DE2632885A1

DE2632885A1 - Feuerbestaendige pappe bzw. platte aus einer vermiculitzusammensetzung

Info

Publication number: DE2632885A1
Application number: DE19762632885
Authority: DE
Inventors: James R Roberts
Original assignee: EUCATEX SA
Current assignee: EUCATEX SA
Priority date: 1975-07-21
Filing date: 1976-07-21
Publication date: 1977-02-10
Also published as: SE7608244L; SE426236B; BE844339A; AT354247B; FI64567B; FI761973A; FI64567C; FR2318843B1; US4077833A; BR7600710A; ATA529376A; US4043862A; CA1045864A; FR2318843A1; ZA764307B

Description

χ Patentanwälte}
Dr. Ing. Walter Abltz
Dr. Dieter F. M ο rf
Dr. Hans-A. Brauns λ j my 1975

8 München 86, Plenzenauerttr. 28 £ I · J

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EUCATEX S.A. INDUSTRIA e COMERCIO Sao Paulo, Sao Paulo, Brasilien

Feuerbeständige Pappe bzw. Platte aus einer Vermiculit-

zusammensetzung

Die Erfindung betrifft feuerbeständige Pappen bzw. Platten aus Stoffzusammensetzungen (nachstehend zumeist als "feuerbeständige Pappen" bezeichnet), welchen zur Verleihung der Feuerbeständigkeit ein unbrennbares Mineral einverleibt wird. Im besonderen betrifft die Erfindung derartige Pappen bzw. Platten, welche Vermiculit enthalten (nachstehend zumeist als "feuerbeständige Vermiculitpappen" bezeichnet).

Nach einem in großen Umfang praktizierten technischen Verfahren zur Herstellung von aus einer Stoffzusammensetzung

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ORIGINAL INSPECTED

bestehender Pappe wird ein Zellstoffbrei auf ein Langsieb auflaufen gelassen und durch Unterdruckanwendung zu einem nassen Blatt geformt. Das Blatt wird anschließend zur gewünschten Dicke gewalzt und danach im Ofen getrocknet.

Feuerbeständige Pappen werden in entsprechender Weise hergestellt, wobei dem Faserbrei ein spürbarer Anteil eines Minerals einverleibt wird. Spezielle Beispiele für geeignete Minerale sind Gips, Perlit, Mineralfasern, Glasfasern (Fiberglas) und Vermiculit.

Gipspappe wird verbreitet eingesetzt, ist jedoch schwer und besitzt eine ungenügende Strukturfestigkeit.

Perlitpappe schrumpft und zeigt Risse, wenn sie Feuer ausgesetzt wird. Dadurch entstehen Öffnungen, welche eine Übertragung und Ausbreitung der Flammen gestatten.

Mineralfaserpappe schrumpft beim Erhitzen ebenfalls beträchtlich.

Glasfaserpappe sintert bei Feuerbeanspruchung und schmilzt ab, was zum selben nachteiligen Resultat führt.

Die herkömmliche Vermiculitpappe ist ebenfalls mit speziellen Mangeln behaftet, welche nachstehend näher erläutert werden.

Vermiculit ist ein verbreitet vorkommendes und preisgünstiges, goldfarbenes Mineral mit der Formel 3MgO(FeAl)pO,.3SiOp« Im abgebauten Zustand weist Vermiculit einen bestimmten Ge-

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halt an eingeschlossenem Wasser auf. Beim Erhitzen verdampft das Wasser, und der freigesetzte Dampf treibt den Vermiculit auseinander. Dieser wird in ein expandiertes Produkt mit relativ geringer Dichte umgewandelt, welches natürlich die dem Ausgangsmineral eigentümlichen unbrennbaren Eigenschaften "beibehält.

Thermisch expandierter bzw. ausgedehnter Vermiculit ist im Handel ohne weiteres erhältlich. Seine Herstellung erfolgt weltweit durch Zerkleinerung von Vermiculitmineral, Aussieben des zerkleinerten Produkts auf spezielle Korngrößen und Expandieren des klassierten Materials durch plötzliches Erhitzen (flash heating) in einem Ofen auf etwa 982°C (etwa 1800⁰C). Das expandierte Produkt wird neuerlich ausgesiebt "(klassiert), vertrieben und für seine zahlreichen technischen Anwendungszwecke eingesetzt.

Der handelsübliche expandierte Vermiculit eignet sich in vieler Hinsicht gut für feuerbeständige Pappen und ähnliche ' Erzeugnisse. Er besitzt ein geringes Gewicht und eine gute Feuerbeständigkeit, läßt sich in herkömmlichen Vorrichtungen zu Pappenerzeugnissen verarbeiten, verbessert das Aussehen der Pappe und steht in hohen Mengen bei konkurrenzfähigem Preis zur Verfügung.

Teilchenförmiger expandierter Vermiculit verschlechtert jedoch das Ablaufvermögen der wäßrigen Stoffsuspensionen, welchen er einverleibt wird. Wenn man derartige Suspensionen auf das Langsieb auflaufen läßt, erfolgt die Blattbildung nur langsam. Ferner besteht die Tendenz, daß die feineren Vermiculitteilchen ebenso wie die übrigen feinteiligen festen Bestandteile der Suspension nicht im Blatt zurückgehalten werden, sondern mit den Abwässern ablaufen« Dies führt

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zu einem Verlust von Vermiculit und der sonstigen festen Komponenten, welcher auch Abfallbeseitigungsprobleme aufwirft.

Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß das erstere der vorgenannten Probleme, nämlich das schlechte Ablaufbzw. Entwässerungsvermögen der Vermiculit enthaltenden Suspensionen für die Pappenerzeugung dadurch gelöst werden kann, daß man den Suspensionen einen Anteil eines bestimmten defibrierten Holzzusatzes mit hohem Mahlgrad einverleibt. Ferner wurde gefunden, daß sich das zweite der vorgenannten Probleme, nämlich die mangelnde Zurückhaltung des Vermiculits im Blatt am Sieb, durch Versetzen des Pappeneintrags mit einem Anteil von Hydrateellulosegel lösen läßt.

Schließlich wurde festgestellt, daß bei einem Einsatz des Vermiculits in teilweise oder unvollständig expandierter bzw. ausgedehnter Form eines der bei der Verwendung von mineralhaltigen feuerbeständigen Pappen auftretenden Hauptprobleme, nämlich deren Tendenz zur Flammenübertragung infolge des Sinterns, Kollabierens oder der Rißbildung der Pappe bei Beanspruchung durch hohe Temperaturen, gelöst werden kann. Erfindungsgemäß wird die unvollständig expandiertem Vermiculit innewohnende Eigenschaft, sich beim Erhitzen weiter aufzublähen, ausgenutzt. Diese Aufblähung erfolgt im Temperaturbereich von 537,8 bis 982,2⁰C (1000 bis 1800⁰F), während die durch ein Feuer entwickelte Hitze und insbesondere die beim Underwriter-Feuertest für Pappen aus feuerbeständigen Zusammensetzungen festgelegte Temperatur in der Größenordnung von 1204°C (2200⁰F) liegt.

