Papier-, Karton-bzw. Pappewerkstoffe werden insbesondere als Baustoffe im Baugewerbe in vielfältiger Form eingesetzt, beispielsweise als Verkleidungs-, Isolier-oder Dämmmaterial. Da diese Werkstoffe jedoch den Nachteil relativ leichter Entflammbarkeit bzw. Brennbarkeit haben und dementsprechend gemäß der DIN-Norm 4102 in die Baustoffklassen B2 bzw. B3 einzuteilen sind, sind diese Werkstoffe nicht in allen Gebieten gut und vorteilhaft einsetzbar.

In die Baustoffklasse B2 lassen sich z. B. Baustoffe einteilen, die sich durch Zündquellen entflammen lassen und die abhängig von den Umgebungsbedingungen von alleine weiter brennen. In die Baustoffklasse B3 sind Baustoffe einzuordnen, die sich mit kleinen Zündquellen entflammen lassen und die ohne weitere Wärmezufuhr mit steigender Geschwindigkeit weiter brennen. Derartige Baustoffe stellen ein hohes Brandrisiko dar und dürfen üblicherweise bei der Errichtung von baulichen Anlagen nicht verwendet werden.

Um das Flamm-bzw. Brandverhalten von Papier-, Karton-bzw. Pappewerkstoffen zu verbessern, werden derartige Werkstoffe mit diversen Flammschutzmitteln behandelt bzw. imprägniert. Diese Flammschutzmittel wirken nach unterschiedlichen Prinzipien, z. B. indem sie die Entflammung der zu schützenden Stoffe verhindern, die Entzündung behindern oder die Verbrennung erschweren. So wirken einige Flammschutzmittel auf die Weise, dass sie die natürliche Fähigkeit des Holzes, sich durch Bildung einer unbrennbaren Holzkohlenschicht gegen Feuer abzuschirmen, verstärken. Andere Flammschutzmittel geben beispielsweise beim Verbrennen flammenerstickende Gase ab, die dem Sauerstoff den Zutritt zum brennbaren Stoff verwehren. Wieder andere Flammschutzmittel blähen sich beim Erhitzen schaumig auf und bilden ein feinporiges, isolierendes Polster aus. Es sind aber auch Kombinationen dieser Wirkungsmöglichkeiten möglich.

All diesen Flammschutzmitteln ist gemeinsam, dass sie auf verschiedenste Art und Weise auf das mehr oder weniger fertige Produkt nachträglich aufgetragen werden, beispielsweise durch Besprühen, Eintauchen, Bestreichen od. dgl.. So existieren beispielsweise Brandschutzdispersionen für Holz, Flammschutzmittel zum Einsprühen von Papier-oder Synthetikfasern, Flammschutzmittel in Form von Farben oder Beschichtungen etc.

Das Ziel, diese Baustoffe bzw. Werkstoffe gemäß der Baustoffklasse B1 schwer brennbar bzw. schwer entflammbar zum machen, wird durch diese Maßnahmen meist erfüllt. Ein Baustoff gilt dabei als schwer brennbar bzw. entflammbar, wenn er den sogenannten Schlyter-Test besteht, d. h. wenn der Werkstoff nach dem Erlöschen des Feuers nicht selbständig weiter brennt.

Verbreitet zu diesem Zweck ist der Einsatz von Borax, insbesondere Borax- Decahydrat oder anderen Borsäuresalzen bzw. -derivaten, in wässeriger Lösung.

Anorganische Borverbindungen sind allgemein als gute Flammschutzmittel bekannt. In der Natur liegt zumeist das Mineral Borax-Decahydrat (Tinkal) bzw. Dinatriumtetraborat- Decahydrat Na2B407*10H2O [CAS 1303-96-4] vor. Dieses Boraxerz wird üblicherweise gefördert, zerkleinert, mit Wasser behandelt und anschließend wird Borax unter Vakuum auskristallisiert. Durch Auswahl der richtigen Kristallisationstemperatur ist es möglich, bei Temperaturen über 70°C, Borax-Pentahydrat oder bei geringeren Temperaturen Borax- Decahydrat zu erhalten. Die Löslichkeit von Borax in Wasser ist relativ gering.

Wird ein borax-bzw. borsäurehältiger Werkstoff erhitzt oder verbrannt, schmilzt das Borax und bildet einen glasartigen Überzug über die Fasern des Materials. Außerdem wird bei ansteigender Temperatur das inhärente Kristallwasser freigesetzt. Aus diesem Grund sind Borax-und Borsäure bzw. Borverbindungen generell gut als Flammschutzmittel für Holzprodukte, Cellulose oder Baumwollprodukte geeignet.

