NO119517B

NO119517B -

Info

Publication number: NO119517B
Application number: NO146355A
Authority: NO
Inventors: H Nystroem
Original assignee: H Nystroem
Priority date: 1961-11-13
Filing date: 1962-11-08
Publication date: 1970-05-25
Also published as: CH438138A; ES282269A1; GB958468A; FR1349973A

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av brannbestandig materialeProcess for the production of fire-resistant material

for overflatebekledning.for surface cladding.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til fremstilling avThe invention relates to a method for the production of

et materiale med gode brannbeskyttelsesegenskaper og som er beregnet for overflatebekledning. Materialet er av den type som hovedsakelig består av sammen sammenfiltede mineralfibre som er bundet sammen ved hjelp av et fortrinnsvis organisk bindemiddel. Med mineralfibre menes her og i kravene fibre som er fremstilt på syntetisk måte fra slike mineraliske materialer som sten, slagg eller glass etc., eksempelvis i henhold til den kjente fremgangsmåte som består i at materialet i smeltet form utslynges fra en roterende skive og deretter innføres i en gasstrøm i og for defibrering. a material with good fire protection properties and which is intended for surface cladding. The material is of the type which mainly consists of interwoven mineral fibers which are bound together by means of a preferably organic binder. By mineral fibers is meant here and in the requirements fibers that are produced synthetically from such mineral materials as stone, slag or glass etc., for example according to the known method which consists in the material being ejected in molten form from a rotating disc and then introduced in a gas stream in and for defibration.

Fremstillingen av mineralfiberskiver foregår vanligvisThe production of mineral fiber discs usually takes place

således at mineralull, som kan ha blitt fremstilt på angitt måte suspenderes i vann under tilsetning av et organisk bindemiddel som kan være stivelse i forklistret eller uforklistret form, cellulose-derivater med bindemiddelegenskaper, som metylcellulose, etylcellu-lose, karboksymetylcellulose, hydroksyetylcellulose, karbamidharpiks eller andre plaster, som fenolharpiks. Den således dannede fiber-suspensjon, som også kan være blandet med andre stoffer som er an-vendelig ved fremstilling av mineralfiberskiver, tilføres deretter en såkalt opptagningsmaskin, hvor fibermaterialet gis form av et ark. Dette såkalte våtark overføres deretter til en tørkeanordning, fortrinnsvis en valsetørke, hvori det formede ark tørkes under fiksering av fibrene. Hittil har denne tørkning foregått uten anvendelse av trykk, hvilket har fått til følge at de dannede mineralfiberskivene får en volumvekt som så godt som alltid ligger under ca. 0,4. En slik mineralfiberskive må anses å ha mange gode egenskaper, fremfor alt høy isoleringsevne mot varme og kulde, samt gode branntekniske egenskaper. En ulempe med materialet er imidlertid at det ikke er tilstrekkelig mekanisk holdbart for å kunne anvendes for alle formål som overflatebekledningsmateriale. so that mineral wool, which may have been produced in the manner indicated, is suspended in water with the addition of an organic binder which may be starch in pasted or unpasted form, cellulose derivatives with binder properties, such as methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carbamide resin or other plastics, such as phenolic resin. The thus formed fiber suspension, which can also be mixed with other substances that are used in the production of mineral fiber discs, is then fed to a so-called take-up machine, where the fiber material is given the shape of a sheet. This so-called wet sheet is then transferred to a drying device, preferably a roller dryer, in which the shaped sheet is dried while fixing the fibers. Until now, this drying has taken place without the application of pressure, which has resulted in the formed mineral fiber discs having a volume weight that is almost always below approx. 0.4. Such a mineral fiber disc must be considered to have many good properties, above all high insulating ability against heat and cold, as well as good fire safety properties. A disadvantage of the material, however, is that it is not sufficiently mechanically durable to be used for all purposes as a surface cladding material.

I forbindelse med forarbeidene til foreliggende opp-finnelse er det gjort et antall forsøk med fremstilling av mineralfiberskiver idet det i samtlige tilfeller er anvendt uforklistret stivelse som bindemiddel i en mengde på 8%, referert til fibrenes vekt. Ved forsøkene fremstilte man et antall våtark med nøyaktig samme egenskaper. Hver og ett av disse ble deretter underkastet tørkning under pressing til forskjellig trykk. Etter fibrenes fiksering bestemte man bøyholdbarheten for de dannede fiberskiver. Deretter ble presstrykket avsatt som funksjon av bøyholdbarheten i In connection with the preparatory work for the present invention, a number of attempts have been made with the production of mineral fiber discs, in which in all cases unglued starch has been used as a binder in an amount of 8%, referred to the weight of the fibres. During the experiments, a number of wet sheets with exactly the same properties were produced. Each one of these was then subjected to drying under pressing to different pressures. After the fibers were fixed, the bending strength of the formed fiber discs was determined. Then the pressing pressure was determined as a function of the bending strength i

et diagram. Det viste seg da at kurven for funksjonen viser en kontinuerlig økning av bøyholdbarheten frem til en utpreget nedgang ved et visst presstrykk. a diagram. It then turned out that the curve for the function shows a continuous increase in the bending strength until a marked decrease at a certain pressure.

