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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Gipswandplatten, bei welchem eine aus einer Beschleunigermischung, Kalziumsulfat. Hemihydrat und Wasser hergestellte wässerige Auf- schlämmung auf eine Oberfläche aufgebracht und abbinden gelassen und die auf diese Weise ent- standene Gipswandplatte getrocknet wird.
Gipsplatten oder Verputzplatten sind seit langem ein Massen-Handelsprodukt. Im allgemeinen wird eine Gipsplatte durch Dispergieren von kalziniertem Gips in Wasser und Zusetzen eines leich- ten Schaums zwecks Einstellung der Enddichte der Aufschlämmung und der nachfolgenden Platte hergestellt. Üblicherweise in kleinen Mengen verwendete Zusätze umfassen Beschleuniger, Bindungs-
Schutzmittel, faserige Verstärkermaterialien und Konsistenzverminderer. Typische Beschleuniger sind Kalziumsulfat. Dihydrat, Kaliumsulfat, Ammoniumsulfat und Aluminiumsulfat. Bindungsschutzmittel sind üblicherweise Getreidemehle oder Stärken. Die faserigen Verstärkermaterialien können entweder auf Cellulosebasis oder auf Glasbasis sein. Konsistenzverminderer sind meist Lignosulfonate, von denen das Ammonium-Lignosulfonat besonders vorteilhaft ist.
Diese Zusätze werden in geringen Men- gen in bezug auf das Gesamtgewicht des Plattenkerns eingesetzt und machen insgesamt weniger als 5%, üblicherweise weniger als 2% des Gewichts des fertigen Kerns aus.
Die Aufschlämmung von kalziniertem Gips, welche die erwünschten Zusätze enthält, wird in kontinuierlichen Mischern, z. B. in einem zweistufigen Mischer der in der US-PS Nr. 3, 359, 146 be- schriebenen Art oder einem vielstufigen Mischer der in der US-PS Nr. 2, 660, 416 beschriebenen Art hergestellt. Die erhaltene Aufschlämmung wird kontinuierlich auf eine Papierbahn gegossen, welche sich unterhalb des Mischers bewegt. Eine zweite Papierabdeckbahn wird darüber aufgebracht und die Platte unter einer Rolle oder Rollen vorbeigeführt, um deren Dicke einzustellen.
Der so gebilde- te endlose Streifen wird auf einem Bandförderer weitergeleitet, bis der kalzinierte Gips abgebunden ist, worauf der Streifen in Platten der gewünschten Länge unterteilt wird, welche durch einen
Trocknungsofen gefördert werden, um die überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen.
Die üblichste Art eines zum Abbinden einer Aufschlämmung von kalziniertem Gips verwendeten
Beschleunigers ist Kalziumsulfat. Dihydrat. Dieses Material ist in vielerlei Art bekannt, von denen viele anwendbar sind, wenn sie durch Vermahlen auf einen hohen Feinheitsgrad gebracht wurden.
Ein derartiges Material hat sich als hervorragender Beschleuniger erwiesen. Es wurde jedoch festge- stellt, dass dieses Material, wenn es vor der Verwendung gelagert wird, insbesondere in Gegenwart von abgesacktem kalziniertem Gips oder unter dem Einfluss von Wärme einen Teil seines Kristall- wassers verliert. In den US-PS Nr. 2, 078, 199 und Nr. 3, 813, 312 ist angegeben, dass, wenn Zucker oder lösliches Dextrin zusammen mit Kalziumsulfat.
Dihydrat in der Kugelmühle vermahlen wird, das Material sogar dann zum Verhindern einer Entwässerung des Beschleunigers wirkt, wenn er bei der Lagerung verschiedenen atmosphärischen Bedingungen unterworfen ist. Ferner ist in der
US-PS Nr. 3, 870, 538 angegeben, dass Stärke zusammen mit Kalziumsulfat. Dihydrat fein vermahlen werden kann, um als Schutz für den Beschleuniger zu dienen. Diese Materialien, insbesondere Zuk- ker, wurden jedoch in einem Ausmass verteuert, das ihre Verwendung so gut wie verbietet.
Es ist daher Ziel der Erfindung, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art in solcher
Weise auszugestalten, dass die Hydratation der wässerigen Aufschlämmung kalzinierten Gipses während der ersten Phase der Hydratation unter verhältnismässig langsamem Temperaturanstieg und erst gegen Ende der Hydratation unter schnellem Temperaturanstieg abläuft, so dass Gipsplatten hervorra- gender Festigkeit erhalten werden können, an deren Oberfläche die Papierdeckbahnen ausgezeichnet haften.
