DK155508B - Fremgangsmaade til fremstilling af gipsplader - Google Patents

Description

i

DK 155508 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af gipsplader, ved hvilken der mellem papirbaner dannes en kerne af en vandig opslæmning af calciumsulfatmørtel, der indeholder stivelse som tørbi ndingsfremmende middel.

5

Ved fremstilling af gipsplader anbringes en vandig opslæmning af gips på en kontinuerligt fremadskridende, nederste papirbane, som udgør den færdige plades forside og kanter. En fremadskridende øverste bane, som danner pladens bagside, lægges over opslæmningen 10 og limes ved hjælp af et klæbemiddel til de indad foldede sidekanter på den nederste bane. Opslæmningen presses til den ønskede tykkelse og hærder til dannelse af en massiv gipskerne.

Der skal nødvendigvis frembringes en passende binding mellem gips-15 kernen og de mod denne vendende papirbaner, og i den forbindelse har to forhold særlig interesse.

Efter formning af gipspladen skal den tørres, og det er almindeligt at opskære pladen i mindre stykker før tørring. På dette tidspunkt 20 er det nødvendigt at have en binding mellem gips og papir, den såkaldte "vådbinding", som er i stand til at tåle opskæringsoperationen. Efter tørring skal gipspladen have en passende binding mellem papir og kerne, den såkaldte "tørbinding" for at forhindre adskillelse under brug.

25

Det er kendt at tilsætte opslæmningen en mindre mængde stivelse, der vil migrere ud mod og delvis ind i papirbanerne under tørringsfasen, og stivelsens tilstedeværelse fremmer dannelsen af tørbinding mellem papir og kerne.

30

Ifølge den hidtil kendte teknik har man imidlertid skullet anvende et stivelsesoverskud, fordi der sker tab af stivelse ved migration ind i selve det anvendte papir, og der har ikke hidtil foreligget midler, som kunne nedbringe anvendelsen af overskud af stivelses-35 indhold, uden at dette medførte alvorlige forringelser af gipspladeproduktet.

Fra beskrivelsen til US patent nr. 3.425.826 er det ganske vist kendt at gøre stivelsesholdige lag uopløselige ved at behandle dem 2

DK 155508 B

med vandopløselige zirkoniumsalte, men ifølge denne beskrivelse drejer det sig om beklædninger bestående af pulveriseret ler og stivelsesklæbemiddel, som behandles med vandige opløsninger af zirkoniumsalte. Ved forsøg, som ligger til grund for den forelig-5 gende opfindelse, har tilsætning af zirkoniumsalte til selve opslæmningen af gips været forsøgt, men det har vist sig, at det ikke førte til det ønskede resultat.

Fra beskrivelsen til US patent nr. 3.389.042 kendes der endvidere en 10 fremgangsmåde til fremstilling af gipsplader, ved hvilken fremgangsmåde der mellem papirbaner dannes en kerne af en vandig opslæmning af gips, der indeholder stivelse som tørbindingsfremmende middel, og hvor papirbanerne forinden behandles med en organisk siliciumforbindelse, således at der på papirbanernes overflader dannes en 15 hydrofob belægning, der hindrer indtrængning af en vandig væske.

Herved undgås også tab af stivelse, idet stivelsen i den vandige gipsopslæmning også hindres i at trænge ind i de omgivende papirbaner, men dette opnås under samtidigt tab af våd-bindingsstyrke mellem gipskernen og de omgivende papirbaner, hvilket fører til en 20 højere fejlfrekvens under fremstillingsprocessen.

Det har med den foreliggende opfindelse nu vist sig muligt at nedsætte tabet af stivelse fra gipskernen til de omgivende papirbaner uden at gøre overfladerne heraf vandafvisende, og der sker 25 derfor intet tab af våd-bindingsstyrke mellem den hærdede, men endnu våde gipskerne og de beklædende papirbaner. Tværtimod er det ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen fordelagtigt at benytte beklædningspapir med kun lidt eller helt uden overfladelim, hvilket gør papiret mere absorberende i grænsefladen mellem kernens 30 gipsopslæmning og papirbanerne, hvorved ikke blot våd-bindingsstyr-ken men også tørbindingstyrken fremmes stærkt.

