschicht vollständig aufnehmen und bildet ein Glas aus, das den Kunststoff vor Sauerstoff und vor einer Verbrennung schützt. Unter Sauerstoffabschluss und weiterer Hitzeinwirkung pyrolysiert der Kunststoff im schützenden Glas zu Kohlenstofffasern, die dem expandierten Glas eine starke mechanische Stabilität verleihen. Dieser überraschende Effekt wird weiter unten noch genauer beschrieben. Insgesamt kann durch diese Ausgestaltungform auf geringem Bauraum ein effektiver Brandschutz ohne Freisetzung von Ruß und giftigen Rauchgasen und ohne Gefahr von ablösenden Teile des Brandschutzschichtverbunds ermöglicht werden. Damit kann eine gesundheitliche Gefährdung eines Benutzers des Brandschutzschichtverbunds effektiv verhindert werden.

Die Kunststoffschicht kann transparent sein, bevorzugt zumindest bereichsweise eine Transmission von mindestens 80%, bevorzugt mindestens 90%, besonders bevorzugt mindestens 95%, für Licht einer Wellenlänge im Bereich von 400 nm bis 800 nm aufweisen. Der Vorteil an dieser Ausgestaltungsform ist, dass für einen Benutzer des Brandschutzschichtverbunds Gegenstände auf der anderen Seite des Brandschutzschichtverbunds sichtbar bleiben können. Damit lassen sich Rettungsmaßnahmen schneller und sicherer durchführen.

Ferner kann die Kunststoffschicht zumindest bereichsweise auf einer Seite, die der Brandschutzschicht zugewandt ist, ein Titanoxid-Sol und/oder Zirkonoxid- Sol aufweisen. Der Vorteil hierbei ist, dass die Haftung der Kunststoffschicht an der Brandschutzschicht verbessert, was die mechanische Stabilität des Brandschutzschichtverbunds erhöht, da es seine Delamination und damit sein vorzeitiges Versagen im Brandfall verhindert.

Vorteilhafterweise liegt das Stoffmengenverhältnis und/oder das Massenver- hältnis von SiO2/Na2O der Brandschutzschicht zwischen 2 und 3, bevorzugt zwischen 1,5 : 1 und 6 : 1, besonders bevorzugt zwischen 3,3 : 1 und 4 : 1. Dies ermöglicht eine optimale Verarbeitbarkeit der Brandschutzschicht in dem Brandschutzschichtverbund.

Nach einem vorteilhaften Aspekt liegt das Stoffmengenverhältnis und/oder das Massenverhältnis von SiCh/I^O der Brandschutzschicht zwischen 5 : 1 und 1 : 1, bevorzugt zwischen 4 : 1 und 1,3 : 1, besonders bevorzugt zwischen 3,5 : 1 und 2 : 1. Dadurch kann die Brandschutzschicht in vielfältiger Weise eingesetzt werden.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Stoffmengenverhältnis und/oder das Massenverhältnis von SiCh/I^O der Brandschutzschicht zwischen 15 : 1 und 2 : 1, bevorzugt zwischen 7,5 : 1 und 2,5 : 1, besonders bevorzugt zwischen 6 : 1 und 3 : 1 liegt. Somit können die Materialen entsprechend der Verwendung flexibel eingesetzt werden. Es sind auch Mischungen dieser Alkalimetallwassergläser untereinander möglich sowie die Herstellung von Wassergläsern oder Wasserglasgemischen der Alkalimetalle durch Vermischen der entsprechenden Alkalimetallhydroxyde mit monodispersen und/oder polydispersen Kieselsolen.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Brandschutzschicht einen Wassergehalt in einem Bereich von 10 -45 % bevorzugt von 20 - 30% aufweist. Richtet man eine Feuerquelle auf den Brandschutzschichtverbund muss erst einmal die hohe Wärmekapazität für die Verdampfung des Wassers in der Brandschutzschicht aufgebracht werden. Bei der thermischen Belastung (Brandfall) reagiert die beschriebene Brandschutzschicht auf anorganischer, wasserhaltiger Basis dahingehend, dass durch die Verdampfung des enthaltenen Wassers und die gleichzeitige thermoplastische Verformung des Schichtmaterials zum Intumeszieren bzw. zur Ausbildung eines gezielt grob- bzw. feinkörnigen Schaumes kommt. Dadurch kann sich das Volumen des Materials leicht um den Faktor 10 bis 20 vergrößern. Durch die hohe Verdampfungsenthalpie des in relativ hohem Maße enthaltenen Wassers wird dem System bzw. dem Brand in erheblichem Maße Energie entzogen. Der sich ausbildende Schaum ist auch bei hohen Temperaturen thermisch und mechanisch stabil (da sich aus dem Kunststoff der mindestens einen Kunststoffschicht ein Kohlenstoffgerüst ausbildet und der Schaum durch besagtes Kohlenstoffgerüst nicht schmilzt) und thermisch isolierend, so dass es weder zur Weiterleitung der Brandenergie noch zur Weitergabe der Flammen kommt und eine somit Brandausbreitung wirksam verhindert werden kann.

Bei der thermischen Belastung von dem mit jeweils mindestens mit einer Grenzfläche mit der anorganischen Brandschutzschicht verbundenen Kunststoff kommt es in jedem Falle zur direkten Entzündung des Kunststoffes selbst oder der durch seine thermische Belastung gebildeten flüssigen oder gasförmigen Pyrolyseprodukte. Bei der Verflüssigung des brennenden Kunststoffes geht eine besondere Gefahr zur weiteren Brandausbreitung von abtropfenden und brennenden Kunststofftropfen aus.

