DK169253B1

DK169253B1 - Asbestfrit vådformet uorganisk produkt og fremgangsmåde til fremstilling af produktet

Info

Publication number: DK169253B1
Application number: DK502086A
Authority: DK
Inventors: Tsuneo Genba; Akio Mizobe; Masaki Okazaki; Sotaro Itadani
Original assignee: Kuraray Co
Priority date: 1985-10-21
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1994-09-26
Also published as: EP0220649B1; JPS6296354A; JPH0580425B2; DK502086D0; DK502086A; EP0220649A1; DE3665299D1

Description

DK 169253 B1

Opfindelsen vedrører i et aspekt et vådformet uorganisk produkt forstærket med organiske fibre (i det følgende benævnt et vådformet uorganisk produkt), som er frit for asbest og pulp, og som omfatter forudbe-5 stemte mængder af superfine organiske, syntetiske fibre og normalfine organiske, syntetiske fibre i et forudbestemt forhold, et uorganisk dispergeringsmiddel og et højmolekylært flokkuleringsmiddel, og som giver høj produktivitet og gode egenskaber i brug. I et andet aspekt 10 vedrører opfindelsen en fremgangsmåde til fremstilling af det nævnte vådformede uorganiske produkt forstærket med organiske fibre.

Vådformede uorganiske produkter, der repræsenteres af asbestplader indeholder asbest, som spiller en 15 vigtig rolle ved at sikre, at sådanne produkter på økonomisk måde kan vådbearbejdes eller vådformes, og at de har acceptable fysiske egenskaber. Efter at asbestens skadelige effekt på det menneskelige helbred er blevet anerkendt, har der været en stor efterspørgsel efter as-20 bestfri vådformede uorganiske produkter, og som følge deraf er der blevet udført udviklingsarbejde inden for vedkommende produktionsteknik. En repræsentativ frem-stillingsmedtode for et vådformet uorganisk produkt er Hatchek-processen (cylinderprocessen), og asbestens 25 rolle i denne proces er at sikre vådformningsevnen, fastholdelsen af cementpartikler, tilvejebringelsen af forskellige fysiske styrkeforhold såsom bøjningsstyrke, trækstyrke og slagstyrke, og at forbedre andre fysiske egenskaber såsom flammehæmmende virkning (JIS overflade-30 test), men de glimrende egenskaber, som asbesten har, har det gjort vanskeligt at tilvejebringe erstatninger, og det er almindeligt kendt inden for det pågældende område, at en enkelt kendt substans ikke kan erstatte asbest. Da der på den ene side kræves ret forskellige 35 egenskaber for at opnå vådformningsevne og på den anden 2 DK 169253 B1 side for at opnå bedre fysiske egenskaber, har de fleste af de forslag, der hidtil har været stillet, været rettet mod erstatning af asbesten med et materiale svarende til hver af disse afvigende krav.

5 Med henblik på at opnå forbedrede fysiske egen skaber, dvs. at opnå en forstærkning, har der været benyttet organiske syntetiske fibre såsom polyvinylalko-holfibre, polyacrylonitrilfibre, aramidfibre, etc. og uorganiske fibre såsom alkali-resistente glasfibre, etc.

10 og som følge af polyvinylalkoholfibres og polyacryloni-trilfibres bedre forstærkende virkning har disse fibre især samlet interessen og har hovedsagelig i Europa været anvendt i store mængder som erstatninger for asbest .

15 På den anden side har størstedelen af innovato rerne foreslået anvendelsen af naturlig pulp med henblik på at erstatte asbesten som det materiale, der giver produktet sin vådformningsevne. Vådformede produkter, der indeholder naturlig pulp, har imidlertid den mangel, 20 at de som følge af pulpens evne til at nedbrydes, dens vandabsorption og brændbarhed har utilstrækkelig holdbarhed eller levetid i brug, dimensionsstabilitet, stabilitet overfor nedfrysning/optøning, flammehæmmende virkning og andre parametre. For at overvinde disse man-25 gier ved pulp er der blevet fremsat flere forslag. F.eks. er den i Japansk Patentpublikation Kokai nr. 60-5049 beskrevne opfindelse bestemt til at forøge pulpens formalingsgrad tilstrækkeligt til at forøge indfangningshastigheden af cementpartikler og derved redu-30 cere den krævede pulpmængde og formindske problemerne forbundet med anvendelsen af pulp. Den samme opfindelse lærer yderligere en teknik til forøgelse af cementind-fangseffekten ved at basere sig på samvirkningen mellem pulpen og et uorganisk fyldmateriale, der kan svulme op 35 såsom sepiolit, bentonit eller lignende. Man har også 3 DK 169253 B1 undersøgt naturlig pulp og hjælpemidler og har nået den konklusion, at anvendelsen af pulp i et forhold på omkring 3¾ var essentiel for en stabil produktion af vådformede produkter. Det var imidlertid klart, at denne 5 pulpmængde ikke kompenserer for de ugunstige virkninger af pulpen, nævnt i det foregående.

På den anden side er det også blevet forsøgt at erstatte naturlig pulp med syntetisk pulp. F.eks. er anvendelsen af syntetisk polyolefinpulp blevet foreslået.