So ist beispielsweise aus der Literatur bekannt, Papierwerkstoffe oder diverse Faserstoffe, wie z. B. Cellulose, Zellstoff, Leinen etc., mit verschiedenen Flammschutzmittellösungen zu besprühen bzw. zu imprägnieren. Derartig behandelte Cellulosefasern werden beispielsweise als Isolationsmaterial in die Hohlräume von Trennwänden geblasen.

Ein wesentlicher Nachteil der oben genannten Art der Sprüh-bzw. Tauch- Applikation ist, dass die Boraxiösung im Wesentlichen nur oberflächlich aufgebracht wird und dass die Boraxlösung in das Papier bzw. die Fasern nur unzureichend eindringen kann. Dadurch kann es zu Unregelmäßigkeiten im Brandverhalten kommen. Auch ist diese Art der Applikation bei dickeren Pappewerkstoffen nicht gut möglich und denkbar, da das Flammschutzmittel nicht den gesamten dickeren Pappewerkstoff komplett durchdringen kann und sich vorzugsweise in den Außenbereichen des Werkstoffes anlagern würde, sodass der Innenbereich flammschutzmittelfrei bleiben oder zumindest eine geringere Konzentration an Flammschutzmittel aufweisen würde.

Aus der JP 2003 171898 A ist ein Verfahren zur Herstellung eines Papiermaterials bekannt, das 25-80 % pflanzliche Fasern und 20-75 Gew% Borax enthält. Dazu werden 10-50 Gew% Borax in Glycerin gelöst, um eine Borax-Glycerin-Lösung zu erhalten.

Diese Glycerin-Lösung wird nun in Wasser aufgelöst, um wiederum eine Borax-Lösung mit 10-50 Gew. % Borax und 5 Gew% Glycerin zu erhalten. Anschließend wird das Papier mit dieser Lösung imprägniert und getrocknet.

In der WO 94/24359 A wird ein Verfahren zur Herstellung eines faserigen bzw. flockigen, feuerbeständigen Dämmstoffmaterials beschrieben. Bei diesem ausschließlich trocken-chemisch verlaufenden Mischverfahren wird zuerst Basismaterial, insbesondere Zeitungspapier, trocken vermahlen und entfasert. In einem nächsten Schritt werden flammhemmende Salze, z. B. Borax, ebenfalls in trockener Form beigemischt.

Erfindungsgemäß wird dabei ein Teil des flammhemmenden Mittels in Anhydridform vor der Entfaserung zugegeben und ein Teil des feuerhemmenden Mittels in Hydratform nach dem Entfasern. Durch dieses Verfahren entsteht ein boraxhältiges fibrilliertes, faseriges Dämmstoffmaterial.

In der US 4,349, 413 A wird ein Verfahren zur Herstellung eines faserigen feuerfesten Zelluloseisolationsmaterials zum Einblasen in Hohlräume beschrieben. Dabei wird Zellulosematerial zuerst unter Druck mittels Dampf beaufschlagt und erhitzt, um das Material weich zu machen. Anschließend wird ein flammhemmendes Mittel, wie z. B.

Borax, Borsäure oder ein Borat direkt zugegeben und vermischt. Das flammhemmende Mittel kann in einem trockenen, pulverförmigen Zustand oder in einer konzentrierten wässrigen Lösung zugesetzt werden. Das so erhaltene faserige Zellstoffmaterial wird anschließend getrocknet und kann in dieser Form zur Isolation in Hohlräume eingeblasen werden.

Ziel der Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden und einen Papier-bzw. Karton-bzw. Pappewerkstoff der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der sich durch ein verbessertes Flamm-bzw. Brandverhalten auszeichnet. Außerdem wird ein effizientes Verfahren zur Herstellung eines derartigen Werkstoffes vorgeschlagen.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Werkstoff der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 bzw. 10 erreicht und bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 11.

Durch die gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 10 vorgeschlagene Zusammensetzung des Papier-, Karton-bzw. Pappewerkstoffes wird das Brandverhalten verbessert, unter gleichzeitiger Beibehaltung der qualitativen Eigenschaften des Werkstoffes.

Die Borax-Cellulose-Assoziate bilden einen wesentlichen Faktor bei der Verbesserung des Flamm-und Brandverhaltens, da praktisch alle Fasern lückenlos durch Borax-Cellulose-Fasern geschützt sind.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn faserunabhängiges, nicht mit den Fasern assoziiertes Borax in Form von originärem bzw. natürlich bzw. frei auskristallisiertem bzw. handelsüblichem Borax bzw. Boraxkristallen und/oder im Zuge des Herstellungsverfahrens, insbesondere des Trocknungsverfahrens, d. h. in relativ kurzer Zeit, auskristallisiertes intermediäres Borax, insbesondere eine Partikelgröße von 0,01 bis 3 mm, vorliegt. Durch diese Merkmale ergibt sich der Vorteil einer weiteren Verbesserung des Flamm-und Brandverhaltens. Bei Hitzeeinwirkung bzw. Verbrennung schmelzen das Borax bzw. die Boraxkristalle und bilden einen glasartigen Überzug über die Fasern des Werkstoffes.