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Wenn man daher unvollständig expandierten Vermiculit zur Herstellung von feuerbeständiger Pappe verwendet und die Pappe anschließend dem Feuer aussetzte wird der Vermiculit weiter ausgedehnt. Aufgrund dieser Expansion stößt bzw. drückt die Pappe in ihrer eigenen Ebene nach außen gegen anliegende Platten oder gegen Rahmen, wie Feuertürrahmen, in Vielehen sie eingeschlossen ist. Auf diese Weise wird ein abdichtender Druck ausgeübt und während eines beträchtlichen Zeitraums die Bildung von Rissen oder Hohlräumen, welche die Flammübertragung gestatten würden, gehemmt oder sogar verhindert.

Ein weiteres Problem, welches Vermiculit mit anderen bei der Herstellung von feuerbeständiger Pappe verwendeten Mineralen teilt, hängt mit der Verbrennung der Stärke oder anderer bei der Pappenerzeugung üblicherweise mit den Mineralen verwendeten organischen Bindemittel zusammen. In einem Feuer kommt es beim Verbrennen des organischen Bindemittels zu einem Zusammenbruch (Kollabieren) der Pappe.

Erfindungsgemäß wurde ferner festgestellt, daß durch Versetzen einer für die Vermiculitpappenerzeugung dienenden Suspension mit einem Anteil eines keramischen Tons mit einer unterhalb der Verbrennungstemperatur organischer Substanzen liegenden Sintertemperatür ein Stützbindemittel bereitgestellt wird, welches im Feuerfall die Dimensionsbeständigkeit und Unversehrtheit der Pappe nach der Verbrennung der organischen Bindemittel gewährleistet. Wenn z.B. der Ton bei etwa 649°C (etwa 1200⁰F) sintert, und die bei einem Feuer entwickelte Temperatur etwa 1204⁰C (etwa 2200⁰F) beträgt, fungiert der gesinterte Ton an der Pappenoberfläche als Bindemittel, welches sich vor dem vollständigen Wegbren-

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nen der organischen Bindemittel bildet. Auf diese Weise wird die Pappe zusammengehalten.

Noch ein Problem von feuerfester Vermiculitpappe, welches ebenfalls von feuerbeständige Minerale anderer Klassen enthaltenden Pappen geteilt wird, besteht darin, daß die Cellulose, Stärke und andere organische Bestandteile der Pappe im Feuerfall hohen Temperaturen ausgesetzt werden, bei welchen sie sich zu brennbaren Gasen zersetzen. Diese Gase entzünden sich beim Entweichen und fördern die Feuer- bzw. Flammausbreitung.

Erfindungsgemäß wurde weiterhin festgestellt, daß eine auf mindestens eine Seite der erfindungsgemäßen feuerbeständigen Vermiculitpappe aufgebrachte, im wesentlichen zusammenhängende und undurchlässige Schicht von Natriumsilikat als Dichtung wirkt, welche die Oberfläche der Pappe während eines beträchtlichen Zeitraums abschirmt, wodurch das Entweichen der brennbaren gasförmigen Abbauprodukte der organischen Pappenbestandteile in die Feuerumgebung und somit ein Beitragen dieser Gase zur Flammausbreitung verhindert werden.

Die erfindungsgemäße feuerbeständige Vermiculitpappe enthält 40 bis 90 Gew.-% (bezogen auf trockene Feststoffe) thermisch expandierte Vermiculitteilchen. Wenn man das nach der Pappenerzeugung vorhandene Ausdehnungsvermögen ausnutzen will, setzt man den Vermiculit in der auf 40 bis 98% seines thermischen Ausdehnungsvermögens expandierten Form ein.

Die Pappe enthält ferner 5 bis 20<& Teilchen von keramischem Ton, dessen Sintertemperatur unterhalb der durch Verbrennung von Holz oder anderen organischen Substanzen entwickel-

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ten Temperatur liegt. Eine Sintertemperatur von nicht mehr als 648,9°C (12OO°F) wird bevorzugt.

Als Bindemittel, Dispergiermittel und Retentionsmittel zur Zurückhaltung der feinen Vermiculitteilchen und anderer kleiner Partikel im verfilzten Blatt auf dem Sieb werden der Pappe 10 bis 30% Hydratcellulosegel einverleibt.

Um ein rasches Ablaufen der Suspension* aus welcher die Pappe am Vakuumsieb erzeugt wird, zu erleichtern, werden der Suspension (bzw. dem Stoffbrei) 1 bis 20% Holz in Faserform einverleibt.

Ferner werden 1 bis 20% Maisstärke oder Tapiocastärke als Bindemittel zugesetzt, welches die die teilchenförmigen Bestandteile der Pappe verbindende Wirkung des Hydratcellulosegels verstärkt.

Wenn man die Feuerbeständigkeit der Pappe noch mehr erhöhen will, versieht man mindestens eine ihrer Oberflächen zusätzlich mit einem 0,0254 bis 0,254 mm (0,001 bis 0,010 inch) dicken Überzug aus Natriumsilikat. Dieser Überzug dichtet die Oberfläche der Pappe ab und hemmt im Feuerfall des Entweichen der durch den thermischen Abbau der organischen Pappenbestandteile gebildeten brennbaren Substanzen. Ferner wird das Eindringen von Hitze in die Pappe durch das Vor- . handensein eines gasundurchlässigen Überzugs verzögert.

Die erfindungsgemäßen feuerbeständigen Pappen werden dadurch hergestellt, daß man ausgesiebtes und klassiertes Vermiculitmineral durch plötzliches Erhitzen (flash heating) bis zu einem vorbestimmten Grad expandiert bzw. aufbläht. Das expandierte Produkt wird neuerlich ausgesiebt. Anschließend

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erzeugt man eine wäßrige Suspension, welche außer dem expandierten Vermiculit die anderen festen Bestandteile enthält, die in die Pappe eingebaut werden sollen. Die Suspension wird dann auf ein herkömmliches Lang- bzw. Fourdrinier-Sieb oder eine andere geeignete Unterdruck-Blattbildungsvorrichtung auflaufen gelassen. Das erhaltene Blatt wird zur gewünschten Dicke gewalzt( gepreßt). Dann wird das feuchte Blatt bzw. die feuchte Bahn zu Platten bzw. Papptafeln geschnitten, welche hierauf getrocknet werden. Danach beschichtet man die Oberfläche(n) auf einer oder beiden Seitdp.) durch Aufwalzen oder nach einer anderen geeigneten Methode mit wäßrigem Natriumsilikat, um die fertige feuerbeständige Vermiculitpappe zu erzeugen.

Es folgt eine Erläuterung spezieller erfindungsgemäßer Ausführungsformen .