For de undersøkte mineralull som var fremstilt vedFor the examined mineral wool that was made from wood

Elkems Mineralullfabrikk i Norge, kunne forandringen lokaliseres til et intervall på 6-8 kg presstrykk pr. cm . Skiver som var blitt fremstilt under pressing til trykk, som befinner seg over dette intervall, viste forholdsvis dårlig bøyholdbarhet og dessuten utpreget sprøhet, mens derimot skiver som var fremstilt ved pressing til trykk under det angitte intervall viste god bøyholdbarhet. Elkem's Mineralullfabrikk in Norway, the change could be localized to an interval of 6-8 kg pressure per cm. Discs that had been produced by pressing to pressure, which are above this interval, showed relatively poor flexural durability and also pronounced brittleness, while on the other hand discs that had been produced by pressing to pressure below the indicated interval showed good flexural durability.

Deretter ble volumvekten bestemt for de produkter somThe volume weight was then determined for the products which

var dannet ved pressing. Det viste seg da at volumvekten for den was formed by pressing. It then turned out that the volume weight for it

mineralfiberboard som ble tørket ved trykk over intervallet 6-8 kg/cm 2 hadde en volumvekt på ca. 1,2, mens produkter som var tørket ved trykk inntil 6-8 kg/cm ' 2 hadde en volumvekt under 1,1, vanligvis under 1,0 og over 0, 5, vanligvis over 0,7. Analogt med det som er kjent om fremstilling av trefiberboard skulle bøyhold-barheten øke med Økende volumvekt. I foreliggende tilfelle viser det seg imidlertid helt overraskende at denne regel bare gjelder opp til det angitte intervall 6-8 kg/cm og at ved presstrykk over dette intervall inntrer det en kraftig nedgang av bøyholdbarheten på tross av at volumvekten øker. mineral fiberboard that was dried at pressure above the interval 6-8 kg/cm 2 had a volume weight of approx. 1.2, while products that had been dried under pressure up to 6-8 kg/cm' 2 had a specific gravity below 1.1, usually below 1.0 and above 0.5, usually above 0.7. Analogous to what is known about the production of wood fiberboard, the bending strength should increase with increasing volume weight. In the present case, however, it turns out to be quite surprising that this rule only applies up to the specified interval 6-8 kg/cm and that at compression pressure above this interval there is a sharp decrease in the bending durability despite the increase in volume weight.

Forsøksresultatene foranlediget en nærmere undersøkelseThe test results prompted a closer investigation

av fiberskivene. Det viste seg da at de skiver som ble fremstillet under anvendelse av høyere presstrykk enn ca. 6-8 kg/cm p, består fibrene av fiberfragment, mens fibrene i plater som er fremstilt med anvendelsen av lavere trykk, fastholdes i en elastisk komprimert tilstand, som gir gode fastheter. En viktig egenskap ved fiberskiver, hvor fibrene fastholdes i elastisk komprimert tilstand, er at hvis de underkastes lokal innvirkning av en flamme således at det organiske bindemiddel opphører å utøve sin virkning undergår de en svelning på det utsatte sted hvorigjennom materialets varmeisolerende evne øker. Svelningsevnen ved innvirkning av brann øker' med stigende presstrykk opp til 6-8 kg/cm , men faller helt bort ved anvendelse av presstrykk over intervallet. Svelningen er vanligvis minst ca. 25% og kan gå opp til minst ca. 50% og også minst ca. 100$. of the fiber discs. It then turned out that the disks that were produced using a higher pressing pressure than approx. 6-8 kg/cm p, the fibers consist of fiber fragments, while the fibers in boards produced with the application of lower pressure are maintained in an elastically compressed state, which gives good strengths. An important feature of fiber boards, where the fibers are held in an elastically compressed state, is that if they are subjected to the local impact of a flame so that the organic binder ceases to exert its effect, they undergo a swelling in the exposed place, through which the material's heat-insulating ability increases. The swelling ability under the influence of fire increases with increasing pressure up to 6-8 kg/cm, but falls away completely when applying pressure above the interval. The swelling is usually at least approx. 25% and can go up to at least approx. 50% and also at least approx. 100$.