10 Selv om denne syntetiske pulp i udseende ligner asbest, har den kun en lille affinitet for cement og har derfor utilstrækkelig evne til at holde cement indespærret. Yderligere bidrager denne syntetiske pulp slet ikke til den forstærkende virkning som følge af sin lille styrke, 15 lille elasticitetskoefficient og sin dårlige bindingsaffinitet for hærdet cement. Der er også blevet foretaget undersøgelser af syntetisk aramidpulp. Men aramid-pulp har som polyolefinpulp kun en lav affinitet for cement og tilvejebringer derfor kun en ubetydelig inde-20 spærringseffekt. Desuden viser denne pulp kun en dårlig adhæsion til cement, selv om den har stor fiberstyrke, og den er desuden meget dyr. I betragtning af disse omstændigheder blev der udført en intensiv undersøgelse for at udvikle et asbest- og pulpfrit vådformet produkt, 25 som kan tilvejebringes på økonomisk måde, og arbejdet resulterede i den i japansk patentansøgning nr. 59-18063 beskrevne opfindelse. Denne opfindelse var rettet mod et vådformet uorganisk produkt omfattende en superfin vi-nylonfiber med forud bestemte fysiske egenskaber og en 30 fiberfinhed, der ikke var større end 0,5 denier, samt en fremgangsmåde til fremstilling af det nævnte vådformede uorganiske produkt. Opfindelsen lærer således en skelsættende teknik, der som resultat af den kombinerede anvendelse af en sådan vinylonfiber og et flokkulerings-35 middel tillader stabil vådformning uden hjælp af pulp, 4 DK 169253 B1 og som følge af den fremragende forstærkningsvirkning af den superfine vinylonfiber tilvejebringer sårdeles tilfredsstillende fysiske egenskaber, som går langt ud over, hvad de fleste fagmand inden for området havde fo-5 restillet sig. Denne superfine vinylonfiber er således en glimrende erstatning for asbest og er ikke blot i stand til at tilvejebringe tilstrækkelig vådformningstræk såsom den effektive indespærring af cementpartikler, men er også i stand til at forøge de fysiske egen-10 skaber af vådformede uorganiske produkter. Påfølgende undersøgelser har imidlertid vist, at den ovenfor beskrevne teknik har adskillige ulemper som beskrevet nedenfor. For det første er de superfine fibres disperge-ringsevne ikke god, og derfor er produktet ikke fuld-15 stændigt tilfredsstillende set fra bl.a. et marketingsynspunkt. Sammenlignet med fibre af normal finhed (omkring 2 denier) består den superfine fiber af et overordentlig stort antal monofilamenter med hensyn til et givet længde/diameter-forhold, og der er derfor en 20 tendens til, at der forekommer en sammenklumpning af individuelle fibre, og de superfine fibre har derfor tendens til at blive skilt fra cementen og fra andre faste komponenter i produktet. Som følge heraf har fiberen tendens til at samle sig på overfladen (bagsiden) 25 af pladen under vådformningen, hvorved den bevirker en separation af lagene i pladen og giver en lodden overflade, hvilket reducerer produktets kvalitet i æstetisk henseende, og blandt andet også formindsker den forstærkende effekt. For det andet har det vådformede uorga-30 niske produkt fremstillet ved den ovenfor beskrevne teknik ringe udbøjningsegenskaber, og som følge af den utilstrækkelige sejhed har det en dårlig modstandsdygtighed mod slag.

Opfindelsen tilvejebringer et stort set asbest-35 frit, pulpfrit, billigt uorganisk produkt med glimrende bøjningsstyrke, trækstyrke og god sejhed.

DK 169253 Bl 5

Opfindelsen vedrører et vådformet uorganisk produkt, som omfatter, baseret på det totale indhold af faste bestanddele i vådformningsblandingen, 0,1-1,5 vægts af en superfin organisk syntetisk fiber (A) med en fin-5 hed på 0,05-0,5 denier, en styrke på mindst 6 g pr. denier og et længde/diameter-forhold (forholdet mellem fiberens middellængde og dens middeldiameter) på fra 200-1500 (i det følgende omtalt som en superfin fiber), 0,5-5,0 vægts af en normalfin organisk syntetisk fiber 10 (B) med en finhed på 0,6-20 denier, en styrke på mindst 6 g pr. denier og et længde/diameter-forhold på fra 200-1500 (i det følgende benævnt en normal fiber), 0,01-5 vægts af et uorganisk dispergeringsmiddel, en passende mængde af et højmolekylært flokkuleringsmiddel 15 og resten, som er et hydraulisk uorganisk materiale, hvorhos (A) og (B) tilsammen udgør 0,6-6,5 vægts, og forholdet (A)/(B) ligger i området fra 0,1-1. I et andet aspekt vedrører opfindelsen en fremgangsmåde til fremstilling af det nævnte vådformede uorganiske produkt, 20 hvilken fremgangsmåde omfatter, at 5-500 ppm af et højmolekylært flokkuleringsmiddel sættes til en slam af et hydraulisk materiale såsom cement i et 2. trin opstrøms for vådformningskarret, hvilken slam omfatter 0,1-1,5 vægt$ af en superfin organisk syntetisk fiber (A) og 25 0,5-5,0 vægt% af en normalfin organisk syntetisk fiber (B), hvor (A + B) udgør 0,6-6,5 vægts, og forholdet (A)/(B) ligger i området 0,1-1, samt 0,01-5 vægts af et uorganisk dispergeringsmiddel.

Et første træk ved opfindelsen er anvendelsen af 30 en forudbestemt superfin fiber og en normalfin fiber i et forudbestemt forhold og i forudbestemte mængder. Selv om den superfine fiber generelt er glimrende til at indespærre cement og har andre vådformningsegenskaber såvel som en glimrende forstærkningsvirkning, har den den 35 ulempe, at dens dårlige disper geringsevne gør det van- 6 DK 169253 B1 skeligt at styre de ønskværdige egenskaber, som fiberen har, og at det vådformede produkt, der indeholder en sådan fiber, som følge af den usædvanlige gode adhæsion til cement og lignende har en lille udbøjning og en 5 ringe sejhed. Det blev antaget, at ved at reducere mængden af superfin fiber til et forholdsvis lille niveau og ved at benytte en normalfin fiber i kombination med den superfine fiber kunne forskellige kvalitetsegenskaber ved vådformede produkter forbedres. Som følge heraf blev 10 der iværksat undersøgelser og forsøg for at bestemme den optimale kombination af sådanne forskellige fibre. Det blev til slut konstateret, at når den totale mængde af og forholdet mellem sådanne superfine fibre og normalfine fibre begrænses til bestemte områder samtidig med, 15 at niveauet for tilsætning af de nævnte superfine fibre holdes på et lavt niveau, opnås der overraskende forbedringer af dispergeringsevnen og af sejheden, hvor virkningen af det uorganiske dispergeringsmiddel, som vil blive beskrevet nedenfor, også bidrager til forbedrin-20 gerne.