Dette opnås med den indledningsvis angivne fremgangsmåde, når den ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at de til kontakt med kernen 35 beregnede overflader af papirbanerne, der fortrinsvis er blødtlimede eller ulimede, behandles med et vandopløseligt zirkoniumsalt, inden de bringes i kontakt med opslæmningen.

Det ifølge opfindelsen foretrukne zirkoniumsalt er zirkoniumacetat i 2 3

DK 155508 B

vandig opløsning i en mængde på mindst 0,9 g/m udtrykt som Zr02, men også zirkoniumoxychlorid, zirkoniumnitrat og zirkoniumsulfat er effektive i forskellig grad. Zirkoniumacetat foretrækkes fremfor de øvrige nævnte salte, fordi det i vandig opløsning har en større 5 pH-værdi og derfor er lettere at håndtere og er mindre korrosivt over for stål.

Den opløsning af zirkoniumsalt, der påføres papirbanernes inderelier bindeflader, påføres hensigtsmæssigt umiddelbart før de 10 bringes i kontakt med gipsopslæmningen, hvilket sker ved hjælp af passende påføringsorganer, der er forbundet med gipspladeproduktionsanlægget. Gipsopslæmningen indeholder stivelse på sædvanlig måde, men som nævnt vil der kunne anvendes en mindre procentdel end hidtil nødvendigt.

15

Ifølge en udførelsesform for opfindelsen påføres papiret hensigts- mæssigt zirkoniumsaltet i en mængde på mellem 1 og 2 g/m , udtrykt som Zr09. Dette er det foretrukne område, idet der ved mængder på * 2 mere end 2 g/m fremkommer nogen forringelse af vådbindingen, 20 hvilket på sin side indvirker på kvaliteten af tørbindingen, hvorfor det nævnte maksimum foretrækkes til kommerciel anvendelse.

Fortrinsvis anvendes der en gipsopslæmning indeholdende ca. 0,2 vægtprocent stivelse målt i forhold til kernefaststofferne. Dette 25 har ved forsøg vist sig at være den mindste mængde, som giver kommercielt pålidelige resultater ved opfindelsens udøvelse. Uden en behandling med zirkoniumsalt, som foreslået ifølge den foreliggende opfindelse, ville et så lavt stivelsesindhold give en meget ringe tørbinding, hvilket senere vil blive belyst i eksempel 3.

30

Ifølge en yderligere udførelsesform for fremgangsmåden anvendes der hensigtsmæssigt papir, hvori det lag af hver papirbane, der bringes i berøring med opslæmningen, er blødt-limet eller ulimet. Det foretrækkes altså, at det anvendte papir har mindre end den sædvan-35 lige mængde traditionel lim, f.eks. harpiks/alun, på bindefladerne, eller at denne flade er helt ulimet. Der kan opnås tilfredsstillende resultater med normalt-limet papir ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, når papiret er nyt, men når papiret er ældet, er det mindre velegnet, og den nødvendige mængde zirkoniumsalt kan variere.

4

DK 155508 B

Anvendelsen af et blødt-limet eller ulimet papir sikrer opnåelse af en forudsigelig virkning ved udøvelse af opfindelsen og er også økonomisk, idet papiromkostningerne kan reduceres.

5 Opfindelsen skal herefter forklares nærmere i form af de i det efterfølgende angivne eksempler og de derved opnåede resultater.

Eksempel 1 10 Bindefladen af et gipsplade-beklædningspapir med et blødt-limet bindelag blev påsprøjtet en fortyndet vandig opløsning af zirkonium- acetat fremstillet ved en 3:1 volumenfortynding med vand af en zirkoniumacetatopløsning indeholdende 22% ZrO«. Den påførte mængde

2 L

zirkoniumacetat udgjorde 1,0 - 1,1 g/m papir, udtrykt som Zr02.

15 Umiddelbart derefter anvendtes papiret til fremstilling af et gipspladeemne ud fra en gipsopslæmning indeholdende 0,25 vægtprocent stivelse målt i forhold til kernefaststofferne. Gipspladens vådbinding blev målt, efter at gipskernen var hærdet.