Oppfinnelsen er således basert på det faktum at mineral-fiberplater med volumvekter innen et relativt snevert intervall og hvori fibrene ikke er ødelagt under presningen men sammenholdes i elastisk komprimert tilstand, viser en kombinasjon av gode branntekniske og fasthetstekniske egenskaper. Med hensyn til sistnevnte tilsvarer de nye produkter helt ut det som oppnås ved fremstilling av hårde trefiberplater, hvilket må anses som spesielt overraskende, mens de branntekniske egenskaper, som ligger i sakens natur, er helt overlegne. The invention is thus based on the fact that mineral-fibre boards with volume weights within a relatively narrow interval and in which the fibers are not destroyed during pressing but held together in an elastically compressed state, show a combination of good fire-technical and strength-technical properties. With regard to the latter, the new products completely correspond to what is achieved in the production of hard wood fiber boards, which must be considered particularly surprising, while the fire-technical properties, which are inherent in the matter, are completely superior.

Oppfinnelsen vedrører altså en fremgangsmåte for fremstilling av brannbestandig materiale for overflatebekledning bestående av plater inneholdende filtede, syntetiske mineralfibre, idet man tilbereder en stivelsesholdig suspensjon av fibrene i vann og former fibrene med bindemiddel til en sammenhengende bane, hvorpå The invention therefore relates to a method for the production of fire-resistant material for surface cladding consisting of sheets containing felted, synthetic mineral fibres, by preparing a starch-containing suspension of the fibers in water and forming the fibers with a binder into a continuous web, after which

man etter oppskjæring av denne i ar på hver og et av disse anbringer one after cutting this into scars on each and every one of these places

et trykk under samtidig tørkning for å oppnå forklistring av stivelsen og fiksering av fibrene, og fremgangsmåten erkarakterisert vedat man anvender et forutbestemt trykk under den verdi hvorved fiberknusning finner sted, hvilket trykk er slik at den dannede fiberplate får en tetthet mellom 500 og 1100 kg/m 3, idet stivelsen i suspensjonen før tørkingen er uforklistret. a pressure during simultaneous drying to achieve pasting of the starch and fixation of the fibers, and the method is characterized by applying a predetermined pressure below the value at which fiber crushing takes place, which pressure is such that the formed fiber board has a density between 500 and 1100 kg/ m 3, as the starch in the suspension before drying is unglued.

Ved fremstilling av fiberplater er det vanlig å tilsette fyllstoff fra forskjellige slag, som kaolin. Tilsetning av slike stoffer fører til en økning av volumvekten utover det som skulle nås med rent fibermateriale, men de tilsetningsmengder som kommer til anvendelse ved fremstilling av platene i henhold til oppfinnelsen er vanligvis ikke så høye at noen vesentlig del av den målte volumvekt kan sies å henføre seg til tilsetningsstoffet. In the production of fibreboard, it is common to add fillers from different types, such as kaolin. Addition of such substances leads to an increase in the volume weight beyond what would be achieved with pure fiber material, but the addition amounts that are used in the production of the plates according to the invention are usually not so high that any significant part of the measured volume weight can be said to refer to the additive.

Ved fremstilling av mineralfiberplatene i henhold til oppfinnelsen blir den første forholdsregel å bestemme hvor det angitte intervall for de angjeldende mineralfibre ligger. Man beregner deretter hvor stort trykk man må anvende ved pressingen for at den ferdige plate skal få ønsket volumvekt, uten at det inntrer knusing. Det er derved hovedsakelig presstrykket som bestemmer hvilken volumvekt som fåes, men selvsagt påvirker det også en viss grad våtarkets egenskaper som på sin side kan påvirkes ved en variasjon av fiber-lengden og fibersuspensjonens konsentrasjon. When manufacturing the mineral fiber boards according to the invention, the first precaution is to determine where the specified interval for the relevant mineral fibers is located. It is then calculated how much pressure must be applied during pressing so that the finished plate will have the desired volume weight, without crushing occurring. It is thereby mainly the pressing pressure that determines the volume weight obtained, but of course it also affects the properties of the wet sheet to a certain extent, which in turn can be affected by a variation of the fiber length and the concentration of the fiber suspension.

Eksempel 1.Example 1.

I en hydropulper innføres det kontinuerlig pr. time: In a hydropulper, it is continuously introduced per hour:

100.000 kg vann,100,000 kg of water,

1.500 kg mineralfiber,1,500 kg of mineral fibre,

120 kg potetstivelse,120 kg potato starch,

1,5 kg sinkstearat.1.5 kg zinc stearate.