Die erfindungsgemäße feuerbeständige Vermiculitpappe besitzt folgende allgemeine Zusammensetzung und wird durch die nachstehenden speziellen Rezepturen erläutert, wobei die Anteile in Gewichtsprozent (bezogen auf trockene Feststoffe) angegeben sind:

Allgemeine Zu- spezielle Rezepsammensetzung, % türen, %

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thermisch expandierte Vermiculitteilchen

Teilchen von keramischem Ton Hydratcellulosegel Stärke (Bindemittel) Defibriertes Holz

τ 8 -

40	bis	90	56	67
5	bis	20	10	10
10	bis	30	20	10
1	bis	20	4	3
1	bis	20	10	10

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Der expandierte Vermiculit, welcher die Schlüsselkomponente der erfindungsgemäßen feuerbeständigen Pappe darstellt, kann einer beliebigen der üblichen.Lieferquellen entstammen. Er weist, wie erwähnt, im abgebauten Zustand einen typischen Feuchtigkeitsgehalt auf, welcher ihm die thermische Expandierbarkeit verleiht. Der expandierte Vermiculit besitzt ein relativ geringes Gewicht, ist feuerbeständig und wird durch Feuer weder zum Sintern gebracht noch chemisch abgebaut. Außerdem ist er mit den anderen Bestandteilen des Pappeneintrags verträglich und verleiht, was einen zusätzlichen Vorteil bedeutet, den Pappen, deren Bestandteil er darstellt, einen ansprechenden Goldglanz.

Der Rohvermiculit wird dadurch in das expandierte Produkt umgewandelt, daß man ihn zu Stücken mit einer bestimmten, für die Verarbeitung geeigneten Größe zerkleinert und durch einen Ofen hindurchführt, in welchem er rasch für einige Sekunden auf eine Temperatur in der Größenordnung von 982°C (1800⁰F) erhitzt wird. Der ausgedehnte Vermiculit wird dann auf die gewünschte Korngröße ausgesiebt, welche für den erfindungsgemäßen Zweck im Bereich von 0,074 bis 3,36 mm (6 bis 200 mesh gemäß der US-Standard-Siebreihe) liegen soll. Gewünschtenfalls kann das gesamte ausgesiebte Produkt verwendet werden.

Es stellt, wie erwähnt, ein erfindungsgemäßes Merkmal dar, daß der Vermiculit für den Einsatz als Bestandteil der hier beschriebenen feuerbeständigen Pappe lediglich, teilweise expandiert wird. Wenn der Vermiculit in dieser teilweise ausgedehnten Form der Pappe einverleibt und diese später während eines Feuers hohen Temperaturen ausgesetzt wird, führt die latente Fähigkeit des teilweise expandierten Vermiculite zur weiteren thermischen Expansion zu einer

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stärkeren Aufblähung, wodurch auch die den Vermiculit enthaltende Pappe bzw. Platte ausgedehnt wird.

Auf diese Weise kommt es zu einer Schubwirkung nach außen, so daß die erfindungsgemäße Vermiculitpappe im Gegensatz zu anderen Mineralpappen, welche bei Feuerbeanspruchung zur Riß- oder Hohlraumbildung neigen, nicht nur unversehrt bleibt, sondern auch nach außen seitlich gegen benachbarte Platten oder gegen Rahmen, in welche sie eingefügt ist, drückt. Der betroffene Bereich wird dadurch abgedichtet, wodurch wiederum das Auftreten von Rissen oder Öffnungen verhindert und somit ein bedeutender Beitrag zur Kontrolle des Feuers geleistet wird.

Das vorgenannte vorteilhafte Resultat wird erzielt, wenn man für die Pappe ein Vermiculitprodukt verwendet, das bis auf 40 bis 98%, vorzugsweise 75 bis 98%, seiner thermischen Expansionskapazität ausgedehnt wurde. In einem typischen Fall verringert sich das Schüttgewicht des Vermiculite dadurch von 1 g/cm³ (62,4 pd/ft³) bis auf 0,16 g/cm³ (10 pd/ft³).

Der Anteil des in den erfindungsgemäßen Pappen eingesetzten, teilweise expandierten Vermiculits wird durch Faktoren, wie die angestrebten Eigenschaften der Pappe, sowie die Art und Eigenschaften der übrigen Pappenbestandteile bestimmt. Im allgemeinen verwendet man jedoch 40 bis 90 Gew.-% (bezogen auf trockene Feststoffe) des teilweise expandierten Vermiculits. Ein Anteil von mindestens 40% ist zur Verleihung der gewünschten feuerfesten Eigenschaften erforderlich. Um die Vermiculitteilchen zu einer Pappe bzw. Platte zu formen, sollten jedoch mindestens 10% Bindemittel und Zusätze bzw. Hilfsstoffe mit dem Vermiculit eingesetzt werden.

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Der einen weiteren wesentlichen Bestandteil der erfindungsgemäßen Vermiculitpappe darstellende Ton hat eine Doppelfunktion. Erstens ist er als solcher ein wertvolles Feuerschutzmittel und trägt demgemäß wesentlich zur Feuerbeständigkeit der Pappe bei. Zweitens fungiert er als Stütz- oder sekundäres Bindemittel für die Vermiculitteilchen.

Der Grund hierfür besteht darin, daß Tone zur Verfügung stehen, welche bei Temperaturen unterhalb jener sintern, die während eines Feuers, welchem die Pappe bzw. Platte ausgesetzt wird, entwickelt werden. Wenn somit jegliche in der Platte enthaltenen organischen Bindemittel durch das Feuer aufgezehrt werden, sintert der Ton bei den dabei auftretenden Temperaturen und bindet im gesinterten Zustand die Vermiculitteilchen aneinander, wodurch die strukturelle Unversehrtheit der Pappe bewahrt und ihre Gebrauchsdauer raiter Feuereinwirkung verlängert werden.

Mit Rücksicht darauf verwendet man für die erfindungsgemäßen Vermiculitpappen Tone, welche unter der Bezeichnung "keramische Tone" gehandelt werden. Eine diesen Tonen gemeinsame Eigenschaft besteht darin, daß sie bei der Beanspruchung durch erhöhte Temperaturen sintern. Um geeignet zu sein, sollen ihre Sintertemperaturen unterhalb der bei der Verbrennung von Holz oder anderen organischen Substanzen entwickelten Temperatur, vorzugsweise unterhalb etwa 1204°C (etwa 2000⁰F), liegen. Ihre Korngröße soll nicht mehr als P,297mm (50 mesh nach der US-Standard-Siebreihe) betragen.

Die für die erfindungsgemäßen Vermiculitpappen geeigneten Tone umfassen - allgemein ausgedrückt - die wasserhaltigen Aluminiumsilikate verbreiteter Herkunft. Ein derartiges, im Handel erhältliches wasserhaltiges Aluminiumsilikat enthält

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57% SiO₂, 27,9% Al₂O₃ und 9,8% gebundenes Wasser. Einen weiteren geeigneten Ton stellt das im Handel erhältliche wasserhaltige Aluminiumsilikat mit einem Gehalt von 63% SiO₂, 26% O^, und 8,4% gebundenem Wasser dar.

Diese und andere Tone werden in den erfindungsgemäßen Vermiculitpappen in feinteiliger Form und in einem Anteil von bis 20 Gew.-% (bezogen auf die trockene Pappe) eingesetzt.

Ein dritter wichtiger Bestandteil der erfindungsgemäßen feuerbeständigen Pappe ist Hydratcellulosegel, das in einem Anteil von 10 bis 30 Gew.-% (bezogen auf das Trockengewicht der Pappe) eingesetzt wird.

Wie der Ton dient das Gel für mehrere Zwecke: Erstens als Bindemittel für die Vermiculitteilchen, zweitens als Dispergierhilfsmittel und drittens als Retentionsmittel für die feinen Anteile.