Um den Werkstoff vorteilhaft zu ergänzen und seine Eigenschaften zu optimieren, können die Merkmale des Anspruches 2 ausgebildet sein. Durch die Zugabe von diversen Additiven bzw. Papierhilfsmitteln können die Eigenschaften des Werkstoffes für gewisse Einsatzgebiete optimiert werden.

Eine optimale Zusammensetzung der Werkstoffmatrix ist vorteilhafterweise gemäß den Merkmalen des Anspruches 3 ausgebildet.

Aus Preisgründen ist es vorteilhaft, wenn die Faserstoffe, aus denen der Werkstoff gebildet wird, gemäß den Merkmalen des Anspruches 4 ausgebildet sind.

Die gemäß Anspruch 5 ausgebildeten Merkmale des Werkstoffes geben ihm hervorragende Stabilitätseigenschaften und gestatten eine flexible Einstellung der Materialdicke.

Die gemäß den Merkmalen des Anspruches 6 ausgebildeten Merkmale gestatten je nach Boraxgehalt eine Einteilbarkeit des Werkstoffes in die Baustoffklassen A2 und/oder B1 und erlauben somit den Einsatz dieses Werkstoffes in besonderen Bereichen.

Das gemäß den Merkmalen des Anspruches 7 angegebene spezifische Gewicht des Werkstoffes gewährt die Möglichkeit, diesen Werkstoff in Bereichen einzusetzen, in denen leichte, aber dennoch stabile, Materialien gefordert sind. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Merkmale des Anspruches 8, betreffend die Ausbildungsformen des Werkstoffes, vorgesehen sind.

Eine Preisreduktion lässt sich durch die Merkmale des Anspruchs 9 erzielen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des neuen Papier-, Karton-bzw.

Pappewerkstoffes mit verbessertem Flamm-bzw. Brandverhalten wird vorteilhafterweise nach dem Prinzip des Anspruches 11 ausgeführt, wobei die Boraxlösung bereits zu Beginn des Verfahrens mit den Cellulose-Fasern in Kontakt gebracht wird und nicht erst, wie aus dem Stand der Technik bekannt, ein fertig geformtes Werkstoffendprodukt damit behandelt wird. Dies hat eine entscheidend bessere Aufnahmefähigkeit des Borax in die

Cellulosefasern bzw. die Faserstoffe zur Folge und dementsprechend ein gleichmäßigeres bzw. homogeneres Eigenschaftsprofil des Werkstoffes bei gleichzeitig erhöhter Flamm-und Brandschutzwirkung im gesamten Werkstoff.

Durch das trockene Vermischen von festem, insbesondere pulverförmigem, bzw. originärem Borax mit dem Faserstoff vor der Zugabe der Boraxiösung wird eine gewisse Verringerung des Restwassergehaltes des Faserstoffes gewährleistet.

Ein verfahrenstechnisch einfacher Schritt ist die Zugabe von festem bzw. originärem Borax gleichzeitig mit der Zugabe der Boraxlösung. Die Zugabe des originären Borax bewirkt, dass die Boraxiösung möglichst immer gesättigt ist. So werden eventuelle Verdünnungen durch den Restwassergehalt des Faserstoffes durch zusätzliches Auflösen des originären Borax ausgeglichen bzw. es kann mehr Borax in Lösung gehen, wenn sich im Laufe des Verfahrens die Temperatur lokal oder generell steigert. Dies führt zu einer Erhöhung der Boraxkonzentration und demzufolge kann noch mehr Borax von den Fasern aufgenommen werden. Außerdem können im Endprodukt originäre Boraxkristalle bzw.

Boraxstrukturen vorliegen, die einen entscheidenden Beitrag für ein verbessertes Brandverhalten des Werkstoffes liefern.

Die Merkmale des Anspruches 12 stellen sicher, dass die entstehende Suspension eine optimale Konzentration zur Weiterverarbeitung besitzt.

Durch die Merkmale des Anspruches 13 wird sichergestellt, dass in Abhängigkeit der nächsten Verfahrensschritte, insbesondere auf der Papiermaschine, die richtige Konzentration eingestellt wird.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Merkmale des Anspruches 14 vorgesehen sind, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass zwischen den beiden Verdünnungsschritten gemäß den vorteilhaften Ausführungen nach Anspruch 15 diverse Papierhilfsmittel, etc. eingemischt werden können.

