NO764150L - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrorer hårdfiberplater

samt fremgangsmåte til deres fremstilling. Platene er ikke-brennbare.

Hårdfiberplater er velkjent og har blitt fremstilt

i flere år. De fremstilles vanligvis ved pressing av trefibre ved hoye temperaturer til dannelse av et sammenpresæt produkt.

I noen tilfelles tilsettes et bindemiddel til trefiberbland-ingen som skal presses. Hårdfiberplate-produkter vil normalt ha en tykkelse fra ca. 1,6 - ca. 12,4 mm og en tetthet på fra ca. 0,8 - ca. 1,12 g/cm^. Ulempen med de fleste kommersielt fremstilte hårdfiberplater er at de underholder forbrenning

og kan derfor ikke brukes ved brannklassifiserte anvendelser. Dette overvinnes enkelte ganger ved hjelp av overflatebelegg og/eller indre kjemisk behandling, men dette er en uonsket los-ning på problemet for disse materialer og anvendelsen derav har tilbøyelighet til å oke prisen på hårdfiberplater og er i tilfelle av overflatebelegg i platens midtre del fremdeles brennbare.

Ifolge foreliggende oppfinnelse unngås disse ulem-per ved de tidligere kjente hårdfiberplater ved å fremstille

en hårdfiberplate med en hoveddel av ikke-brennbare material-

er hvorved den ferdige hårdfiberplaten i det vesentlige er ikke-brennbar og vil tilfredsstille brann-klassifiseringsfor-sok og vil ha en bedommelse i klasse A ifolge ASTM E-84 og en bedommelse på 0 - 25 i "Fire Underwriters Tunnel Test". Materialer som tilfredsstiller én av eller begge disse forsbk ansees som ikke-brennbare, idet de ikke vil underholde forbrenning.

Sammensetningen fra hvilken hårdfiberplatene ifolge foreliggende oppfinnelse fremstilles omfatter fra. ca. 75 - ca. 85% mineralmaterialer. De foretrukne mineralmaterialer er mineralfibre, men andre materialer slik som perlitt, glassfibre og leire kan også benyttes. Mineralfibrene kan være tilstede i folgende mengder: mineralfibre fra ca. 20 - ca. 85% perlitt fra 0 - ca. 50%

andre mineralmaterial-

er slik som lange

glassfibre, leire, as-

best, glimmer o.l. fra 0 til ca. 5%

Resten av sammensetningen utgjores av et bindemiddelsystem. Bindemiddelsystemet omfatter cellulosefibre og et reaktiverbart bindemiddel. Bindemiddelsystemet kan omfatte: Total bindemiddelsystem fra ca. 15 - ca. 25% Cellulosefibre fra ca. 5 - ca. 15%

Aktiverbart bindemiddel fra ca. 10 - ca. 20" Cellulosefibrene kan være trefibre, primære eller sekundære papirfibre, bomullslinter eller lignende. Fiberlengden vil vanligvis være opp til ca. 6,3 mm. De foretrukne fibre for, bruk i foreliggende oppfinnelse er avispapirfibre og vil vanligvis ha en lengde på fra ca. 0,25 - ca. 5 mm med en midlere lengde i nærheten av 1 mm.

Bindlemidlene som brukes i foreliggende oppfinnelse er reaktiverbare bindemidler. Med betegnelsen "reaktiverbare bindemidler" menes at bindemidlet kan herdes mer enn én gang ved anvendelse av varme og fuktighet eller lignende. En ana-log betegnelse er termoplastisk i motsetning til noe som er termoherdet. Som velkjent mykner et termoplastisk materiale når det utsettes for varme og herdner igjen ved avkjbling; et termoherdet materiale stivner eller "herdes" irreversibelt ved oppvarming. De reaktiverbare bindemidlene som anvendes i foreliggende oppfinnelse er lik termoplastiske materialer idet de ikke herdes irreversibelt og de kan gjores myke ved oppvarming og under innvirkning av fuktighet eller lignende hvoretter de kan aktiveres på nytt. Det foretrukne reaktiverbare bindemiddel er stivelse. Andre egnede reaktiverbare bindemidler omfatter lateksbindemidler slik som vinylacetat/akryl-kopoly-mere, styren-butadien, polyvinylacetat og lignende.

Den foretrukne sammensetning ifolge oppfinnelsen om fatter:

Et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter en fremgangsmåte til fremstilling av hårdfiberplate-produkter.