Den ovenfor nævnte superfine fiber må have en finhed på 0,05-0,5 denier, en styrke på mindst 6 g pr. denier og et længde/diameter-forhold på fra 200-1500 og være til stede i en andel på 0,1-1,5¾. Hvis finheden 25 overstiger 0,5 denier, kan den superfine fiber ikke opvise en tilstrækkelig indespærringseffekt for cement og lignende. En superfin fiber med en finhed på mindre end 0,05 denier er vanskelig af fremstille økonomisk og giver i forbindelse med opfindelsen ikke tilstrækkelig di-30 spergeringsevne og viser derfor ikke en tilstrækkelig forstærkningseffekt. Den foretrukne finhed er 0,1-0,3 denier. Den superfine fiber må have en styrke på mindst 6 g pr. denier. Hvis styrken er mindre, kan der ikke forventes en tilstrækkelig forstærkningseffekt. Den su-35 perfine fibers længde/diameter-forhold er 200-1500 og DK 169253 Bl 7 fortrinsvis 300-800. Hvis længde/diameter-forholdet er mindre end 200, fås ingen forstærkende effekt. Hvis længde/diameter-forholdet er større end 1500, er fiberens evne til at sprede sig uønsket lav. Den tilsatte 5 mængde er fortrinsvis så lille som 0,1-1,5¾ og fortrinsvis 0,3-0,7¾. Hvis andelen er mindre end 0,1¾ er indespærringsvirkningen for cement utilstrækkelig, hvorimod mere end 1,5¾ superfin fiber formindsker fiberens evne til at sprede sig. Enhver organisk syntetisk fiber kan 10 anvendes som superfin fiber, hvis den blot opfylder de ovenfor angivne krav. Generelt er fibre af polyvinylal-koholtypen og af polyacrylonitriltypen særlig ønskelige, fordi de har en tilstrækkelig bindende affinitet for cement og andre hydrauliske materialer. Disse fibre kan 15 anvendes alene eller i kombination med hinanden. Med hensyn til adhæsiv affinitet for hydrauliske materialer er fibre af polyvinylalkoholtypen den mest velegnede.

Den tidligere nævnte normalfine fiber har en finhed på 0,6-20 denier, en styrke på mindst 6 g pr. denier 20 og et længde/diameter-forhold på 200-1500 og benyttes i en andel af 0,5-5,0¾. Hvis finheden er mindre en 0,6 denier, kan der ikke opnås vådformede incrganiske produkter såsom plader med tilstrækkelig sejhed. Hvis fiberens finhed overstiger 20 denier, giver fiberen ikke en til-25 strækkelig forstærkende virkning. Af samme grunde, som angivet for den superfine fiber, bør styrken og længde/ diameter-forholdet for den normalfine fiber fortrinsvis ligge inden for de ovenfor angivne områder. Med hensyn til tilsætningsmængden giver anvendelsen af mindre end 30 0,5¾ ikke en tilstrækkelig forstærkende virkning, og den bidrager heller ikke meget til forbedring af sejheden. Hvis der anvendes mere end 5¾. formindskes fiberens dispergeringsevne, og denne mængde er yderligere uøkonomisk. Den normalfine fiber, der benyttes ifølge opfin-35 delsen, er en organisk syntetisk fiber, som opfylder de 8 DK 169253 B1 ovenfor angivne krav. Af samme grunde, som angivet for den superfine fiber, er fibre af polyvinylalkohol- og polyacrylonitriltyperne særlig ønskelige og kan anvendes enten hver for sig eller i kombination med hinanden.

5 Hvad angår adhæsion til hydrauliske uorganiske materialer og virkningen ved anvendelse i kombination med superfine fibre af polyvinylalkoholtypen, er anvendelsen af normalfine fibre af polyvinylalkoholtypen den mest attråværdige.

10 Det vigtigste træk ved opfindelsen er, at summen (A + B) af mængderne af superfin fiber A og normal fin fiber B er 0,6-6,5&, og at forholdet (A/B) er 0,1-1. Hvis (A + B) er mindre end 0,6%, er den forstærkende virkning på egenskaber såsom bøjningsstyrke, trækstyrke 15 og lignende ikke tilstrækkelig. Hvis summen (A + B) overstiger 6,5Si, er spredningsevnen dårlig, og mængden er desuden uøkonomisk. Spredningsevnen er særlig god, når forholdet (A/B) ligger i området fra 0,1-1, fortrinsvis i området fra 0,2-0,5. I de ovennævnte områder 20 er bøjningsstyrken, trækstyrken, sejheden og modstandsevnen mod slag betydeligt forbedrede, hvilket .giver holdbare plader og andre produkter med anden udformning. Disse virkninger overstiger hver for sig summen af virkningerne af de to fiberkomponenter, og selv om grunden 25 til en sådan synergistisk effekt er ukendt, optræder den kun, når de ovenfor angivne krav ifølge opfindelsen er tilfredsstillede.

