NO148412B

NO148412B - Fremgangsmaate for fremstilling av et ikke-brennbart material inneholdende cellulosefibre og trespon saavel som mineralstoffer

Info

Publication number: NO148412B
Application number: NO792292A
Authority: NO
Inventors: Alfons K Herr
Original assignee: Kataflox Patent
Priority date: 1978-07-19
Filing date: 1979-07-10
Publication date: 1983-06-27
Also published as: NO148412C; ATA395079A; BE877647A; NO792292L; FI791809A; DE2831616C2; US4311554A; FI71515C; AT371426B; GB2026500A; GB2026500B; FR2431470A1; DK301379A; FI71515B; FR2431470B1; DE2831616A1; CH645085A5; SE7905232L

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling

av et ikke-brennbart material inneholdende cellulose-

fibre og trespon såvel som mineralstoffer, og

det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at fiberførende mineralholdig avvannsslam med et vanninnhold på opptil 80 vekt% fra papir-

henholdsvis papp-fabrikker og fuktige trespon med et fuktighetsinnhold på opptil 80 vekt% blandes intimt med kalsiumholdige bormineraler og ved fortsatt

blanding tilsettes konsentrert (96%) svovelsyre,

blandingsgodset tilføres en avdampningsstrekning, etter-

tørkes eventuelt til en fuktighet mellom 3 og 10 vekt%

og tilføres deretter et harpikslim og denne limholdige masse omdannes under anvendelse av trykk og varme til et fast legeme.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patent-

kravene.

Plateformede bygningselementer av gips, asbest og sement,hvor

de elementer som inneholder gips er reservert for den inn-vendige utrusting, anvendes 1 stigende målestokk. Dette på grunn av at den idag foretrukne lette byggemåte forlanger slike bygningselementer. Imidlertid er de kjente materialer med hensyn til deres fysikalske egenskaper ikke fullt ut tilpasset alle ønsker, således er generelt vannopptagningen såvel som også svellingen av de dermed fremstilte bygningsdeler for høy, de lar seg dårlig bearbeide og fremviser også en for liten styrke. Den stive kompresjonsbinding av de anførte stoffer bestemmer derved den forholdsvis lave bøyestyrke av de dermed fremstilte bygningsdeler. Dette gjelder spesielt disse av slike mineralske bestanddeler bestående bygningselementer etter DIN 4102 som inneholder tungt antennelige eller ikke-brennbare konstruksjonsmaterialer.

I bestrebelsene på å frembringe-plateformede bygningselementer med forbedrede fysikalske egenskaper er det allerede utviklet sementbundne tresponplater og gipsfiberplater som for den største del også hører til de tungt antennelige henholdsvis ikke-brennbare bygningsmaterialer.

Videre er det også kjent kunstharpiksbundne trespon-plate-materialer som oppnår overordentlig høye fysikalske fasthetsverdier ved den bestembare sponform og den elastiske kunstharpiksbinding. Vannopptagningen og svellingen av slike materialer kan påvirkes ved seleksjon av bestemte harpisker og tilsetningsstoffer. Med hensyn til forholdet ved brann av slike trespon-materialer foreligger det allerede en rekke metoder for å forsyne stoffene med en flammebeskyttelse. Delvis hører også slike trespon- materialer til de tungt antennelige bygningsmaterialer etter DIN 4102. Det er dog ennå ikke mulig å fremstille slike trespon-materialer som ikke-brennbare bygningsmaterialer klassifisert etter DIN 4102.

Det er også kjent bygningsmaterialer bestående av mineralske, fiberformede, granulatformede eller flokkede mineralstoffer som asbest, glimmer og vermikulitt og som likeledes er sammenlimt med kunstharpikser. For å forbedre kunstharpiksbindingen ble disse materialer også delvis tilsatt fine trespon. Da de mineralske råstoffer i seg selv ikke er brennbare og fremfor alt heller ikke utløser noen flamme- eller brannhemmende reaksjoner i branntilfeller, bestemmer alene andelen av de i disse materialer inneholdte organiske bestanddeler deres klassifisering i brennbare eller ikke-brennbare stoffer etter DIN 4102. Det må imidlertid tas hensyn til at de mineralske råstoffer på grunn av den allerede nevnte kompresjonsbinding bare bidrar meget lite til de fysikalske fasthetsverdier hvor-ved rene mineralske konstruksjonsmaterialer bare er begrenset anvendbare.

Den oppgave som ligger til grunn for den foreliggende opp-finnelse er å tilveiebringe et ikke-brennbart bygningsmaterial som i forhold til de kjente mineralske bygningsmaterialer fremviser høye fasthetsverdier og som også er lett forarbeidbart. Bygningsmaterialet fremstilt ved den foreliggende fremgangsmåte består ikke bare av mineralske ikke-brennbare bygningsmaterialer som er armert ved hjelp av organiske fibre, men det inneholder ytterligere flammehemmende elementer, nemlig borsyre samt i det minste delvis glass- eller keramikk-dannende mineraler.