Überraschende Beobachtung beim gleichzeitigen Verlauf beider Reaktionen: Kommen beide Abläufe jedoch gleichzeitig vor - falls beide Materialien sich im direkten Kontakt befinden - dann zeigt sich überraschenderweise, dass es zu einer kombinierten Reaktion beider Materialien (anorg. Brandschutz- schicht/Kunststoff) kommt, die zu einer teilweisen bzw. sogar vollständigen Unbrennbarkeit des sich bildenden kombinierten Schaumes führt. Die Ursache dafür besteht im zeitlichen Ablauf der sich ergänzenden beiden vorab beschriebenen Reaktionsverläufe beider Materialien und der daraus resultierenden synergetischen Prozesse und sich ausbildenden Materialkombinationen. So kommt es beim parallelen Ablauf beider Reaktionen zur Durchdringung des anorganischen Schaumes sowie des schmelzenden Kunststoffes, so dass das organische, kohlenstoffhaltige und brennbare Material des Kunststoffes nun von einer nichtbrennbaren und gasdichten Glasmatrix umschlossen und damit der oxidierenden Atmosphäre (Luft/Sauerstoff) entzogen wird. Dadurch kommt es in der Abfolge der Reaktion nunmehr zu einer Karbonisierung der organischen Matrix des Kunststoffes sowie zur Ausbildung einer mechanisch verstärkend wirkenden Kohlenstoffgerüst-Struktur des ehemaligen Kunststoffes innerhalb der sich ausbildenden und umschließenden Glasstruktur. Dadurch werden die mechanischen und thermischen Eigenschaften der sich ausbildenden dicken Schaumstruktur wesentlich verstärkt, so dass ein Abschmelzen des Schaumes auch bei höheren Temperaturen und stärkerer Brandbelastung wirksam verhindert und die Schutzwirkung erhöht werden kann. Bei geeigneter Kombination von anorganischer Brandschutzmittel-Schaumstruktur und schmelzbarem Kunststoff-Materialeinsatz - bzw. geeigneter Materialdicken an Ausgangsmaterial im Verhältnis zueinander - kann so der Brandfall verhindert werden.

Positiv ist auch zu vermerken, dass die sich im Brandfall ausbildende hybride und großvolumige Schaumstruktur aus gecracktem und karbonisiertem Kunst- Stoff und Silicat- bzw. Phosphatmatrix bzw. -Umhüllung eine dicke und mechanisch stabile unbrennbare und hitzeabsorbierende Barriere gegenüber dem weiteren Flammangriff darstellt und somit sehr wirksam einer weiteren Ausbreitung des Feuers entgegenwirkt. Z. B. kann durch das Schmelzen des Kunststoffes und das Aufschäumen der Silicatschicht ein unbrennbarer Schaum entstehen, durch das brennbare Polymermaterial von einer glasigen silicatischen Schicht vor der Oxidation durch Sauerstoff geschützt und am Brennen gehindert wird. Ein weiterer Effekt ist die mechanische Stabilisierung (Viskositätserhöhung) des Silicat- oder Phosphatschaumes durch Kohlenstoffpartikel, die sich in diesem durch Pyrolyse von enthaltenen organischen Additiven (z. B. Glycerin, Amine, Carbonsäuren, Zuckerverbindungen) im Brandfall bilden. Nicht zuletzt kann das aus der Silicatschicht verdampfende Wasser so stark kühlend wirken, bzw. auch der entstehende Wasserdampf den Sauerstoffzutritt erschweren, dass in einer frühen Phase des Brandes bereits dadurch die Flammen erlöschen oder sich gar nicht erst bilden.

Die Brandschutzschicht des Brandschutzschichtverbunds kann 0 bis 6 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,2 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,3 bis 3 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,4 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 1 Gew.-%, Glycerin, in Bezug auf das Gesamtgewicht der Brandschutzschicht, enthalten. Optional enthält die Brandschutzschicht kein Glycerin. Glycerin in der Brandschutzschicht kann die Brandschutzschicht flexibler machen und deren Trocknung beschleunigen. Ein geringer Gehalt an Glycerin bzw. die Abwesenheit von Glycerin hat jedoch den Vorteil, dass die Brandschutzschicht und damit der Brandschutzschichtverbund kostengünstiger bereitgestellt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Brandschutzschicht Fasern, insbesondere Glasfasern und/oder Metallfasern (z.B. Edelstahlfasern) und/oder Metalllegie- rungsfasern und/oder keramische Fasern, umfasst. Die Fasern können als Gewebe vorliegen. Es ist möglich, dass die Brandschutzschicht ein keramisches Gewebe umfasst. Ferner ist möglich, dass die Brandschutzschicht alkalisch stabile Glaszusammensetzungen (bevorzugt als Fasern, optional in einem Gewebe) und/oder Kunststoffzusammensetzungen (bevorzugt als Fasern, optional in einem Gewebe) umfasst. Dies ermöglicht, dass ein Brandschutzschichtverbund frei hängend angeordnet werden kann, ohne, dass es im Brandfall zu einem Durchschmelzen und damit verbundenen Herabtropfen des Materials cider Herunterfallen kommt. Die Anordnung der Faser ist grobmaschig, sodass der Brandschutzschichtverbund lichtdurchlässig ist. Denkbar ist auch, dass die Kunststofffolie selbst Glasfasergewebe oder Metalldrahtgewebe enthält, um das Abfallen zu verhindern.

Nach einem bevorzugten Aspekt umfassen die Fasern eine Gewebestruktur. Ein Gewebe ist ein in bestimmter Weise gewebter, aus sich kreuzenden Fäden bestehender Stoff, wie z. B. ein feines, grobes, festes, synthetisches Gewebe. Die Gewebestruktur kann dergestalt ausgestaltet sein, dass die Brandschutzschicht an Stellen transparent ist, an denen die Brandschutzschicht Fasern des Gewebes aufweist oder keine Fasern des Gewebes aufweist. In ersterem Fall kann das Gewebe selbst für sichtbares Licht (d.h. Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 400 nm bis 800 nm) transparent sein. In letzterem Fall kann das Gewebe selbst für sichtbares Licht intransparent sein, aber die Gewebestruktur beispielsweise so ausgestaltet sein, dass die Brandschutzschicht Gewebe-freie Stellen aufweist, die für sichtbares Licht transparent sind. Die Gewebe-freien Stellen können ein transparentes Gitter in der Brandschutzschicht ausbilden. Das transparente Gitter kann es einem Benutzer ermöglichen, die andere Seite des Brandschutzschichtverbunds zu sehen, wodurch sich Rettungsmaßnahmen schneller und sicherer durchführen lassen.

Nach einem vorteilhaften Aspekt umfasst die Brandschutzschicht mindestens eine flexible Folie. Dies eröffnet vielfältige Einsatzmöglichkeiten beispielsweise auch auf Oberflächen aus Glas, Keramik, Kunststoff, Metall und/oder Holz. Beispielsweise können diese Oberflächen auch gebogen sein. Derartige Oberflächen können z. B. für Möbel, Behälter usw. eingesetzt werden. In dieser Ausführungsform kann der Brandschutzschichtverbund auf die Oberfläche aufgebracht sein, insbesondere die Oberfläche (z.B. eine Holzoberfläche) kaschieren.