20 Efter tørring af gipspladen blev dens tørbindingsstyrke målt såvel i tør tilstand som efter tre timers akklimatisering i en atmosfære med 90% relativ fugtighed og en temperatur på 20°C.

Resultaterne af bindingsmålingen er angivet i tabel 1 og er sammen-25 lignet med resultater opnået for en gipsplade fremstillet med ubehandlede, traditionelt limede beklædningspapirark og en ækvivalent gipsopslæmning, som var af traditionel art bortset fra, at den kun indeholdt 0,25 vægtprocent stivelse.

30 35

DK 155508 B

n- > ce ·>-4J

o> Λ ω c s-> X g ‘is 04 S- "g 5 > ω s-

CU

β ·*- s §- 2 tu * _ £ m o> •r— C g) OJ ·Γ" S ,r" λ tj o o o in

Ec cn to c di

•r- · i- (1) C

I— -O C -r-

^ S- S- C

o. cu +j C +-5 o> c t*- t»-(0 O)

XI

cn c s- •r- O) C 4-» n-

_ « CD

* O

cn ^

C r— -O

•r- CU

*—i "O ino o lo Ό _ c to oo O cn +-> >? r- -r- ·-* C °

<D _Q CU

JO S- O i

fO Ό. O

h- h- i- cn °- c +-* -5 ω c .

. c S g> S- s t c ω ^ ^ z: -+-3 </>+_> ^ +j i 4-> c cn 3 +-> 3 4->

C C 3 C 3 ±! ' -P

·>— ·γ- i— cn 1— cn >- TJ EMC EMC 3^Jp

I—1 S- C CM i. C ™ -E

χ ω -O cup C s-

σ T3 +-> s- -3 4-+5- ^ s- P

•CO O t»-« o ffl _ S ^ > O cu X CD CU -C £4-3¾ (D c/) ε s- +j O ® nj μ £ ε +J 4-3 t»— -f— 4-> M +J Μ Μ ω I— MS- on s- o -?5 s- CU S- CU = 4-» cu -σ cu -o = s- «* > CU > CU m ce .

o. C Ό C -Q ‘

S Φ O

, .E ^ 5 o

"O Q. _ -r- CtJ

W CO ^ E _ 1— Q. c 3 Dl ^ .. +j on i '£2 0

cus- cu cn E

tu x -r- E c T- .E nj IR

Q. Q. -r- -r- C Λ ™ CU

>, 4-3 CO r— CO·· "P'S.

jj r— O. 1 T3 4-> 5- ^ Cn s- teen 4-» « S- CO IQCU··-

•E ε cn T3 r— !— 4-> I— +J+J

o. S- C O N CD 4-iO) nj O ·γ— r— CU O ' ' Φ u Q. 2CC CQ X + Λ 4C "Ό t*_ 6

DK 155508 B

Det vil bemærkes, at ved anvendelse af den usædvanligt lave stivelseskoncentration øges tørbindingen ved brug af zirkonium-acetat. Endvidere er den akklimatiserede tørbinding efter befugtning helt tilfredsstillende og er betydeligt større end ved brug af 5 normalt beklædningspapir og samme lave stivel seskoncentration.

Eksempel 2

Eksperimenterne i eksempel 1 blev gentaget, men der blev anvendt en 10 gipsopslæmning indeholdende kun 0,2 vægtprocent stivelse. Der blev opnået særdeles gode tørbindingsstyrker, og det blev bemærket, at også vådbindingsstyrkerne var gode.

Eksempel 3 15

Eksperimenterne i eksempel 1 blev gentaget, men der blev anvendt 0,2 vægtprocent stivelse i gipskernen til binding af det blødtlimede beklædningspapir, som på bindefladen blev påsprøjtet en fortyndet vandig opløsning af zirkoniumoxychlorid i et omfang svarende til 0,9 2 20 til 1,0 g/m papir, udtrykt som ZrOg. Bindingsmålingerne udførtes som i eksempel 1 med nedenstående resultater til følge.