Die Wirkung des Gels als Dispergierhilfsmittel ist von besonderer Bedeutung. In dieser Funktion verteilt das Gel jegliche Holzfaserklumpen, welche in der zur Pappenerzeugung verwendeten Suspension enthalten sein können, in die Einzelfasern. Das Gel verdickt ferner die Suspension, so daß, wenn diese mit einer Konsistenz (Stoffdichte) von etwa 5% auf das Sieb aufläuft, nur eine geringe Tendenz besteht, daß der Vermiculit emporschwimmt oder der Ton absinkt. Außerdem führt das Gel zur Bildung einer sehr stabilen Suspension, welche ein Fertigpappenerzeugnis mit vollständig gleichmäßigem Querschnitt ergibt.

Die Wirkung des Gels als Retentionsmittel ist ebenfalls von besonderer Wichtigkeit. Während der Vakuumformung der

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Pappe aus einer auf ein Sieb aufgelaufenen Stoffsuspension besteht die Tendenz, daß die feinen Partikel des Vermiculite, Tons und Bindemittels durch das Abwasser aus dem gebildeten Blatt ausgespült bzw. -gezogen werden. Als Retentionsmittel erfüllt das Gel die wertvolle Funktion der Zurückhaltung der erwähnten feinen Anteile im Blatt. Dadurch werden Rohstoffe eingespart, die Eigenschaften der Pappe verbessert und das Abfallbeseitigungsproblem weitgehend gelöst.

Die für den gewünschten Zweck geeigneten Hydratcellulosegele stellen Produkte dar, in welchen der Cellulose durch die im wesentlichen vollständige Mahlung oder Zerkleinerung im wäßrigen Medium Hydratwasser einverleibt wird. Die Cellulose wird dadurch von einem flockig-faserigen Zustand in eine gelatinöse Form übergeführt, wobei der Grad dieser Umwandlung beispielsweise von der Mahldauer, der Art der Mahlvorrichtung und der Gegenwart oder Abwesenheit von Fremdchemikalien abhängt. Üblicherweise wird die Umwandlung durch mechanische Behandlung des wäßrigen Zellstoffbzw. Cellulosebreis in Scheiben- oder Kegelmühlen (Refinern), wie der Bauer- oder Jordan-Mühle, vorgenommen.

Der Zellstoff kann von beliebiger Herkunft sein. Geeignet ist beispielsweise nach dem üblichen Sulfat- oder Sulfitprozeß hergestellter, gebleichter oder ungebleichter Holzoder Bagassezellstoff. Wenn man Bagasse als Rohstoff verwendet, wird diese vor der Verarbeitung zum Zellstoff vorzugsweise vom Mark befreit. Die Zellstoffe sind in großem Umfang in Form von getrockneten Zellstoff blättern,'"'bzw. ^s -tafeln;· erhältlich.

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Bei der Herstellung der vorgenannten Gelprodukte wird der Zellstoff erschöpfend bis zu einem Grad hydratisiert, welcher weit oberhalb des Hydratisierungsgrades des beispielsweise, bei der Herstellung von Pergaminpapier eingesetzten gemahlenen Zellstoffs liegt. Man erreicht dies durch Zerkleinern der Zellstoffblätter in ihre Einzelfasern oder Faserklumpen, wobei man vorzugsweise die trockenen Blätter und Wasser in einen herkömmlichen Stofflöser (Hydrapulper) eingibt und bis zu einer Stoffdichte von 4 bis 7% (vorzugsweise so nahe wie möglich an 7%) vorzerkleinert. Dazu sind etwa 30 min erforderlich.

Der erhaltene Stoffbrei wird in einen Vorratsbehälter gepumpt und in geregeltem Strom in eine erste Scheiben- oder Kegelmühle eingespeist. Es sind vorzugsweise drei derartige Mühlen (Refiner) hintereinandergeschaltet, wobei ein stromabwärts vom letzten Refiner angeordnetes Strömungsdrosselventil für eine ausreichende Verweilzeit im Refiner sorgt.

Der erhaltene, teilweise gemahlene und hydratisierte Zellstoff wird in einen zweiten Vorratsbehälter übergeführt, welcher einen zweiten Refiner beschickt. Dieser gehört demselben allgemeinen Vorrichtungstyp wie der erste Refiner an, bewirkt jedoch eine vollständige Hydratisierung des Zellstoffs. Durch die zusätzliche und erschöpfende Mahlung wird die Brauchbarkeit des Zellstoffs als Bindemittel, Dispergiermittel und Retentionsmittel für die Herstellung der erfindungsgemäßen feuerbeständigen Pappen stark verbessert. Insbesondere wird das Gel durch diesen Mahlprozeß in ein "irreversibles" Bindemittel übergeführt. Dies bedeutet, daß eine mit dem vorstehend beschriebenen, gründlich gemahlenen Gelbindemittel hergestellte Pappe mehrere std siedendem Was-

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ser ausgesetzt werden kann, ohne daß die Klebeverbindung zwischen den gebundenen Fasern und Teilchen des Tons, Perlits und Vermiculits erweicht oder gelockert wird. Wenn die Pappe getrocknet wird, nachdem sie einen solchen Siedetest unterworfen wurde, besitzt sie die gleiche Festigkeit wie vor dem Test. Dieses "Verhalten entspricht jenem von Phenolharzen, wenn diese als Bindemittel verwendet werden.

Man kann den Grad des Mahlens oder der Hydratisierung des Zellstoffs in verschiedener Weise messen, um feststellen zu .können, ob die Mahlung gründlich genug vorgenommen wurde, um einen Zellstoff mit für den beabsichtigten Zweck geeigneten Eigenschaften zu erhalten.

Eine derartige Prüfmethode ist der TAPPI-Test Nr. T221-05-63. Bei diesem Test wird die Ablauf- bzw. Entwässerungszeit des gemahlenen Zellstoffs gemessen, wenn dieser auf ein Sieb auflaufen gelassen wird und ein 1,2 g schweres 15,87 cm-(6,25 inch)-Handblatt ergibt. Ein für die vorliegenden Zwekke geeigneter Zellstoff zeigt bei diesem Test eine Entwässerungszeit von mindestens 900 see, vorzugsweise von 900 bis 1800 see.

Eine zweite Methode zur Prüfung der Eignung des Gelprodukts besteht in der Bestimmung der Schrumpfung nach Trocknung des beim Test erzeugten Handblattes. Ein geeignet hydra-'■·- tisiertes Gel bildet ein Handblatt, welches bei der Trocknung so weit schrumpft, daß der Durchmesser um mindestens 35% gegenüber dem ursprünglichen Wert abnimmt.

Nach einer dritten Methode wird das Handblatt getrocknet und eine kleine Flamme an seine Unterseite angelegt. Wenn » die Cellulose genügend hydratisiert ist, bildet sich dabei

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im Blatt sofort ein Blase.

Nach einer vierten Prüfmethode werden 250 ml des gemahlenen Zellstoffbreis zu einer festen Kugel getrocknet. Wenn das Gel einen für die vorliegenden Zwecke ausreichenden Hydratisierungsgrad aufweist, geht die Kugel unter, wenn man sie in Wasser fallen läßt. Anschließend bleibt die Kugel während eines unbegrenzten Zeitraums des Eintauchens hart, ohne zu quellen.