Et andet træk ved opfindelsen vedrører brugen af en bestemt type af uorganisk dispergeringsmiddel til at 30 forbedre nævnte superfine og normalfine organiske syntetiske fibres evne til at sprede sig og til at tilvejebringe en homogen vådformningsslam indeholdende et hydraulisk materiale såsom cement. Det ovenfor nævnte uorganiske dispergeringsmiddel kan f.eks. være sepio-35 lit, attapulgit, parigorskit og/eller natriumbentonit 9 DK 169253 B1 (hvilke i det følgende kort betegnes som sepiolit eller lignende), og disse dispergeringsmidler kan anvendes alene eller i kombination med hinanden. Den foretrukne mængde dispergeringsmiddel er 0,01-5¾. Hvis andelen er 5 mindre end 0,01¾. er den dispergerende virkning på den superfine fiber, etc. utilstrækkelig. Hvis mængden af dispergeringsmiddel overskrider 5¾. forøges viskositeten af slammen så meget, at både drænet på cylinderen og dehydreringen af filtet formindskes. Denne formindskede 10 dehydrering bevirker såkaldt "water cracking" på tørrecylinderen, vanskeligheder under presningen og en deraf følgende formindskelse af produktets tilsyneladende specifikke vægtfylde, formindsket forstærkningseffekt, forøget vandabsorption og deraf følgende forøgelse af di-15 mensionsændringer, formindsket stabilitet mod nedfrys-ning/optøning og andre problemer for slet ikke at tale om økonomiske ulemper. På den anden side medfører anvendelse af dispergeringsmiddel i mængder større end 1¾ ikke nogen væsentlig yderligere effekt, og i betragtning 20 af den mulige uheldige indflydelse af det uorganiske dispergeringsmiddel og ligeledes økonomien anbefales området fra 0,1-1¾. Det uorganiske dispergeringsmiddel anvendes mere effektivt, når det på forhånd er disperge-ret i kolloidalform.

25 Et tredje træk ved opfindelsen angår anvendelsen af et højmolekylært flokkuleringsmiddel. Det højmolekylære flokkuleringsmiddel er en uundværlig komponent til at forøge indespærringen eller indfangningen af faste bestanddele såsom cementpulver. Dette flokkuleringsmid-30 del kan være et i handelen værende flokkuleringsmiddel, og der foretrækkes især et anionisk flokkuleringsmiddel. Den tilsatte mængde er fra 5-500 ppm, fortrinsvis 50-200 ppm baseret på det totale indhold af faste stoffer i vådformningsblandingen. Hvis mængden af flokkulerings-35 middel er mindre end 5 ppm, er den flokkulerende virk- 10 DK 169253 B1 ning på de faste stoffer utilstrækkelig. På den anden side, hvis de 500 ppm overskrides, er dræningen for god til at tilvejebringe et tilstrækkeligt vandtryk i vådformningskarret, således at der ikke dannes en jævn 5 plade, og der kan forekomme forurening af filtet. Desuden er det også uøkonomisk. En del af det tilsatte højmolekylære flokkuleringsmiddel elimineres under vådformningen, således at det ikke altsammen forbliver i det vådformede produkt.

10 Som hydraulisk uorganisk materiale kan anvendes forskellige slags cement såsom almindelig Portland cement, blæseovnscement, silicacement, aluminatcement og lignende. Det er også muligt at benytte kalciumsulfat-hemihydrat (tørret gips) eller kalciumsulfatdihydrat 15 (gips) i kombination med slagger eller med cement.

Som yderligere additiver kan der benyttes en kombination af forskellige materialer indrettet til at forøge gennemgangen, bearbejdeligheden, formevnen og produktets egenskaber. Med henblik på at forhindre sepa-20 ration af mellemlag eller delaminering, for at forøge ensartetheden ved tørrecylinderen eller for at- gøre overfladen plan kan der f.eks. benyttes superfine uorganiske materialer med en diameter eller fiberlængde i området 1·10~2 til 1·10“4 mm. Repræsentative for sådanne 25 superfine uorganiske materialer er naturlige eller syntetiske karbonater såsom tunge kalciumkarbonater, lette kalciumkarbonater, etc., kaolin, ler, silicamel, talkum, flyveaske, etc. og wallastonit i fiberform. Hvis diameteren eller fiberlængden er større end den ovenfor an-30 førte grænse, kan materialet pulveriseres eller på anden måde findeles før anvendelsen. Den foretrukne tilsætningsmængde er 1-20¾. Sepiolit og lignende, som benyttes ifølge opfindelsen, er med hensyn til virkning ækvivalente med de ovenfor nævnte materialer i området ved 1¾ 35 og derover og kan derfor erstattes af disse inden for 11 DK 169253 B1 området. Foruden ovennævnte materialer kan der også tilsættes lette aggregater (f.eks. opskummet perlit, silasballon, skummidler, etc.), blæsemidler, phlogopit, mus-covit, serpentin, siliciumsand osv. Som fibrøse mate-5 rialer kan anvendes rockwool, slaggeuld, keramisk uld, glasfiber i pulverform, etc. Derudover kan der også anvendes syntetisk og naturlig pulp, selv om disse materialer i betragtning af hensigten med opfindelsen fortrinsvis ikke benyttes.

10 Vådformemetoden ifølge opfindelsen kan generelt udøves i overensstemmelse med konventionelle vådformeprocesser såsom papirfremstillingprocessen. Den superfine fiber, normalfiberen, det uorganiske dispergerings-middel, etc. blandes således og dispergeres i en almin-15 delig mikser såsom en pulper, fulgt af tilsætning af cement i en koncentration på omkring 10-30%, så der dannes en slam, der kan vådformes. Derefter behandles slammen på en cylinder- eller Fourdrinier-maskine, medens det højmolekylære flokkuleringsmiddel såvel som vand til-20 sættes, hvorved der fås et vådformet produkt. Det højmolekylære flokkuleringsmiddel tilsættes fortrinsvis umiddelbart opstrøms for vådformningskarret. Efter tilsætningen af flokkuleringsmidlet bør slammen ikke udsættes for kraftige mekaniske omrøringskræfter for at und-25 gå, at de dannede fnug ødelægges.

