DE4331567A1 - Feuerfester Werkstoff aus Papier - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkstoff, der leichtgewichtig und gleichzeitig feuerhemmend ist.

Besonders für den Lufttransport ist es erwünscht, feuerhemmende Komponenten als Werkstoffe zur Verfügung zu haben, die das Frachtgewicht beim Lufttransport nicht erhöhen. Solche Werkstoffe sind selten, da eine Feuerhemmung meist mit einer Gewichtserhöhung einhergeht; sind sie verfügbar, so erheben sie einen erhöhten Anspruch hinsichtlich der Kosten.

Dem soll mit der Erfindung gemeinsam abgeholfen werden; sie hat sich zum Ziel gesetzt, einen preisgünstigen, leicht herstellbaren und gleichzeitig feuerhemmenden Werkstoff - insbesondere für den Lufttransport - zu schaffen (Problem).

Die Erfindung schlägt dazu vor, Papierschnitzel und Papierstreifen zu verwenden, wie sie z. B. aus herkömmlichen büroüblichen Aktenvernichtern in einer großen Menge anfallen. Sie werden zu dem leichtgewichtigen und stabilen (erfindungsgemäßen) Werkstoff durch Beigabe eines besonderen Binders, den die Erfindung als Wasserglas-Kaolin-Weißleim-Binder bezeichnet (Anspruch 1), verarbeitet. Er besteht aus den genannten Komponenten und setzt sich konkreter aus den in Anspruch 2 genannten Gewichtsprozent-Zahlen zusammen. Zugesetzte Holzspäne erhöhen die Festigkeit (Anspruch 5), nicht dagegen die Kosten.

Zur Lösung derselben Aufgabe schlägt die Erfindung die feuerhemmende leichtgewichtige Platte auf Papierbasis (Anspruch 6) vor und hält ein Herstellungsverfahren (auch) für diese gewichtsarme Platte bereit (Anspruch 7).

Während die leichtgewichtige Platte auf Papierbasis die Mischung aus Papierschnitzel und einen Weißleim, der mittels Wasser verdünnt wurde, enthält, neben einer Kaolin-Wasserglas- Komponente, nennt das Herstellungsverfahren konkreter diejenigen Schritte, die zum Erhalt einer solchen leichtgewichtigen Platte führen können. Die Papierstreifen - auch bereits recycelte Papiere oder Papierstreifen - werden angefeuchtet und mit einem verdünnten Weißleim vermischt. Nun wird Kaolin und Wasserglas zugegeben, wobei diese beiden Komponenten vor der Zugabe auch gesondert bereits vermischt sein können. Ihr Verhältnis beträgt etwa 30 : 70, wobei das Wasserglas den höheren Anteil hält. Zur Herstellung einer feuerhemmenden und gleichzeitig leichtgewichtigen Platte wird ein Verhältnis der Papierstreifen/Weißleim zu dem Kaolin/Wasserglas von etwa 2 : 1 vorgeschlagen. Wird die zweitgenannte Komponente erhöht, so erhöht sich das Gewicht, wird die erstgenannte Komponente erhöht, so sinkt die Feuerhemmungs-Leistung.

Konkreter nennt Anspruch 8 den Herstellweg der Platte, sie entsteht durch Gießen des flüssigen/zähflüssigen Zwischenproduktes - wie zuvor erwähnt - und anschließendes Trocknen bei etwa 70°C. Daran kann sich eine Pressung bei etwa 90°C anschließen (Anspruch 9, 10).

Die entstehende Platte ist leichtgewichtig und weist eine für Papierschnitzel ungewöhnliche Feuerhemmung auf, so daß sie besonders für den Anwendungsbereich im Lufttransport Einsatz finden kann.