Um die Bindewirkung des Hydratcellulosegels zu verstärken, kann man den erfindungsgemäßen Pappen 1 bis 20 Gew.-% (bezogen auf trockene Feststoffe) eines Bindemittels vom Stärketyp einverleiben. Als Stärke verwendet man entweder Maisstärke oder Tapiocastärke, wobei letztere bevorzugt wird. Aufgrund ihres niedrigen Gelpunkts von 73>9°C (165⁰F) verlangsamt die Tapiocastärke bei Verwendung in ungekochtem Zustand nicht die Entwässerung des auf dem Sieb befindlichen Stoffbreis bzw. Eintrags.

Die Stärke wird dem Eintrag in Form eines ungekochten, im Handel erhältlichen, trockenen Pulvers einverleibt. Sie entfaltet ihre Klebewirkung, wenn sie bei der Hindurchführung der naßgeformten Bahn durch den Ofen gekocht wird.

Die Verwendung von Tapiocastärke oder Maisstärke in einem Anteil von 1 bis 3 Gew.-% hat den Vorteil, daß man eine Pappe mit geringfügig erhöhter Härte erhält. Der Einsatz einer Stärkemenge von mehr als 3% wirkt sich dahingehend günstig aus, daß die Trocknungsgeschwindigkeit der Pappe im Ofen beträchtlich herabgesetzt wird. Die Stärke bindet beim Kochen einen beträchtlichen Anteil des Wassergehalts der nassen Pappe.

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Man kann brauchbare Pappenerzeugnisse ohne irgendein anderes Bindemittel als das vorgenannte Hydratcellulosegel herstellen. Nach Bedarf kann man jedoch dem Eintrag für verschiedene Zwecke noch andere Klassen von Bindemitteln einverleiben. Ein typisches Beispiel dafür ist ein Phenolharzkleber, welcher in einem zur Erhöhung der Wasserbeständigkeit und Festigkeit des Produkts geeigneten Anteil zugesetzt wird.

Wie erwähnt, erhöht ein Zusatz eines wesentlichen Anteils von expandierten Vermiculitteilchen zum Pappeintrag die Entwässerungszeit des Eintrags am Sieb stark. Um diesen Paktor zu kompensieren und um die Fabrikation zu beschleunigen, versetzt man den Eintrag vorzugsweise mit 1 bis 20 Gew.-$& (bezogen auf trockene Feststoffe) defibrierter Lignocellulose, insbesondere defibriertem Holz.

Da Holz brennbar ist, darf es bei der Herstellung der erfindungsgemäßen feuerbeständigen Pappen nicht in einem wesentlichen Anteil verwendet werden. Wenn man das Holz jedoch im Hinblick auf die Entwässerung in Form von Holzfasern mit maximalem Mahlgrad anwendet, kann man unter Einsatz einer sehr geringen Menge das gewünschte Ziel erreichen.

Die für den genannten Zweck verwendeten Holzfasern können beispielsweise aus Eukalyptus-, Erlen- oder Douglas-Fichtenholz erhalten werden. Sie werden durch Defibrierung von Holzstüdceh in Holzzerfaserern, wie einem Äsplund-Defibrator oder einem Bauer-Nr.4i8-Refiner, welcher bei einem Dampfdruck von etwa 10,5 kp/cm" (150 psi) arbeitet, hergestellt. In jedem Falle wird das Holz bis zu einer bestimmten Siebklassifikation zerkleinert, beispielsweise so weit, daß h% eine Größe von mehr als ,1,68 mm (mehr als 12 mesh

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gemäß der US-Standard-Siebreihe), 20% eine Größe von mehr als 0,841 mm (mehr als 20 mesh) und 76^ eine Größe von weniger als 0,841 mm aufweisen. Die Fasern sollen einen nach der TAPPI-CSF-Prüfmethode (TAPPI-Norm 227m 46) bestimmten Mahlgrad von weniger als 750 aufweisen.

Man kann dem Pappeintrag, wie erwähnt, weitere feuerbeständige Substanzen, Bindemittel, Retentions- und Dispergierhilfsmittel sowie Substanzen einverleiben, mit deren Hilfe spezielle Farbeffekte erzielt werden oder das Aussehen beeinflußt wird. Beispielsweise kann man 1 bis 5 Gew.-% Rasorit (künstlicher Kernit) zusetzen, um die Flammausbreitung und Rauchbildung der Pappe herabzusetzen.

Im Rahmen der Herstellung der erfindungsgemäßen feuerbeständigen Vermiculitpappe wird der teilweise hitzeexpandierte Vermiculit in der vorstehend beschriebenen Weise erzeugt. Der Pappeintrag wird dann dadurch hergestellt, daß man einen mit einer Rührvorrichtung ausgestatteten Behälter mit der gesamten für die Erzielung einer Stoffdichte von 6 bis 8% vorausbestimmten Wassermenge beschickt. Anschließend fügt man das Hydratcellulosegel hinzu. Danach werden das Stärkebindemittel, der Ton und die Lignocellulosefasern zugesetzt. Die vorbestimmte Vermiculitmenge wird zuletzt zugegeben, nachdem die übrigen Bestandteile gründlich durchgemischt und gegenseitig dispergiert wurden. Durch dieses Vorgehen wird eine Zerkleinerung des Vermiculits verhindert, welcher bei den Bedingungen des Mischens eine Korngrößenverringerung erleiden würde.

Der in der genannten Weise hergestellte Eintrag wird dann sofort auf das Sieb einer Langsieb- oder anderen herkömmlichen Pappenmaschine auflaufen gelassen, welche mit Druck-

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walzen ausgestattet ist, mit deren Hilfe die nasse Bahn zur vorbestimmten Dicke gewalzt wird»

Nach ihrer Bildung mittels Unterdruck wird die Bahn mit Hilfe der Walzen "bis auf einen Feststoffgehalt von etwa 30 Gew.-% gepreßt und zu Tafeln geschnitten, welche in einen Dreizonenofen übergeführt werden.

In der ersten Zone des Ofens werden Temperaturen von 315,6 bis 371,1⁰C (600 bis 700⁰F) zum Kochen, des Stärkeanteils der Bahn und zur Entwicklung seines Klebevermögens aufrechterhalten. In der zweiten und dritten Zone, wo die Tafeln in einem hohen Ausmaß getrocknet v/erden, stellt man die Temperaturen auf 232,2 bis 287,8⁰C (450 bis 55O⁰F) bzw. auf 204,4 bis 260°C (400 bis 500⁰F) ein.

Die Trocknung wird bis zu einem Endfeuchtigkeitsgehalt der erhaltenen Pappe bzw. Platte von weniger als 1 Gevr.-% (vorzugsweise von etwa 0,5 Gew.-?o) durchgeführt. Eine solche Trocknung ist wichtig, da im Falle des Vorhandenseins eines geringfügigen Wasserüberschusses, welcher beispielsweise durch einen Feuchtigkeitsgehalt der Pappe von 3 Gew.-% gegeben ist, die Feuchtigkeit in der Plattenmitte in Form einer "nassen Linie" angereichert wird. Dies bedeutet, daß der Feuchtigkeitsgehalt längs der Schwerpunktachse der Platte einen Wert von 15 bis 20% erreichen kann. In einem solchen Falle besitzen die aus dem Ofen entnommenen Platten eine geringe Festigkeit und können bei der anschließenden Handhabung bzw. Verarbeitung, beispielsweise bei der Beförderung von Hand oder bei der auseinanderschichtenden Einwirkung einer Stanzpresse (wie sie zum Einstanzen kleiner Löcher in die Plattenoberfläche im Rahmen der Herstel-

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lung von Schallschluckplatten angewendet wird), sehr leicht beschädigt werden.