Den oppnådde suspensjons pH-verdi innreguleres på 4,5The pH value of the obtained suspension is adjusted to 4.5

ved hjelp av en tilsetning av kaliumaluminiumsulfat. Suspensjonen trekkes ved hjelp av en pumpe gjennom en hullskive, hvori hullenes diameter er 25 mm, plasert i pulperens bunn til innløpslommen i en opptagingsmaskin, som inngår i en apparatur for fremstilling av hård trefiberboard. Fibrene gis her formen av et ark, og dette ark, det såkalte våtark, overføres etter skjæring på en eller flere virer, som hviler på transportplater. Det dannede våtark har en tykkelse på 16 mm. Stykkene underkastes nu hvert og ett presning ved forskjellig suksessivt økende trykk hvilende på transportplaten. Det viser seg da at ødeleggelsestrykket for våtarket ligger innen inter- by means of an addition of potassium aluminum sulphate. The suspension is drawn by means of a pump through a perforated disk, in which the diameter of the holes is 25 mm, placed in the bottom of the pulper to the inlet pocket in a recording machine, which is part of an apparatus for the production of hard wood fiberboard. The fibers are here given the shape of a sheet, and this sheet, the so-called wet sheet, is transferred after cutting onto one or more wires, which rest on transport plates. The formed wet sheet has a thickness of 16 mm. The pieces are now each subjected to pressing at different successively increasing pressures resting on the transport plate. It then turns out that the destruction pressure for the wet sheet lies within the inter-

vallet 8-10 kg/cm 2. Når ødeleggelsestrykket er bestemt beregner man at ved påføring av et trykk innen grensen 6-8 kg fåes en mineralfiberboard med en volumvekt på 0,95- Deretter innføres det avskårede lengder av våtarket i pressen hvilende på virer og transportplater og presses ved 6-8 kg/cm i ca. 25 min., idet det dannes en ca. 8 mm tykk mineralfiberboard med volumvekt 0,90. Denne har overordentlig gode såvel fasthetsegenskaper som brannbeskyttelsesegenskaper. Hvis man retter en brennende flamme mot en mineralfiber-plate, viser den en kraftig svelning på det utsatte sted. Den dannede svelning kan gå opp til ca. 1005?. the wall 8-10 kg/cm 2. Once the destruction pressure has been determined, it is calculated that by applying a pressure within the limit of 6-8 kg, a mineral fiber board is obtained with a volume weight of 0.95- Then the cut lengths of the wet sheet are introduced into the press resting on wires and transport plates and pressed at 6-8 kg/cm for approx. 25 min., forming an approx. 8 mm thick mineral fiberboard with volume weight 0.90. This has extremely good both strength and fire protection properties. If you point a burning flame at a mineral fiber plate, it shows a strong swelling in the exposed area. The resulting swelling can be up to approx. 1005?.

Eksempel 2.Example 2.

I den i eksempel 1 angitte hydropulperen innføres detIn the hydropulper indicated in example 1, it is introduced

pr. time:per hour:

100.000 kg vann,100,000 kg of water,

1.500 kg mineralfiber og1,500 kg of mineral fiber and

40 kg potetmel.40 kg potato flour.

Etter innstilling av en pH på en verdi på 5S0 ved hjelpAfter setting a pH to a value of 5S0 using

av en tilsetning av kaliumaluminiumsulfat overføres suspensjonen til et vJLrark på samme måte som omtalt i eksempel 1. På våtarket anbringes 100 kg karbamidharpiks som en 30#-ig oppløsning. Deretter gåes det frem på samme måte som angitt i eksempel 1. of an addition of potassium aluminum sulphate, the suspension is transferred to a wet sheet in the same way as described in example 1. 100 kg of carbamide resin is placed on the wet sheet as a 30% solution. Then proceed in the same way as stated in example 1.

Claims

1. Process for the production of fire-resistant material for surface cladding consisting of sheets containing felted, synthetic mineral fibers, preparing a starch-containing suspension of the fibers in water and forming the fibers with binder into a continuous web, after which, after cutting this into sheets on each and one of these applies a pressure during simultaneous drying to achieve pasting of the starch and fixation of the fibers, characterized by applying a predetermined pressure below the value at which fiber crushing takes place, which pressure is such that the formed fiber sheet has a density between 500 and 1100 kg/m , as the starch in the suspension before drying is unglued.

2. Method according to claim 1, characterized in that the pressure is chosen so that the dry fiberboard has a density between 700 and 1000 kg/m^.