Hinsichtlich der feuerhemmenden Leistung sei erwähnt, daß dieser Werkstoff - obwohl er aus Papier entstanden ist - bis etwa 200°C "feuerfest" und bis etwa 700°C feuerhemmend bleiben kann. Er ist damit zwar nicht feuerfest in herkömmlichen Sinn (etwa 1000°C), jedoch reicht es für die Luftfahrt aus, daß eine Feuerhemmung bis zu diesen Temperaturen erreicht wird. Der Werkstoff ist stabil und er kann ohne große Probleme hinsichtlich seiner Bestandteile - auch besonders preisgünstig - hergestellt werden; Papierstreifen und Papierschnitzel gibt es allenthalben, derzeit ist sogar ein Trend zu verzeichnen, daß Altpapier wieder der schon tot geglaubten Verbrennung zugeführt werden muß, da hinreichende Verwertungsmöglichkeiten nicht zugegen sind. Die vorliegende Erfindung schlägt eine solche (neue) Verwendungsmöglichkeit für das stark überhandnehmende Recyclingpapier-Problem vor.

Bislang unerwähnt blieben die weiteren vorteilhaften Eigenschaften der Papierstreifen oder Papierschnitzel enthaltenden Platte. Sie ist neben ihrer preiswerten Herstellung von erheblicher Festigkeit, wozu das Verschlingen der Papierstreifen beiträgt. Die Festigkeit kann durch Beigabe von Holzspänen noch weiter erhöht werden, der Anteil von Holzspänen gegenüber den Papierstreifen sollte allerdings nicht größer als 50% werden. Werden Holzspäne beigemischt, so steigt der Wasserbedarf, dieser kann durch zusätzliches Einmischen von Wasser gedeckt werden, er kann aber auch dadurch eingebracht werden, daß der verdünnte Weißleim einen höheren Wasseranteil erhält. Der Wasseranteil des verdünnten Weißleims kann auch geringfügig abhängig von der Papierart sein, wird saugfähiges Papier verwendet, so wird der Weißleim stärker verdünnt, als bei stark leimhaltigem Papier.

Erwähnt war bereits, daß auch bereits recycelte Papiere oder Papierstreifen, die in der Regel schwer zu reinem Papier wieder verarbeitet werden können, hier ein vorteilhaftes Anwendungsgebiet finden. Sie werden zunächst in längere Schnitzel- oder Streifenform zerlegt und dann mit dem WKW-Binder vermischt. Der WKW-Binder, der aus Weißleim, Kaolin und Wasserglas besteht, enthält bereits die für das jeweilige Papierschnitzel-Gewirr zugeschnittene Wassermenge in Form des wasserverdünnten Weißleims. Eine bevorzugte Mischung des WKW- Binders ist 35 Gew.-% wasserverdünnter Weißleim, wobei die der Papierart entsprechende Wassermenge hier enthalten ist, 45 Gew.-% Wasserglas und 20 Gew.-% Kaolin. Diese Werte verstehen sich als Richtwerte, weshalb die Erfindung sie als "Etwa-Werte" bezeichnet, darunter versteht die Erfindung eine Veränderung von ±5% im Gew.-%-Anteil.

Etwa 7% des Kaolin-Anteils kann in der oben erwähnten bevorzugten Mischung durch Vermiculit-Pulver oder -Granulat gebildet werden.