Als Ergebnis der vorgenannten Arbeitsweise erhält man eine einheitliche Platte mit einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 1?o, einer Dicke von z.B. 15,875 mm (5/8 in) und einer Dichte von 0,2403 bis 0,3204 g/cm³ (15 bis 20 lbs/ft⁵). Nach Abkühlung kann die Platte, so wie sie aus dem Ofen entnommen wurde, für die verschiedenen Bauzwecke verwendet werden. Es wurde jedoch festgestellt, daß sich die Feuerbeständigkeit der Platte spürbar verbessern läßt, indem man diese auf einer oder beiden Seitefr) mit einem 0,0254.bis 0,254 mm (0,001 bis 0,01 in), vorzugsweise etwa 0,0762 mm (etwa 0,003 in), dicken Natriumsilikatüberzug versieht.

Der Natriumsilikatüberzug wird dadurch aufgebracht, daß man eine wäßrige Natriumsilikatlosung oder -suspension (z.B. eine wäßrige Suspension mit einem Natriumsilikatgehalt von 2.0%) herstellt und mit Hilfe einer herkömmlichen Aufwalzvorrichtung auf eine oder beide Seite(n) aufbringt. Die mit dem Überzug versehene Platte wird dann sehr rasch mit Hilfe eines Infrarotstrahlers bei Temperaturen von 300 bis 400⁰C getrocknet.

Der Natriumsilikatüberzug besitzt eine zweifache Wirkung:

1. Da der Überzug anschwillt, erhebt er sich im Falle einer Feuerbeanspruchung der Platte und löst sich vom Plattenkörper ab. Dadurch bildet sich eine Isolierschicht, welche den Plattenkörper bei einer geringerenTemperatur hält.

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2. Der Natriumsilikatüberzug wirkt als Dichtung, welche das Entweichen von brennbaren Gasen aus dem Plattenkörper verhindert. Die Platte enthält bekanntlich Holzfasern, Stärke und andere organische Substanzen, welche sich bei einer Feuereinwirkung zersetzen und brennbare Gase bilden. Das Entweichen dieser Gase aus der Platte und ihre darauffolgende Entzündung führt zu einer Flamm- bzw. Feuerausbreitung. Diese stellt eines der beim Standard-Feuerbeständigkeitstest, welchen die Platte bzw. Pappe bestehen muß, bestimmten Kriterien dar.

Wenn die Platte aber außenseitig einen Natriumsilikatüberzug aufweist, werden die durch Zersetzung der brennbaren Anteile der Platte erzeugten brennbaren Gase während eines beträchtlichen Zeitraums in der Platte eingeschlossen bzw. am Entweichen gehindert. Die Feuerbeständigkeit der Platte wird dementsprechend erhöht.

Durch das Vorhandensein eines Natriumsilikatüberzugs v/erden ferner jegliche gegebenenfalls an der Plattenoberfläche befindlichen und daher der Umgebung ausgesetzten Cellulosematerialien oder sonstigen organischen Substanzen bedeckt, wodurch jegliche bei Feuereinwirkung bestehende Entzündungstendenz der Platte weiter vermindert wird. Ferner macht der Natriumsilikatüberzug die Rückseite der Platte gegenüber heißen Gasen undurchlässig. Dadurch wird die Zeitspanne, welche die Hitze für ein übermäßiges Durchdringen der Platte benötigt, beträchtlich verlängert.

Die nachstehenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken; die Teilangaben beziehen sich auf das Gewicht.

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Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert das Verfahren zur Herstellung eines zur Verwendung in der erfindungsgemäßen feuerbeständigen Pappe geeigneten Hydratcellulosegels.

Gebleichter Sulfitzellstoff (in Form von trockenen Tafeln) wird zusammen mit Wasser in einen Stofflöser (Hydrapulper) eingegeben und darin auf eine Stoffdichte von etwa 7% gebracht. Dazu werden 30 min benötigt. Die erhaltene Stoffsuspension wird in einen Vorratsbehälter gepumpt, aus welchem sie in geregeltem Strom von etwa 1 t/std (Trockenbasis) durch drei hintereinandergeschaltete und bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck arbeitende erste (primäre) Refiner geleitet wird. Bei den Refinern handelt es sich um Beloit-Jones-Refiner vom Typ "Fibermaster IIⁿ, welche mit einem Basaltlava-Mahlkörper ausgestattet sind.

Der erhaltene, teilweise gemahlene und hydratisierte Faserbrei wird in einen zweiten Vorratsbehälter übergeführt, aus welchem er in geregeltem Strom in einen zweiten (sekundären) Refiner eingespeist wird. Bei letzterem handelt es sich um einen BeIoit-Jones-Refiner vom Typ "Double D Series 4000", welcher mit 66,04 cm-(26 in)-Scheiben aus rostfreiem Stahl und Leitungen für den Einstrom(Monoflow)-Betrieb ausgestattet ist. Die Scheiben des Refiners sind so angeordnet, daß ein in den Refiner eingespeister, teilweise gemahlener und hydratisierter Faserbrei jeweils zweimal durch die Scheiben geführt wird.

Der Faserbrei wird mit einem Durchsatz von 4 t (tons)/std (Trockenbasis) durch den Refiner geführt. Aufgrund dessen Einstrom- bzw. Monoflow-Anschlusses wird der Stoffbrei im

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zweiten (sekundären) Refiner insgesamt 8 Mahlstufen unterworfen (im Vergleich zu den 3 Stufen in den drei in Serie geschalteten primären Refinern).

Der Faserbrei wird im zweiten (sekundären) Refiner bis zum Zustand der erschöpfenden bzw. im wesentlichen vollständigen Hydratisierung verarbeitet. Bei der Prüfung nach dem TAPPI-Standardtest Nr. 221-05-63 weist er eine Entwässerungs- bzw. Ablaufzeit von etwa 1800 see auf.

Beispiel 2

Dieses Beispiel erläutert das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen feuerbeständigen Pappe und deren feuerfeste Eigenschaften.

In ein mit einem Rührer ausgerüstetes großes Reaktionsgefäß werden unter ständigem Rühren in der angegebenen Reihenfolge Wasser, 10 Teile keramischer Ton "Taubate" mit einer Korngröße von <0,074 mm bis <O,841 mm (-200 bis -20 mesh) und einer Sintertemperatur von 648,9°C (1200⁰F), 20 Teile gemäß Beispiel^ hergestelltes Hydratcellulosegel, 3 Teile Tapiocastärke mit einer Korngröße von weniger als 0,841 mm (-20 mesh) und 10 Teile von in einem Asplund-Defibrator zerfaserten Holzfasern mit einem Mahlgrad von 700 C.S.F., welche bis zu einer Fasergröße von h% > 1,68 mm ( + 12 mesh), 20% >O,841 mm (+20 mesh) und 76% < 0,841 mm ( - 20 mesh) defibiriert wurden, eingeführt.