Ferner kann der Brandschutzschichtverbund zur Veredlung eines bahnförmigen Materials verwendet werden, indem der Brandschutzschichtverbund auf das bahnförmige Material aufgebracht wird (z.B. durch das Kaschieren des bahnförmigen Materials mit dem Brandschutzschichtverbund). Das bahnförmige Material kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Kunststofffolie (z.B. enthaltend oder bestehend aus einem anderen Kunststoff als die mindestens eine Kunststoffschicht des Brandschutzschichtverbunds), Klebefolie, Stoffbahn, Holzdekor, Metallfolie, bahnförmiger Schaumstoff, Gummifolie, Elastomerfolie, Linoleum, Glasfaserfolie, Glasgewebefolie und Kombinationen hiervon.

Vorteilhaft ist, wenn der Brandschutzschichtverbund zwischen zwei Glasscheiben angeordnet ist (wobei der Brandschutzschichtverbund aus dieser Anordnung bestehen kann). Dies wirkt sich positiv auf die UV-Beständigkeit des Brandschutzglases aus, wenn als Polymerfolien UV-absorbierende Typen eingesetzt werden. Üblicherweise benötigt man in klassischen Brandschutzverglasungen dafür eine zusätzlich einzulaminierende Kunststofffolie wie z.B. EVA- cider PVB-Folien und eine weitere Glasscheibe, die den gesamten Aufbau deutlich schwerer macht. Mit einer Anordnung des Brandschutzschichtverbundes zwischen zwei Glasscheiben kann somit eine deutliche Gewichtsreduktion in Verbindung mit einer hohen UV-Beständigkeit erzielt werden. Ein weiterer Vorteil liegt in den mechanischen Sicherheitseigenschaften. Zur Herstellung von „Verbundsicherheitsglas" aus Brandschutzglas ist eine geeignete Polymerfolie (z. B. PVB oder EVA) und eine weitere Glasscheibe erforderlich. Diese weitere Glasscheibe kann entfallen, da die Polymer-Sicherheitsfolie bereits in dem Brandschutzschichtverbund enthalten ist. Somit führt auch die Anordnung zu einer deutlichen Gewichtsreduktion in Verbindung mit den geforderten mechanischen Sicherheitseigenschaften des Verbundsicherheitsglases. In einer bevorzugten Ausführungsform ist somit zwischen jeder der zwei Glasscheiben und der Brandschutzschicht keine weitere Kunststoffschicht angeordnet, die Ethy- len-Vinylacetat-Copolymer und/oder Polyvinylbutyral enthält oder daraus besteht, besonders bevorzugt keine weitere Kunststoffschicht angeordnet.

Alternativ kann jedoch zwischen jeder der zwei Glasscheiben und der Brandschutzschicht eine weitere Kunststoffschicht angeordnet sein, wobei die weitere Kunststoffschicht besonders bevorzugt Ethylen-Vinylacetat-Copolymer und/oder Polyvinylbutyral enthält oder daraus besteht. Diese Alternative hat jedoch den Nachteil, dass der Brandschutzschichtverbund weniger kompakt und weniger leicht ausgestaltet ist. Ein Vorteil kann eine höhere mechanische Stabilität des Brandschutzschichtverbunds sein. Besteht die Brandschutzschicht u. a. aus Natriumsilikat, Wasser und Polyalkoholen (z. B. Glycerin und/oder Sorbitol) bilden sich bei UV-Bestrahlung sichtbare Wasserstoffbläschen. Das macht die Zwischenschicht und damit z.B. auch die Brandschutz-Glaseinheit insgesamt empfindlich gegen ultraviolette Lichtstrahlen, da bei einer Beaufschlagung mit ultraviolettem Licht durch die Entwicklung von feinen und feinsten Bläschen in der Brandschutzschicht eine Trübung eintritt. Die Wasserstoffbläschenbildung kann überraschenderweise vermieden werden, wenn zur Herstellung der Natriumsilikatlösung Natronlauge und Klebosol (Kieselsol, d.h. SiCh-Pa rti kel) verwendet werden.

Die Brandschutzschicht enthält daher in einer bevorzugten Ausgestaltungsform SiO2-Pa rtikel. Die SiC>2-Partikel weisen bevorzugt einen mittleren Durchmesser im Bereich von 5 bis 50 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 15 nm, auf. Der mittlere Durchmesser der SiO2-Partikel bezieht sich insbesondere auf einen über dynamische Lichtstreuung ermittelten Durchmesser. Es ist vorteilhaft, wenn die SiCh-Pa rti kel an ihrer Oberfläche eine Schicht aufweisen, die ein Silikat (z.B. Natriumsilikat, Kaliumsilikat und/oder Lithiumsilikat) enthält oder daraus besteht. Eine solche Schicht kann beispielsweise erzeugt werden, indem die SiO2-Partikel mit einer wässrigen Lösung eines Alkalihydroxids (z.B. wässrige Lösung von NaOH, KOH und/oder LiOH), behandelt werden.

Hierzu wurden mit den Brandschutzschichten der Ausführungsbeispiele 1 und 13 jeweils 2 identische Glaslaminate des Aufbaus 3 mm Floatglas/1 mm Brand- schutzschicht/3 mm Floatglas hergestellt. Beide Glaslaminate wurden gemeinsam einer beschleunigten UV-Alterung in einem Sun-Tester unterzogen und die zeitliche Entwicklung der Blasen- und Trübungsbildung registriert.

Die Probe aus dem Ausführungsbeispiel 1 zeigte die bekannten Ergebnisse der UV-Alterung. Es bildeten sich mit zunehmender Bestrahlungsdauer viele kleine und größere Blasen sowie flächige Eintrübungen. Überraschenderweise zeigte sich auch bei mehrtägiger UV-Alterung der Probe aus dem Ausführungsbeispiel 13 (Brandschutzschicht enthält mit Natronhydroxid behandeltes Klebosol 30V12, d.h. enthält SiO2-Pa rti ke I, die einen Durchmesser von 12 pm haben und an der Oberfläche eine Natriumsilikatschicht aufweisen) keine Blasenbildung und auch keine Eintrübungen.

Es wurde ein Heraeus Suntest GPS verwendet mit einer Xenonlampe, deren spektrale Emission in hohem Maße der Spektralverteilung der Sonnenstrahlung im UV-Bereich und im Bereich des sichtbaren Lichtes entspricht. Bestrahlungsstärke ca. 700 W/m ² im Wellenlängenbereich 200-800 nm.