Dies gelingt bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art gemäss der Erfindung da- durch, dass eine, auf feine Teilchengrösse durch gemeinsames trockenes Vermahlen von Kalziumsul- fat. Dihydrat und Ligninsulfonsäure oder eines Lignosulfonats hergestellte Beschleunigermischung eingesetzt wird, wobei das Lignosulfonat bzw. die Ligninsulfonsäure in einer Menge von etwa 3 bis etwa 75 Gew.-%, bezogen auf die Beschleunigermischung, und vorzugsweise die Beschleunigermischung in einer Menge von etwa 0, 01 bis etwa 1, 5 Gew.-%, insbesondere 0, 15 bis 1, 5 Gew.-%, bezogen auf den trockenen, kalzinierten Gips, eingesetzt wird und wobei vorzugsweise die Teilchen der Mischung eine Oberfläche von etwa 5000 bis etwa 20000 cm'/g, bestimmt mittels eines FisherSubsieve-Sizer, aufweisen.
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Die im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens verwendete Beschleunigermischung aus gemeinsam vermahlenem Kalziumsulfat. Hemihydrat und eines Lignosulfonats bzw. der Ligninsulfonsäure besitzt darüber hinaus den Vorteil einer hervorragenden Lagerbeständigkeit unter wechselnden atmosphärischen Bedingungen und verhältnismässig niedriger Gestehungskosten.
Sowohl in der US-PS Nr. 3, 359, 146 als auch in der US-PS Nr. 2, 856, 304 ist das Zusetzen eines Lignosulfonats zu einer Kalziumsulfat. Hemihydrat enthaltenden Aufschlämmung beschrieben, jedoch geschieht dies lediglich zu dem Zweck, den Anmachwasserbedarf für die Gipsaufschlämmung zu verringern. In der US-PS Nr. 3, 359, 146 ist zusätzlich auch erwähnt, dass gemahlener Gips (Kalziumsulfat. Dihydrat) als Beschleuniger verwendet werden kann, jedoch wird ein solcher Beschleuniger ohne das Ligninsulfonat eingesetzt, so dass dieser Beschleuniger unmittelbar nach seiner Herstellung eingesetzt werden muss. Dadurch, dass im Rahmen der Erfindung zwecks Herstellung des Beschleunigers das Kalziumsulfat.
Dihydrat mit dem Ligninsulfonat bzw. der Ligninsulfonsäure im trockenen Zustand vermahlen wird, wird ein Beschleuniger erhalten, der bis zu seiner bestimmungsgemässen Verwendung ohne Beeinträchtigung seiner Beschleunigerwirkung lange Zeit gelagert werden kann und dementsprechend nicht unmittelbar nach seiner Herstellung verwendet werden muss.
Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens wird als Lignosulfonat vorzugsweise AmmoniumLignosulfonat, Natrium-Lignosulfonat oder Kalzium-Lignosulfonat eingesetzt. Eine ein Lignosulfonat enthaltende Beschleunigermischung wird vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-% der Mischung eingesetzt.
Die Lignosulfonate oder Ligninsulfonate, wie sie manchmal genannt werden, sind ionische Polyelektrolyte mit einem zwischen 1000 und 20000 liegenden Molekulargewicht und werden als Abfallprodukte beim Aufschliessen von Holz mit Sulfit erhalten und werden entweder in der erhaltenen Form eingesetzt oder zur Erhöhung der Reinheit und Oberflächenaktivität weiterverarbeitet. Die Struktur der Materialien ist noch nicht völlig sichergestellt, es ist aber bekannt, dass die zugrunde liegende Lignin-Monomereneinheit ein substituiertes Phenylpropan ist.
Es kann theoretisch angenommen werden, dass eine sich wiederholende Einheit des polymeren Lignosulfonats die nachfolgende, in der Tabelle I gezeigte Struktur hat.
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Tabelle I
EMI3.1
M bedeutet Wasserstoff, Ammonium oder ein Metallion
Lignosulfonate werden unter verschiedenen Markenbezeichnungen in den Handel gebracht.
Verschiedene Lignosulfonate werden von der American Can Company, Grennich, Connecticut, hergestellt und sind in der nachstehenden Tabelle II unter ihren Markenbezeichnungen zusammen mit ihren chemischen Analysen und physikalischen Kennzahlen genannt. Die Materialien werden durch Reinigung von rohem Lignosulfonat hergestellt.