Det uorganiske dispergeringsmiddel blandes og sammenrøres fortrinsvis med de organiske syntetiske fibre og cementen. Dette resulterer i dannelsen af en homogen slam. Og tilsætningen af flokkuleringsmidlet til 30 en sådan homogen slam frembringer ensartede fnug og derfor et homogent vådformet produkt. Selv om disperge-ringsmidlet ikke kan tilsættes i trinet, hvor de organiske syntetiske fibre blandes med cement, bør det i det mindste tilsættes, før flokkuleringsmidlet tilsættes.

35 Hvis dette ikke sker, kan der ikke forventes en tilstrækkelig dispergerende virkning.

12 DK 169253 B1

Opfindelsen er ejendommelig ved anvendelsen af de specificerede mængder af superfine og normalfine organiske syntetiske fibre i et angivet forhold og ved anvendelsen af et uorganisk dispergeringsmiddel i kombi-5 nation med nævnte fibre. Som følge heraf gøres disper-geringen af de superfine fibre, der ellers er meget vanskelig, effektiv ud over al forventning. Yderligere er i henseende til fysiske egenskaber ikke blot bøjningsstyrken og trækstyrken forøget, men sejheden er 10 forøget langt over det forventelige niveau. Der er også opnået forbedringer af slagstyrken og af holdbarheden. Opfindelsen opfylder derfor behovet for vådformede produkter med gode anvendelseskarakteristikker til trods for fraværet af asbest og pulp.

15 Opfindelsen vil nu blive forklaret ved hjælp af nogle eksempler på udførelsesformer.

Under anvendelse af en cylindervire- eller rund-viremaskine (Hatschek processen) blev de i tabel 1 angivne blandinger vådformede.

20 (i) Beskrivelse af råmaterialerne.

PVA superfin fiber: 0,2 denier, trækstyrke 14,8 g/denier, elasticitetskoefficient 310 g/denier, fiberlængde 4 mm, længde/diameter-forhold 890.

PVA normal fiber: 1,8 denier, trækstyrke 14,0 25 g/denier, elasticitetskoefficient 315 g/denier, fiberlængde 6 mm, længde/diameter-forhold 430.

Sepiolit: Milcon SS (fremstillet af Showa Kogyo).

Silicamel: SF-pulver (fremstillet af Japan Metals & Chemicals Co., Ltd.).

30 Pulp: NUKP (malet til Canadian freeness 100 ml).

Cement: Ordinær Portland cement.

Flokkuleringsmiddel: Sanflock AK-100 (fremstillet af Sanyo Chemical Industries, Ltd.).

(ii) Sammensætning: Som angivet i tabel 1.

35 (iii) Fremgangsmåde til fremstilling af en plade.

13 DK 169253 B1

En pulper udrustet med en keglemølle lades med bagvand, og en forudbestemt mængde af en kolloidal dispersion af sepiolit og silicamel tilsættes og omrøres. Derefter tilsættes PVA superfine fibre og PVA normalfine 5 fibre, fulgt af tilsætning af almindelig Portland cement. Blandingen omrores i omkring tre minutter, hvorefter den overføres til indløbskassen til anvendelse som en slam. Slammets faststofindhold i dette trin er omkring 10¾. I blandekassen opstrøms for vådformningskar-10 ret tilsættes en opløsning af flokkuleringsmidlet (1 g /i) i en mængde på 100 ppm, og den nødvendige vandmængde tilsættes. Blandingen tilføres rundvirekarret, vådformes med en 60-mesh rundvire og føres op på en tørrecylinder. Efter afskæring presseformes den våde mate-15 rialebane ved et tryk på 75 kg/cm*, så der fås en 6 mm tyk plade. Pladen hærdes ved 50°C i 24 timer og henstilles ved rumtemperatur i 4 uger.

(iv) Evalueringskriterier.

Dispersionstilstand: Dette udtryk betyder disper-20 sionstiIstanden af fibrøse materialer. Det på viren dannede baneformede materiale undersøges for overfladeens-artethed og bedømmes efter en totrinsskala: En prøve, der kun viste en lav grad af uregelmæssighed og iøvrigt var i god tilstand, blev bedømt som 0 , og en prøve, 25 der viste en høj grad af uregelmæssighed, og som havde en dårlig dispersionstilstand, blev bedømt som X. Der var to mellembedømmelser O og Δ.

Vandtryk i rundvirekarret: De tilfælde, i hvilke der kunne opnås en ensartet vådformning, blev bedømt som 30 O , tilfældene, i hvilke der stort set ikke kunne opnås noget vandtryk, og hvor ensartet vådformning var umulig, blev bedømt som X, og de tilfælde, der lå mellem disse, blev bedømt som Δ.

Vådformningstilvækst: Denne parameter er hastig-35 heden, hvormed de faste bestanddele af slammen såsom ce- DK 169253 Bl 14 ment, uorganisk dispergeringsmiddel, forstærkningsfibre, etc. indfanges. Denne tilvækst blev beregnet ud fra koncentrationen (W^) af den indkommende slam i karret, og koncentrationen (W2) af afgangen fra cylinderen.

5 Vådformningstilvækst (¾) = koncentration af faste stoffer ^ i afgangen fra cylinderen (W2) j ^ koncentration af faste stoffer i den 10 i karret indstrømmende slam (W-j)

Indbyrdes separation af lagene: De uhærdede baner eller ark fra tørrevalsen blev de lamineret ved hånd-15 kraft, og adskillelsesevnen blev bedømt kvalitativt. Den tilstand, i hvilken de individuelle lag ikke var distinkte, og hvor de knapt kunne adskilles fra hinanden, blev bedømt som O ; tilstanden, i hvilken lagene let kunne adskilles fra hinanden, blev bedømt som X, og til-20 standen mellem disse to blev bedømt som Δ.