Bestrahlungsdauer 5 Tage.

Vorteilhaft ist, wenn das Verfahren unter Verwendung einer Natriumsilicatlösung umfassend Klebosol (Kieselsol) und Natronlauge durchgeführt wird. Dies verhindert, dass sich kleine sichtbare Bläschen aus Wasserstoff in der Brandschutzschicht bilden. Dabei entsteht eine Brandschutzfolie aus den Rohstoffen Klebosol und Natronlauge, welche selbst bereits UV-stabil ist.

Nach einem vorteilhaften Aspekt wird ein Mehrfachschichtverbund ausgebildet, welches wenigstens zwei Brandschutzschichtverbunde umfasst oder daraus besteht, wobei die Brandschutzschichtverbunde derart ausgebildet sind, um stoffschlüssig miteinander verbunden zu sein. Dies erlaubt die Herstellung von Produkten mit einer wesentlich höheren Stabilität. Beispielsweise können damit Sichtfenster, die nicht aus Glas sind, jedoch etwas flexibel sind, aber dennoch mechanisch stabiler als ein einfaches Laminat, hergestellt werden. Es können abwechselnd beliebig viele Schichten unterschiedlicher Materialien miteinander verbunden werden. Beispielsweise ist folgender Aufbau denkbar: Kunststoff-Brandschutzschicht-Kunststoff-Brandschutzschicht- Holz-Brand- schutzschicht-...- Brandschutzschicht-Holz.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Brandschutzschichtverbundes, wie vorgenannt erläutert. Das Verfahren umfasst die Schritte:

• Bereitstellen mindestens einer Kunststoffschicht und einer flexiblen, transparenten Brandschutzschicht mit einer Brandfall intumeszierenden Wirkung

• Laminieren der Brandschutzschicht zwischen den Kunststoff (der mindestens einen Kunststoffschicht) (optional von einer einzigen Kunststoffschicht oder von zwei Kunststoffschichten) bei einer Temperatur von 50 - 150 °C, bevorzugt bei einer Temperatur von 100 - 120 °C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur von 110 °C. Dies ermöglicht, dass eine Brandschutzschicht zwischen zwei Kunststoffschichten laminiert werden kann.

Alternativ zum Laminieren ist es auch denkbar die beiden Kunststoffschichten mit der Brandschutzschicht zu verkleben. Auch denkbar ist eine Verklebung mit Glas mittels druckempfindlicher Klebstoffe und/oder vernetzender Klebstoffe und/oder einer Abdeckfolie.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Bereitstellung der flexiblen, transparenten Brandschutzschicht die folgenden Schritte umfassen oder daraus bestehen: i) Aufbringen einer wässrigen Lösung enthaltend mindestens ein Brandschutzmaterial auf die Kunststoffschicht; und ii) Trocknung der auf die Kunststoffschicht aufgebrachten wässrigen Lösung.

Die wässrige Lösung kann eine Viskosität im Bereich von 1000 mPa-s bis 30000 mPa-s aufweisen, wobei sich die Viskosität auf eine Viskosität bezieht, die mit einem Viskosimeter VT550 von ThermoFischer über eine Messeinsatz SV-DIN- Messung mit einem Schergefälle von 30 s ¹ bis 100 s ¹ bei einerTemperatur von 25 °C bestimmt ist.

In dem Verfahren kann vor dem Aufbringen der Lösung auf die Kunststoffschicht ein Teil des Wassers aus der Lösung entfernt werden, bevorzugt durch Anlegen eines Vakuums. Durch diese Maßnahme kann die Viskosität und Appli- zierbarkeit der Lösung auf die Kunststoffschicht verbessert werden. Die Reduzierung des Wassergehalts hat zudem den Vorteil, dass die Konzentration des intumeszierendes Materials der Brandschutzschicht erhöht und das Gesamtgewicht und Gesamtvolumen des Brandschutzschichtverbundes verringert wird, wodurch sich ein effektiver Brandschutz in kompakterer Bauweise erreichen lässt. Ein weiterer Vorteil der vorherigen Entfernung des Wassers sowie der gleichzeitigen Erhöhung der Viskosität ist, dass dadurch überraschend die Trocknungszeit, die im Allgemeinen schon einmal 12-36 Stunden betragen kann, deutlich auf einen Bereich von wenigen Stunden bis herunter zu 30 Minuten sinkt. Dies deutet darauf hin, dass durch die Viskositätserhöhung auch die Struktur des Beschichtungsmaterials dahingehend geändert wird, dass es keine als Diffusionsbarriere für das zu entfernende Wasser wirkende initial getrocknete Oberflächenschicht ausbildet, welche bei den sonst üblichen Verfahren die Trocknung im Volumen deutlich verzögert.

In dem Verfahren kann ferner vor dem Aufbringen der Lösung auf die Kunststoffschicht die Lösung bei einer Temperatur von > 25 °C, bevorzugt einer Temperatur im Bereich von 60 °C bis 80 °C, und einem Druck von < 1013 mbar, bevorzugt einem Druck von < 200 mbar, besonders bevorzugt einem Druck von < 100 mbar, entgast werden. Die Entgasung unter diesen Bedingungen kann schnell und effektiv erfolgen. Besonders bevorzugt erfolgt nach dem Entgasen eine Anreicherung, insbesondere Sättigung, der Lösung mit Sauerstoff (z.B. reinem Sauerstoff). Über diese Maßnahmen kann die Alterungsstabilität der über die Lösung hergestellten Brandschutzfolie verbessert werden.

Abgesehen davon kann in dem Verfahren die Trocknung der auf die Kunststoffschicht aufgebrachten Lösung über ein Verfahren erfolgt, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Konvektionstrocknung, Strahlungstrocknung, Heizflächentrocknung und Kombinationen hiervon. Diese Verfahren haben sich als besonders schnelle Trocknungsverfahren herausgestellt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, ohne diese auf die hier dargestellte, spezifische Ausgestaltungsform einschränken zu wollen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Brandschutzschichtverbundes.

