NO810285L - Fremgangsmaate for fremstilling av lite eller ikke brennbare produkter paa basis av fibermaterialer - Google Patents

Description

Dérstådig høyere krav til brannbeskyttelse av materialer

av allé typer gjør det nødvendig at alle, også organiske fibermaterialer, beskyttes mot brann henholdsvis utrustes slik at de ikke bidrar til at en brann oppstår eller videre-føres og understøttes. Fremstillingen av materialer fra organiske fibermaterialer skjer på næringsmessig type og måte bare ved våtprosesser, altså i meget tynne vandige suspensjoner. Dette passer imidlertid ikke for innføring avbbrannbeskyttelsesmidler som er løselige i vann eller som kan rives bort med avvannet.

Den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen er å innføre slike brannbeskyttelsesmidler, spesielt borsyre,

i de produkter som skal dannes av fibermaterialer, uten at den fordelaktige og økonomisk gjennomførbare våtprosess må oppgis ved fremstillingen av fibermaterialene.

Som et eksempel på teknikkens stand nevnes en fremgangsmåte for fremstilling av et av mineralske stoffer fremstilt, ikke-brennbart material, hvor det under anvendelse av rest-avvanns-klare slam og/eller fuktige tre-spon dannes et fast legeme ved at disse basis stoffer tilblandes bormineraler, disse bormineraler tilsettes svovelsyre og den oppnådde blanding limes med en kunstharpiks og presses varmt. Det material som oppnås på denne måtenfremviser lignende mat-erialegenskaper som sponplater men er dog på grunn av andelen av den i materialet inneholdte borsyre såvel som i det minste delvis glass- eller keramikk-dannende mineraler, ikke-brennbart. Slektskapet mellom disse kjente materialer og sponplater ytrer seg også i dets fremstillingsmåte, som inntil fremstillingen av brannbeskyttelsesmidlet er identisk med fremstilling av sponplater. Utgangsmåterialene er der-for praktisk talt tørre henholdsvis fremviser i allefall et fuktighetsinnhold på maksimalt 25%.

I motsetning hertil skal de produkter som oppnås ved den foreliggende oppfinnelse fremstilles ved våtprosessen på sugefiltret, papirmaskiner, .ilangwire- eller rundwiremas-kiner, idet den vandige utgangsuspensjon alt etter behov for den anvendte avvanningsmaskin skal fremvise et fast stoffinnhold og bare 0,5 til maksimalt 5%. Er også i til-fellet med den kjente materialfremstilling også den tørre innføring av pulverformede, vannuoppløselige brannbeskyttelsesmaterialer mulig, så skiller disse seg ut ved fremstilling av de angjeldende produkter, det som omtrent tilsvarer kartong,papp eller fiberplater. Likevel kan oppfinnelsen nyttiggjøre seg denne fordelaktige fremgangsmåte for omvandling av bormineraler i borsyre, da anvendelsen av denne metode ikke bare sikrer oppnåelse av en god brannbeskyttelse men også er meget økonomisk.

En ytterligere betraktning vedrørende anvendelsen av denne kjente fremgangsmåte er at det ved kombinasjonen av den kjente våtmetode for fremstilling av papir, kartong, papp og fiberplater med den"-kjente metode for tørr fremstilling av brannbeskyttede materialer, måtte være mulig å fremstille fiberforsterkede gipsplater, som ved liten svelling og lav vannopptagelsesevne fremviser gode styrkeegenskaper. Slike gipsplater trenges spesielt for tørr innvendig innredning og belegg på vegger, da ;de ikke bare fremviser egen-skaper som forbedrer inneklimaet og på grunn av fiberarmera-^ ingen kan spikres og har styrkeegenskaper tilstrekkelige for å bestemme deres bruksverdi, men er også lette å mon-tere og ved anvendelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen også økonomisk fremstillbare.

Også her er selvfølgelig brannbeskyttelsen av meget stor betydning da denne beskyttelse nettopp kreves for innvendig innredning av rom.

Ved oppfinnelsen lykkes det å fremstille tung antennelige eller ikke-brennbare produkter på basis av fibermaterialer på økonomisk måte derved at fibermaterialene oppberedes til en vandig pulp og denne pulp tilblandes grundig bormineraler og mineralsyrer og den således dannede blanding tilføres etter en modningstid flordannelse- og fiberavvanningsmaskiner, avvannes og tørkes deretter.