Ein für das Verfahren optimaler und energieeffizienter Temperaturbereich ist in den Merkmalen des Anspruches 16 vorgesehen.

Zur optimalen Auskristallisierung des Borax bzw. zur Einstellung des endgültigen Boraxgehaltes des Werkstoffes ist es vorteilhaft, wenn die Merkmale des Anspruches 17 vorgesehen sind.

Aus energietechnischen Gründen ist es vorteilhaft, die Merkmale des Anspruches 18 vorzusehen.

Die finale Bearbeitung des Werkstoffes erfolgt vorteilhafterweise nach den Merkmalen des Anspruches 19, wobei es insbesondere von Vorteil ist, wenn in diesem Zusammenhang die Merkmale des Anspruches 20 vorgesehen sind. Dadurch werden die Kristallstruktur bzw. die Zusammensetzung der Matrix des Werkstoffes bzw. die

Verteilung des Borax in der Werkstoffmatrix optimiert und können leicht und effizient gesteuert werden.

Die Merkmale nach Anspruch 21 ermöglichen eine gemäß dem Anforderungsprofil des Werkstoffes entsprechende Auswahl diverser Borax-Derivate, wobei durch den Einsatz von Borax-Decahydrat beim Erhitzen zusätzlich das meiste Kristallwasser freigesetzt wird, wodurch eine Verbesserung des Flamm-und Brandverhaltens erreicht wird.

Der Restwassergehalt der Faserstoffe sollte, um nicht negative Auswirkungen auf die Konzentration der Boraxiösung bzw. auf das Aufnahmeverhalten der Faserstoffe zu haben, gemäß den vorteilhaften Ausführungsformen nach Anspruch 22 ausgebildet sein, da bereits in den Fasern eingelagertes bzw. gebundenes Wasser nur schwer bzw. nicht vollständig von Boraxiösung verdrängt werden kann.

Um möglichst viel Borax in bzw. an die Fasern ein-bzw. anlagern zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Merkmale des Anspruchs 23 vorgesehen sind. Auch eine möglich Ausschwemmung bzw. ein Wiederauflösen von Borax kann dadurch verringert bzw. vermieden werden.

Vorteilhafte Anwendungsgebiete für den Werkstoff sind in den Merkmalen der Ansprüche 24 bzw. 25 angeführt.

Beim Verfahren zur Herstellung des neuen Papier-, Karton-bzw.

Pappewerkstoffes werden im Wesentlichen für die Papier-, Karton-bzw. Pappeherstellung übliche Faserstoffe bzw.-halbstoffe eingesetzt. Einsetzbar sind demnach Primärfaserstoffe, wie durch mechanischen Aufschluss aus pflanzlichen Rohstoffen erhaltener Holzstoff oder durch chemischen Aufschluss gewonnener Zellstoff. Weiters können Sekundärfaserstoffe aufgewendet werden, wobei unter Sekundärfaserstoffen, insbesondere aus Altpapier oder Lumpen gewonnene, recycelte Faserstoffe verstanden werden. Faserstoffe werden beispielsweise aus Zeitungspapier, Verpackungsmaterial, Laub, Holzspänen, Kork, Jute, Leinfasern, Hanf, Stroh, Schilf, Kokosfasern oder Heu gewonnen.

Zu beachten ist, dass der maximale Restwasseranteil in diesen Fasern 30 Gew% nicht übersteigen und insbesondere kleiner als 15 Gew% sein sollte.

Die Faserstoffe werden in einem Behältnis, insbesondere in einem Pulper bzw.

Mixer, mit Boraxiösung zusammengeführt. Zur Erstellung der Boraxlösung wird, wie beschrieben, insbesondere Borax-Decahydrat eingesetzt. Die Löslichkeit von Borax- Decahydrat in Wasser ist stark temperaturabhängig und bewegt sich von 20 g/kg Wasser bei 0°C bis 170 g/kg Wasser bei 100°C, wobei sich bei Raumtemperatur etwa 50 g Borax/kg Wasser lösen. Im Weiteren wird unter Borax, insbesondere handelsübliches

Borax-Decahydrat verstanden. Es ist allerdings auch möglich Borax-Penthydrat, wasserfreies Boraxanhydrat und/oder andere Boraxderivate einzusetzen.

Die Sättigung der Boraxlösung sollte zwischen 60 % bis 100 % betragen, wobei insbesondere eine voll gesättigte Boraxlösung eingesetzt werden sollte. Gleichzeitig mit der Zugabe der Boraxlösung zum Faserstoff oder auch unmittelbar nach der Zugabe der Boraxlösung zum Faserstoff kann originäres Borax, d. h. natürlich auskristallisiertes bzw. handelsüblich vorliegendes Borax, zugegeben werden, und zwar mit 3 bis 15Gew%, vorzugsweise 5 bis 12 Gew%, insbesondere 7 bis 9 Gew%, bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Faserstoffes.