Nach gründlichem Durchmischen der vorgenannten Komponenten werden 56 Teile Vermiculit mit einer Korngröße von mehr als 0,074 mm bis weniger als 3»36 mm (+ 200 mesh bis - 6 mesh), welcher durch Hitze bis auf 9O?6 seines thermi-

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sehen Sxpansionsvermögens ausgedehnt wurde, zugesetzt. Dann fügt man genügend Wasser hinzu, um eine endgültige Stoffdichte der Mischung von 6% einzustellen.

Der auf diese Weise erzeugte Eintrag wird auf das Vakuumdrahtsieb einer mit Druckwalzen ausgestatteten Langsiebpappenmaschine auflaufen gelassen. Die von der Maschine abgezogene nasse Bahn weist einen Feststoffgehalt von 30 Gew.-# und eine Dicke von 15,875 mm (5/8 in) auf. Man schneidet die Bahn in Stücke, welche in einem Dreizonenofen, in dessen aufeinanderfolgenden Zonen Temperaturen von 343,3°C (650⁰F), 260⁰C (50O⁰F) bzw. 232,2°C (450⁰F) herrschen, getrocknet werden. Der Feuchtigkeitsgehalt der ofengetrockneten Platten beträgt 0,5 Gew.-%.

Ein Teil der erhaltenen Platten wird auf einer oder beiden Oberfläche(n) mit einem Anstrich versehen, ein Teil wird auf einer oder beiden Oberfläche(n) mit einem Natriumsilikatüberzug ausgestattet und ein Teil der mit Natriumsilikat beschichteten Platten wird an der Natriumsilikatoberfläche mit einem Anstrich versehen.

Der Natriumsilikatüberzug wird dadurch aufgebracht, daß man eine 20 gew.-^ige wäßrige Natriumsilikatlösung erzeugt und mit Hilfe einer Aufwalzvorrichtung auf eine oder beide Oberfläche(n) der Platten aufbringt. Man trägt eine genügende Substanzmenge auf, daß der fertige Überzug eine Dicke von 0,0508 mm (0,002 in)- aufweist. Die Platten mit dem frisch aufgebrachten Überzug werden mit Hilfe eines Infrarotstrahlers bei 350⁰C getrocknet.

Die auf diese Weise erzeugten Platten- bzw. Pappenproben v/erden dem ASTM-Prüfverfahren Nr. E84-70, nach welchem die

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Feuerbeständigkeit von Bauplatten getestet wird, unterworfen. Bei diesem Test werden (1) die Flammausbreitung, (2) der entwickelte Rauch und (3) der durch die getestete Platte dem Feuer zur Verfügung gestellte Brennstoff gemessen. Für eine Platte der Klasse A mit der Bewertung "unbrennbar" (Underwriters Laboratories) muß der Wert der "Flammausbreitung" weniger als 25 betragen. Damit eine Platte eine zufriedenstellende Feuerbeständigkeit besitzt, sollen ferner der Wert des "entwickelten Rauches" weniger als etwa 30 und der Wert des "beigetragenen Brennstoffs" weniger als etwa 35 ausmachen.

Zur Durchführung des Tests werden 1,2 m χ 50,8 cm (4 ft χ 20 in) messende Platten der Länge nach in einen 7,62 m-(25 ft)-Tunnelofen gelegt. Die Vorderseite der Platten ist dabei nach außen zugekehrt. Ein Feuerstrahl wird an einem Ende des Tunnels errichtet. Man bestimmt die Flammausbreitung, indem man die Geschwindigkeit des Vorrückens der Flammenfront längs der Linie der Platten mißt. Die Rauchdichte wird mit Hilfe einer am Auslaß des Ofens angeordneten Photozelle bestimmt. Der beigetragene Brennstoff wird aus der Temperatur der aus dem Ofen abziehenden Gase errechnet. Die Resultate sind die folgenden:

Flammaus- entwickelter beigetragener breitung . Rauch Brennstoff

Platte Nr. 1 20 0. 14,2

Platte Nr. 2 15 0 12,3

Platte Nr. 3 15 0 14,5

Platte Nr. 4 15 0 10,7

Die Platte Nr. 1 weist auf der Rückseite einen leichten Anstrich und auf der Vorderseite einen dreifachen Anstrich

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auf, wobei beide Anstriche dem herkömmlichen Vinyl- lind Tontyp angehören.

Die Platte Nr. 2 ist auf beiden Seiten mit einer 0,0508 mm (0,002 in) dicken Natriumsilikatschicht überzogen, wobei die Vorderseite außerdem mit einem einzelnen Anstrich versehen ist.

Die Platte Nr. 3 ist eine einfache, unbeschichtete Vermiculitplatte mit einem Gehalt von 2 Gew.-% (bezogen auf trokkene Feststoffe) Rasorit.

Die Platte Nr. 4 weist auf beiden Seiten einen 0,0508 mm (0,002 in) dicken Natriumsilikatüberzug, jedoch keinen Anstrich auf.

Wie die vorgenannten Werte zeigen, erhalten, sämtliche Testplatten die Bewertung "unbrennbar" für die Klasse A.

Beispiel 3

Dieses Beispiel erläutert das thermische Expansionsvermögen der erfindungsgemäßen feuerbeständigen Vermiculitpappe.

Zu Vergleichszwecken werden zwei Pappen- bzw. Plattenproben herangezogen. Die erste Probe, d.h. die Platte Nr. Λ, besteht aus einer gemäß Beispiel 2 hergestellten erfindungsgemäßen Vermiculitpappe. Die zweite Probe, d.h. die Platte Nr. 2, besteht aus einer handelsüblichen Mineralfaserpappe. Die beiden Testproben besitzen folgende Zusammensetzungen :

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Platte Nr. 1 Platte Nr. 2 (Gew.-%) (Gew.-%)

thermisch expandierte Vermiculitteilchen (zu 90% ausgedehnt) 67

Teilchenförmiger keramischer

Ton	10	10
Hydratcellulo segel	10	-
Stärke (Bindemittel)	3	12
defibriertes Holz	10	10
Mineralfasern		68

Beide Testproben werden in einen Muffelofen gegeben und 30 min auf 900⁰C erhitzt. Man bestimmt die Abmessungen der Proben vor und nach dem Erhitzen. Dabei wird folgendes Resultat erzielt:

Platte Nr. 1 Platte Nr.-2

Plattengröße vor dem Erhitzen (cm) 7,91x7,77x1,65 7,91x7,77x1,66

Plattengröße nach dem

Erhitzen (cm) 8,07x8,09x1,77 7,41x7,25x1,43

Schrumpfung oder Ausdehnung (%). +2+4+7 -6,32 -6,69 -13,85

Die obigen Werte zeigen, daß sich die erfindungsgemäße vermiculithaltige Platte bzw. Pappe beim Erhitzen in allen drei Dimensionen merklich ausdehnt, wogegen die Mineralfaserplatte dabei in allen drei Dimensionen schrumpft.