Tabelle II
Typische Analyse (bezogen auf Feuchtigkeitsfreiheit)
EMI3.2
<tb>
<tb> Marasperse <SEP> C-21 <SEP> Marasperse <SEP> C8 <SEP> Marasperse <SEP> N-22
<tb> p-Wert <SEP> (3Sge <SEP> Lösung) <SEP> 7,0 <SEP> - <SEP> 9,2 <SEP> 8,5 <SEP> - <SEP> 9,2 <SEP> 7,5 <SEP> - <SEP> 8,5
<tb> Gesamtschwefel <SEP> als <SEP> S <SEP> (%) <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 7, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Sulfatschwefel <SEP> als <SEP> 8 <SEP> (%) <SEP> 0,3 <SEP> 0,1 <SEP> 1,0
<tb> Sulfitschwefel <SEP> als <SEP> S <SEP> (%) <SEP> 0,09 <SEP> 0 <SEP> 0,12
<tb> Ca0 <SEP> (%) <SEP> 5,2 <SEP> 0,03 <SEP> 0,55
<tb> MU <SEP> (%) <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> Spur <SEP> 0, <SEP> 3
<tb> Na, <SEP> 0 <SEP> (%) <SEP> 6, <SEP> 1 <SEP> 9, <SEP> 9 <SEP> 13, <SEP> 2 <SEP>
<tb>
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Tabelle II (Fortsetzung)
EMI4.1
<tb>
<tb> Marasperse <SEP> C-21 <SEP> Marasperse <SEP> CB <SEP> Maraserpse <SEP> N-22
<tb> Reduzierende <SEP> Zucker <SEP> (%) <SEP> 1,5 <SEP> 0 <SEP> 0,8
<tb> OCH, <SEP> (%) <SEP> 7, <SEP> 9 <SEP> 12, <SEP> 7 <SEP> 7, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Physikalische <SEP> Kennzahlen
<tb> Übliche <SEP> Form <SEP> Pulver <SEP> Pulver <SEP> Pulver
<tb> Feuchtigkeitsgehalt
<tb> (maximal <SEP> % <SEP> H, <SEP> 0) <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP> 7, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Farbe <SEP> Braun <SEP> Schwarz <SEP> Braun
<tb> Schüttgewicht
<tb> (kg/m') <SEP> 560 <SEP> - <SEP> 643 <SEP> 690 <SEP> - <SEP> 755 <SEP> 560 <SEP> - <SEP> 643 <SEP>
<tb> Löslichkeit <SEP> in <SEP> Wasser <SEP> (X) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP>
<tb> Löslichkeit <SEP> in <SEP> Ölen <SEP> und <SEP> den <SEP>
<tb> meisten <SEP> organischen <SEP> Lösungsmitteln <SEP> (%)
<SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Oberflächenspannung <SEP> der
<tb> 1%1gen <SEP> lösung <SEP> (N/cm) <SEP> 49,4.10-5 <SEP> 51,4.10-5 <SEP> 52,8.10-5
<tb>
Die nachstehenden Lignosulfonate werden auch von der American Can Company hergestellt und sind unmodifizierte oder teilweise modifizierte organische Stoffe, welche aus dem Sulfitaufschluss von Holz stammen. Diese Materialien enthalten Lignosulfonate eines weiten Bereiches der Molekulargrösse, Oligosaccharide sowie Holzzucker oder Holzzuckerderivate.
Die Materialien und ihre Analysen und Eigenschaften sind nachstehend in Tabelle III angeführt.
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Tabelle III Typische Analyse (bezogen auf Trockensubstanz)
EMI5.1
<tb>
<tb> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig
<tb> 11 <SEP> llg <SEP> llh <SEP> 41 <SEP> 41g <SEP> 41h <SEP> 11d <SEP> 11da <SEP> 12 <SEP> 21c
<tb> PH-Wert <SEP> (3%ige <SEP> Lösung) <SEP> 4,0 <SEP> - <SEP> 4,5 <SEP> 5,0 <SEP> - <SEP> 7,5 <SEP> 5,0 <SEP> - <SEP> 7,5 <SEP> 3,3 <SEP> - <SEP> 3,5 <SEP> 5,0 <SEP> - <SEP> 7,5 <SEP> 6,0 <SEP> - <SEP> 7,5 <SEP> 7,5 <SEP> - <SEP> 9,2 <SEP> 3,5 <SEP> - <SEP> 4,5 <SEP> 3,6 <SEP> - <SEP> 3,7 <SEP> 7,3 <SEP> - <SEP> 8,7
<tb> Gesantachwefel <SEP> als <SEP> S <SEP> (%) <SEP> 5,4 <SEP> 5,1 <SEP> 4,9 <SEP> 5,9 <SEP> 5,8 <SEP> 6,1 <SEP> 5,3 <SEP> 5,6 <SEP> 5,
5 <SEP> 5,0
<tb> Sulfatschwefel <SEP> als <SEP> S <SEP> (%) <SEP> Spur <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 5, <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Ca0 <SEP> (%) <SEP> 6,3 <SEP> 5,8 <SEP> 7,5 <SEP> 5,1 <SEP> 5,7 <SEP> 7,7 <SEP> 12,5 <SEP> 6,4 <SEP> 0,6 <SEP> 5,6
<tb> Hg0 <SEP> (%) <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 34 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Na2O <SEP> (5) <SEP> - <SEP> 2,5 <SEP> - <SEP> - <SEP> 3,3 <SEP> - <SEP> - <SEP> Spar <SEP> 5,4 <SEP> 4,8
<tb> Reduzierende <SEP> Zucker <SEP> (%) <SEP> 21,4 <SEP> 18,0 <SEP> 18,0 <SEP> 17,3 <SEP> 18,2 <SEP> 16,0 <SEP> 2,5 <SEP> - <SEP> 5,0 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> 5,0 <SEP> 21,0 <SEP> weniger <SEP> als
<tb> 4,0