Anschließend werden die Boraxlösung, der Faserstoff und gegebenenfalls das originäre Borax unter Ausbildung einer breiartigen Suspension, insbesondere innig, vermischt bzw. homogenisiert bzw. vermahlen.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, vor der Zugabe der Boraxiösung den Faserstoff und das originäre Borax im Pulper wiederum mit insbesondere 3 bis 15 Gew%, vorzugsweise 5 bis 12 Gew%, insbesondere 7 bis 9 Gew%, bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Faserstoffes, trocken zusammenzuführen zu vermischen, zu homogenisieren bzw. zu vermahlen, und erst dann die Boraxiösung einzubringen und wiederum unter Ausbildung der breiartigen Suspension zu homogenisieren. Diese zweite Möglichkeit ist insbesondere dadurch vorteilhaft, dass dadurch das im Faserstoff enthaltene Restwasser bzw. die Restfeuchtigkeit besser verringert bzw. entfernt werden kann.

Die Zugabe des originären Borax erfüllt untere anderem den Zweck, dass bei Einsatz bzw. Zugabe von gesättigter Boraxlösung diese Boraxlösung auch möglichst während des gesamten Verfahrensprozesses zu 100% gesättigt bleibt. So werden beispielsweise durch die Restfeuchte des Altpapier verursachte Verdünnungen durch teilweises Auflösen von originärem Borax ausgeglichen. Im Falle von im Zuge des Verfahrens auftretenden Temperaturerhöhungen, beispielsweise durch Rühren etc., kann ebenfalls zusätzliches Borax in Lösung gehen und dadurch die Borax-Konzentration gesteigert werden, was dazu führt, dass sich noch mehr, insbesondere in maximaler Menge, Borax in den Cellulosefasern einlagern kann.

Außerdem geht ein gewisser Anteil des originären Borax während des Verfahrens nicht in Lösung und liegt als originäres Borax im Endprodukt vor, wo es einen wesentlichen Anteil am verbesserten Brandverhalten des Werkstoffs hat.

Bei beiden erwähnten Möglichkeiten wird zum Faserstoff bzw. zur Mischung von Faserstoff und originärem Borax jeweils soviel Boraxiösung zugemischt, dass der Anteil des Faserstoffes am Gesamtgewicht der Suspension bzw. der Feststoffmasseanteil zwischen 5 und 25 Gew%, insbesondere 8 bis 18 Gew%, beträgt.

Bei diesem Vorgang saugen sich die Fasern bzw. das sehr aufnahmefähige Faserstoff-Netzwerk mit gesättigter Boraxiösung an bzw. werden nahezu vollständig von Boraxiösung durchdrungen bzw. getränkt. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass die Restfeuchte bzw. der Restwasseranteil der Fasern möglichst klein gehalten wird, da bereits im Faserstoff gebundenes Wasser nur schwer von gesättigter Boraxiösung verdrängt werden kann.

Aus diesem Grund ist es zu vermeiden, im Pulper kristallines Borax und reines Wasser einzusetzen, da sich die Fasern sofort mit reinem Wasser ansaugen würden und dadurch kaum Boraxiösung in die Fasern gelangen könnte. Bei der erfindungsgemäßen Vorgangsweise wird es somit vermieden, Faserstoffe z. B. Altpapier mit reinem Wasser, d. h. mit Wasser ohne gelöstem Borax, in Kontakt zu bringen. Auch ist es aus demselben Grund nicht vorteilhaft Faserstoffe mit Boraxiösung mit sehr geringer Boraxkonzentration zu mischen, da die Boraxkonzentration in mit Boraxiösung geringer Konzentration getränkten Fasern nur schwer erhöht werden kann.

Nach diesem ersten Schritt im Pulper liegt eine Suspension aus mit Boraxiösung getränkten Fasern und gegebenenfalls darin möglichst gleichmäßig verteilten originären Boraxkristallen vor.

Die Temperatur steigt in diesem Schritt durch das Mixen bzw. Rühren von selbst an, d. h. es erfolgt keine zusätzliche Heizung. Die Temperatur liegt insbesondere zwischen 13 bis 55°C, insbesondere zwischen 20 bis 35°C.