Ifolge fremgangsmåten formes sammensetningen ifolge oppfinnelsen til en hårdfiberplate med en tykkelse på fra ca. 1,6 - ca. 12,4 mm, fortrinnsvis fra ca. 3,2 - ca. 9,6 mm, og med en tetthet på fra ca. 0,8 - ca. 1,12 g/cm<5>, fortrinnsvis fra ca. 0,88 - ca. 1,04 g/cm<5>, ved forst å tilforme en relativt lett plate.ved en våtprosess, torking av platen, påfbr-ing av vann på begge sider av platen og deretter utsette platen for varme og trykk for å redusere dens tykkelse og fblgelig oke dens tetthet med en faktor på minst 2,5. Således er en plate som har en tbrket tykkelse på 19,2 mm og en tetthet på ca. 0,032 g/cm<5>egnet for fremstilling av et hårdfiberplate-produkt med en tykkelse på ca. 6,3 mm og en tetthet på ca. 0,96 g/cm<5>.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen som representerer et skjematisk riss av et apparat egnet for utforelse av foreliggende fremgangsmåte.

Sammensetningen oppslemmes til et faststoffinnhold på fra ca. 2 - ca. 5% og innfores i innlopskassen 10. Den oppslemmede sammensetning avsettes på Fourdrinier-wiren 12 gjennom åpningen 14 i innlopskassen 10. Siden den ferdige hårdfiberplate i dette eksempel vil ha en tykkelse på ca.

6,3 mm, er materialhbyden ved A fra ca. 20,3 - ca. 25,4 cm. Den fbrste seksjon 16 av Fourdrinier-wiren gir fri drenering av vann fra materialet og ytterligere drenering hjelpes av sugekasser 18 med vakuumpumper 20 i seksjon 22. Det delvis tbrkede materiale presses deretter til en tykkelse på ca.

19,2 mm ved hjelp av pressvalser 24. Det skal forstås at flere pressvalser om onsket kan anvendes. Ved dette punkt vil arkproduktet vanligvis inneholde fra ca. 50 - ca. 65% vann. Arket fores deretter inn i et torkekammer 26.

Når stivelse anvendes som reaktiverbart bindemiddel, er det foretrukket å benytte ugelatinert stivelse i sammensetningen som innfores gjennom innlopskassen 10. Arkproduktet vil ved inngang i torkekammeret 26 forst passere gjennom en dampseksjon 28 som vil gelatinere stivelsen. Deretter passerer platen gjennom tbrkeseksjonen 30 som reduserer fuk-tighetsinnholdet i arkproduktet til et maksimalt fuktighets-innhold på ca. 3 vektprosent og fortrinnsvis mindre enn ca. 1 vektprosent. Etter at arkproduktet har forlatt torkeren, oppdeles det hensiktsmessig i lengfer for eksempel av kutteren 32. Det skal forstås at tegningen bare er et skjematisk riss og at det kan foretas mange modifikasjoner. Ved kommer-siell fremstilling er det f.eks. vanligvis foretrukket å opp-dele arkproduktet etter at det er presset og for det går inn i torkeren. På denne måte kan flere.ark tbrkes samtidig på forskjellige nivåer i torkeren.

Det torkede, fortrinnsvis oppkuttede, produkt be-legges deretter på begge sider med en vandig opplosning, fortrinnsvis bare vann. Beleggingen foretas med en såkalt på-legningsvalse. Det benyttes to valser 34 og 36 som kan ro-teres i pilenes retning. Valsene er i en bestemt avstant 38 fra hverandre og dette regulerer mengden av vann som avsettes på platen. Vann 40 fores til den V-form som dannes av valsene på den ovre side, i overskudd fordi mengden som skal tilfores reguleres ved avstanden 38 mellom valsene 34 og 36.

Forskjellige andre typer av vannpåfbrings-innret-ninger kan også benyttes. Man kan f.eks. anvende sprbyte-munnstykker eller lignende. Likeledes kan en gardinbelegger anvendes om onsket, spesielt på toppen av arkproduktet. Det er også mulig å avkjble platen og få vann til å kondenseres

på den fra en omgivende damp. Det skal forstås at det ikke

er nbdvendig samtidig å påfbre vandig opplosning på begge sider av platen og at dette om onsket kan foretas i rekkefolge.