I branntilfeller begynner dermed ikke bare den kjente brannhemmende virkning av borsyre, men de organiske bestanddeler, altså cellulosefibrene henholdsvis tresponene blir, som tilsvarende forsøk har bekreftet, innesluttet i glass, henholdsvis i keramikk slik at de ikke bidrar til brannkapasiteten.

Betinget ved den elastiske kunstharpiksbinding og de likeledes elastiske cellulosefibre eller trespon fremviser bygningsmaterialet fremstilt ved fremgangsmåten meget høye fysikalske fasthetsverdier, som også tillater at av dette material fremstilte bygningselementer kan anvendes som bærende deler i en konstruksjon. Disse fasthetsverdier går også i branntilfeller meget langsomt tilbake, som påvist ved forsøk, da flammeangrepet på bygningselementet på grunn av innholdet av borsyre henholdsvis ved den overflatemessige glass- eller keramikk-dannelse bare holdes til overflaten.

Det :.iå også nevnes noe om den økonomiske fremstilling av slike bygningselementer, som ikke minst er betinget derav at maskiner for sammenpressing av materialer under anvendelse av varme-herdbar kunstharpiks er kjent i mange forbindelser og deres be-tjening er også alminnelig kjent.

Ved anvendelsen av de fiberholdige avvanns-klareslam er

den fiberformede del av bygningselementet ytterst billig da det her dreier seg om material som ellers ikke hadde kunnet finne noen anvendelse. Likeledes er den konsentrerte svovel-

syre et avfallsprodukt, som også kan komme til anvendelse på grunn av den billige pris. Ved den grundige sammenblanding av de i avvanns-klareslammene inneholdte fibre henholdsvis tresponene med bormineralene og deres etterfølgende overføring i borsyre og kalsiumsulfat forbindes borsyrepartiklene såvel som gipspartiklene fast med fibrene henholdsvis sponene antatt på basis at de nevnte partikler bare punktformet dekker overflaten. Det samme gjelder også for de vanlige mineraler, som allerede hefter til disse.fibre ved den foregående papir-

lapp) henholdsvis cellulosefabrikasjon. Derved blir til-strekkelig fiberflater henholdsvis sponflater fri og kan nås av kunstharpiksen og dermed tilveiebringe en sikker forbindelse av fiber henholdsvis sponskjelettet, som er utslagsgivende for de høye fysikalske fasthetsverdier. Fordelaktig kan de fiber-førende avvanns-klareslam såvel som også tresponene tilsettes trefibre og tremel hvormed ikke bare en ytterligere for-høyelse av fasthetsverdiene kan oppnås, men også på grunn av at ellers vanskelig anvendbart material kan finne en fornuftig og meget nyttig anvendelse.

Som bormineral anvendes hensiktsmessig kolemanitt. Denne mineraljord er forholdsvis billig og egner seg utmerket for

gjennomføring av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen.

Som harpiks anvendes fordelaktig en kondenserende kunstharpiks, foretrukket urea- og melaminharpiks, men også isocyanatklebemiddel og termoplastisk kunstharpikslim kan anvendes.

Alt etter materialtilsetningen kan det være hensiktsmessig å ettertørke blandingsgodset før limingen, for å oppnå en gunstig fuktighet mellom 3 og 10 vektprosent. Videre kan det også være

fordelaktig før limingen å tilføre blandingsgodset til en mølle, foretrukket en slagmølle, for å dele opp mulige for store granu-later, som bare holdes sammen ved kompresjonsbinding.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere på grunnlag av de etter-følgende utførelseseksempler.

EKSEMPEL 1.

I en skovlblander innføres porsjonsvis:

15,0 kg trespon av furutre 0,35 - 0,40 mm tykke med en restfuktighet på omtrent 5 vektprosent, 90 kg avvanns-klareslam fra en finpapirfabrikk med et fast-stoff innhold på ca. 33 vektprosent og omtrent følgende sammensetning :

66 vektprosent cellulose (i form av cellulosefibre)

18 vektprosent Si02

12 vektprosent Al-^O^

4 vektprosent CaO, samt tilslutt

85,0 kg colemanitt.

I løpet av 4 til 5 minutter sammenblandes stoffene godt. Deretter innnsprøytes 49,0 kg konsentrert svovelsyre (96%) i løpet av 1 til 2 minutter i den løpende blander og blandingen homo-geniseres ennå i ca. 2 minutter. I løpet av 10 minutter av-dampes det nå granulatlignende produkt og avkjøles, ettertørkes til 3 til 5% restfuktighet og tilføres deretter et i sponplate-industrien vanlig limingsanlegg,hvor det limes med en limblanding med ca. 55% fastharpiksinnhold ^11 - 12% fastharpiks regnet på totalvekten) og formes og varmpresses som vanlig ved fremstilling av sponplater. Det dannes derved et plateformet material som fremviser slike fasthetsverdier at det kan anvendes for bærende, medbærende eller også avstivende formål innen bygningsindustrien, men også innenfor skips- og karosseri-industrien. Materialet er ytterst godt bearbeidbart med vanlige trebearbeidings-verktøy, tilsvarende som for trevirke. Materialet lar seg slite, kutte, bore, nagle, lime og finere henholdsvis besjikte på annen måte.