Die weiteren Verfahrensschritte entsprechen im Wesentlichen den für die Papier-, Karton-bzw. Pappeherstellung üblichen Verarbeitungsschritten. So werden, insbesondere in einem Reject-Sorter, gröbere Verunreinigungen, wie Metall-oder Kunststoffteile entfernt und gegebenenfalls in einem weiteren Schritt die Suspension einer zusätzlichen Feinsortierung unterzogen. Auch können dem Altpapier in einem De-Inking-Prozess, insbesondere durch Flotations-oder Waschverfahren, Farbstoffe, Füllstoffe od. dgl. entzogen werden.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Suspension in einem Refiner erneut zerkleinert und homogenisiert, wodurch insbesondere die Länge der Cellulosefasern eingestellt werden kann. Als ideal haben sich hierbei Faserlängen von unter 2,5 mm erwiesen.

Vor dem Aufbringen der Suspension auf eine Papiermaschine, insbesondere eine Langsieb-Papiermaschine, eine Gautsche oder eine ähnliche Einrichtung erfolgt eine Verdünnung der Suspension mit Boraxlösung, wobei insbesondere eine Boraxiösung mit derselben Konzentration wie zuvor im Pulper eingesetzt werden sollte. Die Verdünnung sollte, abhängig von den Anforderungen der Papiermaschine, bis auf einen

Feststoffmasseanteil in der Suspension von 0,1 bis 3 Gew%, insbesondere von 0,3 bis 1 Gew%, erfolgen.

Diese Verdünnung kann zweistufig erfolgen, wobei in einem ersten Verdünnungsschritt, der insbesondere in einer Mischbütte abläuft, die Suspension auf einen Feststoffmasseanteil von 0, 3 bis 7 Gew%, insbesondere von 4 bis 5 Gew%, verdünnt wird. Bei diesem Verfahrensschritt ist auch der geeignete Zeitpunkt, dass zum derart vorliegenden Halbstoff diverse Papierhilfsmittel bzw. Additive bzw. Zusatzstoffe, insbesondere Farben, Bindemittel, insbesondere Latex oder Leim, Füllstoffe oder andere in der Papierherstellung übliche Papierhilfsmittel in üblichen Mengen eingebracht bzw. eingemischt werden.

Nach diesem Vorgang wird, insbesondere in einem Vorbehälter der Papiermaschine, auf den zuvor genannten Verdünnungsgrad endverdünnt bzw. eingestellt. Auch hier sollte die Temperatur nicht über den zuvor genannten Temperaturbereich hinausgehen.

Die Verteilung der Boraxkristalle sollte möglichst gleichmäßig z. B. durch Rühren eingestellt bzw. beibehalten werden.

In der Stoffauflauf-bzw. Siebpartie bzw. auf der Papiermaschine bzw. der Gautsche wird der durch die Verdünnung entstandene Ganzstoff durch teilweises Abpressen oder Absaugen der Boraxlösung gleichmäßig eingedickt bzw. reduziert, vorzugsweise auf einen Restgehalt an Boraxiösung von 45 bis 85 Gew%, insbesondere von 60 bis 70 Gew%. Dadurch entsteht eine im Wesentlichen flächige Bahn, die aus mehreren, übereinander liegenden bzw. parallel zueinander liegenden Schichten bestehen kann.

Dieses Rohprodukt bzw. der feuchte Werkstoff wird anschließend einer Trocknung zugeführt. Im Zuge der Trocknung kristallisiert das im Rohprodukt befindliche gelöste Borax zumindest teilweise aus und es bilden sich, wie später genauer beschrieben wird, Borax-Cellulose-Assoziate und gegebenenfalls intermediäres Borax.

Die hier vom verdünnten Ganzstoff abgepresste Boraxiösung kann, gegebenenfalls nach einer Reinigung und/oder einer Aufarbeitung, wieder zum Pulper zurückgeführt bzw. recycliert werden oder bei einem Verdünnungsschritt wieder eingesetzt werden.

Die Trocknung erfolgt am effizientesten durch eine Maschinentrocknung, gefolgt von einer Lufttrocknung. Die Maschinentrocknung verläuft besonders effizient in einem mehrstufigen, insbesondere einem dreistufigen, Prozess, wobei insbesondere die Temperaturen im Zuge dieses Trocknungsprozesses von Stufe zu Stufe erhöht werden.

Der Temperaturbereich liegt zwischen 90 und 150°C, insbesondere zwischen 95 und 145°C, vorzugsweise zwischen 100 und 140°C, wobei ab einer Temperatur von ca. 145°C

die Gefahr einer Blasenbildung stark ansteigt. Durch diese maschinelle Trocknung wird der Restgehalt an Boraxlösung insbesondere auf einen Wert zwischen 30 und 60 Gew% gesenkt.

Bei der anschließenden Lufttrocknung bei einer Temperatur zwischen 10 bis 35°C, insbesondere zwischen 15 bis 25°C, soll der Restgehalt an Boraxiösung auf einen Wert von 2 bis 15 Gew%, vorzugsweise 3 bis 10 Gew%, insbesondere 4 bis 6 Gew%, abgesenkt werden.

