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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von faserhaltigen Baukörpern durch Ausbildung eines Vlieses aus Gemischen von faserigen Substanzen mit sulfatischen Bindemitteln und einer Wassermenge, die um ein Vielfaches grösser ist, als die zum Abbinden der sulfatischen Bindemittel notwendige Wassermenge, wobei die Hauptmenge des Überschusswassers vor Beginn des Abbindevorgangs aus dem Vlies mechanisch entfernt und dieses zu einem Formling geformt wird, der nach dem Abbinden getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, däss als sulfat tisches Bindemittel ein Calciumsulfathalbhydrat eingesetzt wird, dessen spezifische Teilchenoberfläche sich in der wässrigen Suspension nicht oder nur unerheblich ändert, bis die Hauptmenge des Überschusswassers aus dem Vlies mechanisch entfernt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies unter Verpressen zu einem Formling geformt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Calciurasulfathalbhydrat eingesetzt wird, dessen spezifische Oberfläche - gemessen nach Blaine in wässriger Suspension 500 bis 6000, vorzugsweise 1500 bis 4000, cm2/g beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Calciumsulfathalbhydrat eingesetzt wird, das aus einem auf die erforderliche Feinheit vorgemahlenen Rohgips durch Erhitzen in wässriger Suspension bzw. durch trockenes Kochen in Gegenwart von Chloriden des Magnesiums, Cal ciums, Cobalts oder Zinns oder von Kalium- bzw. Magnesiumperchlorat in Mengen von 0,05 bis 0,8, vorzugsweise 0,1 bis 0,4 Gew.-% gewonnen worden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Calciumsulfat-Halbhydrat eingesetzt wird, das aus einem auf die erforderliche Feinheit vorgemahlenen Rohgips durch Kochen in Gegenwart von Substanzen gewonnen worden ist, die eine den Zerfall der Gipsteilchen im wässrigen Medium verlangsamende Schicht um die Gipsteilchen bilden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Calciumsulfat-Halbhydrat eingesetzt wird, das aus einem auf die erforderliche Feinheit vorgemahlenen Rohgips durch Kochen in Gegenwart von 0,05 bis 1,0, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gew.- %, Siliconemulsion gewonnen worden ist.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch aus Calciumsulfat-Halbhydrat mit weniger als 10 Gew.-O/o, vorzugsweise 3 bis 6 Gew:-O/o, Zement als sulfatisches Bindemittel eingesetzt wird.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Calciumsulfat-Halbhydrat enthaltenden Suspension 0,001 bis 0,2 Gew.-% eines Flockungsmittels zugesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Flockungsmittel Polyacrylamid zugesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Caluiumsulfat-Halbhydrat ein aus Rohgips durch Dehydratisieren oder aus Halbhydrat durch Umkristallisieren erzeugtes 0Ç-Calciumsulfat-Halbhydrat verwendet wird, bei dem das mittlere Verhältnis zwischen grösstem und kleinstem Durchmesser eines Teilchens zwischen 1,0 und 4,(), vorzugsweise zwischen 1,5 und 3,0, liegt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Caiciumsulfat-Halbhydrat ein Halbhydrat verwen det wird, das durch Kochen in Gegenwart von die Kristalltracht beeinflussenden Zusätzen aus Gips gewonnen worden ist, der bei der Phosphorsäuregewinnung erhalten wurde.
12. Verfahren nach Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als sulfatisches Bindemittel ein Gemisch aus cc-Halbhydrat und p-Halbhydrat eingesetzt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als sulfatisches Bindemittel ein Gemisch aus , N-Halb- hydrat und 30 bis 70 Gew.-OJo 5c-Halbhydrat eingesetzt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Platten hergestellt werden.
Faserhaltige Baukörper können durch Vermischen von faserigen Substanzen, wie beispielsweise Cellulosefasern, Glaswolle, Stein- oder Schlackenwolle, Faserasbest und dergleichen mit hydraulischen oder nicht-hydraulischen Bindemitteln und Wasser unter Formgebung hergestellt werden.
Bei Verwendung hydraulischer Bindemittel kann aus diesen und den Faserstoffen kontinuierlich eine wässrige Auf schiämmung hergestellt werden, aus der nach deren Ausbringung und Formgebung das überschüssige Wasser durch Absaugen entfernt wird. Die verbleibende Formmasse wird nach dem Verpressen getrocknet. Das Absaugen erfolgt dabei auf einer sich kontinuierlich bewegenden endlosen Saugunterlage, die als wasserdurchlässiges Band, wie beispielsweise als Baumwollband oder auch als metallenes Siebband, ausgebildet sein kann. Durch dieses wasserdurchlässige Band wird das Wasser aus der geformten Aufschlämmung durch Vakuumsaugköpfe abgesaugt, die unter dem Band angeordnet sind. Nach dem Abnehmen des Formlings wird das wasserdurchlässige Band mit Klopfern und durch Abschwämmen mit Wasser von den Resten der Formmasse befreit.
Das abgesaugte Wasser und das Reinigungswasser wird zur Herstellung der als Ausgangsmaterial dienenden Aufschlämmung eingesetzt.
Sollen faserhaltige Baukörper unter Verwendung von nichthydraulischen Bindemitteln erzeugt werden, so können die Ausgangsmaterialien in Gegenwart von zum Abbinden des nichthydraulischen Bindemittels ausreichenden oder überschüssigen Menge an Wasser ausgeformt, gegebenenfalls verpresst und getrocknet werden.
Ein Beispiel für die Herstellung von Platten aus Fasern und Gips als nicht-hydraulischem Bindemittel gibt die Deutsche Patentschrift 647465. Danach werden Gips, Asbestfasern und Wasser zu einem sich trocken anfühlenden Gemisch verarbeitet, das anschliessend zu Formlingen verpresst wird. Diese Formlinge werden nach dem Verpressen mit Leimwasser benetzt und getrocknet.
Nach der Deutschen Patentschrift 934395 können auch spinnbare Glasfasern mit Gips trocken vermischt und dann mit Wasser versetzt werden. Es ist jedoch auch möglich, die spinnbaren Glasfasern gleichzeitig mit Gips und Wasser zu vermischen. Diese Gemische, die etwa das zum Abbinden des Gipses notwendige Wasser enthalten sollen, werden dann unter Formgebung zum Abbinden gebracht.
Eine andere Möglichkeit der Plattenherstellung lehrt die Deutsche Patentschrift 1123 244. Trocken oder unter Zugabe einer äusserst geringen Wassermenge werden danach die Ausgangsmaterialien, wie beispielsweise Fasern, hydraulische oder nicht-hydraulische Bindemittel, zu Platten geformt, die mit Beilagen, wie beispielsweise mit feuchten Nesseltüchern versehen werden, aus denen Wasser in den Plattenrohling hineinverdampft werden kann, während dieser verpresst wird.