Uten at således den fordelaktige våtmetode forlates, tilblandes således fiber-utgangsmåterialene mineraler som allerede i seg selv virker brannhemmende, men også borsyre, som som kjent fremviser meget gode brannbeskyttelsesegen-skaper. Disse brannbeskyttelsesmaterialer forstyrrer ikke det fordelaktige fremstillingsforløp som derved uten ytterligere investeringer kan gjennomføres på de disponible maskin-baner. Et vesentlig fremskritt Består imidlertid også deri at de endelige materialer ikke bare er brannbeskyttet, men også derved at ved anvendelse av gunstige kalsiumholdige bormineraler og svovelsyre, dannes ved omdannelsen av bor-mineralene kalsiumsulfat (gips) i tillegg til at det opp-

nås en meget høy styrke av materialene. Dette kan forklares med at kalsiumsulfatet understøtter bindingen av de enkelte fibre til hverandre henholdsvis styrker fiber-nettverket i sterk grad. På denne måte kan altså ikke bare brannbeskyttede produkter fremstilles, men også armerte gipsplater,

og hvis det kalsiumsulfat som danner seg ikke skulle være tilstrekkelig for egenskapene av det fibermaterial som dannes som gipsplater, kan fiberpulpen også ytterligere tils settes ferdig gips. Det dannes således et helt nytt fibermaterial som er av overordentlig betydning nettopp for innredning av rom, da materialet i forhold til de kjente gipsplater fremviser brannbeskyttende og dertil vesentlig for-bedrede fasthetsegenskaper.

Med hensyn til egenskapene av et slikt produkt skal det

også vises til at de kan endres ved innblanding av de for-skjelligste mineraler, som selvfølgelig ikke må være brennbare. Spesielt fordelaktig har ekspanderte mineraler som ekspandert leire, ekspandert skifer, perlitt eller vermiculitt vist seg. Disse ekspanderte mineraler er ikke-brenn-

bare men bidrar dog vesentlig for varmeisolering og for spikringsevnen av de dermed fremstilte produkter.

Som fibermaterialer anvendes generelt organiske fibre,

som er brllige, og eventuelt kan fås som antallsprodukter. Anvendelse av ikke-organiske fibre som mineralske fibre (asbest), glassfibre (stapelfibre) eller kunststoff-fibre

er imidlertid også mulig.

For å erholde et nøytralt, ikke-aggressivt produkt tilsettes mineralsyren hensiktsmessig i støkiometriske forhold. Den kan tilsettes i slik mengde at blandingen, umid-delbart etter tilsetning av mineralsyren, har en pH-verdi mellom 1,5 og 3,0 foretrukket 2,0. En til nøytnalisering gå-ende tendens lar seg oppnå ved gjennomføring av fremgangsmåten ved forlengelse av modningstiden, etter tilsetningen av mineralsyren. Som mameralsyre anvendes hensiktsmessig svovelsyre idet ikke bare den allerede omtalte kalsiumsul-fatdannelse kan finne sted ved hjelp av denne, men den kan også fås meget billig som avfallssyre.

Skulle det være nødvendig henholdsvis ønskelig med en innblanding av et tungt fyllstoff i utgangsmåterialet, er det også mulig å tilsette fiberpulpen før videreforarbeidelsen ytterligere grov- til fin-kornede malte mineraler, hensiktsmessig slike som i branntilfeller danner glass henholdsvis keramikk. Meget fordelaktig føres produksjonsvannet i kretsløp, da herved de i dette produksjonsvann løste kjemi-kalier;,, spesielt andelen av det i vannet oppløste brannbe-skyttelsesmiddel, på nytt tilføres produksjonsprosessen. Spesielt kan dette produksjonsmiddel også på nytt påspcøytes fiberfloret på wirepartiet, hvorved også vannoppløselige brannbeskyttelsesmidler samtidig kan påsprøytes. Fremstillingen av to- eller fler-sjiktplater, hvorved fiberpulp ved hjelp av dobbelt- henholdsvis flerdobbelt-påføring med relativt høyt bormineral/mineralsyreinnhold kan helles ut på et allerede dannet flor henholdsvis et flor under dannelse, er også mulig. Det har :vist seg som ytterst hensiktsmessig at temperaturen av fiberpulpen under fremstillingen holdes på en temperatur som ligger omtrent ved rom-temperatur eller under 20°C. Derved unngås en omsetning, spesielt av brannbeskyttelsesmaterialene og derved deres mulige tap gjennom avvannet.