In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Brandschutzschichtverbundes 1 gezeigt. Der Brandschutzschichtverbund 1 dient der Verwendung als präventives Brandschutzmaterial. Der Brandschutzschichtverbund 1 umfasst wenigstens eine, eine transparente Brandschutzschicht 3 umgebende Kunststoffschicht 2. Die Brandschutzschicht 3 umfasst ein intumeszie- rendes Material. Die Kunststoffschicht 2 behält dadurch ihre sonstigen vorteilhaften Eigenschaften, welche ansonsten durch die flammhemmenden Additive verändert werden würden. Zusätzlich können der Kunststoffschicht 2 sowie der Brandschutzschicht 3 weiterhin Additive zugegeben werden.

Der Brandschutzschichtverbund 1 kann beispielsweise in Form von Laminat vorliegen. Als Laminat (von lateinisch lamina , Schicht') bezeichnet man einen Werkstoff oder ein Produkt, das aus zwei oder mehreren flächig miteinander verklebten/verbundenen Schichten besteht. Diese Schichten können aus den gleichen oder unterschiedlichen Materialien bestehen. Die Herstellung eines Laminats bezeichnet man als laminieren. Zur Versiegelung der Ränder derartig hergestellter Schichtaufbauten können auch andere Materialien verwendet werden als zum Laminieren an sich. Beispielsweise kann eine Randversiegelung mittels Klebeband erfolgen. Weiterhin kann ein Füllmaterial im Randbereich eingebracht werden. Denkbar ist auch ein direktes Verschweißen der beiden Kunststofffolien am Rand (thermisch oder durch Ultraschall).

Mit Hilfe der nun entwickelten Brandschutz-Laminate - einfaches Bilayer-Lami- nat mit Folie und Brandschutzmittel - lassen sich durch Auflaminieren bzw. Aukleben dieses Bilayers auf andere Substrate (u. a. Glas oder ein bahnförmiges Material) neuartige und leichtere Brandschutzmaterialien herstellen.

Diese haben z. B. durch den Aufbau Glas/Brandschutzmittel (Brandschutz- schicht)/Kunststoff-Folie gegenüber Glas/Brandschutzschicht/Glas den Vorteil eines leichteren Aufbaus und wenn die Kunststoff-Folie auf der Außenseite angebracht ist auch noch den des UV- und Einbruchschutzes.

Durch die Wahl der mit dem Brandschutzschicht verbundenen Folie in Kombination mit Solarfolien, dekorativen Folien, mit Hitzeschutzschicht bedampften Folien usw. lassen sich noch zusätzliche Eigenschaften kombinieren.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die Folie mit einer adhäsiven Schicht und einer dünnen Abdeckfolie versehen wird die leichtabziehbar ist, so dass die Kombination Folie/Brandschutzschicht/Folie/Kleber/(temporäre) Abdeckfolie (zu entfernen) mit diversen Oberflächen verbunden werden kann und diese brandfest macht. Alternativ kann die Folie mit einem bahnförmigen Material versehen werden (optional mit einer adhäsiven Schicht zwischen der Folie und dem bahnförmigen Material), sodass eine Kombination Folie/Brandschutz- schicht/Folie/(optional Kleber/)bahnförmiges Material entsteht. Die bahnförmige Oberfläche kann ein Textilgewebe und/oder Leder enthalten oder daraus bestehen. Damit kann beispielsweise ein Bezug für einen Sitz in einem Auto, einem Flugzeug und/oder einem Schiff mit dem Brandschutzschichtverbund ausgestattet werden.

Folgenden Oberflächen wären denkbar:

• Fußböden aus diversen Materialen (Laminate, Kork, PVC, Teppichboden usw.)

• Gebäudedecken aus Holz, Tapete ...

• Isolationen aus Styropor für Kälte- und Wärmedämmung

• Behälterauskleidungen

Wie in Fig. 1 ersichtlich, umgibt die Kunststoffschicht 2 die Brandschutzschicht 3 vollständig. Alternativ möglich ist jedoch auch, dass die Brandschutzschicht 3 teilweise von der Kunststoffschicht 2 umgeben ist. Derartige Anordnungen eignen sich beispielsweise als Verkleidung für Holztreppen, um im Brandfall einen Fluchtweg über die Treppe zu erhalten. Außerdem können damit z.B. Streifenvorhänge (transparente Raumteiler in Industrie-, Lagerhallen oder im Schiffbau) hergestellt werden. Denkbar ist auch grobmaschige Gewebe beispielsweise aus Glasfasern, Carbon, Metall oder Metalllegierung (z.B. Stahl, Edelstahl, vernickeltes Aluminium und/oder Titan) in die Brandschutzschicht 3 einzubetten, um zu verhindern, dass im Brandfall die Streifen schnell abschmelzen und zu Boden fallen.

Die Brandschutzschicht 3 umfasst eine wasserhaltige Silicatschicht, bevorzugt eine Alkalisilicatschicht besonders bevorzugt eine gemischte Alkalisilicatschicht der Alkalimetalle Natrium und/oder Kalium und/oder Lithium. Denkbar sind jedoch auch andere Materialien für die Brandschutzschicht 3 wie beispielsweise Aluminiumdihydrogenphosphat mit aufschäumenden Additiven wie z. B. Borverbindungen, organische Säuren. Eine Brandschutzschicht umfassend Aluminiumdihydrogenphosphat kann in gleicher Weise genutzt werden wie eine Brandschutzschicht umfassend eine wasserhaltige Silicatschicht, bevorzugt eine Alkalisilicatschicht und stellt damit eine eigenständige aber gleichwertige alternative Lösung dar. Weiterhin denkbar ist, dass eine Brandschutzschicht 3 auf Alkalisilicatbasis direkt zwischen zwei Glasscheiben laminiert wird, um Brandschutzglas zu erzeugen. Dadurch können auch gebogene Brandschutzgläser hergestellt werden, die sonst nur mit Gelfüllungen und auf Festmaß realisierbar sind. So sind Brandschutzgläser mit großen Abmessungen herstellbar z. B. 3,2 m x 6 m (Bandmaße) oder gar 3,2 m x 9 m oder 3,2 m x 12 m und auch Verbünde mit chemisch (Berliner Glas) oder thermisch vorgespannten Gläsern (TVVG, vorgespanntes Boro- float von Schott, ESG), da diese Gläser nicht kompatibel zum üblichen Trockenprozeß bei der Herstellung z.B. von Pyrostop sind - die Gläser würden durch langes Tempern die Vorspannung verlieren.