Bislang war erwähnt worden, daß die bevorzugte Anwendung der feuerfesten Papierplatte mit WKW-Binder beim Lufttransport liegt, also bei dem Bau von Containern und Transportmitteln, die in der Luftfahrt eingesetzt werden. Daneben gibt es aber andere vorteilhafte Anwendungsgebiete, so in der Bauindustrie bei der Isolierung von Bauten, wie Häusern und Gebäuden. Hier kommt zum Tragen, daß die Platte aus Papierschnitzel und WKW-Binder nicht nur feuerfest, sondern auch wasserdicht und unverrottbar ist. Sie kann damit an die Stelle bisher üblicher Kunststoff-Formplatten oder anderen Kunststoffplatten treten, die zur Isolation beispielsweise des Kellerbereiches von Häusern an der Außenwand verwendet wurden. Obwohl die Ausgangsstoffe dieser Papierplatte es zunächst nicht vermuten lassen würden, daß die Platte nach Trocknung wasserdicht ist, zeigen Versuche, daß sie gegenüber Wassereinbruch unempfindlich ist. Außerdem ist sie wesentlich stabiler als herkömmliche Polystyrol-Platten, wozu auch die zusätzliche Beimischung von Holzspänen beitragen kann. Gegenüber den erwähnten Kunststoff-Platten hat sie schließlich den Vorteil, daß sie aus natürlichen Werkstoffen gefertigt ist, also langfristig umweltverträglich ist. Die zu ihrer Herstellung verwendeten Werkstoffe sind preiswert und bei der derzeitigen Verwertungslage leicht und ohne Verzögerung erhältlich.

Claims (12)

1. Verwendung von Papierschnitzel und/oder Papierstreifen zur Herstellung eines feuerhemmenden leichtgewichtigen und stabilen Werkstoffes unter Beigabe eines Wasserglas-Kaolin- Weißleim-Binders (WKW-Binder).

2. Verwendung nach Anspruch 1, bei der der WKW-Binder aufweist:

• (a) zwischen 30 bis 40 Gew.-% üblichen wasserverdünnten Weißleim;
• (b) zwischen 60 bis 70 Gew.-% Wasserglas und Kaolin, davon insbesondere etwa 70 Gew.-% Wasserglas, etwa 27 Gew.-% Kaolin und etwa 3 Gew.-% Wasser.

3. Verwendung nach Anspruch 2, bei der etwa 1/3 des Kaolins ersetzt ist durch Vermiculit-Pulver.

4. Verwendung nach Anspruch 2, bei der etwa 1/3 des Kaolins ersetzt ist durch Vermiculit-Granulat.

5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der den Papierschnitzeln bzw. Papierstreifen vor Beigabe des WKW-Binders Holzspäne beigemischt werden.

6. Feuerhemmende leichtgewichtige Platte auf Papierbasis, gekennzeichnet durch eine Mischung aus Papierschnitzeln und/oder Papierstreifen - insbesondere Aktenvernichter-Papierstreifen - und üblichem wasserverdünnten Weißleim, in Verbindung mit einer Kaolin- Wasserglas-Komponente.

7. Herstellungsverfahren für eine feuerhemmende gewichtsarme Platte, insbesondere nach Anspruch 5, bei dem

• (a) Papierstreifen angefeuchtet und mit verdünntem Weißleim vermischt werden;
• (b) Kaolin und Wasserglas im Verhältnis von etwa 30 : 70 zugemischt werden;
• (c) wobei die Mengen von (a) und (b) im Verhältnis von etwa 2 : 1 stehen.

8. Herstellung nach Anspruch 6, bei dem das flüssige/zähflüssige Zwischenprodukt (nach Anspruch 6) in Plattenform gegossen und bei etwa 60°C bis 80°C, insbesondere 70°C, getrocknet wird.

9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 7, bei dem die gegossene und getrocknete Platte bei etwa 85°C bis 95°C, insbesondere 90°C, gepreßt wird.

10. Herstellung nach Anspruch 7 bis 9, bei der die Papierstreifen mit Holzspänen gemischt werden, wobei maximal dieselbe Menge an Holzspänen mit einer vorgegebenen Menge von Papierstreifen gemischt werden.

11. Verwendung nach Anspruch 1 bis 5 oder Herstellung nach Anspruch 7 bis 10, bei der der Wasseranteil des verdünnten Weißleims etwa 50% beträgt, aber abhängig von der Papierart der Papierschnitzel bzw. Papierstreifen verringert oder erhöht wird.

12. Verwendung oder Herstellung nach Anspruch 11, bei der der Wasseranteil des verdünnten Weißleims abhängig von dem Holzspan-Anteil ist.