Tilsyneladende specifik vægtfylde: I overensstemmelse med JIS A 5418 blev prøvestykket placeret Ί en lufttørrer udstyret med en agitator, og efter tørring ved 105°C ±5°C i 24 timer blev den tilsyneladende speci-25 fikke vægt beregnet ud fra vægten og volumenet efter tørringen.

Bøjningsstyrke: I overensstemmelse med JIS A 1408 "Bøjningstestmetode for byggeplader" bestemtes styrkeværdierne i vådformningsretningen (længderetningen) og i 30 retningen vinkelret på denne (tværretningen), og gennemsnittet af disse værdier blev beregnet. Prøvestykket var 2,5 cm bredt og 10 cm langt. Styrken blev målt over en strækning på 5 cm. Da en ændring af vådformningstilvæksten stort set repræsenterer en ændring i andelen af 35 forstærkningsfibre, benyttedes bøjningsstyrken efter korrektion for 97¾ vådformningstilvækst.

15 DK 169253 B1

Udbøjning: Den maksimale udbøjning i midten under maksimal bøjningspåvirkning blev målt.

Slagstyrke: I overensstemmelse med Izod-prøven i JIS K 7110 blev kun styrken i vådformningsretningen be-5 stemt uden indkærvning. Som i tilfældet ved bøjningsstyrken blev der foretaget korrektion for vådformningstilvæksten.

Længdeændringsprocent: I overensstemmelse med JIS A 5418 blev prøvestykket tørret ved 60°C i 24 timer for 10 at tilvejebringe en referencelængdeværdi, og det blev derefter neddyppet i vand ved 20°C i 24 timer, længden blev bestemt, og den procentvise længdeændring blev beregnet .

Vandabsorptionsprocent: I overensstemmelse med 15 JIS A 5403 blev prøvestykket neddyppet i vand ved 20°C i 24 timer, og det blev, efter at vandet på overfladen var tørret af, vejet og tørret ved 105°C i 24 timer. Prøvestykket blev vejet igen, og vandabsorptionsprocenten blev beregnet.

20 I alle udførelseseksempler ifølge opfindelsen var fibrenes dispergeringsevne glimrende, vådformningstilvæksten var høj, vandhøjden i karret var let at sikre, og der opnåedes således godt udseende homogene plader uden separering af lagene indbyrdes. Det blev også kon-25 stateret, at de plader, der opnåedes i eksemplerne, var betydelig bedre i forhold til kontrolpladerne, hvad angår bøjningsstyrke og slagstyrke.

Pladen i kontroleksempel 1 indeholder pulp og en normalfin fiber som forstærkning. Selv om vådformnings-30 evnen var ret tilfredsstillende, resulterede anvendelsen af pulp i forringelse af vandabsorptionsprocenten og af længdeændringsprocenten med de deraf følgende reduktioner af holdbarheden, revnemodstandsdygtigheden og den flammehindrende egenskab, som kunne forventes. Kontrol-35 eksempel 2 er angår kontroleksemplar, der indeholder en 16 DK 169253 B1 superfin fiber som den eneste fiberforstærkning. Selv om vådformningstilvæksten var høj, var fiberdispergeringen ikke tilfredsstillende, der var tilbøjelighed til indbyrdes adskillelse af lagene, udseendet var ikke så 5 godt, og udbøjnings- og slagstyrkerne var små. Kontroleksempel 3 er en kontrolplade, der ikke indeholder det inorganiske dispergeringsmiddel sepiolit, men iøvrigt har samme sammensætning som pladen ifølge opfindelsen.

I dette kontroleksempel var dispergeringen af fibrene 10 utilstrækkelig til trods for det korrekte forhold mellem den superfine fiber og den normalfine fiber, med det resultat at der forekom indbyrdes adskillelse af lagene, udseendet var dårligt, og forstærkningsvirkningen ikke så god som ønsket. Det er således klart, at anvendelsen 15 af et uorganisk dispergeringsmiddel såsom sepiolit er et væsentligt element i opfindelsen. Kontroleksempel 4 angår en plade, der ikke indeholder et flokkulerings-middel, men iøvrigt er af samme sammensætning som pladen ifølge opfindelsen. Her var vådformningstilvæksten meget 20 lav og kontinuerlig drift var umulig. Kontroleksempel 5 og 6 angår plader, i hvilke forholdet mellem den superfine fiber og den normalfine fiber ligger uden for området ifølge opfindelsen. I kontroleksempel 5 var dispergeringen af den normalfine fiber forringet som følge af 25 manglen på superfin fiber, og desuden var vådformningstilvæksten tydeligt reduceret. Vandhøjden i karret kunne ikke opretholdes, så pladen var ikke homogen, og dens fysiske egenskaber var forringet. I kontroleksempel 6 var både vådformningsevnen og produktets fysiske egen-30 skaber ringe ligesom ved kontroleksempel 2 som følge af den store andel af superfine fibre. Kontroleksempel 7 angår en plade indeholdende superfine fibre i en mængde, der ligger over området ifølge opfindelsen. Selv om andelen af normalfine fibre lå inden for området ifølge 35 opfindelsen, var fibrenes dispergering meget dårlig, 17 DK 169253 B1 vandhøjden i karret var formindsket, der forekom indbyrdes separation af lagene, og pladen var ikke homogen, og dens udseende var ikke godt.

Det er således klart, at vådformede plader ifølge 5 opfindelsen er betydelig bedre i forhold til kontrolpladerne, hvad angår vådformningsevne og fysiske egenskaber .

Eksempel 5 og kontroleksempler 8-9.

(i) Beskrivelse af de anvendte fibre.

10 A) Polyacrylonitril superfin fiber: 0,3 denier, trækstyrke 8,0 g/denier, fiberlængde 4 mm, længde/diameter-forhold 730.