Die wasserhaltige Silicatfolie schäumt im Brandfall auf und ist selbst nicht brennbar. Beispielsweise können so Fahrzeugscheiben hergestellt werden, die z. B. in E-Fahrzeugen verbaut werden. Dadurch wird verhindert, dass bei einem Brand im Innenraum des Fahrzeugs ein Übergreifen der Flammen auf die Fahrzeugumgebung wie beispielsweise andere Fahrzeuge oder ein Parkhaus oder eine Garage stattfindet. Weiterhin können so auch Brandschutzlaminate für den Bodenschutz, den Schutz der vielfältigen Plastikteile, der Stoff- oder Lederbezüge, des Dachhimmels, der Kofferraumauskleidung usw. eingesetzt werden. Dabei ist der Bodenschutz des E-Fahrzeuges besonders wichtig, da sich hier großflächig die Hauptbatterie des Fahrzeuges befindet und eine brandhemmende Einrichtung im Falle eines Batteriebrandes den im Fahrzeug befindlichen Personen die entscheidende Zeit für den lebensrettenden Ausstieg bringt. Bei einer Batterie kann der Brandschutzschichtverbund auch zur Verhinderung einer Brandweitergabe einer initialen Entzündung der Batterie (z.B. von deren ersten Primärzelle) dienen. Dies kann durch eine Umhüllung der Batterie (oder mindestens einer Zelle der Batterie) mit dem Brandschutzschichtverbund realisiert werden. Der Brandschutzschichtverbund kann auch zum Schutz einzelner - mittlerweile austauschbarer - Batterie-Teilelemente, ganzer Batterieabschnitte, Batterie-Einhausungen und Batterieheizungen dienen. Hierfür kann der Brandschutzschichtverbund ein Batterie-Teilelement, einen ganzen Batterieabschnitt, eine Batterie-Einhausung und/oder eine Batterieheizung umhüllen.

Die Kunststoffschicht 2 umfasst einen brennbaren Kunststoff. Die Brennbarkeit eines Kunststoffs wird durch chemischen Aufbau, Füllstoffe, Zusatzstoffe (z. B. Weichmacher) und die Formgebung stark beeinflusst. Einige Kunststoffe brennen sehr leicht, andere sind schwer entflammbar nach DIN 4102 B 1 bzw. brennen nach Entfernen der Zündquelle nicht weiter. Flammwidrige Ausrüstungen werden oft durch den Einbau von Halogen-, Phosphor-, Bor- oder Stickstoffverbindungen, Aluminiumoxidhydrat sowie Antimontrioxid erreicht.

Das Stoffmengenverhältnis und/oder das Massenverhältnis von SiO2/Na2O der Brandschutzschicht 3 liegt zwischen 2 und 3 bevorzugt zwischen 1,5 : 1 und 6 : 1, besonders bevorzugt zwischen 3,3 : 1 und 4,0 : 1.

Das Stoffmengenverhältnis und/oder das Massenverhältnis von SiCh/ O der Brandschutzschicht 3 liegt zwischen 5 : 1 und 1:1, bevorzugt zwischen 4 : 1 und 1,3 : 1, besonders bevorzugt zwischen 3,5 : 1 und 2 : 1.

Das Stoffmengenverhältnis und/oder das Massenverhältnis von SiCh/I^O der Brandschutzschicht 3 liegt zwischen 15 : 1 und 2 : 1, bevorzugt zwischen 7,5 : 1 und 2,5 : 1, besonders bevorzugt zwischen 6 : 1 und 3 : 1 liegt.

Die Brandschutzschicht 3 weist einen Wassergehalt von 10 - 45 % bevorzugt von 20 - 30% auf. Außerdem umfasst die Brandschutzschicht 3 optional Fasern, insbesondere Glasfasern und/oder Edelstahlfasern und/oder keramische Fasern und/oder keramische Gewebe und/oder alkalisch stabile Glaszusammensetzungen und/oder Kunststoffzusammensetzungen. Die Fasern werden in Form weitmaschiger Gewebe in die anorganische intumeszierende Brandschutzschicht 3 eingebracht. Dadurch bleibt die Transparenz der Brandschutzschicht 3 erhalten und es können beispielsweise transparent Verpackungen hergestellt werden. Die Fasern umfassen eine Gewebestruktur.

Die Brandschutzschicht 3 umfasst eine flexible Folie. Beispielsweise ist die Folie eine wasserhaltige, intumeszierende Alkalisilikatfolie, welche zwischen an sich brennbaren Kunststofffolien angeordnet wird. Die wasserhaltige, intumeszierende Alkalisilikatfolie wirkt stark flammhemmend bzw. verhindert im Idealfall sogar eine Entzündung. Das aufschäumende Silicat stellt im Verbund mit dem Kunststoffgerüst eine Barriere gegen Flammen dar, um dahinterliegende brennbare Stoffe zu schützen. Es lässt sich damit ein präventiver Brandschutz mit Raumabschluss und Strahlungshemmung realisieren. Ein Verfahren zur Herstellung eines Brandschutzschichtverbundes 1 umfasst die Schritte:

• Bereitstellen einer Kunststoffschicht 2 und einer flexiblen, transparenten Brandschutzschicht 3 mit einer Brandfall intumeszierenden Wirkung

• Laminieren und/oder Verkleben der Brandschutzschicht 3 zwischen den Kunststoff bei einer Temperatur von 90 - 150 °C, bevorzugt bei einer Temperatur von 100 - 120 °C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur von 110 °C

Beispielsweise kann damit eine Alkalisilicatfolie mit einer Foliendicke von 0,1 - 2 mm wie z. B. Natriumsilicatfolie zwischen zwei PET-Folien, Polyesterfolien, oder PVC-Folien laminiert werden.

Die Herstellung einer solchen Silicatfolie kann verschiedenartig erfolgen, z. B. mittels Extrusion durch Breitschlitzdüse, Kalandrierung oder Trocknung einer viskosen Lösung auf einer Trägerfolie. Im letztgenannten Fall könnte man eine Trägerfolie wählen, die dann im Endprodukt verbleiben kann. Für einen Verbund aus einer Kunststoff- und einer Brandschutzfolie würde Laminieren überflüssig. Nur wenn die Brandschutzfolie beidseitig mit Kunststofffolien umgeben sein soll, müsste noch mindestens eine Kunststofffolie auf die Brandschutzfolie auflaminiert werden.