Mengden av vann som skal påfores på hver side av platen er fra ca. 34,2 - ca. 73,2 kg/1000 m p. Man har funnet at mindre vannmengder ikke er tilstrekkelig til å gi god sam-menpressbarhet av platen, mens storre mengder vann har til-bøyelighet til å gjore p&aten vanskelig å håndtere. Den foretrukne vannmengde som påfores på hver side av platen er fra ca. 48,8 - ca. 50,6 kg/1000 m<2>.

Etter at platen er behandlet med vann, utsettes den for en samtidig oppvarmings- og presseoperasjon f.eks. i digelpressen 40. Temperaturen bevirker at det vann som tidligere er påfbrt på platens overflate omdannes til damp som vil trenge inn i platelegemet og bevirke at det reaktiverbare bindemiddel (slik som stivelse) myknes og gjor at man kan påfbre trykk på platen for å sammenpresse denne uten at platen brekker. Trykket som påfores platen 42 er tilstrekkelig til å bevirke en minking i tykkelse og okning i tetthet på minst 2,5 ganger og fortrinnsvis 3 ganger. Siden platen 42 for be-legging med vann normalt vil ha en tetthet på fra. ca. 0,32 - ca. 0,37 g/cm<5>og en tykkelse i foreliggende tilfelle på ca. 19,2 mm, vil temperaturen og trykket som er tilstrekkelig til å bevirke en 2,5 gangs reduksjon i stbrrelse resultere i en plate med en tykkelse på ca. 9,6 mm og med en tetthet på ca. - 0,80 - 0,88 g/cm<5>. Temperaturen og trykket som skal til for å bevirke en minsking i storrelse på 3 ganger, vil resultere i en hårdfiberplate med en tykkelse på ca. 6,3 mm og med en tetthet på fra.ca. 0,96 - ca. 1,04 g/cm<5>.

Etter sammanpressing vil fuktigheten, (damp), forlate platen og fordampe og dermed bevirke at défc reaktiverbare bindemiddel herdes på nytt for trykket utloses.

Mens de temperaturer og trykk som anvendes vanligvis vil variere avhengig av den spesifikke sammensetning til arkmaterialet som skal fremstilles til hårdfiberplate og spesielt avhengig av typen bindemiddel, har man funnet at temperaturer på fra ca. 121 til ca. 371°C og fortrinnsvis fra ca. 141 til ca. 204°C er egnet. Det benyttede trykk kan hensiktsmessig være fra ca. 21 til ca. 59,5 kg/cm og fortrinnsvis fra ca. 28 til ca. 42 kg/cm 2 . Trykk under ca. 21 kg/cm 2vil ikke normalt gi et produkt som har hby nok tetthet,(over 0,80 g/cm<5>), for å bli ansett som et hårdfiberplate-produkt. Trykk over 59,5 kg/cm p kan benyttes, men det er funnet at trykk over dette har liten nyttevirkning fordi selv trykk på så hoyt som 70 kg/cm o sammenpresser ikke produktet til en målbar stbrre grad enn der man benytter trykk på 59,5 kg/cm 2.

Oppholdstiden i pressen er fortrinnsvis tilstrekkelig til å gi et produkt som ikke tilbakefjærer mer enn 20%. Den minste presstid er hensiktsmessig ca. 30 sekunder og det - er foretrukket at materialet presses i minst ett minutt. Det skal forstås at som med trykket er det ingen maksimal presse-tid skjbnt man har funnet at pressetider på 5 minutter er tilstrekkelig for enhver sammensetning ifolge foreliggende oppfinnelse.

Mens digelpressen som kan anvendes i foreliggende oppfinnelse er omtalt i en utfbrelse som gir et plant ark, skal det forstås at formede gjenstander om onsket kan fremstilles ifolge foreliggende fremgangsmåte. I dette tilfelle ville det være foretrukket å forme hovedformen under den be-gynnende formeoperasjon og for produktet innfores i torkeinn-retningen. Slike prosesser er velkjente for forming av formede produkter.

I en spesiell utforelse av foreliggende oppfinnelse ble det fremstilt en ikke-brennbar hårdfiberplate fra fblgen-de sammensetning:

Materialet ble dannet til et ark med tykkelse på ca. 19,2 mm når det kom ut av torkeren 26. Siden stivelsen var ugelatinert idsammensetningen, ble damp i seksjon 28 anvendt for å gelatinere stivelsen. Deretter ble en vannmengde på omkring 50,6 kg/1000 m påfbrt på hver side av arkmaterialet. Dette ble deretter presset ved en temperatur på 204°C og et trykk på 28,7 kg/cm 2 hvilket resulterte i en hårdfiberplate med en tykkelse på ca. 6,3 mm. Denne plate er ikke-brennbar og har en klasse A bedommelse ifolge ASTM E-84 og en bedommelse på 0 - 25 i "Fire Underwriters Tunnel Test".