Av spesiell betydning er det også at dette material, selv om

det i hovedsaken består av mineralske stoffer, kan fremstilles med spesifikk vekt som ligger under 1000 kg/m 3.

EKSEMPEL 2.

436 g spon av furutre, 0,35 - 0,40 mm tykke og 1734 g "brann-beskyttelsesfibre" med følgende sammensetning:

28,9 vektprosent cellulose (i form av cellulosefibre)

34,8 vektprosent ^BC^

13,8 vektprosent CaO

22,5 vektprosent SO^ sammenblandes i en hurtigløpende turboblander, som samtidig tilsettes 260 g limblanding. Limblandingen har følgende sammensetning :

250 g rålim (ureaharpiks 60%)

16 g paraffinemulsjon (50%)

26 g herderløsning (20%) (ammoniumklorid)

18 g vann.

Den forarbeidingsferdige blanding har en fuktighet på 14,7%.

I en strørarume drysses 10 50 g av denne blanding inn til en platekake som da i en oppvarmbar hydraulisk presse med dimensjon 26 x 26 cm under anvendelse av 16 mm tykke avstandslister presses til en plate. Derved anvendes en pressetemperatur på 420 K følgende trykk: 2

i 2 minutter 3,15 N/mm

2

i 4 \ minutt 1,4 0 N/mm

2

i 0,5 minutt 0,56 N/mm .

Det dannes derved på et vanlig trespon-plateanlegg en ikke-brennbar mineralsk bygningsplate med' høy fasthet. Denne høye fasthet oppnås ved armeringen med trespon og cellulosefibre henholdsvis ved kunstharpiksbindingen.

EKSEMPEL 3.

I en skovlblander innføres 25 kg trespon av furutre og 20 kg trefibre og trestøv med et vanninnhold på 40% såvel som 85 kg krolemanitt og blandes i 2 - 3 minutter. Deretter innsprøytes 49 kg konsentrert svovelsyre (96%) i 1 - 2 minutter på blandingen i den løpende blander og hele blandingen etterrøres ennå

i omtrent 1-2 minutter. Blandingen oppvarmes derved til 373 K eller mer enn dette slik at tørkeprosessen allerede innledes

i blanderen. Blandingen føres deretter ut på en avdampningsstrekning og tørkes eventuelt ved>ytterligere varmetilsetning til 10 - 12% restvanninnhold. Denne blanding ettermales skån-somt for homogenisering og kan deretter, om nødvendig, etter-tørkes til 3-5% restvanninnhold. Den tilføres nå et i spon-plateindustrien vanlig limingsanlegg, limes med 9-11 vektdeler kunstharpikslim tørr vekt og formes til plater eller formlegemer og presses på vanlig måte under trykk og varme til plater eller formlegemer. Ved anvendelse av denne metode oppnås plater eller formlegemer med høy mekanisk styrke og en utmerket bestandig brannbeskyttelse. Med et slikt plate-material lar det seg fremstille sluttprodukter som kan klassi-fiseres etter DIN 4102 i klassen for ikke-brennbare bygningsmaterialer.

Selvfølgelig kan det istedet for plateformede bygningselementer også fremstilles formlegemer av materialene i henhold til eksemplene og disse kan i likhet med de plateformede bygningselementer også allerede ved sammenpressingen overtrekkes med passende materialer på i og for seg kjent måte.

Claims

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et ikke-brennbart material inneholdende cellulosefibre og trespon såvel som mineralstoffer, karakterisert ved at fiberførende mineralholdig avvannsslam med et vanninnhold på opptil 80 vekt% fra papir- henholdsvis papp-fabrikker og fuktige trespon med et fuktighetsinnhold på opptil 80 vekts; blandes intimt med kalsiumholdige bormineraler og ved fortsatt blanding tilsettes konsentrert (96%) svovelsyre, blandingsgodset tilføres en avdampningsstrekning, ettertørkes eventuelt til en fuktighet mellom 3 og 10 vekt%. og tilføres deretter et harpikslim og denne limholdige masse omdannes under anvendelse av trykk og varme til et fast legeme.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som bormineral anvendes kolemanitt med et borsyreinnhold større enn 42 vekt%.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som harpiks anvendes et isocyanatklebemiddel eller et termoplastisk kunstharpiks-lim som kan herdes ved fortsettelse av polykondensasjonsreaksjonen.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at blandingsgodset før limtilførselen males i en mølle.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at cellulosefibrene og tresponene tilsettes ytterligere mineralbestanddeler som vanlig anvendt innen papirindustrien.