25 30 35

7 DK 155508 B

H

ω ί α) cn σ> -η- c +J ·Ι“ ni ~ο mm m o gc m U) -i— -i— X» V S-^ B < +-> cn c

CVJ "O O LO O LO

c i*» lo o cn I- -I- 1—1 d) J3 .O S-

fO BL

I— I— +-> i +-> i cn =j 4-> =s 4->

C c 3 c =J

.ί= -i— i— σι ·«- l— D) •o ε v> c ε <s> c c >— *'

[— i—H S— c t—i S— C

_Q O) Ό O) "O

-o -o +J s- T3 +i t- •IO O 4- IB 0 4-¾

> CD 0) -C CD 0) -C

+J -M

4-> LO +-> V) 00 S- OO S- S_ 0) S- 0) 0) Ό 0) Ό >0) >0)

Bl C Bl C

Ϊ- 1 t- -σ o- æ «o

i— Q. I

jst ·· oo ε ·· 0) S- 0) Dl 3 Ό O) _Q ·γ— ε C -r— τ- Ο. CL -i— -i- C S-

>. +J fO i— C O O

+3 i— Q_ I Ό i—

S_ Π) 00 4-5 IB i- -C

r— ε cn "O r- T- o o. i- c 8 Ji N >1

03 O-r- i— 0) X

O. Z C CQ D + O

J

8

DK 155508 B

Eksempel 4

Et eksperiment udførtes på et traditionelt fuldskalaanlæg til fremstilling af gipsplader. Zirkoniumacetatopløsningen i form af i 5 handelen solgt zirkoniumacetatopløsning (22% ZrOg) fortyndet med vand i et volumenforhold på 2:1 påførtes såvel den øvre som den nedre papirbanes bindelag under fremstilling af en 1200 mm bred gipsplade. Påføringsmængden svarede til 1,1 g zirkoniumoxid pr. kvadratmeter papir.

10

Zirkoniumacetatopløsningen blev tilført fra en lagertank til forgreningsrør, som var forsynet med aftapningshaner. Opløsningen dryppede fra hanerne direkte ned på hver papirbane, medens denne bevægedes fremad under fremstilling af pladen og spredtes til et jævnt over-15 træk, idet hver papirbane førtes under en fast cylindrisk stang.

Anlægget fungerede med held under anvendelse af et stivelsesindhold på 0,2 vægtprocent i opslæmningen, og bindingsmålingerne på gipspladen viste sig at være helt tilfredsstillende.

20

Dette indebærer, at der opnås en betydelig reduktion af den for en god tørbinding nødvendige stivelseskoncentration.

I modsætning hertil fandtes bindingstyrken for et normalt papir uden 25 den med et zirkoniumsalt ifølge opfindelsen udførte behandling - men med et tilsvarende lavt stivelsesindhold - at blive for dårlig. Anvendelsen af blødt-limet papir uden zirkoniumsaltbehandling vil give endnu ringere resultater i kraft af en for stor indtrængning af stivelse i papiret.

30 35

Claims (5)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af gipsplader, ved hvilken der mellem papirbaner dannes en kerne af en vandig opslæmning af calci- 5 umsulfatmørtel, der indeholder stivelse som tørbi ndingsfremmende middel, kendetegnet ved, at de til kontakt med kernen beregnede overflader af papirbanerne, der fortrinsvis er blødtlimede eller ulimede, behandles med et vandopløseligt zirkoniumsalt, inden de bringes i kontakt med opslæmningen. 10

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der som zirkoniumsalt benyttes zirkoniumacetat.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de 15 nævnte overflader af papirbanerne påføres en vandig opløsning af saltet umiddelbart inden disse bringes i kontakt med opslæmningen.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at der, beregnet som zirkoniumdioxid, påføres en mængde på mindst 0,9 20 g/m af zirkoniumsaltet i form af en vandig opløsning på de nævnte overflader af papirbanerne, inden disse bringes i kontakt med opslæmningen.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at 25 der, beregnet som zirkoniumdioxid, påføres en mængde på mindst på 2 1-2 g/m af zirkoniumsaltet på de nævnte papiroverflader. 30 35