Nach der französischen Patentschrift 1 461 690 soll es vorteilhaft sein, Gips oder andere sulfathaltige Bindemittel in Form von trockenem Mehl oder Körnern in eine Form einzufüllen und gleichzeitig oder anschliessend mit Wasser zu befeuchten. Das hierzu erforderliche Wasser kann als Wasserdampf oder als an andere Substanzen gebundenes Wasser eingeführt werden.
Aus der Deutschen Offenlegungsschrift 1 571 466 ist weiter ein Verfahren zur Herstellung von Platten und Formkörpern aus Gips bekannt, nach dem der mit dem Faseranteil
vermischte Gips trocken in eine Form gebracht und währenddessen oder danach mit einer Wassermenge benetzt wird, die zum Abbinden des Gipses gerade ausreicht. Auch hierbei kann es vorteilhaft sein, den Formling durch Druckeinwirkung zu verdichten.
Die Deutsche Offenlegungsschrift 2 103 931 beschreibt ein Verfahren, nach dem auf einem Transportband, dem sogenannten Vorformband, Fasern und Gips gemischt werden. Diese Mischung wird dann auf ein zweites Transportband, das sogenannte Pressband, übergeführt und gleichzeitig mit einer zum Abbinden des Gipses etwa ausreichenden Menge Wasser befeuchtet. Die auf diese Weise erhaltene Plattenbahn wird verpresst und zu Platten geschnitten, aus denen dann noch eine Restfeuchte von 10 bis 15 Gew.-O/o herausgetrocknet werden muss.
Bei Verwendung eines gegebenenfalls Faserstoffe enthaltenden Gips-Wassergemisches von giessfähiger Konsistenz, in denen die Wassermenge das drei- bis sechsfache der zum Abbinden des Gipses notwendigen Menge beträgt, muss das überschüssige Wasser in einem an die Formgebung anschliessenden Verfahrensteil durch Trocknen entfernt werden. Das bekannteste Beispiel einer solchen Arbeitsweise ist die Herstel lung von Gipskartonplatten. Danach wird das giessfähige Gips-Wassergemisch auf eine Kartonbahn aufgebracht, deren Längskanten nach oben gefalzt sind. Anschliessend wird die mit dem Gips-Wassergemisch gefüllte Kartonbahn mit einer zusätzlichen Kartonbahn bedeckt. Nach dem Abbinden des Gipses wird das überschüssige Wasser aus der zu Platten zerschnittenen Plattenbahn herausgetrocknet.
Bei diesen Verfahren beträgt das Gewichtsverhältnis Wasser zu Gips etwa 0,6 bis 1,0.
Es ist nach der Deutschen Patentschrift 928 219 aber auch möglich, Glasfaservliese mit Fadenstärken von über 0,025 mm mit einem Gips-Wassergemisch einzuformen und abbinden zu lassen. In der Deutschen Patentschrift 825 377 wird empfohlen, ein Faserband durch ein Gips-Wassergemisch entsprechender Konsistenz zu ziehen, in Formen einzulegen und das überschüssige Wasser abzupressen.
Textile Faserstoffe, Asbest oder Zellstoff können nach der Deutschen Patentschrift 1 092361 ebenfalls mit zur Herstellung von Gipsplatten verwendet werden, wenn sie zunächst in reichlich Wasser suspendiert werden und in diese Suspension ein Gemisch aus Gips und Wasser fest verbundenen Glasfaserbündeln eingetragen wird. Aus dem entstehenden Gemisch wird nach Formgebung das überschüssige Wasser abgesaugt und der verbleibende Rückstand zu Platten verpresst, die anschliessend getrocknet werden.
In der Deutschen Patentschrift 1104419 ist auch bereits vorgeschlagen worden, aus Fasern und sulfatischen Bindemitteln, wie Gips, eine wässrige Aufschlämmung herzustellen, die einen grossen Wasserüberschuss über die zum Abbinden des sulfatischen Bindemittels notwendige Wassermenge hinaus und Verzögerungsmittel enthält. Diese Aufschlämmung wird kontinuierlich zu einem Vlies geformt, aus dem das Wasser vor Beginn des Abbindens der sulfatischen Bindemittel entlernt wird. Mehrere Lagen dieses Vlieses werden auf eine Walze gewickelt und fest aufeinandergepresst davon abgenommen. Dieser Plattenrohling wird nach dem Abbinden getrocknet.
Die technische Entwicklung der Herstellung von faserhaltigen Gipsplatten führte demnach zu drei prinzipiellen Ver lahrensmöglichkeiten. Nach der einen dieser Möglichkeiten wurde versucht, die den Ausgangsmaterialien zuzusetzende Wassermenge möglichst niedrig zu halten. Hierbei wurde von den Beobachtungen Gebrauch gemacht, dass in Anwesenheit seiner zum Abbinden des vorhandenen Gipses etwa ausreichenden Wassermenge, der zu Calciumsulfatdihydrat abgebundene Gips einen Festkörper von geringem Porenvolumen bildet. Auf diese Weise sollen Baukörper mit ausreichenden Festigkeiten erzeugt werden können.
Die zweite Möglichkeit besteht darin, aus Gips, Fasern und einem begrenzten Überschuss an Wasser ein giessfähiges Gemisch herstellen und daraus im Giessverfahren ebenfalls Baukörper mit für den jeweiligen Verwendungszweck befriedigenden Festigkeitswerten zu erzeugen. Bei diesem Verfahren wird das Überschusswasser nur herausgetrocknet.
Die dritte Möglichkeit zur Herstellung von faserhaltigen Gipsplatten ist im wesentlichen dadurch charakterisiert, dass die Formmassen erheblich grössere Mengen an Wasser enthalten, als für die Giessfähigkeit und zum Abbinden der in diesen Formmassen vorliegenden Gipsmengen erforderlich ist. Um einen Baukörper von ausreichender Festigkeit zu erhalten, ist es erforderlich, diese Formmassen dadurch zu verdichten, dass die Hauptmenge des Überschusswassers vor dem Abbinden des Gipses mechanisch daraus entfernt wird.
Diese letztgenannten Verfahren sind mit technischen Nachteilen insbesondere dann behaftet, wenn zum Anseislämmen des Halbhydratgipses das Wasser verwendet wird, das aus einer vorherigen Anschlämmung als Überschusswasser abgesaugt worden ist. Dieses Überschusswasser enthält Dihydratkristalle, die beim Vermischen mit Calciumsuifathaibhydrat als Kristallisat:onskeime die Abscheidung kleinerer Calciumsulfatdihydrat-Kristalle aus dem flüssigen Anteil der gipshaltigen Suspension fördern und somit als Abbindebeschleuniger wirken. Die als Abbinden bezeichnete Umwandlung des Calciumsulfathalbhydrats in Gegenwart von Wasser in das Calciumsulfatdihydrat beruht bekanntlich darauf, dass das Halbhydrat im Wasser stärker löslich ist als das Dihydrat.