Claims (12)

1. Hårdfiberplate-produkt med en klasse A-bedommelse ifolge ASTM Test E-84, karakterisert ved at det omfatter: (a) fra ca. 75% til ca. 85 vektprosent mineralsk materiale, hvor dette materiale består av: (i) fra ca. 20 til ca. 85% mineralfibre, (ii) fra 0 til ca. 50% perlitt, (iii) fra 0 til ca. 5% andre mineralske materialer \ (b) fra ca. 15 til ca. 25% av et bindemiddelsystem hvor dette system består av: (i) fra ca. 5 til ca. 15 vektprosent cellulosefibre, (ii) fra ca. 10 til ca. 20% av et reaktiverbart bindemiddel; (c) idet hårdfiberplate-produktet har en tykkelse på fra ca. 1,6 til ca. 12,7 mm og en tetthet på fra ca. 0,8 til ca. 1,12 g/cm5.

2. Hårdfiberplate-produkt ifolge krav 1, karakterisert ved at det omfatter: (a) fra ca. 78 til ca. 83 vektprosent mineralsk materiale, hvor dette materiale består av: (i) fra ca. 62 til ca. 83% mineralfibre; (ii) fra 0 til ca. 20% perlitt, (iii) fra 0 til ca. 1% av andre mineralske materialer\ (b) fra ca. 18 til ca. 23% av et bindemiddelsystem som består av: (i) fra ca. 8 til ca. 13 vektprosent cellulosefibre, (ii) fra ca. 10 til ca. 15% av et reaktiverbart bindemiddel; (c) ~Td&£ hårdf iberplate-produktet har en tykkelse på fra ca. 3,2 til ca. 9,6 mm og en tetthet på fra ca. 0,88 til ca. 1,04 g/cm <5> .

3. Hårdfiberplate-produkt ifolge krav 1, k a r a k- terisert ved at bindemidlet er valgt fra gruppen bestående av stivelse og lateksbindemidler.

4. Hårdfiberplateprodukt ifolge krav 2, karakterisert ved at bindemidlet er stivelse.

5. Hårdfiberplate-produkt ifolge krav 1, karakterisert ved at det er i arkform.

6. Fremgangsmåte til fremstilling av et hårdfiberplate-produkt med en klasse A brannbed&mmelse ifolge ASTM Test E-84, karakterisert ved at man (a) danner en oppslemming omfattende folgende be-standdeler: (i) fra ca. 75% til ca. 85 vektprosent mineralsk materiale, som består av: (A) fra ca. 20 til ca. 85% mineralfibre, (B) fra 0 til ca. 50% perlitt, (C) fra 0 til ca. 5% andre mineralske materialer; (ii) fra ca. 15 til ca. 25% av et bindemiddelsystem som består av: (A) fra ca. 5 til ca. 15 vektprosent cellulosefibre, (B) fra ca. 10 til ca. 20% av et reaktiverbart bindemiddel; (b) danner et relativt lett produkt ved avsetning av nevnte oppslemming på en formingssil; (c) torker nevnte formede produkt til et fuktighets-innhold på hbyst ca. 3 vektprosent; (d) påfbrer fra ca. 34,2 til ca. 73,2 kg/1000 m <2> av en vandig opplosning pr. 1000 m p tbrket produkt; (e) foretar samtidig oppvarming og pressing av det formede produkt for å oke dets tetthet til minst 0,8 g/cm <5> .

7. Fremgangsmåte ifolge krav 6, karakterisert ved at den vandige opplosning utgjbres av vann.

8. Fremgangsmåte ifolge krav 6, karakterisert ved at temperaturen under pressingen er fra ca.

121 til ca. 371°C

9. Fremgangsmåte ifolge krav 8, karakterisert ved at pressetemperaturen er fra ca. 149 til ca. 204°C.

10. Fremgangsmåte ifolge krav 6, karakterisert ved at trykket som anvendes under pressingen er minst ca. 21 kg/cm .

11. Fremgangsmåte ifolge krav 6, karakterisert ved at oppvarmings- og pressetrinnet har en minstevarighet på minst 30 sekunder.

12. Fremgangsmåte ifolge krav 6, karakterisert ved at oppvarmings- og pressetrinnet har en minstevarighet på minst ett minutt.