<tb> OCH, <SEP> (%) <SEP> 8,
<SEP> 8 <SEP> 8, <SEP> 6 <SEP> 8, <SEP> 7 <SEP> 9, <SEP> 3 <SEP> 8, <SEP> 8 <SEP> 8, <SEP> 8 <SEP> 8, <SEP> 2 <SEP> 9, <SEP> 2 <SEP> 8, <SEP> 7 <SEP> 7, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Physikalische <SEP> Kennzahlen <SEP> - <SEP> Pulverform <SEP>
<tb> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig
<tb> 11 <SEP> 11g <SEP> 11h <SEP> 41 <SEP> 41g <SEP> 41h <SEP> 11d <SEP> 11da <SEP> 12 <SEP> 21c
<tb> Feuchtigkeitsgehalt
<tb> (maxinal <SEP> % <SEP> H2O) <SEP> 4 <SEP> - <SEP> 6,5 <SEP> - <SEP> 7,5 <SEP> 5,0 <SEP> - <SEP> - <SEP> 7,5 <SEP> 7,0 <SEP> 6,5 <SEP> 3,5 <SEP> - <SEP> 6,5
<tb> Farbe <SEP> braun-braun <SEP> braun--braun <SEP> braun <SEP> braun <SEP> braun
<tb> Schüttgewicht <SEP> (kg/m')
<SEP> 530 <SEP> 530 <SEP> 577 <SEP> 513 <SEP> 513 <SEP> 561 <SEP> 530 <SEP> - <SEP> 561 <SEP>
<tb> Physikalische <SEP> Kennzahlen <SEP> - <SEP> flüssige <SEP> Fors
<tb> Feststoffgehalt <SEP> (%) <SEP> 50 <SEP> - <SEP> 60 <SEP> 50 <SEP> - <SEP> 58 <SEP> 50 <SEP> - <SEP> 52 <SEP> 50 <SEP> - <SEP> 58 <SEP> 50 <SEP> - <SEP> 58 <SEP> 50 <SEP> - <SEP> 54 <SEP> - <SEP> - <SEP> 47 <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 50
<tb> Breckfield-Viskesität <SEP> bei <SEP> 25 C <SEP> 45 <SEP> - <SEP> 250 <SEP> 47 <SEP> - <SEP> 400 <SEP> 75 <SEP> - <SEP> 260 <SEP> 61 <SEP> - <SEP> 450 <SEP> 72 <SEP> - <SEP> 450 <SEP> 110 <SEP> - <SEP> 300 <SEP> - <SEP> - <SEP> 35 <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 200
<tb>
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Andere zur Verwendung für die Erfindung geeignete Lignosulfonate werden von Crown Zellerbach, Chemical Products Division, Camas, Washington,
hergestellt und sind nachstehend in Tabelle IV zusammen mit ihren pyhsikalischen Eigenschaften und Analysen angegeben.
Tabelle IV
EMI6.1
<tb>
<tb> Physikalische <SEP> Eigenschafte <SEP> Orzan <SEP> A <SEP> Orzan <SEP> AL-50 <SEP> Orzan <SEP> S <SEP> Orzan <SEP> SL-50 <SEP> Orzan <SEP> P <SEP> Orzan <SEP> PL-40 <SEP> Orzan <SEP> AH-3
<tb> Physikalische <SEP> Form <SEP> Pulver <SEP> Flüssigkeit <SEP> Pulver <SEP> Flüssigkeit <SEP> Pulver <SEP> Flüssigkeit <SEP> Pulver
<tb> Farbe <SEP> hellbraun <SEP> braun <SEP> gelbbraun <SEP> braun <SEP> hellbraun <SEP> braun <SEP> dunkelbraun
<tb> PH-Wert <SEP> der <SEP> 25%igen <SEP>
<tb> Lösung <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 7 <SEP> 7 <SEP> 5 <SEP> 7 <SEP> 2,5
<tb> Wassergehalt <SEP> (%) <SEP> 6 <SEP> 50 <SEP> 5 <SEP> 50 <SEP> 5 <SEP> 60 <SEP> 4
<tb> Schüttgewicht
<tb> (kg/m') <SEP> 497 <SEP> 497 <SEP> 320 <SEP> 288
<tb> Spezifisches <SEP> Gewicht
<tb> bei25 C <SEP> 1, <SEP> 22 <SEP> 1, <SEP> 25 <SEP> 1, <SEP> 18 <SEP>
<tb> Viskosität <SEP> (cp)
<tb> 25 C <SEP> 180 <SEP> 130 <SEP> 190
<tb> 0 C <SEP> 7800 <SEP> 1800
<tb> Löslichkeit <SEP> in <SEP>
<tb> Wasser <SEP> (%) <SEP> vollständig <SEP> löslich <SEP> 99
<tb> Gefrierpunkt <SEP> -5 C <SEP> -10 <SEP> -2,8 C
<tb> Bestandteile
<tb> Ligninsulfonsäure <SEP> 57 <SEP> 48 <SEP> 51
<tb> Reduzierende <SEP> Zucker
<tb> (als <SEP> Glukose) <SEP> 15 <SEP> 12 <SEP> 12 <SEP> 10 <SEP>
<tb> Asche') <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 20 <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 5
<tb> Mit <SEP> Alkali <SEP> freigesetzter
<tb> Ammoniak <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 2
<tb> Hauptkation <SEP> Ammonium <SEP> Ammonium <SEP> Natrium <SEP> Natrium <SEP> Ammonium <SEP> Ammonium <SEP> Ammonium
<tb> Elementaranalyse
<tb> Kohlenstoff <SEP> 45, <SEP> 6 <SEP> 41, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Wasserstoff <SEP> 5, <SEP> 6 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Schwefel <SEP> 6, <SEP> 4 <SEP> 7,
<SEP> 0 <SEP>
<tb> Stickstoff <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Natrium <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 5, <SEP> 9 <SEP>
<tb>
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EMI7.1
:Nachstehende Zucker ergeben den Gesantzuckergehalt (Gew.-%)
