[发明专利]形成耐火纤维素产品的方法及其相关设备

说明书

背景技术

技术领域

本发明的一些方面涉及形成耐火产品的方法，更具体地涉及形成耐火纤维素产品（例如墙板）的方法，及其相关设备。

相关技术的描述

有时候可能希望特定的产品具有耐火性。例如，可能希望用于建筑结构的纸板产品具有一定程度的耐火性。在干式墙的情况下（其通常包含石膏芯和纸板面板），依靠的是石膏芯而非纸板面板来提供一些耐火能力。但是，由于干式墙由两种不同的材料构成，可能难以生产和/或生产成本较昂贵。此外，干式墙的耐火能力可能不足以在建筑的整体结构中产生明显的差异。

广泛使用纤维素产品的一个明显的阻碍在于着火的风险。也就是说，虽然纤维素产品可用于许多不同的应用，但是所述纤维素产品明显缺乏耐火性可能导致这些应用被排除在外。在一些情况下，纸板产品可在形成之后施涂阻燃产品，为所述纸板产品提供一些耐火能力。也就是说，示例性刚形成的纸板产品可经过表面处理，例如施涂液态阻燃剂，从而使经过处理的产品至少具有部分耐火性。但是，在此类情况下，在对刚形成的纸板产品进行耐火处理，特别是用液态阻燃剂进行处理的一个可能的限制在于对该产品实现均匀和一致的处理。更具体来说，一些涉及向刚形成的纸板产品施涂液态阻燃剂的阻燃处理过程的结果可能是不均匀的，或者阻燃剂对于产品的覆盖是不一致的。在这些情况下，不均匀的处理可导致经处理的纸板产品耐火等级的改变，进而在产品旨在延缓或以其他方式提供一些耐火性的火灾中遭遇危险。此外，这类处理过程对于向纸板产品施涂阻燃剂可能不一定是高效的。

除此之外，即使对于用液态阻燃剂处理过的刚形成的纤维素产品，经处理的产品可能未必是耐热的。也就是说，即使所述用液态阻燃剂处理过的刚形成的纤维素产品是局部耐火的，但是相关的热量可能使纤维素分解并允许火焰透过产品。

因此，存在一种用于向纤维素产品（例如纸板产品和/或纤维板产品）均匀并一致地施涂阻燃剂（特别是液态阻燃剂）的方法及其相关设备的需求。在一些情况下，可能还希望形成这样一种纤维素产品（即墙板），其具有现有的具有的两种或更多种离散组分的产品（即干式墙）的性能，同时还提供了提升等级的耐火性。

发明简述

本发明的一些方面满足了上述和其他需求，其中一个所述方面涉及耐火纤维素产品的形成方法。该方法包括使阻燃溶液和粘合剂与精制纤维素纤维结合形成纤维混合物，其中在所述纤维混合物中所述阻燃溶液和粘合剂相对于所述纤维素纤维基本均匀分布。纤维混合物与致动元件接触，其中，所述致动元件配置成致动所述粘合剂从而促进纤维素纤维的内聚并使纤维混合物形成纤维板元件，该纤维板元件具有相对主表面。纤维素片元件与纤维板元件的每个主表面接合，使每个纤维素片元件基本覆盖各主表面。

本发明的另一个方面涉及用于形成耐火纤维素产品的设备。该设备包含配置成使阻燃溶液和粘合剂与精制纤维素纤维结合形成纤维混合物的混合装置，所述纤维混合物中所述阻燃溶液和粘合剂相对于所述纤维素纤维基本均匀分布。第一加工装置，其配置成使纤维混合物与致动元件接触，其中，所述致动元件配置成致动所述粘合剂从而促进纤维素纤维的内聚并使纤维混合物形成纤维板元件，该纤维板元件具有相对主表面。第二加工装置，其配置成使纤维素片元件与纤维板元件的每个主表面接合，使每个纤维素片元件基本覆盖各主表面。

在一些方面，在纤维混合物与致动元件接触前，可以通过例如干燥装置来干燥至少包含阻燃溶液和纤维素纤维的混合物。在其他方面，在纤维混合物与致动元件接触前，可以将纤维混合物沉积到模具装置中，其中，所述模具装置配置成接收纤维混合物并促进纤维混合物与致动元件的接触。

粘合剂可包含树脂和蜡的一种。在一些情况下，粘合剂可包含亚甲基二亚苯基二异氰酸酯（MDI）粘合材料。致动元件可包括热、经加热的潮湿空气、蒸汽、微波能和红外能之一。一旦形成之后，纤维板元件可包含固体含量分别约为2-30%的阻燃溶液和粘合剂。

在一些方面，精制装置可配置成将原木浆、棕榈树废料、废纤维、废纸和废板中的一种精制为纤维素纤维以包含在纤维混合物中。阻燃溶液可包括含硼化合物、硼酸盐、无机水合物、含溴化合物、氢氧化铝、氢氧化镁、水合菱镁矿、三氧化二锑、膦盐、磷酸铵、磷酸二铵中的一种，或者它们的组合。通常，阻燃溶液可包括阻燃水溶液、无毒液态阻燃溶液、中性pH液态阻燃溶液中的一种。也就是说，在一些具体的方面，阻燃溶液可以是阻燃水溶液，或者其可以优选为无毒和/或具有中性pH和/或低变应原性和/或具有任意数量的其他所需性质的阻燃溶液。