Das so getrocknete Rohprodukt kann nun einem Glättwerk bzw. einem Kalander zugeführt werden und gelangt anschließend zur Weiterverarbeitung, d. h. zum Schnitt bzw. zur Veredelung etc..

Ein nach einem derartigen Verfahren erhaltener Werkstoff enthält in Form einer typischen vernetzten bzw. verfilzen Matrix mindestens 50 Gew% Cellulose und mindestens 5 Gew% Borax, wobei insbesondere eine Zusammensetzung von 70 bis 95 Gew% Cellulose und 5 bis 30 Gew% Borax vorteilhaft ist. Zusätzlich können noch diverse Papierhilfsmittel in den üblichen Mengen zugesetzt sein. Durch die Tatsache, dass sich während des Verfahrens, insbesondere im Pulper, die Fasern mit gesättigter Boraxiösung tränken bzw. vollsaugen, bilden sich beim Trocknungsprozess durch Auskristallisieren sogenannte Borax-Cellulose-Assoziate 1 wie sie aus der Zeichnung ersichtlich sind.

Diese Borax-Cellulose-Assoziate 1 sind im Wesentlichen von Boraxkristallen bzw.

Strukturen, insbesondere vollständig, durchdrungene Cellulosefasern bzw.

Cellulosefasern bzw. ein Cellulosefasernetzwerk, die/das mit Boraxkristallen bzw.

Strukturen innig und dicht verfilzt sind/ist bzw. Cellulosefasern in die Boraxkristalle bzw.

Strukturen ein-oder angelagert sind oder die von einem Boraxkristallgitter umgeben sind.

Diese Borax-Cellulose-Assoziate 1 weisen insbesondere eine Größe zwischen 0,05 bis 5 mm auf.

Zusätzlich kann in der Matrix des Werkstoffes auch faserunabhängiges Borax 2 vorliegen, wobei dieses faserunabhängige Borax 2 nicht durchdringend mit den Fasern assoziiert ist, d. h. das faserunabhängige Borax 2 durchdringt nicht die Cellulosefasern, wie dies bei den Borax-Cellulose-Assoziaten 1 der Fall ist, sondern ist bestenfalls mit der Oberfläche eines Borax-Cellulose-Assoziates 1 verbunden bzw. an diese ankristallisiert.

Dieses faserunabhängige Borax 2 setzt sich einerseits aus dem während des Herstellungsverfahrens, insbesondere während des Trocknungsverfahrens, d. h. in relativ kurzer Zeit auskristallisierten und daher kleinkristallinem, intermediären Borax 4 und/oder aus dem gegebenenfalls im Pulper zugegebenen originären Borax 3 zusammen. Das faserunabhängige Borax 2 weist insbesondere eine Partikelgröße zwischen 0,01 bis 3 mm

auf, wobei große Kristalle mit ca. 3 mm nur in geringen Mengen von bis zu 0,5%, insbesondere 0,1 %, bezogen auf die Gesamtanzahl, vorhanden sind. Auch kann sich die Größe der originären Boraxkristalle 3 im Zuge des Verfahrens durch Mahl-, Zerkleinerungs-bzw. Lösungsprozesse verändern.

Die Borax-Cellulose-Assoziate 1 sind in der Matrix des Werkstoffes insbesondere in einem Bereich von 60 bis 100 Vol%, insbesondere 80 bis 97 Vol%, vorzugsweise 85 bis 95 Vol%, bezogen auf das Feststoffvolumen d. h. auf das Volumen, das, beispielsweise bei starker Kompression, von den festen Bestandteilen der Matrix eingenommen wird, ausgebildet bzw. vorhanden. Das faserunabhängige Borax 2 ist insbesondere in einem Bereich zwischen 0 bis 40 Vol%, insbesondere 3 bis 20 Vol%, vorzugsweise 5 bis 10 Vol%, bezogen auf das Feststoffvolumen, vorhanden.

Die Cellulosefasern sind vorzugsweise aus Sekundärfasern, insbesondere aus Altpapier, gebildet und weisen eine Faserlänge bis insbesondere 5 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 2,5 mm, auf.

Der Werkstoff kann nach der Bearbeitung auf der Papiermaschine, insbesondere durch das Ausbringen auf ein Sieb bzw. Siebband oder auf eine Siebwalze bedingt, eine schichtartige Struktur aufweisen bzw. aus einer Mehrzahl, im Wesentlichen gleichartigen, parallel zueinander bzw. übereinander liegenden Schichten aufgebaut sein. Dadurch kann die Dicke des entstandenen Endproduktes, beispielsweise Papier, Karton oder Pappe, eingestellt werden und Einfluss auf die Festigkeitseigenschaften genommen werden. Das spezifische Gewicht des Werkstoffes beträgt vorteilhafterweise zwischen 0,3 bis 2,0 g/cm3, insbesondere 0,6 bis 1,2 g/cm3.