B) .Polyacrylonitril normalfin fiber: 2,4 denier, trækstyrke 8,5 g/denier, fiberlængde 5 mm, 15 længde/diameter-forhold 320.

(i i) Sammensætninger.

Sammensætningerne er vist i tabel 2. Eksempel 5 svarer til eksempel 2, i hvilket der blev benyttet en superfin fiber af polyacrylonitriltypen i stedet for en 20 PVA superfin fiber, og en normalfin fiber af polyacrylonitriltypen i stedet for en PVA normalfin fiber. Kon-trolekserapel 8 svarer til kontroleksempel 1, i hvilket en normalfin fiber af polyacrylonitriltypen blev benyttet i stedet for en normalfin fiber af PVA. Kontrolek-25 sempel 9 svarer til kontroleksempel 3, i hvilket en superfin fiber af polyacrylonitriltypen blev benyttet i stedet for en PVA superfin fiber.

(iii) Fremgangsmåde til fremstilling af plader og fremgangsmåde til evaluering af disse.

30 Der blev fremstillet vådformede plader på samme måde som i eksempel 1-4 og kontroleksempel 1-7 bortset fra, at blandingerne var ændret som angivet ovenfor i (ii) , og disse blev evalueret på den tidligere beskevne måde. Resultaterne er angivet i tabel 2.

35 Det ses af tabel 2, at selv om pladerne ifølge opfindelsen er bedre end kontrolpladerne, er den for-

IS

DK 169253 B1 stærkende effekt en smule ringere i sammenligning med de tilfælde, i hvilke der er blevet benyttet PVA-fibre {se tabel 1).

19 DK 169253 B1

I I

i · —i ε i O ¢) ή o> i Oi C u u aJ C CO*·» & cl (u G3 ·«* u n οι n cn σ»φ u o oi

w c c CJ* 01 Q-O

σ> o -w ·-* β σ> o> c-hu c-iu tot- w -*-» · ε o oi 0) -« Q. *1 oi u >, q. wo · u oi· cnot--(Q· m c u u o cn oi c<*> --i oi os β) οι ω o t- ·-< ό ® oo> m .o J3 C Ό U t<D kl c >st« a Q. CO c > Q 01 ·-* _0 0> ^0 —i "D fci -<h u -'I CT fc* Ό É (0

3 C 01 £ 0) β U C E C

& 8 H4J ►—I o OJ

> flj *J 01 C <*- U Q) O'

Li JJ-DOlO-iC-eJO * 01 01

3 aOicCTCti-^OC 0) U

λλ oi o oi o oi oi cno o> c -I 01 C 03 CC C 0> C«*-.* i, -HC'eocooieiei® ·-« © 3 c -u»0)01-OtiO*0*0*D*0 tri 0> ·~ι z 5 ·*·» t- 3 ® 3 ® 3 c © *z *2 <*- c © t*- -4 u_ t-o)^ •i u moic7©cra«a>ajt4 © oiu- ^ g o c c © c t. © a

X g ®Ο·^0).^©©6-βΐα) -lJ'-H

y · -X Cf't-fcriXJU *0 UO£ C>43 © © 2 —4 Cl aj>. ffl o H L T3U- g* arne,-«*! —i s c a c

Jz w- cn © u- © o. u_ .u α <*- ·ή αιαι 5 CriJtMcntriOc^ aca

J2 e-hcso ei COO-H

*T OU03>w>O«CO«*- Ό·Η o

“*_____(λό ϋ oco o cn>cina _3-n E

2 nopdiosqBpuBA *» * ” » ~ Si! ” S

u 0) i —M . II ............. .....— —' .....

.g »O N V , ^ tf) Q Ό »O

5 SuiapueapSmri τ-«-.- g odd ddddddd « ............. , M ......

« ftf) ®..f- O "* O* *- N W o ^ v a^JA^saBXS Jn ν«>μ)ν^νν Ϊνμμ ^_____ ____ __ —^- S 3ΰτΐ fe o o in o o to o -o <m o ® -5SBX3q -[ΒΙπτβ^ΒΠ Οβ^-Ο 'Ο «ΙΑ'Ο'ΟΗ)'« ^ Japan 8πτπΓ$ςρ[ dd^-'doddddd ΐιη oeocMO ooeoinmo axjXjssSuTutyc S** .-•ο·ο®*«ο»·ν·«·ιη®»'.

* "*N O «7 tn Μ Μ N CM CM. CM CM

api/Ciassem mmtixp >o»*o®ocMo©cM©irt- . ,J· O O (D N N ® C Ό N c -ads apuapaxauiCsxxj ^ w »i ·- ^ Z: ~

OOOOO O <1 <1 O O X

I I οοοοοοοαχοο I ISSSTST- ~ » » ^ - = · « I -Æ'lSS^gS - - " 1 " 1 —— ———- ——— —~— — - ......

*0 put?}STT3

χ3ρρ-ρπ lo o o 'S ^ -s8ui23Xn7l7{OXi 0**»0*»00** c ** JJ V —————— —-------------- S S 3TI°TdS»S M O <- o — « * s Οέ Τί - - - - _____________ ___ ___ •cri C *' - ' — ---'" 1 111 ' 1 1 ....... '— -u dxna ° « o » % * » * r-i U fc 14 si O - ____ __ ___

e6” fa/Vi 4° *° 10 ri* Ift CM

u « u v“/T-'»*i«»cMin| |·ο»ο ιο •H.H . japxoqjoa d o d o 'o d^d •H « —< _____________ _ ______________ β Ό *M - — " , _ .......i ^ 3 * (a+v) *v> to o i »I S uammns ^ N cm ci ^ ' ' * » · •η m c c jo ^ —...........—""---—.— .......—— jj § jj fl ^»o tf> eo tn <k ® m> " Ϊ ατχχΒουοκ ^ *-ο·ό tu ai h — .. ____ __ _____ _____ _____ _ _____ ______ __ _____ 1«* £ V J3qtJ *CM « „ « _ CM c

Oi <n uxjjadns oo'^ Md'd_:^.