Bei der Herstellung mittels Trocknung ist es eine Besonderheit gegenüber der üblichen Trocknung wässriger Alkalisilicatlösungen, dass bereits mit eingeengten oder höher viskosen Lösungen gearbeitet wird, um den Trocknungsprozess zu beschleunigen und die Auftragsart zu vereinfachen. Speziell der Auftrag bei gewünscht höheren Nassfilmdicken erfordert in diesem Falle kein Aufbringen einer zusätzlichen ggf. noch vorzutrocknenden Randbarriere wie es ansonsten Stand der Technik ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne diese auf die hier gezeigten, spezifischen Ausgestaltungsbeispiele einschränken zu wollen: Ausführungsbeispiel 1

Zur Herstellung der Beschichtungslösung NS werden gemischt

268,8 g Natriumwasserglas Betol 39 T (Fa. Woellner)

11,2 g Natriumhydroxid

5,6 g Glycerin

1,4 g Sorbitol

Der Mischung wird Wasser entzogen im Rotationsverdampfer, so dass von der Ursprungsmasse 287 g noch 216,9 g übrig sind. Das Produkt ist eine farblose, transparente, viskose Lösung. Der Wassergehalt beträgt in der Regel zwischen 46 % und 49 %.

Als Träger- und Deckfolie dient eine kommerzielle PET-Folie, z. B. Hostaphan GN 125.04600 A (130 pm dick, Fa. Mitsubishi Polyester). Mit einem Rakelmesser (Beschichtungsbalken) wird die oben beschriebene viskose Lösung auf die Polyesterfolie aufgetragen (Rakelspalt 1 mm).

Nach Lagerung der beschichteten Folie an Luft bei Raumtemperatur für 20 h betrug der Wassergehalt nur noch ca. 30 % bis 35 %. Um den angestrebten Endwassergehalt von 24 % bis 28 % einzustellen, erfolgte eine Temperung bei ca. 80 °C an Luft für etwa 1,5 h bis 2 h.

Der Verbund erfolgte mit dem Vakuum-Verbundverfahren in einem incapcell- Vakuumlaminator der Fa. sm innotech in Bocholt bei ca. 110 °C innerhalb von ca. 5 min.

Die Randabdichtung erfolgte durch Umkleben mit einem 15 mm breiten PET- Klebeband mit alkalibeständiger Acrylatklebstoffschicht.

Ausführungsbeispiel 2

Wie Ausführungsbeispiel 1 mit folgenden Unterschieden:

Als Träger- und Deckfolie dienen PET-Folien (z. B. Hostaphan RN100, 100 pm dick, Mitsubishi Polymers), die mit dem Pyrosil-Verfahren (Innovent e. V./SURA Instruments GmbH) vorbehandelt wurden. Dadurch steigt die Benetzbarkeit und die Haftung verbessert sich.

Sofort nach dem Aufrakeln wird die Trägerfolie mit Schicht in eine heizbare Trockenkammer (Volumen: 15 I) überführt und in einem Sauerstoffstrom von 0,6 l/min insgesamt 2 h bei 80 °C getrocknet.

Ausführungsbeispiel 3

Wie Ausführungsbeispiel 1 mit folgenden Unterschieden:

Statt 1,4 g Sorbitol werden 1,4 g Natriumaminopropylsiliconat verwendet.

Um den angestrebten Endwassergehalt von 25 % einzustellen, erfolgte eine Temperung bei ca. 100 °C an Luft für etwa 6 h.

Ausführungsbeispiel 4

Wie Ausführungsbeispiel 2 mit folgenden Unterschieden:

Die Trocknung wird im Vakuum wie folgt vorgenommen:

Sofort nach dem Aufrakeln wird die Trägerfolie mit Schicht in einen Vakuumtrockenschrank überführt und dort bei 350 mbar und 75 °C insgesamt 3 h bis 4 h getrocknet.

Der Verbund des Halblaminates mit der Deckfolie geschieht mittels Autoklavverfahren. Zunächst wird mit einer Walzenpresse ein sogenannter „Vorverbund" hergestellt aus Halblaminat und Deckfolie mit Hilfe eines Verbundmittels (50 % Glycerinlösung in Wasser). Im Autoklaven wird anschließend unter Hitze (ca. 100 °C) und Druck (ca. 12 bar) ein dauerhafter Verbund zwischen den Folien geschaffen.

Zur Randabdichtung wurde die Silicatschicht bis 4 mm vom Rand entfernt und durch einen transparenten alkalibeständigen Heißklebstoff (Schmelzklebstoff) ersetzt. Ausführungsbeispiel 5

Zur Herstellung der Beschichtungslösung AP werden zunächst 121,12 g Aluminiumhydroxidpaste Alugel Typ A 671 (Fa. Chemipharm) in 125 g Phosphorsäure 85 % gelöst. Anschließend löst man noch 3,28 g Weinsäure und 0,76 g Glycol- säure. Der Mischung wird Wasser entzogen im Rotationsverdampfer, so dass von der Ursprungsmasse 250,16 g noch 149 g übrig sind. Das Produkt ist eine transparente, viskose Lösung.

Als Träger- und Deckfolie diente eine PET-Folie (z. B. Hostaphan RN100, 100 pm dick, Mitsubishi Polymers), die mit einer wenige Mikrometer dicken haftvermittelnden transparenten Schicht auf folgende Weise versehen wurde: In 18 g Wasser werden gelöst 1 g Glycerin, 0,5 g Lupamin 9095 (Fa. BASF), 2 g Povallö- sung (12 % Poval 4-88 in Wasser, Fa. Kuraray). Mit einem Spiralrakel wird diese Lösung dünn auf die Polyesterfolie aufgestrichen und wenige Minuten bei 100 °C getrocknet.

Mit einem Rakelmesser (Beschichtungsbalken) wird die oben beschriebene viskose Beschichtungslösung AP auf die Polyesterfolie aufgetragen (Rakelspalt 1 mm) und getrocknet (bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur bis 100 °C).

Durch Trocknung 6 h im Vakuumtrockenschrank bei 250 mbar und 95 °C wird der Wassergehalt von anfänglich 26 % auf 7 % abgesenkt.

Die Deckfolie wird auflaminiert mit einem beheizbaren Kalander mit Vorschubgeschwindigkeit 7 cm/min bei einer Rollentemperatur von 120 °C.

Zur Randabdichtung wurde die Phosphatschicht bis 4 mm vom Rand entfernt und die PET-Folien durch Ultraschall miteinander verschweißt.