Totalt oppnås derved et av fibermaterialer fremstilt produkt hvor borsyrepartiklene er avsatt på produktets fibre og hvor mellomrommene mellom de enkelte fibre, ved anvendelse av kalsiumholdige bormineraler og svovelsyre, i det minste delvis er utfylt med gips, altså fibermaterialer som alt etter mineralandelen er mer fiberplateaktige eller mer gipsplateaktige.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen illustreres nærmere ved hjelp av de etterfølgende eksempler:

Eksempel 1

For fremstilling av ca. 1000 kg av en tungt antennelig tre-fiber-isolasjonsplate innføres i en Hollander med romfang 15 m 3 643 kg defibratormassé eller treslip eller en blanding av de to masser. Denne blanding bringes ved ettermaling til den ønskede malegrad og deretter innblandes 240 kg bormin-eral colemanit (ca. 45% borinnhold) homogent gg deretter innblandes langsomt svovelsyre til pH-verdien av blandingen ligger ved 2,0 til 2,5. Deretter skal blandingen modne i en beholder og deretter føres til videre forarbeidelse. pH-verdien etter'modningen er steget til omtrent 4,5 til omtrent 4,8. Fibersuspensjonen, som i maskinbeholderen i nød-vendig utstrekning er fortynnet, avvannes på en langwiremas-kin til et fiberflor som tilføres tørkekanalen. Her skjer tørkningen til ca. 5% restfuktighet. Inngangstemperaturen i tørkekanalen holdes under 100°C slik at floret først tørkes jevnt og vannet ved æluttørkningen ennå godt kan unnvike fra det indre.

Eksempel 2

For fremstilling av en fiberforsterket gipsplate innføres

i en Hollander 225 kg treslip eller defibratormasse eller en bibanding av disse og bringes med produksjonsvann til en fibersuspensjon med 5% tøvr stoffinnhold . Deretter tilsettes 480 kg colemanit (ca. 45% borinnhold) og det blandes så lenge at det oppstår en homogen blanding. Deretter innblandes langsomt 235 kg svovelsyre hvorved pH-verdien i den surgjorte løsning ikke skal ligge under 2,0 men heller ikke over 2,8. I den etterfølgende lagringsbeholder modnes denne blanding hvorved pH-verdien stiger til 4,5 til 4,8. Fiberblandingen videreforarbeides deretter som en fiber-isolasjonsplate, idet dog sluttproduktet kan beteg-nes som armert gipsplate. Det er herved interessant at borsyreinnholdet av gipsplaten ved i kretsløpet ført produksjonsvann utgjør omtrent 26 vektprosent i sluttproduktet slik atppodduktet altså er ikke-brennbart i henhold til DIN 4102,klasse A2. For ytterligere ved gjennomføringen

av denne fremgangsmåte å gi karakteren av en gipsplate er det mulig at den modnede fiberpulp hensiktsmessig ytter* ligere tilsettes tilberedt gips sammen med produksjonsvannet. Avvanningen skjer da på en for dette egnet kjent avvanningsmaskin. Sluttresultatet er i alle fall en armert gipsplate som ikke bare er vannbeskyttet henholdsvis ikke-brennbart. men også fremviser bemerkelsesverdige fasthetsegenskaper.

Eksempel 3

For fremstilling av en brannbeskyttet hardfiberplate anvendes deri samme stoff sammensetning som i eksempel 1. Før avløpet av den ferdige blanding av fibre-colemanit-svovelsyre fra Hollenderen eller blandebeholderen tilsettes 0,5 til 2% av en syreherdende kunstharpiks. Etter å ha passert avvanningsmaskinen etteravvannes fiberfloret i en presse og presses til en hardfiberplate som ved forbindelse av fibrene under trykk og varme oppnår den vanlige fasthet og utover dette er brannbeskyttet.

Eksempel 4

For fremstilling av tungt antennelige fiber-isolasjons-plater som deretter skal forarbeides til formlegemer, fremstilles først en fibersuspensjon i henhold til eksempel 1

i en Hollander eller blandebeholder. Etter modning av blandingen er pH-verdien steget til ca. 5,0. Nå tilsettes minst 20 vektdeler av et fellbart termoplastisk kunststoff i pulver- eller dispersjonsform i fiberpulpen og fikseres på fibrene ved hjelp av den vanlige fellingsmetode. For dette anbefales å velge et mykningsmiddelholdig kunststoff. Deretter videreforarbeides fiberpulpen som beskrevet i eksempel 1 til isolerende fiberplater. Den ferdige f-iber-isolas jonsplate kan nå presses til et focmlegeme under trykk og varme i en form av matrise og patrise.