Der fertige Werkstoff liegt vorzugsweise in kompakter Form vor, insbesondere in Platten oder Bahnen mit einer Dicke von insbesondere 1 bis 5 mm.

Der Werkstoff ist nicht brennbar und/oder nicht entflammbar bzw. er ist insbesondere gemäß DIN 4102 in die Baustoffklassen A2 und/oder B1 einzuteilen.

Um einen möglichst preiswerten Werkstoff herzustellen, dessen Eigenschaften jedoch nicht negativ beeinträchtigt sind, kann es vorteilhaft sein, wenn keine weiteren Zusatzstoffe eingesetzt werden. Der Werkstoff kann daher frei sein von Glycerin, Aktivkohle, Grafit, Sassolin etc.

Die nun folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Die Verfahrensführung erfolgte mit den in der Papier-, Karton-, bzw. Pappeherstellung üblichen Parametern, wie Temperatur, pH-Wert etc.

Beispiel 1 : - trockenes Vermischen bzw. Homogenisieren von 100 kg Zellstoff mit 8 kg handelsüblichem bzw. originärem Borax-Decahydrat 3 - Zumischung von 900 kg gesättigter Boraxlösung bei Raumtemperatur und Homogenisieren - Verdünnung der Suspension mit 9000 kg gesättigter Boraxlösung und Aufbringung auf die Papiermaschine - Abpressen bzw. Absaugen von ca. 9700 kg Boraxlösung auf einen Gehalt von ca.

65 Gew% Boraxlösung - Trocknung auf einen Gehalt von ca. 5 Gew% Boraxlösung bzw. eine Restfeuchte von ca. 5% Nach diesem Verfahren wird ein Papier-, Karton-, bzw. Pappe-Werkstoff mit ca. 83 Gew% Zellstoff und ca. 15 Gew% Borax erhalten. In der Matrix dieses Werkstoffs ist neben dem Borax in den Borax-Cellulose-Assoziaten 1 bzw. gegebenenfalls dem intermediären Borax 4 zusätzlich handelsübliches bzw. originäres Borax 3 mit ca. 7 Gew% vorhanden.

Der Werkstoff erweist sich im Brandversuch mit einem auf die Kante gerichteten Bunsenbrenner, insbesondere bei einem Schlytertest, als nicht entflammbar und unbrennbar, auch bei wiederholter und/oder kontinuierlicher Flammeinwirkung über eine längeren Zeitraum.

Beispiel 2 : - Vermischen von 100 kg Zellstoff mit 900 kg gesättigter Boraxlösung im Pulper bei Raumtemperatur und Homogenisieren - Verdünnung der Suspension mit 9000 kg gesättigter Boraxlösung und Aufbringung auf die Papiermaschine - Abpressen bzw. Absaugen von ca. 9700 kg Boraxlösung auf einen Gehalt von ca.

67 Gew% Boraxlösung - Trocknung auf einen Gehalt von ca. 5 Gew% Boraxlösung bzw. eine Restfeuchte von ca. 5%

Nach diesem Verfahren wird ein Papier-, Karton-, bzw. Pappe-Werkstoff mit ca. 86 Gew% Zellstoff und ca. 9 Gew% Borax erhalten.

Der Werkstoff erweist sich im Brandversuch mit einem auf die Kante gerichteten Bunsenbrenner, insbesondere bei einem Schlytertest, als nicht leicht entflammbar und unbrennbar.

Beispiel 3 : - Vermischen von 100 kg Zellstoff mit 900 kg zu 70% gesättigter Boraxlösung im Pulper bei Raumtemperatur und Homogenisieren - Verdünnung der Suspension mit 9000 kg zu 70% gesättigter Boraxiösung und Aufbringung auf die Papiermaschine - Abpressen bzw. Absaugen von ca. 9700 kg Boraxlösung auf einen Gehalt von ca.

67 Gew% Boraxlösung - Trocknung auf einen Gehalt von ca. 5 Gew% Boraxlösung bzw. eine Restfeuchte von ca. 5% Nach diesem Verfahren wird ein Papier-, Karton-, bzw. Pappe-Werkstoff mit ca. 89 Gew% Zellstoff und ca. 6 Gew% Borax erhalten.

Der Werkstoff erweist sich im Brandversuch mit einem auf die Kante gerichteten Bunsenbrenner, insbesondere bei einem Schlytertest, als schwer entflammbar.