EMI7.2
<tb>
<tb> Mannose <SEP> 48
<tb> Glukose <SEP> 15
<tb> Xylose <SEP> 15
<tb> Galactose <SEP> 10
<tb> Arabinose <SEP> 6
<tb> Fructose <SEP> weniger <SEP> als <SEP> 2 <SEP>
<tb>
P. K. Hulvaney, H. D. Agar, Q. P. Pensiston and J. L.
HacCarthy, JACS 73, 1255-7 (1951) Orzan A und Orzan S enthalten folgende zusätzliche Bestandteile in Gen.-8
EMI7.3
<tb>
<tb> Orzan <SEP> A <SEP> Orzan <SEP> S <SEP>
<tb> Kalzium <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Kalium <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Silizium <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP>
<tb> Magnesium <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP>
<tb> Mangan <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP>
<tb> Zinn <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP>
<tb> Vanadium <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 005 <SEP>
<tb>
Spuren von Aluminium, Eisen, Chrom, Nickel, Titan, Bor, Kupfer, Barium, Strontium, Silber
EMI7.4
<Desc/Clms Page number 8>
ten.
In der Praxis können bei der Herstellung von Verputzplatten in Abhängigkeit von der gewünschten Abbindezeit andere Anteile an Beschleunigermischung, bezogen auf kalzinierten Gips, eingesetzt werden.
Die für eine gute Beschleunigermischung zum Abbinden von Gips erwünschten Eigenschaften sind vor allem, dass die Mischung derart ist, dass sie das Abbinden der Gipsaufschlämmung um wenigstens 3 min verzögert, um das Verformen des Gemisches zu Plattenbahnen zu ermöglichen.
Es ist weiters erwünscht, dass das Abbinden dann sehr schnell erfolgt und-nach dem zuvor beschriebenen Verfahren gemessen-innerhalb einer Zeitspanne von nicht mehr als 20 min und vorzugsweise nicht mehr als 10 min, bestimmt durch die Beendigung des Temperaturanstieges, zum Abschluss kommt.
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EMI9.1
EMI9.2
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> Beschleuniger-Zusatz <SEP> Erwärmungsverlaufkurve <SEP> (min) <SEP> (TRS)
<tb> Art <SEP> Gew.-% <SEP> Frisch <SEP> Nach <SEP> Brennen <SEP> bei <SEP> 104, <SEP> 40C <SEP> Nach <SEP> 44 <SEP> h <SEP> Aussetzens <SEP> X <SEP> gebundenes <SEP> Wasser <SEP> spezifische <SEP> Oberfläche <SEP>
<tb> Beschleuniger <SEP> während <SEP> 7 <SEP> h <SEP> gegen <SEP> 80% <SEP> relative <SEP> nach <SEP> dem <SEP> Brennen <SEP> (cm'/g)
<tb> Feuchtigkeit <SEP> bei <SEP> 104, <SEP> 40C <SEP>
<tb> bei <SEP> 26,
7 C <SEP> während <SEP> 7 <SEP> h
<tb> 1 <SEP> Norlig-11 <SEP> 25 <SEP> 15, <SEP> 16 <SEP> 15, <SEP> 41 <SEP> 15, <SEP> 50 <SEP> 27, <SEP> 8 <SEP> 14240
<tb> 2 <SEP> Norlig-11 <SEP> 10 <SEP> 15, <SEP> 33 <SEP> 16, <SEP> 66 <SEP> 15, <SEP> 75 <SEP> 18, <SEP> 2 <SEP> 12240
<tb> 3 <SEP> Norlig-ll <SEP> 5 <SEP> 15, <SEP> 50 <SEP> 16, <SEP> 25 <SEP> 16, <SEP> 84 <SEP> 15, <SEP> 5 <SEP> 12837
<tb> 4 <SEP> Norlig-11 <SEP> 3 <SEP> 16, <SEP> 00 <SEP> 17, <SEP> 35 <SEP> 17, <SEP> 00 <SEP> 13, <SEP> 1 <SEP> 11961
<tb> 5 <SEP> Marasperse <SEP> C-21 <SEP> 3 <SEP> 16, <SEP> 00 <SEP> 18, <SEP> 16 <SEP> 19, <SEP> 25 <SEP> 10, <SEP> 6 <SEP> 12531
<tb> 6 <SEP> Zucker <SEP> 5 <SEP> 16,16 <SEP> 16,32 <SEP> 16,84 <SEP> 18,3 <SEP> 13157
<tb> 7 <SEP> Lignosol <SEP> 3 <SEP> 16, <SEP> 50 <SEP> 23, <SEP> 50 <SEP> 18, <SEP> 67 <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP> 13850