Eksempel 5

For fremstilling av et tungt antennelig papir for emballasje innføres i en Hollander for ca. 1000 kg sluttprodukt:

321 kg atmosfæretørket resirkulert papir (avispapir)

321 kg atmosfæretørket malt natroncellulose og etter tilstrekkelig fiberoppløsning

240 kg colemanit med 44% borinhhold, finmalt.

Fibermassen skal ha et tørrstoffinnhold på ca. 5 vektprosent .

For fiberpulpen anvendes først friskt vann og senere det

fra fremstillingen av slikt papir stammende avvann fra rund-eller lang-wiremaskinen.

Blandingen av fiber/colemanit surgjøres nå ved langsom tilsetning av 117 kg svovelsyre til en pH-verdi på 2,0 til 2,5. Blandingen skal deretter modne i minst en time og videreforarbeides deretter som vanlig. Inntil denne forarbeidning er pH-verdien steget til ca. 4,5. Sluttproduktet er et fast, ikke-lenger antennelig papir.

Eksempel 6

For fremstilling av en tungt antennelig kartong, f.eks. for innvendig kledning av biler, innføres i en Hollander for 1000 kg sluttprodukt:

300 kg atmosfæretørket malt natronkraftpapir

200 kg atomosfæretørket resirkulert papir (malte dokumenter) 100 kg Ia natronkraftpapir.

For fremstillingen av fiberpulpen anvendes først friskt

vann og etter at fremstillingen er kommet i gang, bak-vannet fra sugepartiet av langwiremaskinen. Faststoffinn-holdet skal utgjøre 5%. I fiberpulpen innblandes nå homogent 240 kg colemanit (ca. 45% borinnhold). Så snart blandingen av fiber/colemanit har oppnådd den ønskede jevne fordeling tilføres 117 kg konsentrert eller den tilsvar-ende mengde fortynnet svovelsyre langsomt i den omløpende fiberpulp og blandingen dannes videre til blandingen er homogen og har nådd en pH-verdi fra 2,0 til 2,5. I lagerbe-holderen kan blandingen: modnes. pH-verdien er derved steget til ca. 4,5 til 4,8. I maskinbéholderen bringes blandingen til den nødvendige forarbeidelsesgrad. Videreforarbeid-ingen av fiberpulpen skjer på vanlig måte. Resultatet er en fast kartong som ikke lenger er antennelig.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av tungt antennelige eller ikke-brennbare produkter, spesielt blad-eller plate-formede produkter, på basis av fiberholdige, organiske eller ikke-organiske materialer, karakterisert ved at fibermaterialene opparbeides til en vandig pulp, denne blandes intimt med bormineraler og mineralsyre, og den således dannede blanding tilføres etter en modningstid flordannelses- og fiberavvanningsmaskiner, avvannes og tørkes deretter.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som bormineraler anvendes kalsiumholdige sådanne.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at fiberpulpen før videreforarbéidelsen tilsettes gips.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at mineralsyre tilsettes i en slik mengde at blandingen før modningen når en pH-verdi mellom 1,5 og 3,0, foretrukket 2,0.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at fiberpulpen før videreforarbéidelsen tilsettes ytterligere grov- til fin-kornede malte mineraler.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at fiberpulpen før vid-eref orarbéidelsen tilsettes ekspanderte, granulatformede mineraler som vermiculitt, ekspandert leire, ekspandert skifer éctler perlitt.

7. Fremgangsmåte somi.angitt i krav 1-6, kar a'-k.t erisert ved at produksjonsvannet føres i kretsløp.

Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at produksjonsvannet sprøytes på fiberfloret på ' .wirepartiet.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 7 eller 8, karakterisert ved at produksjonsvannet tilsettes vannløselige brannbeskyttelsesmidler.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-9, karakterisert ved at fiberpulp med for-holdsvis høyt innhold av bormineral/mineralsyre ved hjelp av dobbeltpulppåløp (flerpulppåløp) helles ut på et allerede dannet flor eller flor som er under dannelse.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-10, karakterisert ved at fiberpulpen under forarbeidelsen holdes ved en temperatur på omtrent 20°C eller derunder.

12. Produkt fremstilt under anvendelse av fibermaterialer, karakterisert ved et blad henholdsvis plateformet fiber-nettverk hvor fibrene er belagt med bor-syrepartikler og brannhemmende materialer.

13. Produkt som angitt i krav 12, karakterisert ved at mellomrommene mellom de enkelte fibre i det minste er delvis utfylt med gips.