Die Bildung der Dihydratkristalle kann demnach durch die Herabsetzung der Löslichkeit bzw. der Lösegeschwindigkeit der Halbhydratkristalle verlangsamt werden. Die hierzu notwendigen Verzögerer bewirken aber auch eine Reduzierung der Dihydratkristalle in dem Überschusswasser, das bei der Plattenherstellung anfällt und als Anmachwasser wieder verwendet werden kann. Bei entsprechender Handhabung kann zwischen der beschleunigenden Wirkung der Kristaliisationskeime und den Wirkungen des Verzögerers ein Gleichgewicht gefunden werden, dass eine für eine kontinuierliche Erzeugung von Platten geeignete Versteifungszeit gewährleistet.
Für diese vorbekannten Verfahren wird ein Gemisch aus Faserstoffen und Stuckgips im Gewichtsverhältnis von 0,1 bis 0,4 eingesetzt und mit der zehnfachen Menge des Gipsgewichtes an Wasser angeschlämmt und zu einem Vlies geformt, aus dem der grösste Teil des Überschusswassers wieder abgesaugt wird. Hierbei wirkt der Faseranteil beim Absaugen als Filterhilfsmittel. Da Stuckgips jedoch bekanntermassen in Wasser sehr fein dispergiert, musste ein überhöhter Anteil an Fasern den Faser-Gips-Wasser-Gemischen zugegeben werden, um den Absaugvorgang in einer technisch vertretbaren Zeitspanne durchführen zu können, ohne dem Vlies dabei durch zu starkes Absaugen zu viel feinstteiligen Gips zu entziehen. Durch diese Notwendigkeiten werden allerdings häufig die Festig kelte und der Entwässerungsgrad der Endprodukte herabgesetzt.
Ausserdem besteht die Gefahr, dass in dem überschusswasser zu viel Caiciumsulfatdihydrat in kristalliner Form enthalten ist. Da in diesen Fällen das Überschusswasser nicht wieder als Anmachwasser eingesetzt und nur verworfen werden kann, müssen unverhältnismässig hohe Wasser- und Bindemittelverluste in Kauf genommen werden.
Es wurde daher nach Möglichkeiten gesucht, diese Verluste an Wasser und Bindemittel zu senken und trotzdem einen unnötig hohen Faseranteil bei der Herstellung von Baukörpern zu vermeiden, die aus einem Gemisch von Fasern, sul fatischen Bindemitteln und Wasser erzeugt werden, wobei der Wassergehalt dieser Gemische ein vielfaches der zum Abbinden des sulfatischen Bindemittels notwendigen Wasser menge betragen soll. Die Senkung g des Faseranteils sollte dabei jedoch nicht von einer Verringerung der Festigkeit des Baukörpers begleitet sein.
Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von faserhaltigen Baukörpern, insbesondere Platten, durch Ausbildung eines Vlieses aus Gemischen von faserigen Substanzen mit sulfatischen Bindemitteln und einer Wassermenge, die um- ein vielfaches grösser ist als die zum Abbinden der sulfatischen Bindemittel erforderlichen Wassermenge, gefunden, wobei die Hauptmenge des Überschusswassers vor Beginn des Abbindevorganges aus dem Vlies mechanisch entfernt und dieses gegebenenfalls unter Verpressen zu einem Formling geformt wird, der nach dem Abbinden getrocknet wird. Danach wird als sulfatisches Bindemittel ein Calfciumsulfathalbhydrat eingesetzt, dessen spezifische Teilchenoberfläche sich in der wässrigen Suspension nicht oder nur unerheblich ändert, bis die Hauptmenge des Überschusswassers aus dem Vlies mechanisch entfernt ist.
Das Verfahren der Erfindung basiert auf der Beobachtung, dass bei allen in trockenen Verfahren erzeugten Halb hydratgipsen die einzelnen Gipsteilchen sofort nach der Benetzung mit Wasser zerfallen. Hierbei scheint das Gipsteilchen von innen heraus zu quellen und zu zerrieseln. Die Schnelligkeit und das Ausmass des Zerfallens hängt vom Reinheitsgrad des Rohgipses und von der Art des Brennverfahrens ab. Besonders hoch ist die Schnelligkeit und das Ausmass des Zerfalls, bei der Verwendung eines sehr reinen Rohgipses, welcher den technischen Gepflogenheiten entsprechend unter sehr niedrigen Wasserdampfpartialdruck entwässert wird.
Durch den Zerfall der einzelnen Teilchen des Calcium sulfathalbhydrats in Berührung mit Wasser vergrössert sich die Zahl der feinsten Gipsteilchen und somit die spezifische Oberfläche des Gipses ganz erheblich. Diese Zunahme der Anzahl feinster Gipsteilchen und die ihr entsprechende Vergrösserung der spezifischen Oberfläche des Gipses hat jedoch eine erhebliche Verlängerung der Zeit zur Folge, die zum Absaugen des Überschusswassers notwendig ist. Trotz dieser Verlängerung der Absaugzeit ist der Entwässerungsgrad des Vlieses schlechter, so dass in dem Vlies ein hoher Wassergehalt verbleibt, der in der Endstufe des Verfahrens unter erheblichen Energieaufwand ausgetrocknet werden muss.
Die durch den explosionsartig anmutenden Zerfall der Calciumsulfathalbhydratteilchen in Gegenwart von Wasser entstehenden feinsten Gipsteilchen bleiben als Feststoffe in dem Über- schusswasser suspendiert und werden aufgrund ihrer extremen Feinheit mit diesem abgesaugt. Dieser Mangel kann in beschränktem Umfang durch einen überhöhten Anteil an Fa senkt ausgeglichen werden, so dass diese ihre Funktion als Filter beim Absaugen im gewünschten Mass erfüllen können.
Es wurde in diesem Zusammenhang jedoch auch beobachtet, dass bei höheren Fasergehalten als denen, die für den jeweiligen faserhaltigen Baukörper optimal sind, die Festigkeiten der faserhaltigen Baukörper wieder absinken.
Es wurde festgestellt, dass diese Nachteile vermieden werden können, wenn als sulfatisches Bindemittel ein Calcium sulfathalbhydrat eingesetzt wird, dessen spezifische Teilchenoberflache sich in wässriger Suspension nicht oder nur unerheblich ändert, bis die Hauptmenge des Überschusswassers aus dem Vlies entfernt ist. Diese Verzögerung des Teilchenzerfalls ist nicht identisch mit der bekannten Verzögerung der Abbindezeit, die durch Zugabe sogenannter Verzögerungsmittel bewirkt wird. Es kann sogar zweckmässig sein, sogenannte Beschleunigungsmittel, wie beispielsweise Kalium-, Eisen- oder Zinksulfat der Gips-Faser-Suspension zuzugeben, die nach Entfernen der Hauptmenge des Überschusswassers wirksam werden und die Stapelzeit des faserhaltigen Baukörpers bis zu einem Abbinden abkürzen.
Es wurde weiterhin erkannt, dass es besonders vorteilhaft ist, ein Caiciumsulfat- halbhydrat einzusetzen, dessen spezifische -Oberfläche - gemessen nach Blaine - in wässriger Suspension 500 bis 6000, vorzugsweise 1500 bis 4000 cm2/g beträgt. Für die Erzeugung derartiger Calciumsulfathalbhydrate können alle in der Gipsindustrie gebräuchlichen Rohstoffe eingesetzt werden, die vor zugsweise weniger als 3 Gew.-40 Ton enthalten und nachstehend als Rohgips bezeichnet werden.
Als Rohgips können beispielsweise natürliche oder synthetische Calciumsulfatdihydrate verwendet werden, die in an sich bekannter Weise in ein Halbhydrat mit der vorstehend angegebenen spezifischen Oberfläche übergeführt werden.
Weiter können die erfindungsgemäss zu verwendenden Calciumsulfathalbhydrate auch durch Umkristallisieren von Calciumsulfathalbhydrat anderer spezifischer Oberfläche erhalten werden, wobei die Zugabe von die Kristalltracht beeinflussenden Zusätzen vorteilhaft sein kann. Ebenso können erfindungsgemäss verwendbare Calciumsulfathalbhydrate auch durch Dehydratisierung von abgebundenem Calciumsulfathalbhydrat gewonnen werden, wobei einem solchen Rohgips gegebenenfalls Zusätze, wie beispielsweise Chloride des Magnesiums, Calciums, Cobalt oder des Zinns oder Kalium- bzw. Magnesiumperchlorat in geringen Mengen zugemischt werden können.
Bei der vorstehend angegebenen spezifischen Oberfläche des verwendeten Halbhydrats in wässriger Suspension hat das Calciumsulfathalbhydrat eine optimale Eignung für das erfindungsgemässe Verfahren, dessen Ziel es ist, diese optimale Eignung während der Verarbeitungszeit aufrechtzuerhalten, bis die Hauptmenge des Überschusswassers aus dem Vlies mechanisch entfernt ist.
Die vorerwähnte optimale spezifische Oberfläche des Halbhydrats lässt sich einmal dadurch erreichen, dass die dem trockenen Calciumsulfathalbhydrat eigene Teilchengrösse durch die Einwirkung des Wassers in dem angesprochenen Zeitraum nicht oder nur unerheblich geändert wird. So kann der mechanische Zerfall der einzelnen Teilchen des Calciumsulfathalbhydrats in Gegenwart von Wasser beispielsweise dadurch gesteuert werden, dass das einzusetzende Calciumsulfathalbhydrat aus einem auf die erforderliche Feinheit vorgemahlenen Rohgips durch Erhitzen in wässriger Suspension oder durch trockenes Kochen in Gegenwart von Chloriden des Magnesiums, Calciums, Cobalts bzw. Zinns oder in Gegenwart von Kalium- bzw. Magnesiumperchlorat in Mengen von 0,05 bis 0,8, vorzugsweise 0,1 bis 0,4 Gew.-% gewonnen worden ist.
Die vorerwähnten Zusatzmittel zögern den Zerfall des Gipsteiichens zeitlich hinaus. Durch einfache Vorversuche ist die geeignete Zusatzmenge für diese Substanzen jeweils leicht zu ermitteln.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Zerfall der Teilchen des Calciumsulfathalbhydrats durch Schutzschichten zu verhindern. Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann deshalb vorteilhaft auch ein Calciumsulfathalbhydrat eingesetzt werden, das aus einem auf die erforderliche Feinheit vorgemahlenen Rohgips durch Kochen in Gegenwart von Substanzen gewonnen worden ist, die eine den Zerfall der Gipsteilchen in wässrigem Medium verlangsamende Schicht um die Gipsteilchen bilden. Derartige schutzhautbildende Substanzen sind beispielsweise Polyvinylacetat oder Silicone. Besonders vorteilhaft wird für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung ein Calciumsulfathalbhydrat eingesetzt, das aus einem auf die erforderliche Feinheit vorgemahlenen Rohgips durch Kochen in Gegenwart von 0,05 bis 1,0, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gew.-% Siliconemulsion gewonnen worden ist.
Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung kann als Calciumsulfathalbhydrat ein aus Rohgips durch Dehydratisieren oder aus Halbhydrat durch Umkristallisieren erzeugtes Calciumsulfathalbhydrat der,oc-Form verwendet werden, bei dem das mittlere Verhältnis zwischen grössten und kleinsten Durchmesser eines Teilchens zwischen 1,0 und 4,0, vorzugsweise zwischen 1,5 und 3,0 liegt.
Das Calciumsulfathalbhydrat in seiner Form fällt häufig in nadel- oder plättchenförmigen Kristallen oder büschelartigen Kristailviellingen an. Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist besonders ein Calciumsulfathalbhydrat in seiner lx-Form geeignet, weiches in annähernd Einkristallform vorliegt. Diese Calciumsulfathalbhydrat zerfällt in wässriger Suspension nicht, sondern ändert seine Teilchengrösse nur durch die zum Abbinden notwendige Auflösung seiner Teilchen.
Vorteilhaft soll die spezifische Teilchenoberfläche dieser Caldumsulfathalbhydratteilchen in Form - gemessen nach Blaine - in wässriger Suspension zwischen 500 und 6000, vorzugsweise zwischen 1000 und 4000, cm2/g betragen.
Für die Durchführung dieser Variante des Verfahrens der Erfindung ist es unerheblich, ob das a-Form Calciumsulfathalbhydrat in der erforderlichen Kornfeinheit direkt erzeugt wird, oder ob es aus einem gröberen Kornspektrum auf nassem oder trockenem Wege zu der erforderlichen Feinheit vermahlen wird.
Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann als Calciumsulfathalbhydrat auch ein -Halbhydrat eingesetzt werden, das durch Kochen in Gegenwart von, die Kristalltracht beeinflussenden Zusätzen, aus Gips gewonnen worden ist, der bei der Phosphorsäureerzeugung anfällt. Bei der Gewinnung von Phosphorsäure aus Rohphosphat und Schwefelsäure fällt als Nebenprodukt ein Gips an, der beispielsweise etwa zu 90% aus Calciumsulfatdihydrat besteht und nur mit geringen Mengen Säure behaftet ist. Dieser Gips kann beispielsweise durch Erhitzen in einer 35%igen Calciumchloridlösung in das ,sc-Halbhydrat übergeführt werden. Hierbei entstehen jedoch zunächst nadelförmige Kristalle mit ungünstigen anwendungstechnischen Eigenschaften.
Aus diesem Grund wurden der Kochmaische Substanzen zugesetzt, die die Knstalltracht des entstehenden ,x-Halbhydratgipses insofern verbessern, als dieses in kurzen, gedrungenen und gleichförmigen Kristallen anfiel. Als bevorzugt anzuwendende Zusätze, mit denen die Kristalltracht beeinflussbar ist, haben sich cis-Äthylencarbonsäure, wie beispielsweise Maleinsäure oder deren Anhydrit, ferner die Alkalisalze der Zitronensäure, Phthalsäure und deren Anhydrit sowie die Sulfitablauge besonders bewährt.
Selbstverständlich können für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens auch Gemische aus Calciumsulfat als L5-Halbhydrat und als ,x-Halbhydtrat eingesetzt werden, wenn das 3-Halbhydrat die Voraussetzung erfüllt, seine spezifische Teilchenoberfläche in wässriger Suspension nicht oder nur unerheblich zu ändern, bis die Hauptmenge des Oberschusswassers aus dem Vlies mechanisch entfernt ist. Vorzugsweise wird hierbei als sulfatisches Bindemittel ein Gemisch aus p-Halbhydrat und 30 bis 70 Gew. - % o-Halbhydrat eingesetzt.
Bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird vermieden, dass durch einen explosionsartig anmutenden Zerfall der Calciumsulfathaibhydratteilchen in Gegenwart von Wasser feinste Gipsteilchen entstehen, die als Feststoffe im Überschusswasser zunächst suspendiert bleiben und aufgrund ihrer extremen Feinheit mit diesem abgesaugt werden.
Wenn auch der letzterwähnte Mangel in beschränktem Umfang durch einen überhöhten Anteil an Fasern ausgeglichen werden kann, die beim Absaugen als Filter dienen, so führen diese höheren Fasergehalte häufig zu Endprodukten, deren Festigkeit nicht optimal ist.
Für das erfindungsgemässe Verfahren ist es besonders vorteilhaft, ein Calciumsulfathalbhydrat, insbesondere in der Form, einzusetzen, dessen spezifische Oberfläche - gemessen nach Blaine - in wässriger Suspension 500 bis 6000, vorzugsweise 1000 bis 400O, cm2/g beträgt. Da die einzelnen Teilchen des sc-Calciumsulfathalbhydrats in Gegenwart von Wasser nicht zerfallen, ist es möglich, diese spezifische Oberfläche des x-Calciumsulfathalbhydrats während der ganzen Verarbeitungszeit des aus Calciumsulfat, Fasern und einem grossen Wasserüberschuss gebildeten Vlieses zu erhalten, bis der Formling erzeugt ist.
Anstelle des Calciumsulfat-Halbhydrats, wie beispielsweise auch des reinen ,5Ç-Halbhydrats oder des Gemisches von x- und p-Halbhydrat als sulfatisches Bindemittel, kann auch ein Gemisch aus Calciumsulfathalbhydrat mit weniger als 10 Gew.-5S, vorzugsweise 3 bis 6 Gew.-O/o, an Zement eingesetzt werden.
Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, der das Calciumsulfathalbhydrat enthaltenden Suspension 0,001 bis 0,2 Gew.- % eines Flockungsmittels zuzusetzen, das vorzugsweise Polyacrylamid ist.
Wie bereits erwähnt, wird mit dem erfindungsgemässen Verfahren erreicht, dass die Teilchen des eingesetzten Calciumsulfat-Halbhydrats bis zur Erzeugung des Formlings ihre Teilchengrösse nicht oder nur unerheblich ändern, obgleich sie in wässriger Suspension vorliegen. Dadurch wird das Auftreten von feinstteiligen Calciumsuifatteilchen vermieden, die eine Erhöhung des Anteils an Fasern in dem zu erzeugenden Vlies notwendig machen. Die Verminderung der Menge an feinstteiligen Calciumsulfatteiichen führt aber auch zu einer erheblichen Erhöhung der Absauggeschwindigkeit, ohne dass wesentliche Mengen an Calciumsulfat und Fasern mitgerissen werden. Auf diese Weise können die aus Fasern, sulfatischen Bindemitteln und Wasser bestehenden Ausgangsgemische auch schneller eingeformt werden.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren kann bei der Herstellung von Gipsplatten die Leistungskapazität der verwendeten Vorrichtungen, insbesondere von Wickelwalzen- maschinen, gegenüber den vorbekannten Verfahren erheblich gesteigert werden. Ausserdem ist es unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens nunmehr möglich, die Herstellung von faserhaltigen Baustoffplatten unter Verwendung suifatischer Bindemittel auch auf Langsiebmaschinen durchzuführen, die auch mit Metallsieben ausgerüstet sein können.
Diese Plattenmaschinen konnten für die Durchführung der bisher bekannten Verfahren nicht eingesetzt werden, da hierbei zu hohe Absaugzeiten und eine nicht vertretbare Verschmutzung der Förderbänder in Kauf genommen werden mussten. Diese Nachteile werden durch das erfindungsgemässe Verfahren vermieden.
Darüber hinaus werden nach dem erfindungsgemässen Verfahren faserhaltige Bauteile von stets gleichbleibender Qualität, insbesondere von stets gleichbleibender Festigkeit, erhalten.
Die nach dem Absaugen des Überschusswassers verbleibenden Formteile enthalten noch 5 bis 30 Gew.-O/o an freiem Wasser, das durch Trocknen in an sich bekannter Weise entfernt wird.
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PATENT CLAIMS
1. A process for the production of fiber-containing structures by forming a fleece from mixtures of fibrous substances with sulphatic binders and an amount of water that is many times greater than the amount of water required to set the sulphatic binder, with the main amount of excess water before the setting process begins mechanically removed from the fleece and this is formed into a molding, which is dried after setting, characterized in that a calcium sulfate hemihydrate is used as the sulfate table binder, the specific particle surface of which does not change or only changes insignificantly in the aqueous suspension until the main amount of the excess water is mechanically removed from the fleece.
2. The method according to claim 1, characterized in that the fleece is formed into a molding by pressing.
3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a calcium sulfate hemihydrate is used whose specific surface - measured according to Blaine in aqueous suspension is 500 to 6000, preferably 1500 to 4000 cm2 / g.
4. The method according to claim 3, characterized in that a calcium sulfate hemihydrate is used, which is made from a pre-ground to the required fineness raw gypsum by heating in aqueous suspension or by dry boiling in the presence of chlorides of magnesium, calcium, cobalt or tin or of Potassium or magnesium perchlorate has been obtained in amounts of 0.05 to 0.8, preferably 0.1 to 0.4% by weight.
5. The method according to claim 3, characterized in that a calcium sulfate hemihydrate is used, which has been obtained from a raw gypsum pre-ground to the required fineness by boiling in the presence of substances that form a layer around the decay of the gypsum particles in the aqueous medium Form gypsum particles.
6. The method according to claim 5, characterized in that a calcium sulfate hemihydrate is used, which is made from a raw gypsum pre-ground to the required fineness by boiling in the presence of 0.05 to 1.0, preferably 0.1 to 0.5 wt. -%, silicone emulsion has been recovered.
7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that a mixture of calcium sulfate hemihydrate with less than 10% by weight, preferably 3 to 6% by weight, cement is used as the sulfatic binder.
8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that the calcium sulfate hemihydrate-containing suspension 0.001 to 0.2 wt .-% of a flocculant is added.
9. The method according to claim 8, characterized in that polyacrylamide is added as a flocculant.
10. The method according to claim 1 or claim 2, characterized in that a calcium sulfate hemihydrate produced from raw gypsum by dehydration or from hemihydrate by recrystallization is used as calcium sulfate hemihydrate, in which the mean ratio between the largest and smallest diameter of a particle is between 1.0 and 4, (), preferably between 1.5 and 3.0.
11. The method according to claim 10, characterized in that a hemihydrate is used as calcium sulfate hemihydrate, which has been obtained by cooking in the presence of the crystal dressing additives from gypsum, which was obtained in the phosphoric acid production.
12. The method according to claims 10 to 11, characterized in that a mixture of cc-hemihydrate and p-hemihydrate is used as the sulfatic binder.
13. The method according to claim 12, characterized in that a mixture of N-hemihydrate and 30 to 70% by weight of OJo 5c hemihydrate is used as the sulfatic binder.
14. The method according to claim 1 or 2, characterized in that plates are produced.
Structures containing fibers can be produced by mixing fibrous substances such as cellulose fibers, glass wool, rock or slag wool, fiber asbestos and the like with hydraulic or non-hydraulic binders and water while shaping.
If hydraulic binders are used, an aqueous slurry can be continuously produced from these and the fibrous materials, from which the excess water is removed by suction after it has been applied and shaped. The remaining molding compound is dried after pressing. The suction takes place on a continuously moving, endless suction pad, which can be designed as a water-permeable belt, such as a cotton belt or a metal sieve belt. Through this water-permeable tape, the water is sucked out of the formed slurry by vacuum suction heads which are arranged under the tape. After removing the molding, the water-permeable tape is freed from the residues of the molding compound by tapping it and washing it off with water.
The extracted water and the cleaning water are used to produce the slurry used as the starting material.
If fiber-containing structures are to be produced using non-hydraulic binders, the starting materials can be shaped, if necessary, pressed and dried in the presence of sufficient or excess amount of water to set the non-hydraulic binder.
An example of the production of boards from fibers and plaster of paris as a non-hydraulic binding agent is given in German patent specification 647465. After that, plaster of paris, asbestos fibers and water are processed into a dry-to-the-touch mixture, which is then pressed into moldings. After pressing, these moldings are wetted with glue water and dried.
According to German patent specification 934395, spinnable glass fibers can also be dry mixed with gypsum and then mixed with water. However, it is also possible to mix the spinnable glass fibers with gypsum and water at the same time. These mixtures, which should contain the water necessary for setting the plaster, are then made to set while being shaped.
German Patent 1123 244 teaches another possibility of plate production.Dry or with the addition of an extremely small amount of water, the starting materials, such as fibers, hydraulic or non-hydraulic binders, are then formed into plates, which are provided with supplements, such as moist nettle cloths from which water can be evaporated into the plate blank while it is being pressed.
According to French patent specification 1,461,690, it should be advantageous to pour gypsum or other sulphate-containing binders in the form of dry flour or grains into a mold and at the same time or subsequently to moisten them with water. The water required for this can be introduced as water vapor or as water bound to other substances.
The German Offenlegungsschrift 1 571 466 also discloses a method for the production of panels and moldings from plaster of paris, according to which the one with the fiber portion
mixed plaster of paris is brought dry into a mold and during this or afterwards is wetted with an amount of water that is just sufficient to set the plaster of paris. Here, too, it can be advantageous to compress the molding by applying pressure.
German Offenlegungsschrift 2 103 931 describes a method according to which fibers and plaster of paris are mixed on a conveyor belt, the so-called preform belt. This mixture is then transferred to a second conveyor belt, the so-called press belt, and at the same time moistened with an amount of water that is approximately sufficient to set the plaster. The plate web obtained in this way is pressed and cut into plates, from which a residual moisture of 10 to 15% by weight must then be dried out.
When using a plaster of paris water mixture of pourable consistency, possibly containing fibers, in which the amount of water is three to six times the amount necessary to set the plaster of paris, the excess water must be removed by drying in a process section following the shaping process. The best-known example of such a way of working is the manufacture of plasterboard. The pourable plaster of paris-water mixture is then applied to a cardboard web, the longitudinal edges of which are folded upwards. The cardboard sheet filled with the gypsum-water mixture is then covered with an additional cardboard sheet. After the plaster of paris has set, the excess water is dried out of the panel cut into panels.
In these processes, the weight ratio of water to gypsum is about 0.6 to 1.0.
According to German patent specification 928 219, however, it is also possible to shape glass fiber nonwovens with thread thicknesses of over 0.025 mm with a gypsum-water mixture and allow them to set. In the German patent specification 825 377 it is recommended to pull a sliver through a gypsum-water mixture of appropriate consistency, insert it into molds and squeeze off the excess water.
Textile fibers, asbestos or cellulose can, according to German patent specification 1 092361, also be used for the production of gypsum boards if they are first suspended in plenty of water and a mixture of gypsum and water firmly bonded glass fiber bundles is introduced into this suspension. After shaping, the excess water is suctioned off from the resulting mixture and the remaining residue is pressed into sheets, which are then dried.
In German patent specification 1104419 it has also already been proposed to produce an aqueous slurry from fibers and sulphatic binders, such as gypsum, which contains a large excess of water over and above the amount of water necessary for setting the sulphatic binder and a retarder. This slurry is continuously formed into a fleece, from which the water is removed before the sulfatic binder begins to set. Several layers of this fleece are wound on a roller and removed from it, firmly pressed together. This plate blank is dried after it has set.
The technical development of the production of fiber-containing plasterboard therefore led to three basic process options. According to one of these possibilities, an attempt was made to keep the amount of water to be added to the starting materials as low as possible. Here use was made of the observations that in the presence of the amount of water which is approximately sufficient to set the existing gypsum, the gypsum, which has set to calcium sulfate dihydrate, forms a solid body with a low pore volume. In this way, it should be possible to produce structures with sufficient strength.
The second possibility is to produce a pourable mixture from plaster of paris, fibers and a limited excess of water and to use the pouring process to produce structures with satisfactory strength values for the respective purpose. In this process, the excess water is only dried out.
The third possibility for the production of fiber-containing plasterboard is essentially characterized in that the molding compounds contain considerably larger amounts of water than is necessary for pourability and for setting the amounts of plaster of paris present in these molding compounds. In order to obtain a structure of sufficient strength, it is necessary to compact these molding compounds by mechanically removing most of the excess water from them before the plaster of paris sets.
These last-mentioned processes have technical disadvantages, in particular when the water that has been sucked off as excess water from a previous slurry is used to slurry the hemihydrate gypsum. This excess water contains dihydrate crystals which, when mixed with calcium sulfate dihydrate, promote the separation of smaller calcium sulfate dihydrate crystals from the liquid portion of the gypsum-containing suspension and thus act as a setting accelerator. The conversion, known as setting, of calcium sulfate hemihydrate in the presence of water into calcium sulfate dihydrate is known to be based on the fact that the hemihydrate is more soluble in water than the dihydrate.
The formation of the dihydrate crystals can accordingly be slowed down by reducing the solubility or the rate of dissolution of the hemihydrate crystals. The retarders required for this also cause a reduction in the dihydrate crystals in the excess water that accumulates during the production of the panels and can be reused as mixing water. With appropriate handling, a balance can be found between the accelerating effect of the crystallization nuclei and the effects of the retarder, which ensures a stiffening time suitable for the continuous production of plates.
For these previously known methods, a mixture of fibrous materials and plaster of paris is used in a weight ratio of 0.1 to 0.4 and ten times the amount of plaster of paris weight is suspended in water and formed into a fleece from which most of the excess water is sucked off again. The fiber content acts as a filter aid during suction. However, since stucco is known to be very finely dispersed in water, an excessive proportion of fibers had to be added to the fiber-gypsum-water mixture in order to be able to carry out the suction process in a technically acceptable period of time without the fleece becoming too finely divided due to excessive suction To withdraw plaster. Due to these necessities, however, the firmness and the degree of drainage of the end products are often reduced.
There is also the risk that the excess water contains too much calcium sulfate dihydrate in crystalline form. Since in these cases the excess water cannot be used again as mixing water and can only be discarded, disproportionately high water and binding agent losses have to be accepted.
It was therefore looked for ways to reduce this loss of water and binder and still avoid an unnecessarily high fiber content in the production of structures that are made from a mixture of fibers, sulphate binders and water, the water content of these mixtures should be a multiple of the amount of water necessary to set the sulfatic binder. The reduction g in the fiber content should not, however, be accompanied by a reduction in the strength of the structure.
A process for the production of fiber-containing structures, in particular panels, was found by forming a fleece from mixtures of fibrous substances with sulphatic binders and an amount of water which is many times greater than the amount of water required to set the sulphatic binders, the The bulk of the excess water is mechanically removed from the fleece before the setting process begins, and this is optionally formed into a molding by pressing, which is dried after setting. A calcium sulphate hemihydrate is then used as the sulphatic binder, the specific particle surface of which does not change or changes only insignificantly in the aqueous suspension until most of the excess water has been mechanically removed from the fleece.
The method of the invention is based on the observation that in all semi-hydrate plasters produced in dry processes, the individual plaster particles disintegrate immediately after being wetted with water. The plaster particles seem to swell and trickle from the inside out. The speed and extent of disintegration depends on the degree of purity of the raw gypsum and the type of firing process. The speed and extent of the disintegration is particularly high when using a very pure raw gypsum, which is dewatered under very low water vapor partial pressure in accordance with technical practices.
Due to the disintegration of the individual particles of calcium sulphate hemihydrate in contact with water, the number of the finest gypsum particles and thus the specific surface of the gypsum increases considerably. This increase in the number of very fine gypsum particles and the corresponding increase in the specific surface area of the gypsum, however, results in a considerable increase in the time that is necessary to suck off the excess water. Despite this extension of the suction time, the degree of drainage of the fleece is poor, so that a high water content remains in the fleece, which must be dried out in the final stage of the process with considerable expenditure of energy.
The finest gypsum particles formed by the seemingly explosive disintegration of the calcium sulphate hemihydrate particles in the presence of water remain suspended as solids in the excess water and, due to their extreme fineness, are sucked off with it. This deficiency can be compensated to a limited extent by an excessive proportion of Fa lowers, so that they can fulfill their function as filters during suction to the desired extent.
In this connection, however, it was also observed that at higher fiber contents than those which are optimal for the respective fiber-containing structure, the strengths of the fiber-containing structures decrease again.
It has been found that these disadvantages can be avoided if a calcium sulphate hemihydrate is used as the sulphate binder, the specific particle surface of which does not change or changes only insignificantly in aqueous suspension until most of the excess water has been removed from the fleece. This retardation of the particle disintegration is not identical to the known retardation of the setting time, which is brought about by adding so-called retarding agents. It can even be useful to add so-called accelerating agents, such as potassium, iron or zinc sulfate, to the gypsum fiber suspension, which take effect after removing most of the excess water and shorten the stacking time of the fiber-containing structure until it sets.
It was also recognized that it is particularly advantageous to use a calcium sulfate hemihydrate whose specific surface - measured according to Blaine - is 500 to 6000, preferably 1500 to 4000 cm 2 / g in aqueous suspension. For the production of such calcium sulfate hemihydrates, all raw materials commonly used in the gypsum industry can be used, which preferably contain less than 3% by weight of clay and are hereinafter referred to as raw gypsum.
Natural or synthetic calcium sulfate dihydrates can be used as raw gypsum, for example, which are converted in a manner known per se into a hemihydrate with the specific surface area indicated above.
Furthermore, the calcium sulfate hemihydrates to be used according to the invention can also be obtained by recrystallizing calcium sulfate hemihydrate with a different specific surface, it being possible for the addition of additives which influence the crystal habit to be advantageous. Calcium sulfate hemihydrates that can be used according to the invention can also be obtained by dehydrating set calcium sulfate hemihydrate, with such raw plaster of paris, if necessary, additives such as chlorides of magnesium, calcium, cobalt or tin or potassium or magnesium perchlorate can be mixed in small amounts.
With the above specified specific surface area of the hemihydrate used in aqueous suspension, the calcium sulfate hemihydrate is optimally suited for the process according to the invention, the aim of which is to maintain this optimal suitability during the processing time until most of the excess water has been mechanically removed from the fleece.
The aforementioned optimal specific surface area of the hemihydrate can be achieved by the fact that the particle size inherent to the dry calcium sulfate hemihydrate is not or only insignificantly changed by the action of the water in the period mentioned. The mechanical disintegration of the individual particles of calcium sulfate hemihydrate in the presence of water can be controlled, for example, by removing the calcium sulfate hemihydrate to be used from raw gypsum that has been pre-ground to the required fineness by heating in an aqueous suspension or by dry boiling in the presence of chlorides of magnesium, calcium and cobalt or tin or in the presence of potassium or magnesium perchlorate in amounts of 0.05 to 0.8, preferably 0.1 to 0.4% by weight.
The above-mentioned additives delay the disintegration of the gypsum stone. The appropriate amount to be added for each of these substances can easily be determined through simple preliminary tests.
However, there is also the possibility of preventing the particles of calcium sulfate hemihydrate from breaking down by means of protective layers. For carrying out the process according to the invention, a calcium sulfate hemihydrate can therefore also advantageously be used, which has been obtained from raw gypsum that has been pre-ground to the required fineness by boiling in the presence of substances that form a layer around the gypsum particles that slows down the disintegration of the gypsum particles in an aqueous medium. Such protective skin-forming substances are, for example, polyvinyl acetate or silicones. A calcium sulfate hemihydrate is particularly advantageously used for carrying out the process of the invention, which is obtained from a raw plaster of paris, which has been pre-ground to the required fineness, by boiling in the presence of 0.05 to 1.0, preferably 0.1 to 0.5% by weight of silicone emulsion has been.
According to another embodiment of the process of the invention, a calcium sulfate hemihydrate of the .oc-form produced from raw gypsum by dehydration or from hemihydrate by recrystallization can be used as calcium sulfate hemihydrate, in which the mean ratio between the largest and smallest diameter of a particle is between 1.0 and 4, 0, preferably between 1.5 and 3.0.
The calcium sulfate hemihydrate in its form is often obtained in needle-like or platelet-shaped crystals or in cluster-like crystals. A calcium sulfate hemihydrate in its 1 x form, which is in approximately single crystal form, is particularly suitable for carrying out the process according to the invention. This calcium sulfate hemihydrate does not disintegrate in aqueous suspension, but changes its particle size only through the dissolution of its particles necessary for setting.
The specific particle surface area of these calcium sulfate hemihydrate particles in the form - measured according to Blaine - in aqueous suspension should advantageously be between 500 and 6000, preferably between 1000 and 4000 cm2 / g.
For carrying out this variant of the process of the invention, it is irrelevant whether the a-form calcium sulfate hemihydrate is produced directly in the required grain fineness, or whether it is ground to the required fineness from a coarser grain spectrum, wet or dry.
A hemihydrate can also be used as calcium sulfate hemihydrate for carrying out the process according to the invention, which has been obtained from gypsum, which is obtained during the production of phosphoric acid, by cooking in the presence of additives which influence the crystal habit. When phosphoric acid is obtained from rock phosphate and sulfuric acid, the by-product is gypsum, which for example consists of about 90% calcium sulfate dihydrate and only contains small amounts of acid. This gypsum can be converted into the, sc hemihydrate, for example by heating it in a 35% calcium chloride solution. However, needle-shaped crystals with unfavorable application properties are initially formed.
For this reason, substances were added to the cooking mash that improve the appearance of the resulting hemihydrate gypsum in that it was obtained in short, compact and uniform crystals. Cis-ethylene carboxylic acid, such as maleic acid or its anhydrite, the alkali salts of citric acid, phthalic acid and its anhydrite, and the sulphite liquor have proven particularly useful as additives to be used with which the crystal habit can be influenced.
Of course, mixtures of calcium sulfate as L5 hemihydrate and as, x hemihydrate can also be used to carry out the process according to the invention if the 3-hemihydrate fulfills the requirement of not changing its specific particle surface in aqueous suspension, or only changing it insignificantly, until the main amount of the excess water is mechanically removed from the fleece. A mixture of p-hemihydrate and 30 to 70% by weight of o-hemihydrate is preferably used as the sulfatic binder.
When carrying out the process according to the invention, it is avoided that an explosive disintegration of the calcium sulfate hydrate particles in the presence of water results in extremely fine gypsum particles which initially remain suspended as solids in excess water and, due to their extreme fineness, are sucked off with it.
Even if the last-mentioned deficiency can be compensated to a limited extent by an excessive proportion of fibers which serve as filters during suction, these higher fiber contents often lead to end products whose strength is not optimal.
For the process according to the invention it is particularly advantageous to use a calcium sulfate hemihydrate, in particular in the form, the specific surface area of which - measured according to Blaine - in aqueous suspension is 500 to 6000, preferably 1000 to 4000 cm2 / g. Since the individual particles of the sc-calcium sulfate hemihydrate do not disintegrate in the presence of water, it is possible to maintain this specific surface area of the x-calcium sulfate hemihydrate during the entire processing time of the fleece formed from calcium sulfate, fibers and a large excess of water, until the molding is produced.
Instead of the calcium sulfate hemihydrate, such as the pure 5Ç hemihydrate or the mixture of x- and p-hemihydrate as sulfatic binder, a mixture of calcium sulfate hemihydrate with less than 10% by weight, preferably 3 to 6% by weight, can also be used. -O / o, can be used on cement.
Furthermore, it has proven to be advantageous to add 0.001 to 0.2% by weight of a flocculant, which is preferably polyacrylamide, to the suspension containing the calcium sulphate hemihydrate.
As already mentioned, the process according to the invention ensures that the particles of the calcium sulphate hemihydrate used do not change their particle size or change their size only insignificantly until the molding is produced, even though they are in aqueous suspension. This avoids the occurrence of finely divided calcium sulfate particles, which make it necessary to increase the proportion of fibers in the nonwoven to be produced. The reduction in the amount of very finely divided calcium sulphate particles also leads to a considerable increase in the suction speed without significant amounts of calcium sulphate and fibers being entrained. In this way, the starting mixtures consisting of fibers, sulphatic binders and water can also be formed more quickly.
According to the method according to the invention, in the production of plasterboard, the performance capacity of the devices used, in particular of winding roller machines, can be increased considerably compared to the previously known methods. In addition, using the method according to the invention, it is now possible to produce fiber-containing building material panels using suifatic binders on Fourdrinier machines which can also be equipped with metal screens.
These plate machines could not be used for the implementation of the previously known methods, since excessive suction times and unacceptable soiling of the conveyor belts had to be accepted. These disadvantages are avoided by the method according to the invention.
In addition, the process according to the invention gives fiber-containing components of constant quality, in particular of constant strength.
The moldings remaining after the excess water has been suctioned off still contain 5 to 30% by weight of free water, which is removed by drying in a manner known per se.