<tb> 8 <SEP> Orzan-G <SEP> 3 <SEP> 16,
<SEP> 5B <SEP> 18, <SEP> 66 <SEP> 17, <SEP> 75 <SEP> 14, <SEP> 3 <SEP> 11696
<tb> 9 <SEP> Norlig-11 <SEP> 1 <SEP> 16,75 <SEP> 20,25 <SEP> 18,00 <SEP> 9,7 <SEP> 11961
<tb> 10 <SEP> Orzan <SEP> A <SEP> 3 <SEP> 17, <SEP> 50 <SEP> 18, <SEP> 75 <SEP> 19, <SEP> 25 <SEP> 13, <SEP> 4 <SEP> 10121
<tb> 11 <SEP> Norlig <SEP> 21-C <SEP> 3 <SEP> 17, <SEP> 75 <SEP> 20, <SEP> 58 <SEP> 19, <SEP> 90 <SEP> 11, <SEP> 6 <SEP> 11696
<tb> 12 <SEP> Marasperse <SEP> B-22 <SEP> 3 <SEP> 17, <SEP> 58 <SEP> 18, <SEP> 50 <SEP> 19, <SEP> 25 <SEP> 13, <SEP> 6 <SEP> 11696
<tb> 13 <SEP> Marasperse <SEP> CBOS-3 <SEP> 3 <SEP> 20, <SEP> 16 <SEP> 23, <SEP> 85 <SEP> 23, <SEP> 25 <SEP> 9, <SEP> 6 <SEP> 10526
<tb> 14 <SEP> C-211 <SEP> Stärke <SEP> 10 <SEP> 16, <SEP> 15 <SEP> 16, <SEP> 00 <SEP> 18, <SEP> 15 <SEP>
<tb> 15 <SEP> C-211 <SEP> Stärke <SEP> 25 <SEP> 16,35 <SEP> 16,40 <SEP> 19,
45
<tb> 16 <SEP> C-211 <SEP> Stärke <SEP> 50 <SEP> 17, <SEP> 05 <SEP> 17, <SEP> 30 <SEP> 19, <SEP> 15 <SEP>
<tb>
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Die in der vorstehenden Tabelle V erläuterten Beispiele sind mit den verschiedenen, handelsmässig bezeichneten Lignosulfonaten in abnehmender Reihe der Wirksamkeit, d. h. mit zunehmenden TRS-Werten des frischen Materials geordnet. Wenn auch alle Beschleunigermischungen zur technischen Verwendung bei der Herstellung von Gipsplatten geeignet sind, sind doch jene mit den kürzesten TRS-Werten bevorzugt.
Wenn man weiters verschiedene Gewichtsprozentsätze eines speziellen Lignosulfonats (Norlig-11) im Verhältnis zum kalzinierten Gips vergleicht, zeigt sich, dass die 25%ige Mischung den niedrigsten TRS-Wert aufweist und die l% ige Mischung den höchsten, wobei aber alle sich als ausreichend gut zur Anwendung bei der Herstellung von Gipsplatten erwiesen.
Beispiel 6 mit Anwendung einer Beschleunigermischung, bei der Zucker die Lignosulfonate ersetzte, und die Beispiele 14 bis 16, bei denen die im Handel erhältliche und auf saurem Weg verarbeitete Stärke C-211 in der in der US-PS Nr. 3,087, 538 beschriebenen Weise eingesetzt wurde, wurden als Vergleichsbeispiele vorgesehen. Wie zu sehen ist, sind sowohl die 3%ige als auch die 5%ige Beschleunigermischung mit Norlig 11 der mit 5% Zucker oder 10 bis 50% Stärke hergestellten Beschleunigermischung wesentlich überlegen.
Um die in der Tabelle V angeführten Ergebnisse mit der praktischen Herstellung von Gipsplatten in Beziehung zu bringen, wurden Gipsplatten unter Fertigungsbedingungen und unter Verwendung jener in Tabelle V angeführten Beschleunigermischungen, welche ausgezeichnete Eigenschaften aufwiesen, hergestellt. Bei Ausführung dieser Versuche wurden normale Fertigungsanlagen, Verfahren und Rezepturen angewendet. Die Rezepturen waren der speziellen Fertigungsanlage angepasst. In betriebsmässig zu verarbeitenden Gipsaufschlämmungen ist im allgemeinen ein grösserer Anteil an Beschleunigermischung in der Gipsaufschlämmung erforderlich, damit der Temperaturanstieg beendet ist, ehe die Gipsplatte den Trockenofen erreicht, weil, sobald die Platte den Ofen erreicht und erhitzt wird, die zum Abbinden führende Hydratation aufhört.
