DE4031935C2 - Verfahren zur Herstellung gipsgebundener lignocellulosehaltiger Formkörper und gipsgebundener cellulosehaltiger Formkörper - Google Patents
Verfahren zur Herstellung gipsgebundener lignocellulosehaltiger Formkörper und gipsgebundener cellulosehaltiger FormkörperInfo
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Description
Die Erfindung betrifft gipsgebundene, lignocellulosehaltige
Formkörper sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Die US-Patentschrift US 3,809,566 beschreibt ein Verfahren zur
Herstellung von Platten aus Gips ohne Faserzusatz. Das bei der
Plattenherstellung zum Abbinden des calcinierten Gipses
benötigte Wasser wird nicht direkt durch Sprühen zugesetzt
sondern indirekt, nämlich absorbiert in wasseraufnahmefähigem,
zerdrückbarem Material. Das wassergetränkte, zerdrückbare
Material wird mit dem calcincierten Gips vermischt und
geformt. Die Form wird verpreßt. Durch den Preßdruck wird
Wasser freigesetzt, so daß der Gips abbinden kann.
Aus der DE-OS 38 05 486 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen
von gipsgebundenen Holzwerkstoffen zu entnehmen, bei dem
calcinierter Gips mit der zum Abbinden des calcinierten Gipses
erforderlichen Wassermenge befeuchteten ligno- und oder
cellulosehaltigen Teilchen (Fasern oder Späne) zu einem Vlies
geformt werden. Das vorzeitige Abbinden des Gipses wird durch
Erhitzen und anschließendes gezieltes Abkühlen des
Gips/Teilchen-Gemisches erzielt. Die gesamte, zum Abbinden
erforderliche Wassermenge wird auf einmal über die
befeuchteten Teilchen eingetragen.
Die DE-OS 33 31 110 beschreibt die Verfahrensschritte des
Mischens von Gips, gegebenenfalls Fasern, Wasser und
Zuschlagstoffen. Der Mischvorgang wird bei Temperaturen unter
0°C durchgeführt, um ein Klumpen der wasserhaltigen Gipsmasse
zu verhindern. Das Verarbeiten aller Plattenkomponenten bei
Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser dient dem
Verarbeiten von Wasser und Gips in stöchiometrischen Mengen.
Gipsabbindebeschleuniger und -verzögerer sind ausführlich in
Das Stuckgewerbe, Heft 12, 1969, S. 533-544, beschrieben.
Der Artikel befaßt sich mit der direkten Zugabe der
Gipsabbindebeschleuniger und -verzögerer zur auszuhärtenden
Gipsmasse. Faserförmige Zuschlagstoffe werden in dieser
Publikation nicht erwähnt.
Nach einem bekannten Verfahren, beschrieben in der
Offenlegungsschrift DE 34 04 658 A1, werden gipsgebundene
Faserplatten hergestellt, indem Fasermaterial und Gips trocken
vorgemischt und anschließend mit Wasser versetzt wird. Die
feuchte Masse wird anschließend zu einem Formling gestreut und
verpreßt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die einmalige
Zugabe des erforderlichen Anmachwassers zum trockenen Gemisch
zu einer Klumpenbildung neigt. Auch eine unerwünschte
Vorabbindung des anorganischen Bindemittels wird vielfach
beobachtet. In einer anderen Erfindung, EP 0 153 588 A1, wird
das Anmachwasser in zwei Schritten zugegeben. Es kann damit
eine Klumpenbildung vermieden werden. Die Zugabe von
Stellmitteln, die die Gipsabbindung verzögert oder
beschleunigt und die bei der kontinuierlichen Herstellung von
Gipsfaserplatten erforderlich ist, ist jedoch nicht einfach
durchzuführen: Wird der Gipsabbindebeschleuniger in Form
feingemahlener Kristalle zugegeben, entfaltet sich seine
Wirkung erst, nachdem diese aufgelöst worden sind. Diese
Verzögerung ist bei einem kontinuierlichen Verfahren nicht
vorteilhaft. Wird dagegen der Beschleuniger als Lösung
dosiert, findet eine augenblickliche Abbindung des Gipses
statt und verursacht somit eine unerwünschte Vorerhärtung.
Die Erfindung hat das Ziel, die erforderlichen Stellmittel so
bereitzustellen, daß der Formkörper vollständig aushärtet,
ohne daß der Gips zu früh oder zu spät abbindet.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Formkörper mit dem
Merkmalen des Anspruchs 5.
Superabsorber sind schwach vernetzte Polynatriumacrylate, die
z. B. im Hygienebereich in Babywindeln und im technischen
Bereich in der Kabelindustrie als Flüssigkeitsabsorber in
Unterwasserkabeln Verwendung finden. Für die Versuche, die im
folgenden beschrieben sind, wurde handelsüblicher
Superabsorber verwendet. Der Superabsorber wurde in Form von
weißen Mikroperlen geliefert und kann ein Vielfaches seines
Eigengewichtes an wäßrigen Flüssigkeiten aufnehmen. Zum
Beispiel kann der Superabsorber bis zum 34fachen seines
Eigengewichtes einer Salzlösung aufnehmen.
Bei der zweiten Methode wird die
Gipsabbindebeschleunigerlösung eingekapselt. Diese Methode zur
Maskierung von Wirkstoffen wird in der pharmazeutischen
Industrie vielfach angewendet. Bei den ersten Methoden kommt
die Wirkung des maskierten oder latent wirksamen
Gipsabbindebeschleunigers erst durch die Verpressung zustande.