Beispiel 4

Dieses Beispiel erläutert die günstige Wirkung auf die Stoff entwässerungszeit, welche bei einem Zusatz von Holzfasern

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zu den bei der Herstellung der vorgenannten Vermiculitplatten bzw. -pappen verwendeten Einträgen erzielt wird.

Man stellt dreij unterschiedliche Mengen von Holzfasern enthaltende Einträge für Testplatten her. Die Fasern werden jeweils durch Defibrierung von Eukalyptusholz in einem Asplund-Defibrator bei einem Dampfdruck von 10,5 kp/cm (150 psi) und entsprechender Temperatur erhalten und weisen einen TAPPI-Mahlgrad von 675 C.S.F. auf*. Die drei Proben besitzen folgende Zusammensetzungen (Werte in Gew.-^):

	Eintrag Nr. 1	Eintrag Nr. 2	Eintrag Nr. 3
Vermiculit (zu 9090 ex pandiert)	77	67	57
keramischer Ton	10	10	10
Holzfasern	0	10	20
Tapiocastärke	3	3	3
Cellulosegel (Entwäs serungszeit: 1500 see)	10	10	10

Man bestimmt die Entwässerungszeit der drei Einträge, indem man jeweils das Wasser aus einer zur Herstellung einer 15,875 mm (5/8 in) dicken Platte mit einer trockenen Dichte von 0,3204 g/cnr⁵ (20 Ibs/ft^) ausreichenden Stoffmenge ablaufen läßt.Man bestimmt, die Dauer der Entwässerung aufgrund der Schwerkraft, indem man so lange entwässert, bis das gesamte Wasser vom oberen Teil des gebildeten Blattes abgelaufen ist. Die Entwässerungszeit unter Vakuum- bzw. Saugwirkung wird dadurch bestimmt, daß man die zur vollständigen Entwässerung des Blattes unter einem Vakuum von 38,1 cm (15 in) erforderliche Zeit mißt.

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Es werden folgende Resultate erzielt:

Eintrag Nr. Eintrag Nr.

Eintrag Nr.

Entwässerungszeit aufgrund der Schwerkraft (see)

Vakuum-Entwässerungszeit (see)

77

21 57 20

35

18

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Claims

Patentansprüche

1. Feuerbeständige Pappe "bzw. Platte aus einer Vermiculitzusammensetzung in Form eines verfilzten, getrockneten Blattes, welches in dispergierter Mischung 40 bis 90 Gew.-% thermisch expandierte Vermiculitteilchen, 5 bis 20 Gew.-% Teilchen von keramischem Ton und 10 bis 30 Gew.-?o Hydratcellulosegel mit einer TAPPI-Entwässerungszeit von mindestens 900 see enthält, wobei der Vermiculit auf 40 bis 98% seines thermischen Expansionsvermögens und damit bis zu einem solchen Grad expandiert ist, daß er bei einer Feuereinwirkung auf die Pappe bzw. Platte weiter thermisch expandiert wird und daher auch die Pappe bzw. Platte, deren Bestandteil er darstellt, in diesem Falle der thermischen Expansion unterliegt.

2. Pappe bzw. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vermiculit auf 75 bis 98% seines thermischen Expansionsvermögens expandiert ist.

3. Pappe bzw. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Vermiculitgehalt von 50 bis 70 Gew.-% aufweist.

4. Pappe bzw. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydratcellulosegel eine TAPPI-Entwässerungszeit von 900 bis 1800 see aufweist.

5. Pappe bzw. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1 bis 20 Gew.-% Holz in Faserform enthält.

6. Pappe bzw. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1 bis 20 Gew.-% defibrierte Holzfasern mit

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einem TAPPI-Mahlgrad von weniger als 750 C.S.F. enthält.

7. Pappe bzw. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1 bis 20 Gew.-% Stärke enthält.

8.- Pappe bzw. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1 bis 20 Gew.-5o defibriertes Holz und 1 bis 20 Gew.-% Stärke enthält.

9« Pappe bzw. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf mindestens einer Außenseite bzw. -fläche mit einem Natriumsilikatüberzug versehen ist.

10. Pappe bzw. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf mindestens einer Außenseite bzw. -fläche gleichmäßig mit einem im wesentlichen undurchlässigen Natriumsilikatüberzug mit einer Dicke von 0,0254 bis 0,254 mm (0,001 bis 0,01 in) versehen ist.

11. Pappe bzw. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet-, daß sie einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 1 Gew.-% aufweist.

12. Feuerbeständige Pappe bzw. Platte aus einer Vermiculitzusammensetzung in Form eines verfilzten, getrockneten Blattes, welches in dispergierter Mischung 50 bis 70 Gew.-% thermisch expandierte Vermiculitteilchen, 5 bis 20 Gew.-% Teilchen von keramischem Ton, 10 bis 30 Gew.-%

. Hydratcellulosegel mit einer TAPPl-Entwässerungszeit von mindestens 900 see, 1 bis 20 Gew.-% Holz in Faserform und 1 bis 20 Gew.-% Stärke enthält, wobei der Ver-

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miculit bis auf 75 bis 98?6 seines thermischen Expansionsvermögens expandiert ist und wobei mindestens eine Außenseite bzw. -fläche der Pappe bzw. Platte mit einem im wesentlichen gleichmäßigen, undurchlässigen Natriumsilikatüberzug mit einer Dicke von 0,0254 bis 0,254 mm (0,001 bis 0,01 in) versehen ist.

13. "Verfahren zur Herstellung einer feuerbeständigen Pappe bzw. Platte aus einer Vermiculitzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) Vermiculit durch Erhitzen während einer vorbestimmten Dauer auf eine vorbestimmte Temperatur bis zu einem Grad von 40 bis 98^ seines thermischen Expansionsvermögens expandiert,

b) eine wäßrige Aufschlämmung bzw. Suspension mit pappenbildender Konsistenz bzw. Stoffdichte aus 40 bis 90 Ge\i.-% des teilweise expandierten Vermiculits, 5 bis 20 Gew.-% keramischem Ton und 10 bis 30 Gew.-% Hydratcellulosegel mit einer TAPPI-Entwässerungszeit von mindestens 900 see erzeugt,

c) aus der Aufschlämmung auf einem die Pappenbildung gestattenden Sieb durch Anlegen eines Vakuums ein nasses Blatt erzeugt und

d) das Blatt trocknet.

14. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß man den Vermiculit durch Erhitzen unter vorbestimmten Bedingungen bis auf 75 bis 9890 seines thermischen Expansionsvermögens expandiert.

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15· Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man der Aufschlämmung 1 bis 20 Gewichtsteile Stärke zusetzt und das nasse Blatt in 3 Te¹Mp eraturzonen ofentrocknet, wobei die erste Zone im Temperaturbereich von 600 bis 700⁰C, die zweite Zone im Temperaturbereich von 450 bis 550⁰C und die dritte Zone im Temperaturbereich von 400 bis 500⁰C gehalten werden.

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man der Aufschlämmung 1 bis 20 Gewichtsteile defibriertes Holz zusetzt und dadurch die Entwässerung der Aufschlämmung auf dem die Pappenbildung gestattenden Sieb beschleunigt.

17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine Seite des getrockneten Blattes mit einem Natriumsilikatüberzug versieht.

18. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man dasBlatt bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 1 Gew.-% trocknet.

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