Die nachstehende Tabelle VI zeigt die Rezepturen und die mit der angegebenen Beschleunigermischung unter Verwendung der speziellen Lignosulfonate in den betreffenden angeführten Prozentsätzen erhaltenen Ergebnisse.
In jedem Fall wurden zur gewerblichen Verwendung brauchbare Gipsplatten erhalten.
Tabelle VI
EMI10.1
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 14 <SEP> Beispiel <SEP> 15 <SEP> Beispiel <SEP> 16 <SEP> Beispiel <SEP> 17
<tb> Beschleunigernischung <SEP> 3% <SEP> Morlig <SEP> 11 <SEP> 25% <SEP> Norlig <SEP> 11 <SEP> 3% <SEP> Marasperse <SEP> C-21 <SEP> 3% <SEP> Norlig <SEP> 11
<tb> Mischwasser <SEP> * <SEP> 5200 <SEP> 5200 <SEP> 5200 <SEP> 5200
<tb> Schaumwasser <SEP> * <SEP> 1050 <SEP> 1050 <SEP> 1000 <SEP> 1000
<tb> Gesamtwasser <SEP> * <SEP> 6250 <SEP> 6250 <SEP> 6200 <SEP> 6200
<tb> Erwärmungsverlauf
<tb> (TRS) <SEP> min <SEP> 10, <SEP> 8 <SEP> 9, <SEP> 5 <SEP> 10, <SEP> 2 <SEP> 10, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Faserzusatz <SEP> * <SEP> 26, <SEP> 2 <SEP> 26, <SEP> 2 <SEP> 26, <SEP> 2 <SEP> 26, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Stärke <SEP> * <SEP> 32 <SEP> 32 <SEP> 32 <SEP> 32
<tb> Beschleuniger <SEP> * <SEP> 10, <SEP> 7 <SEP> 10, <SEP> 7 <SEP> 11, <SEP> 7 <SEP> 11,
<SEP> 7 <SEP>
<tb> Schaummittel* <SEP> 2, <SEP> 38 <SEP> 2, <SEP> 38 <SEP> 2, <SEP> 38 <SEP> 2, <SEP> 43 <SEP>
<tb> Schaumluft <SEP> ** <SEP> 4, <SEP> 07 <SEP> 4, <SEP> 07 <SEP> 3, <SEP> 71 <SEP> 3, <SEP> 68 <SEP>
<tb> Schaumgewicht <SEP> 210 <SEP> 210 <SEP> 217 <SEP> 217
<tb> Netzmittel <SEP> * <SEP> 8, <SEP> 2 <SEP> 9, <SEP> 6 <SEP> 9, <SEP> 6 <SEP> 9, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Verzögerer <SEP> *** <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP>
<tb> Trockengewicht <SEP> des
<tb> Gipsmörtels <SEP> * <SEP> 7230 <SEP> 7700 <SEP> 7600 <SEP> 7704
<tb>
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Fussnoten zu Tabelle VI :
* Zahlenangaben in g/m'einer 12, 7 mm starken Gipsplatte ** Zahlenangaben in l/m'einer 12, 7 mm starken Gipsplatte *** Zahlenangaben in g/m'einer 12, 7 mm starken Gipsplatte
0 Zahlenangaben in kg/m'einer 12, 7 mm starken Gipsplatte
Zum Zweck des Vergleichs einer erfindungsgemäss eingesetzten Beschleunigermischung mit be- kannten Beschleunigern wurden in der oben beschriebenen Weise Gipsaufschlämmungen mit 3% Nor- lig 11 bzw. mit 5% Rohrzucker, eine bekannte in der US-PS Nr. 3, 813, 312 beschriebene Beschleunigermischung, hergestellt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle VII angeführt. In jedem
Fall wurde eine Gipsplatte mit guten Festigkeitseigenschaften und einer guten Haftung an den Pa- pierabdeckbahnen erhalten.
Da mit beiden Beschleunigermischungen eine gleich gute Gipsplatte erhalten wurde, ist die Wirtschaftlichkeit, welche sich aus dem Einsatz von 3% des gegenüber
Rohrzucker wesentlich billigeren Norlig 11 ergibt, leicht ersichtlich.