N. _ Ν M) M -t CM Cl M· in«ot- uasxapaxjdo _ 38x»jt xadmåsTQ Tadmas^xojjuo^ DK 169253 B1 20

-U

03 · U Ut 03

i) c> o ίο CO

CL C C

—< c ω u -μ 3 93 J-> 03 £ α«*-> c . c o ω S *J 0) O Ό 03 g. (DUO .C O*

2? (SOU 03 O

,5 -( u α o c « e η α eo o 2 2 jj cn c tj t, 1 a - ?5 = · 2 9 b-h*j m c X i t- α c 03 S S 8J Ό ti 03 S “ CTC O · Ό · t 57 —» S ω 4) æ oj >.

V SU£U H U4J

5 i*- *o o o <·- o « * σ»Ό σ' t- σ' σ» •2 e c c c α> c ο °· Ο « (D >·-<-* ^__ cn ^ > u ο u in ο * π ^ uoxadiosqppucA 2 3 3 I . *—w--5--— 5 ο β * <* Η 8utjpu2ap8uaq ^ · · βι _________

" 3VX3s8fxs S'*. ® X

•ϊ _ g **__*__ •η 3ΰτ3 ι β 0 0 λ -jsexaq XBBiTSiiOTi ©“]«·> ** japan 8ατπΓΦςρη © ο ο 9XiXjss3axar«a S *2 © © ---S--£ϋ__QL.

apxXjassEm arøijxo S S 2 -ads apaapaxaaXsxTX · · .

ι· " I ' I—— " ^

N · · 8*' ^v0*3 O O O

-BiBQ3S sapi^qpox .

I I Ja^aJtAputu Γ) S\ Γ*

SS τ apf«qpueA ^ v W

S PUBJSXTJ

^ -sSaxjaSjadsTQ O <

Xappxn: t 0 0 0

* « -s8aTjaxnxHox^ S S S

u S Yl ~~——^ S S 3H°TdaS H o r-i S “g ________ SJ d™ o -d O ,---- - _______ ______ _ i» (a/v) 2 “ Ξ japxoqjcy · i i T-* c u O _ _ -c « (a+Y)*.

S Ϊ -g UXJXBBUOH Η N O

C V E

03 u Z ' .............. ......

i . 2 Y ««tfj * « wK I ° · uxjjadns o o <s ή β Λ Η t 0) CJ —» o αοΐ o o.

e es c t. ε

QJ <* —« -*-> O

B S t· C CO

au o jé uj ø o ag o

Claims

1. Vådformet uorganisk produkt, kendetegnet ved, at det omfatter, på tør basis, 0,1-1,5 vægt* af en superfin organisk syntetisk fiber (A) med en 5 finhed på 0,05-0,5 denier, en styrke på mindst 6 g pr. denier, og et længde/diameter-forhold på fra 200 til 1500, 0,5-5,0 vægt* af en normalfin organisk syntetisk fiber (B) med en finhed på 0,6-20 denier, en styrke på mindst 6 g pr, denier, og et længde/diameter-forhold på 10 200-1500, 0,01-5 vægt* af et uorganisk dispergerings- middel, en passende mængde af et højmolekylært flokkule-ringsmiddel, og resten et hydraulisk materiale, hvorhos (A) og (B) tilsammen udgør 0,6-6,5 vægt*, og forholdet (A)/(B) ligger i området fra 0,1 til 1.

2. Produkt ifølge krav 1, kendetegnet ved, at forholdet (A)/(B) ligger i området fra 0,2 til 0,5.

3. Produkt ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de organiske syntetiske fibre (A) og (B) enten 20 begge er fibre af polyvinylalkoholtypen eller af poly-acrylonitriltypen, eller at den ene fiber, enten (A) eller (B) er af polyvinylalkoholtypen, medens den anden fiber er af polyacrylonitriltypen.

4. Produkt ifølge krav 1, kendetegnet 25 ved, at de organiske syntetiske fibre (A) og (B) begge er fibre af polyvinylalkoholtypen.

5. Fremgangsmåde til fremstilling af et vådformet uorganisk produkt ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den omfatter, at 5-500 ppm af et højmolekylært 30 flokkuleringsmiddel sættes til en slam af et hydraulisk materiale i et trin, der ligger opstrøms for et vådformningstrin, hvilken slam af hydraulisk materiale omfatter, på tør basis, 0,1-1,5 vægt* af en superfin organisk DK 169253 B1 syntetisk fiber (A) med en finhed på 0,05-0,5 denier, en styrke på mindst 6 g pr. denier, og et længde/diameter-forhold på fra 200 til 1500, 0,5-5,0 vægt& af en normalfin organisk syntetisk fiber (E) med en finhed på 0,6-20 5 denier, en styrke på mindst 6 g pr. denier, og et læng-de/diameterforhold på fra 200 til 1500, hvorhos (A) og (E) tilsammen udgør 0,6-6,5 vægt$, og forholdet (A)/(B) ligger i området 0,1-1, 0,01-5 vægt% af et uorganisk dispergeringsmiddel, samt resten et hydraulisk materiale 10 såsom cement, og at hele blandingen vådformes.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at forholdet (A)/(B) ligger i området 0,2-0,5.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kende-15 t e g n e t ved, at de organiske syntetiske fibre (A) og (B) begge er fibre af polyvinylalkoholtypen eller af polyacrylonitriltypen, eller at den ene fiber er af polyvinylalkohol typen, medens den anden fiber er af polyacrylonitriltypen.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kende tegnet ved, at de organiske syntetiske fibre (A) og (B) begge er af polyvinylalkoholtypen.