Ausführungsbeispiel 6

Wie Ausführungsbeispiel 5 mit folgenden Unterschieden:

Als Träger- und Deckfolie dienen PET-Folien (z. B. Hostaphan RN100, 100 pm dick, Mitsubishi Polymers), die mit dem Pyrosil-Verfahren (Innovent e. V./SURA Instruments GmbH) vorbehandelt wurden. Dadurch stieg die Benetzbarkeit und die Haftung verbesserte sich.

Zur Randabdichtung wurde die Silicatschicht 4 mm vom Rand entfernt und durch einen transparenten säurebeständigen elastischen Klebstoff ersetzt.

Ausführungsbeispiel 7

Wie Ausführungsbeispiel 1 mit folgenden Unterschieden:

Zur Herstellung der Beschichtungslösung NS werden gemischt

99 g Natriumwasserglas Betol 39 T (Fa. Woellner)

1 g Kaliwasserglas K28 T (Fa. Woellner)

4 g Natriumhydroxid

Der Mischung wird Wasser im Rotationsverdampfer entzogen, so dass von der Ursprungsmasse 102,5 g noch 79 g übrig sind. Das Produkt ist eine farblose, transparente, viskose Lösung. Der Wassergehalt beträgt 50 %.

Zur Randabdichtung wurde die Silicatschicht bis 4 mm vom Rand entfernt und die PET-Folien thermisch miteinander verschweißt.

Ausführungsbeispiel 8

Wie Ausführungsbeispiel 1 mit folgenden Unterschieden:

Sofort nach dem Aufrakeln wird die Trägerfolie mit Schicht in eine heizbare Trockenkammer (Volumen 15 Liter) überführt und in einem Sauerstoffstrom von 0,6 l/min insgesamt 2 h bei 80 °C getrocknet.

Zum Auflaminieren der Deckfolie diente eine Bandpresse mit einer Verfahrenstemperatur von 105 °C, einem Pressdruck von 0,5 N/cm ² und einer Kontaktzeit von 6 min. Ausführungsbeispiel 9

Wie Ausführungsbeispiel 5 mit folgenden Unterschieden:

Zur Herstellung der Beschichtungslösung AP werden zunächst 20,79 g Aluminiumhydroxidpaste Alugel Typ A 671 (Fa. Chemipharm) in 17,48 g Phosphorsäure 85 % gelöst. Anschließend gibt man eine Lösung von 0,18 g Natriumhydroxid in 11 g Wasser dazu und schließlich 1,03 g Borax. Der Mischung wird Wasser entzogen im Rotationsverdampfer, so dass von der Ursprungsmasse 47 g noch 27,6 g übrig sind. Das Produkt ist eine transparente, viskose Lösung.

Durch Trocknung 6 h im Vakuumtrockenschrank bei 250 mbar und 95 °C wird der Wassergehalt von anfänglich 26 % auf 11 % abgesenkt.

Ausführungsbeispiel 10

Zur Herstellung der Beschichtungslösung NS werden gemischt

268,8 g Natriumwasserglas Betol 39 T (Fa. Woellner)

11,2 g Natriumhydroxid

0,34 g Hydroxyethylamino-Di(Methylenephosphonic Acid), HEMPA (Cublen R50)

Der Mischung wird Wasser entzogen im Rotationsverdampfer, so dass der Wassergehalt nur noch 46 bis 49 % beträgt.

Nach Lagerung der beschichteten Folie an Luft bei Raumtemperatur für 20 h betrug der Wassergehalt nur noch ca. 35 %.

Der Verbund erfolgte mit dem Vakuum-Verbundverfahren in einem incapcell- Vakuumlaminator der Fa. sm innotech in Bocholt bei ca. 110 °C innerhalb von ca. 5 min.

Die Randabdichtung erfolgte durch Umkleben mit einem 15 mm breiten PET- Klebeband mit alkalibeständiger Acrylatklebstoffschicht. Ausführungsbeispiel 11

Wie Ausführungsbeispiel 1 mit folgenden Unterschieden:

Zur Herstellung der Beschichtungslösung NS werden gemischt 100 g Natriumwasserglas Betol 39 T (Fa. Woellner) 4 g Natriumhydroxid

2 g Glycerin

0,5 g Sorbitol

0,5 g Borax

Der Mischung wird Wasser entzogen im Rotationsverdampfer, so dass von der Ursprungsmasse 103,5 g noch 81,8 g übrig sind. Das Produkt ist eine farblose, transparente, viskose Lösung. Der Wassergehalt betrug 49 %.

Zur Randabdichtung wurde die Silicatschicht 4 mm vom Rand entfernt und durch einen transparenten alkalibeständigen elastischen Klebstoff ersetzt.

Ausführungsbeispiel 12

Wie Ausführungsbeispiel 8 mit folgenden Unterschieden:

Als Träger- und Deckfolien werden Polypropylenfolien SP60LB der Fa. Profol verwendet mit folgender haftvermittelnder Beschichtung: Mit einem Spiralrakel wird ein Titanoxid-Zirkonoxid-Sol auf die Folien aufgetragen, hergestellt durch Hydrolyse und Kondensation aus Titan- und Zirkonalkoholaten in Isopropanol mit verdünnter Salpetersäure. Der Metalloxidgehalt des Sols beträgt beispielsweise 0,3 %. Die Trocknung dieser Schicht kann an Luft bei Raumtemperatur erfolgen.

Ausführungsbeispiel 13

Wie Ausführungsbeispiel 1 mit folgenden Unterschieden:

Zur Herstellung der Beschichtungslösung US werden gemischt

100 g Klebosol 30V12 (Kieselsol)

160 g Wasser 16,86 g Natriumhydroxid und so lange unter Rühren am Rückfluss erhitzt, bis eine klare Lösung entsteht. Danach gibt man

2,36 g Glycerin und 0,6 g Sorbitol unter Rühren zu.

Der Mischung wird Wasser entzogen im Rotationsverdampfer, so dass sich ein Wassergehalt von 43,2 % einstellt. Das Produkt ist eine farblose, transparente, viskose Lösung.

Für alle Ausführungsbeispiele gilt:

Die Rezepturen sind mit den beschriebenen Trocknungs-, Laminier- und Randabdichtungsverfahren nahezu beliebig kombinierbar. Die Parameter sind im Einzelfall anzupassen.

Die Tabelle zeigt eine Übersicht über die Ausführungsbeispiele: