DE2649300A1 - Gypsum building panel contg. fibrous material, pref. waste paper - is moulded to shaft from di:hydrate with removal of added water, then dried within controlled temp. range - Google Patents

Gypsum building panel contg. fibrous material, pref. waste paper - is moulded to shaft from di:hydrate with removal of added water, then dried within controlled temp. range

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Abstract

Panels are made, esp. paperboard, chip board or building panels, where calcium sulphate dihydrate (CSDH) and water are mixed with 5-60 wt. % fibrous material w.r.t. the wt. of the end prod.). The mixt. is moulded with the removal of water, then dried at 95-140 degrees C. Moulding is pref. at room temp., and drying pref. results in 3-10% water content (w.r.t. the chemically unbonded water in the end prod.) The mixt. may also contain 0.5-20 wt.% binder, esp. urea-formaldehyde resin, or aluminium sulphate. The invention permits the use of impure waste dihydrate obtd. e.g. from the chemical industries and/or in phosphate mfr., and without the need to use heat.

Description

Verfahren zur Herstellung von plattenförmigem MaterialProcess for the production of sheet material

aus Calciumsulfatdihydrat Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von plattenförmigem Material auf Basis von Calciumsulfatdihydrat, insbesondere Herstellung von Karton-, Pappen-und Bauplatten.from calcium sulfate dihydrate is the subject of the present invention a process for the production of plate-shaped material based on calcium sulfate dihydrate, in particular production of cardboard, cardboard and building boards.

Karton- und Bauplatten aus Oalciumsulfatdihydrat sind bereits bekannt. So werden z.B. Bauplatten, insbesondere Zmnhsatenwandplatten, in der Weise hergestellt, daß Calciumsulfathalbhydrat nach Aufschlämmung in Wasser in Formen gegossen wird, aus denen die gebildeten Formlinge nach mindestens teilweiser Rehydratation im feuchten Zustand herausgenommen werden. Die vollständige Aushärtung des Halbhydrates erfolgt in der Praxis erst nach der Entformung untergleichzeitiger Entfernung des überschüssigen Wassers.Cardboard and building boards made from calcium sulfate dihydrate are already known. For example, building panels, in particular cement wall panels, are manufactured in such a way that that calcium sulphate hemihydrate is poured into molds after slurrying in water, from which the briquettes formed after at least partial rehydration in the moist State to be taken out. The hemihydrate is completely hardened in practice only after demoulding while removing the excess Water.

Aus der D-PS 1 771 497 ist auch bereits bekannt, alpha-Calciumsulfathalbhydrat mit einem wäßrigen Brei von Papierpülpe zu vermischen und daraus dünnwandige Bauplatten mit einer hohen Biegezugfestigkeit herzustellen.Alpha-calcium sulfate hemihydrate is also known from German Pat. No. 1,771,497 to mix with an aqueous pulp of paper pulp and thin-walled building boards from it with a high flexural strength.

Der Nachteil derartiger Verfahren besteht darin, daß als Ausgangsprodukt Calciumsulfathalbhydrat eingesetzt wird, das erst während der Formgebung ganz oder teilweise in Calciuesulfatdihydrat übergeht, und daß diese Umwandlung weiterhin von verschiedenen Faktoren stark beeinflußt werden kann. Aus diesem Grunde muß das eingesetzte Calciumsulfathalbhydrat in Abhängigkeit von dem jeweiligen Verwendungszweck und der Güteanforderung an das plattenförmige Endprodukt auch bestim@te Nindestanforderungen erfüllen, z.B. hinsichtlich Reinheitsgrad und Kristallform. Dies wirkt sich besonders dann erschwerend aus, wenn das Halbhydrat aus stark verunreinigten Abfallgipsen hergestellt wird, also Reinigungsprozesse erforderlich sind.The disadvantage of such a method is that as a starting product Calcium sulfate hemihydrate is used, the whole or only during the shaping partially converts into calcium sulfate dihydrate, and that this conversion continues can be strongly influenced by various factors. For this reason it must Calcium sulphate hemihydrate used depending on the intended use and the quality requirements for the plate-shaped end product also have certain minimum requirements meet, e.g. with regard to the degree of purity and crystal form. This affects particularly then aggravating, when the hemihydrate from heavily contaminated Waste gypsum is produced, so cleaning processes are required.

Es stellte sich somit die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Karton-, Pappen- und Bauplatten auf Basis von Calciumsulfatdihydrat zu finden, durch das die aufgezeigten Schwierigkeiten eliminiert und das Verfahren wesentlich vereinfacht und verbilligt wird.It was therefore the task of a method for the production of To find cardboard, cardboard and building boards based on calcium sulfate dihydrate which eliminates the difficulties identified and simplifies the process considerably and is cheaper.

Wie sich überraschenderweise gezeigt hat, kann die gestellte Aufgabe dadurch gelöst werden, daß Calciumsulfatdihydrat in Gegenwart von Wasser mit 5 bis 60 Gew.% faserförmigem Material, bezogen auf das Gewicht des Endproduktes, vermischt und anschließend unter Entwässerung verformt und bei Temperaturen von 95 bis 14000 getrocknet wird. Die unter Entwässerung stattfindende Verformung erfolgt zweckmäßigerweise bei Raumtemperatur und ohne Druckanwendung, z.B. auf sich bewegenden, wasserdurchlässigen Formoberflächen wie Siebbändern u.a. Daß wäßrige Aufschlammungen von Calciumsulfatdihydrat und faserförmigem Material, insbesondere Zellstoff und Altpapier, auf Sieböffnungen aufweisenden Unterlagen entwässert werden können, und zwar auch dann, wenn der Calciumsulfatdihydratanteil 40 Gew.% und mehr beträgt, konnte aus dem Stand der Technik nicht hergeleitet werden.As has surprisingly been shown, the task at hand be solved in that calcium sulfate dihydrate in the presence of water with 5 to 60% by weight of fibrous material, based on the weight of the end product, mixed and then deformed with dehydration and at temperatures of 95 to 14,000 is dried. The deformation that takes place with drainage is expedient at room temperature and without the application of pressure, e.g. on moving, water-permeable Mold surfaces such as sieve belts and others. That aqueous slurries of calcium sulfate dihydrate and fibrous material, in particular pulp and waste paper, on sieve openings having documents can be dewatered, even if the calcium sulfate dihydrate content 40% by weight and more could not be derived from the prior art.

Es mußte im Gegenteil erwartet werden, daß die Faseraufschlämmungen in Anwesenheit von größeren Mengen an Oalciumsulfatdihydrat auf den in der Papierindustrie vorhandenen Einrichtungen nicht mehr entwässert werden können.On the contrary, it had to be expected that the fiber slurries in the presence of larger amounts of calcium sulphate dihydrate in the paper industry existing facilities can no longer be drained.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung lassen sich die Eigenschaften des fertigen Endproduktes dadurch wesentlich verbessern, daß den Mischungen aus Wasser, Calciumsulfatdihydrat und faserförmigem Material mindestens ein Bindemittel zugegeben wird. Das Bindemittel kann in Mengen von 0,5 bis 20 Gew.%, insbesondere 2 bis 8 Gew.%, in die Aufschlämmung eingetragen werden.According to the preferred embodiment of the invention, the The properties of the finished end product can be significantly improved by the fact that the mixtures from water, calcium sulfate dihydrate and fibrous material at least one binder is admitted. The binder can be used in amounts of 0.5 to 20% by weight, in particular 2 to 8 wt.%, Can be added to the slurry.

Als Bindemittel kommen sowohl organische als auch anorganische in Frage. Als organische Bindemittel können z.B. Duroplaste oder Thermoplaste verwendet werden. Die Bindemittel können durch einen Sondensations- und/oder Polymerisationsprozeß gebildet worden sein bzw. während der Wärmetrocknung gebildet werden. Sie können kationischer, anionischer oder nichtionischer Natur sein. Mit besonderem Vorteil werden kationische Kondensationsharze wie Harnstoff-Formaldehydharze und Melaminharze eingesetzt, die erst während des Trocknungsvorganges auskondensieren.Both organic and inorganic binders can be used Question. Thermosets or thermoplastics, for example, can be used as organic binders will. The binders can be produced by a probe and / or polymerization process have been formed or are formed during the heat drying. You can be cationic, anionic or nonionic in nature. With a particular advantage are cationic condensation resins such as urea-formaldehyde resins and melamine resins used, which condense only during the drying process.

Bei bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn die vorstehend angeführten vollsynthetischen Bindemittel in Kombination mit modifizierten Naturstoffen, z.3. modifizierten Stärken und Carboximethylcellulosen, eingesetzt werden. Dadurch kann einmal der Substanzverlust bei der mechanischen Entwässerung herabgesetzt werden, zum anderen kann der Verbund zwischen Gips und faserförmigem Material während derWärmetrocknung verbessert werden.In certain embodiments of the method according to the invention It can also be advantageous if the fully synthetic Binder in combination with modified natural substances, e.g. 3. modified starches and carboxymethyl celluloses can be used. This can lead to a loss of substance in the case of mechanical drainage, on the other hand, the bond can be reduced between plaster of paris and fibrous material during heat drying.

Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens kann das organische Bindemittel auch ganz oder teilweise durch ein anorganisches ersetzt werden, z.B. durch Aluminiumsulfat. Bei Verwendung von Aluminiumsulfat erfolgt dies zweckmäßigerweise derart, daß eine Mischung aus gepulvertem Calciumsulfatdihydrat und Aluminiumsulfat in eine Pulpe eingetragen wird.According to another embodiment of the method, the organic Binding agent can also be wholly or partly replaced by an inorganic one, e.g. by aluminum sulfate. This is expedient when using aluminum sulfate such that a mixture of powdered calcium sulfate dihydrate and aluminum sulfate is introduced into a pulp.

Die Eigenschaften des Gipses sind nicht kritisch, d.h. es werden keine Qualitätsmerkmale gefordert. Es kann sowohl Naturgips als auch Abfallgips aus der chemischen Industrie eingesetzt werden. Eine Umkristallisation des Gipses ist nicht erforderlich.The properties of the gypsum are not critical, i.e. there will be none Quality features required. Both natural gypsum and waste gypsum can be used chemical industry. A recrystallization of the gypsum is not necessary.

Das faserförmige Material kann ein Zellstoff beliebiger Herkunft sein. So können Holzfaserstoffe, z.B. Holzschliff oder Refinerstoff, Altpapier, z.B. Schreib- oder Packpapierabfälle, eingesetzt werden. Ebenso kann das faserförmige Material anorganischer Natur sein, z.B. Steinwolle, Asbestfasern, Glasfasern u.a.The fibrous material can be a pulp of any origin. Wood fiber materials, e.g. wood pulp or refining material, waste paper, e.g. writing paper or wrapping paper waste. Likewise, the fibrous material be of an inorganic nature, e.g. rock wool, asbestos fibers, glass fibers, etc.

Die Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Flächengebilde sind abhängig von der eingesetzten Gipsmenge sowie den Eigenschaften des faserförmigen Materials. Platten mit einem Gipsgehalt von mindestens 75 Gew.% sind schwer entflammbar, sodaß ein Zusatz von feuerhemmenden Mitteln wie Chlorkautschuk, halogenierten Phosphaten und Antimonaten unterbleiben kann.The properties of the fabrics produced according to the invention depend on the amount of gypsum used and the properties of the fibrous Materials. Boards with a gypsum content of at least 75% by weight are flame retardant, so that an addition of fire retardants such as chlorinated rubber, halogenated phosphates and antimonates can be omitted.

Flächengebilde mit einem sehr hohen Gipsgehalt stellen nicht nur wegen ihrer Schwerentflammbarkeit ein ausgezeichnetes und vielseitig anwendbares Material dar, sie weisen darüberhinaus eine recht gute Isolierwirkung auf. Auch können sie ein- oder beidseitig kaschiert, hydrophobiert und eingefärbt werden. Eine Lackierung oder Beschichtung sowie Verzierung mit reliefartigen Musterungen ist ebenfalls möglich. Sie können sowohl in Bauplatten-, Kartonstärke und auch darunter hergestellt werden.Flat structures with a very high gypsum content are not just because of its flame retardancy makes it an excellent and versatile material represent, they also have a very good insulating effect. They can too be laminated, hydrophobized and colored on one or both sides. A paint job or coating and decoration with relief-like patterns is also possible. They can be manufactured in building board or cardboard thickness and also below.

Im letzteren Fall erfolgt ihre Herstellung in Analogie zur Earton- und Papierherstellung, d.h. in Form endloser Bahnen, die zu Rollen gewickelt oder zu Platten verformt werden und als Tapetenrollen oder als Verpackungsmaterial Verwendung finden können.In the latter case, they are produced in analogy to the Earton and papermaking, i.e. in the form of endless webs wound into rolls or Can be formed into sheets and used as wallpaper rolls or as packaging material can find.

Anhand der nachstehenden Beispiele soll nun das erfindungsgemäße Verfahren noch näher erläutert werden.The method according to the invention will now be based on the following examples will be explained in more detail.

Beispiel 1 In einen Pulper werden eingetragen 700 Gew. Teile Wasser sowie 15 Gew. Teile Altpapier und 85 Gew. Teile trockener Industriegips als Dihydrat. Nach intensiver Entstippung des Faserstoffes und Vermischung mit dem Gips wird die Pulpe in eine Mischbütte gepumpt und mit 5 Gew. Teilen kationischem Harnstoffharz sowie 2?5 Teilen kationischer Stärke unter Stoffumtrieb verrührt. Nach zehnminutiger Umtriebszeit kann bereits in die Maschinenbütte eingepumpt werden. Von dort gelangt die Stoffpulpe zur Entwässerung über den Stoffauflauf auf das Sieb, auf dem stufenweise bis zur Ausbildung eines Stoffkuchens entwässert wird.Example 1 700 parts by weight of water are introduced into a pulper and 15 parts by weight of waste paper and 85 parts by weight of dry industrial gypsum as Dihydrate. After intensive deflaking of the fiber and mixing with the plaster of paris the pulp is pumped into a mixing vat and mixed with 5 parts by weight of cationic urea resin and 2? 5 parts of cationic starch stirred with a swirl of cloth. After ten minutes Rotational time can already be pumped into the machine chest. Got from there the pulp for dewatering via the headbox onto the sieve, on the gradually is drained until a fabric cake is formed.

Der Kuchen wird auf das gewünschte Format gebracht, und das noch feuchte Plattenmaterial in den Trockentunnel eingefahren.The cake is brought to the desired format, and that while still moist Plate material driven into the drying tunnel.

Nach erfolgter Trocknung verlassen schwerentflammbare Bauplatten den Fertigungsstrang, um dann in üblicher Weise gestapelt und versandbereit gemacht zu werden.After drying, flame-retardant building boards leave the Production line, then stacked in the usual way and made ready for dispatch to become.

Beispiel 2 In einem Turbulenzmischer werden 300 Gew. Teile einer 30 %igen wäßrigen Gips-Suspension vorgelegt, wobei Gips aus Rohphosphataufschluß eingesetzt wurde. Anschließend werden in die Suspension 15 Gew. Teile Makulatur aus einem Druckereibetrieb eingetragen. Durch weitere Wasserzugabe wird eine Stoffdichte von etwa 8 - 10 % eingestellt und das Altpapier unter starker lurchwirbelung zerfasert und gleichzeitig mit dem Gips innig vermischt. Nach etwa 15 minutiger mechanischer Arbeit werden unter verminderter Turbulenz in die Suspension zunächst 10 Gew.Example 2 In a turbulence mixer, 300 parts by weight of a 30 % strength aqueous gypsum suspension, with gypsum from rock phosphate digestion being used became. Then 15 parts by weight of waste from a printing company are added to the suspension registered. By adding more water, a consistency of about 8-10% set and the waste paper shredded under strong turbulence and at the same time intimately mixed with the plaster of paris. After about 15 minutes of mechanical work under reduced turbulence in the suspension initially 10 wt.

Teile eines flüssigen anionischen 70 %igen Harnstoff-Formaldehyd-Harzes eingetragen und anschließend 5 Gew. Teile einer mittelviskosen Carboxymethylcellulose in Schuppenform. Nachdem sich die Carboxymethylcellulose gelöst und das Harnstoff-Formaldehydharz gut verteilt hat, erfolgt die Fixierung der anionischen Bindemittel mit Hilfe von Aluminiumsulfat, wobei auf einen pH-Wert zwischen 5 und 5,5 eingestellt wird. Die Weiterverarbeitung der Maische erfolgt dann wie in Beispiel 1.Parts of a liquid anionic 70% urea-formaldehyde resin entered and then 5 parts by weight of a medium viscosity carboxymethyl cellulose in scale form. After the carboxymethyl cellulose has dissolved and the urea formaldehyde resin is well distributed, the anionic binders are fixed with the aid of Aluminum sulfate, the pH being adjusted between 5 and 5.5. the The mash is then further processed as in Example 1.

Beispiel 3 Gepulverter Naturgips wird mit Wasser angeteigt und einem Pulpenstoff zugemischt, und zwar in der Weise, daß auf 850 Gew.Example 3 Powdered natural gypsum is made into a paste with water and a Pulp material mixed in, in such a way that to 850 wt.

Teile Gips etwa 150 Gew. Teile entstipptes Altpapier kommen.Parts of plaster of paris come about 150 parts by weight of de-staked waste paper.

Die Stoffdichte beträgt etwa 15 Gew.%. Zugesetzt werden weiterhin 50 Gew. Teile eines kationischen Melamin-Formaldehydharzes ( 100 %ig ) und 25 Gew. Teile eines Styrol- Acrylat- Copolymerisates. Nach inniger Vermischung wird auf einer Kartonmaschine mit drei teilbeaufschlagten Sieben ein Faserstoffkuchen ausgefahren, entwässert und anschließend getrocknet. Man erhält eine endlose plattenförmige Bahn, deren Blächengewicht bei etwa 500 - 600 g/m2 liegt. Die Bahn wird dann auf Format geschnitten.The consistency is about 15% by weight. Will continue to be added 50 parts by weight of a cationic melamine-formaldehyde resin (100%) and 25 parts by weight. Parts of a styrene-acrylate copolymer. After intimate mixing is on a cardboard machine with three partially pressurized screens pulled out a fiber cake, dehydrated and then dried. An endless plate-shaped path is obtained, whose surface weight is around 500 - 600 g / m2. The web is then on format cut.

Zur Verbesserung der Sichtseite wurde die Oberlage in ihrer Zusammensetsung heller ausgefahren als die Mittel-und Unterlage.To improve the visible side, the composition of the top layer was made extended lighter than the middle and backing.

Beispiel 4 In Analogie zu den vorstehenden Beispielen wird ein Stoff an satz hergestellt, der neben 700 Gew. Teilen Gips 100 Teile gemahlene Kreide und ein Gemisch,bestehend aus 150 Gew. Teilen eines ungebleichten Sulfatzellstoffes und 50 Gew. Teilen eines Refinerschliffes, enthält. Zur inneren Verfestigung werden dem Ansatz noch 25 Gew. Teile Harnstoff-Formaldehyd-Harz, 25 Gew. Teile einer fällbaren Chlorkautschuk-Emulsion und 5 Ges. Teile einer Chlor-Paraffin-Dispersion zugesetzt. Die Erzeugung einer Bahn erfolgt unter milder Entwässerung auf dem Sieb einer langsam laufenden Papiermaschine, und zwar bei hochgestellten Walzen in der Naßpartie und anschließender Wasserverdampfung der Bahn in der Trockenpartie. Das hergestellte, schwerentflanbare Papier wird aufgerollt und hat ein Flächengewicht von 280 g/n2 Beispiel 5 In eine 5 %ige Stoffpulpe, enthaltend 200 kg entstipptes Altpapier, gibt man 200 kg eines Gemisches, bestehend aus 190 kg Calcinmsulfatdihydrat und 10 kg Aluminiumsulfat. Nach dem Eintrag erfolgt eine gute Durchmischung der Pulpe. Anschließend wird die Stoffsuspension in an sich bekannter Weise in einer Kartonmaschine zum Endprodukt weiterverarbeitet. Man erhält Kartonbahnen im Flächengewichtsbereich zwischen 250 und 700 g/m2.Example 4 In analogy to the preceding examples, a substance on the basis of 700 parts by weight of gypsum 100 parts of ground chalk and a mixture consisting of 150 parts by weight of an unbleached sulfate pulp and 50 parts by weight of a refiner. Become for internal consolidation 25 parts by weight of urea-formaldehyde resin and 25 parts by weight of a precipitable resin are added to the batch Chlorinated rubber emulsion and 5 total parts of a chlorinated paraffin dispersion were added. The production of a web takes place slowly with mild dewatering on the wire running paper machine, with raised rollers in the wet end and subsequent water evaporation of the web in the dryer section. The manufactured, Hardly inflatable paper is rolled up and has a weight per unit area of 280 g / n2 example 5 Put 200 into a 5% pulp containing 200 kg of deflipped waste paper kg of a mixture consisting of 190 kg of calcine sulfate dihydrate and 10 kg of aluminum sulfate. After the entry, the pulp is thoroughly mixed. Then the Stock suspension in a known manner in a cardboard machine to the end product further processed. Cardboard webs in the basis weight range between 250 are obtained and 700 g / m2.

Claims (7)

Patentansprüche 1.) Verfahren zur Herstellung von plattenförniges Material, insbesondere Karton-, Pappen- und Bauplatten auf Basis von Calciumsulfatdihydrat, dadurch gekennzeichnet, daß Oalciumsulfatdihydrat in Gegenwart von Wasser mit 5 bis 60 Gew. % faserförmigem Material, bezogen auf das Gewicht des Endproduktes, vermischt und anschließend unter Entwässerung verformt und bei Temperaturen von 95 bis 140°C getrocknet wird. Claims 1.) Process for the production of plate-shaped Material, in particular cardboard, cardboard and building boards based on calcium sulfate dihydrate, characterized in that calcium sulfate dihydrate in the presence of water with 5 up to 60% by weight of fibrous material, based on the weight of the end product, mixed and then deformed with dewatering and at temperatures of 95 to 140 ° C is dried. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung bei Raumtemperatur vorgenommen wird.2.) The method according to claim 1, characterized in that the deformation is made at room temperature. 3.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, daß das Endprodukt auf einen Wassergehalt von 3 bis 10 Gew. 46, bezogen auf das chemisch ungebundene Wasser im Endprodukt,getrocknet wird.3.) Process according to claims 1 and 2, characterized in that that the end product has a water content of 3 to 10 wt. 46, based on the chemically unbound water in the final product is dried. 4.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumsulfatdihydrat zusätzlich mit mindestens einem Bindemittel in Mengen von 0,5 bis 20 Gew.%, bezogen auf das Endprodukt, versetzt wird.4.) Process according to claims 1 to 3, characterized in that that the calcium sulfate dihydrate additionally with at least one binder in quantities from 0.5 to 20% by weight, based on the end product, is added. 5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumsulfatdihydrat mit einem Harnstoff-Formaldehydharz versetzt wird.5.) Process according to claim 4, characterized in that the calcium sulfate dihydrate a urea-formaldehyde resin is added. 6.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumsulfatdihydrat mit Aluminiumsulfat versetzt wird.6.) Process according to claim 4, characterized in that the calcium sulfate dihydrate aluminum sulfate is added. 7.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als faserförmiges Material vorzugsweise Zellstoff, insbesondere Altpapier, eingesetzt wird.7.) Process according to claims 1 to 6, characterized in that that pulp, in particular waste paper, is preferably used as the fibrous material will.
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