Tabelle VII
EMI11.1
<tb>
<tb> Beschleunigerzusatz <SEP> Beispiel <SEP> 18 <SEP> Beispiel <SEP> 19
<tb> 3% <SEP> Norlig <SEP> 11 <SEP> 5% <SEP> Zucker
<tb> Mischwasser <SEP> * <SEP> 5370 <SEP> 5370
<tb> Schaumwasser <SEP> * <SEP> 1050 <SEP> 1050
<tb> Gesamtwasser <SEP> * <SEP> 6420 <SEP> 6420
<tb> Erwärmungsverlauf
<tb> (TRS) <SEP> min <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Faserzusatz <SEP> * <SEP> 29, <SEP> 3 <SEP> 29, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Stärke <SEP> * <SEP> 30, <SEP> 2 <SEP> 30, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Beschleuniger <SEP> * <SEP> 17, <SEP> 2 <SEP> 17, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Schaummittel <SEP> * <SEP> 2, <SEP> 29 <SEP> 2, <SEP> 29 <SEP>
<tb> Schaumluft <SEP> ** <SEP> 3, <SEP> 96 <SEP> 3, <SEP> 96 <SEP>
<tb> Schaumgewicht <SEP> <SEP> 195 <SEP> 195
<tb> Netzmittel <SEP> * <SEP> 2, <SEP> 9 <SEP> 2, <SEP> 9 <SEP>
<tb> Verzögerer <SEP> * <SEP> 0, <SEP> 84 <SEP> 0,
<SEP> 84 <SEP>
<tb> Trockengewicht <SEP> des
<tb> Gipsmörtels <SEP> * <SEP> 7450 <SEP> 7320
<tb>
* Zahlenangaben in g/m'einer 12, 7 mm starken Gipsplatte ** Zahlenangaben in limo einer 12, 7 mm starken Gipsplatte *** Zahlenangaben in g/m'einer 12, 7 mm starken Gipsplatte
0 Zahlenangaben in kg/m3 einer 12, 7 mm starken Gipsplatte
Wie oben erwähnt, wurde bei der Ausführung der Laborversuche zur Bestimmung der relativen Wirksamkeit verschiedener Beschleunigermischungen, ausgedrückt durch den Erwärmungsverlauf, willkürlich eine Menge von 0, 1 g Beschleunigermischung für 200 g kalzinierten Gips eingesetzt, so dass die Beschleunigermischung 0,05 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des kalzinierten Gipses, ausmacht.
Wenn jedoch längere Abbindezeiten zulässig erscheinen, ist selbst so wenig wie 0,01 Gew.-% Beschleunigermischung, bezogen auf das Gewicht des kalzinierten Gipses, ausreichend.
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Bei den Grossversuchen, von denen die Zahlen der Tabellen VI und VII herrühren, wurden etwa 0, 15 Gew. -% Beschleunigermischung, bezogen auf das Gewicht des trockenen kalzinierten Gip- ses, eingesetzt. Diese Menge scheint allgemein für die industrielle Fertigung von Gipsplatten brauchbar zu sein, jedoch können unter speziellen Bedingungen lediglich 0,05 Gew.-% Beschleuni- germischung, bezogen auf kalzinierten Gips, ausreichend sein. Die bei der industriellen Fertigung verwendeten Mengen an Beschleunigermischung können auf etwa 1,5 Gew.-%, bezogen auf kalzinier- ten Gips, erhöht werden, um einen schnellen Erwärmungsverlauf zu erzielen, jedoch werden mit einer Menge von mehr als 1,5 Gew.-% keine weitergehenden Vorteile erreicht und nur die Material- kosten erhöht.
Ausserdem kann ein grösserer Anteil als 1, 5 Gew.-% an Beschleunigermischung die
Zeitspanne des geringen Temperaturanstieges, die normalerweise während der ersten 3 min er- wünscht ist, verkürzen und zu einem Abbinden führen, ehe die Gipsaufschlämmung ausreichend auf das Verformungsband gegossen und in die gewünschte Form und Dicke gebracht worden ist.
Allgemein ist ein Anteilsbereich von 0, 05 bis 1, 5 Gew.-% Beschleunigermischung, bezogen auf kalzinierten Gips, für die industrielle Fertigung von Gipsplatten geeignet und 0, 15 bis 1, 5 Gew.-% sind bevorzugt.
Bei der oben beschriebenen Herstellung der Beschleunigermischungen wurde fein gemahlener Grubengips verwendet, jedoch können gewünschtenfalls andere Arten von Gips, einschliesslich einem als Nebenprodukt gewonnenen Gips, wie dem von Zitronensäureverfahren stammenden Gips, eingesetzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen von Gipswandplatten, bei welchem eine aus einer Beschleunigermischung, Kalziumsulfat. Hemihydrat und Wasser hergestellte wässerige Aufschlämmung auf eine Oberfläche aufgebracht und abbinden gelassen und die auf diese Weise entstandene Gipswandplatte getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine, auf feine Teilchengrösse durch gemeinsames trockenes Vermahlen von Kalziumsulfat.
Dihydrat und Ligninsulfonsäure oder eines Lignosulfonats hergestellte Beschleunigermischung eingesetzt wird, wobei das Lignosulfat bzw. die Ligninsulfonsäure in einer Menge von etwa 3 bis etwa 75 Gew.-%, bezogen auf die Beschleunigermischung und vorzugsweise die Beschleunigermischung in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 1,5 Gew.-%, insbesondere 0, 15 bis 1, 5 Gew.-%, bezogen auf den trockenen, kalzinierten Gips, eingesetzt wird und wobei vorzugsweise die Teilchen der Mischung eine Oberfläche von etwa 5000 bis etwa 20000 cm2/g, bestimmt mittels eines Fisher Sub-sieve Sizer, aufweisen.