In den verpreßten und abgebundenen Gipsplatten ist der
Superabsorber oder das Einkapselungsmaterial mit dem bloßen
Auge kaum wahrzunehmen. Sie üben auch keinen nachteiligen
Einfluß auf die technologischen Eigenschaften des Endproduktes
aus.
Durch die mengenmäßige Zugabe von Ligninsulfonsäure als
Verzögerer läßt sich die erforderliche offene Zeit zwischen
der ersten Zugabe des Anmachwassers zum Gips-Fasergemisch bis
zum Anfang der Gipsversteifung beliebig regeln. Die Zugabe des
latenten Gipsabbindebeschleunigers und seine Freisetzung nach
der Verpressung hebt diese Wirkung wieder auf. Durch die Art
der Zugabe und die Menge des Abbindebeschleunigers läßt sich
die Hydratationszeit des anorganischen Bindemittels dem
Herstellungsverfahren anpassen. Der Fachmann kann durch die
Kombination beider Stellmittel den Verfahrensablauf regeln.
Nachfolgend wird das Verfahren anhand eines Beispiels
erläutert.
Die Versuche wurden auf einer halbindustriellen Anlage
durchgeführt. Es wurde jeweils eine Mischung für 10
Versuchsplatten der Dimension 40 cm × 40 cm × 1,0 cm
vorbereitet.
Jeweils 13,3 kg REA-Gips (gebrannter Gips aus einer
Entschwefelungsanlage) wurden in einem kontinuierlichen
Mischer (1 im Schema 1) mit 4,68 kg geflufften Altpapier
trocken vermischt und kurz zwischengelagert. Im zweiten
Durchgang wurde 3,2 l Wasser (3), enthaltend 54 g
Ammoniumligninsulfonat, zugemischt. Vorher wurde 0,266 kg
Ammoniumsulfat in 1,47 l Wasser aufgelöst. Zu dieser Lösung
wurde die abgewogene Menge an Superabsorber zugegeben. Die
Menge des Superabsorbers wurde entsprechend einem Verhältnis
von jeweils 1 : 12,5, 1 : 15 und 1 : 20 variiert. Es kamen zum
Einsatz jeweils 0,192, 0,160 oder 0,120 kg Superabsorber. Für
eine bessere Durchmischung wurden zu der feucht krümeligen
Masse jeweils 320 g feinteiliges Gipshydrat zugeführt. Die
Mischung aus Gipshalbhydrat, Fasermaterial und
Ligninsulfonsäurelösung sowie der latent wirksame
Gipsabbindebeschleuniger, bestehend aus gequollenem
Superabsorber und Gipsdihydrat, werden mengenentsprechend den
Streuköpfen getrennt zugeführt. Die Verteilung und Auftrag auf
das Preßblech fand durch den Streuvorgang statt. Der
Gipsfaser-Kuchen wurde zweischichtig auf ein Preßblech
gestreut. Die Feinteile lagen in den Außenschichten. Die
Kügelchen des latenten Gipsabbindebeschleunigers befanden sich
durch das Streuen jedoch vornehmlich in der Mittelschicht, so
daß hier eigentlich ein dreischichtiger Plattenaufbau vorlag.
Abgedeckt mit einem oberen Preßblech wurde der Kuchen mit 10
mm Distanzleisten in einer hydraulischen Presse (Preßdruck ca.
2,4 MPa) verpreßt. Vom Streuen des Kuchens bis zum Verpressen
wurden ca. 3 Minuten für das Beschicken der Presse benötigt.
Ein in den Kuchen hineingestecktes Thermoelement (Eisen-
Konstantan), verbunden mit einem Potentiometerschreiber
registrierte den Hydratationsverlauf. Die Platten wurden bei
40°C bis zum konstanten Gewicht getrocknet, aufgeschnitten zu
Proben von 25 cm × 5 cm und auf Biegefestigkeit geprüft. Die
Rohdichten wurden ermittelt. Die bereits geprüften Abschnitte
wurden zu 5 cm × 5 cm großen Proben aufgeschnitten, die zur
Bestimmung der Scherfestigkeit dienten.
Es wurden 6 verschiedene Gipsfaserplatten gefertigt. Die
Preßzeiten für die Platten lagen zwischen 2 und 3 ¼ Minuten.
Die Platten-Nummer 620 wurde mit Fasern aus
Tageszeitungspapier und die Nummern 621 und 622 wurden aus
Illustriertenpapier gefertigt. In Tabelle 1 werden Preßzeit,
Plattendichte, Biegefestigkeit und Querzugfestigkeit der
Platten mit verschiedenen Zusätzen dargestellt. In Klammern
wird der mengenmäßige Einsatz des Superabsorbers im Verhältnis
zur aufgenommenen Ammoniumsulfatlösung angeführt.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung gipsgebundener
lignocellulosehaltiger Formkörper, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - faserförmige lignocellulosehaltige Materialien und pulverförmiges Gipshalbhydrat trocken vermischt werden,
- - anschließend als Verzögerer Natrium- oder Ammoniumligninsulfonat in wäßriger Lösung zugegeben und weiter vermischt wird,
- - dann die Mischung kurz vor dem Streuen mit einer zweiten Mischung aus einem latent wirksamen, als Lösung entweder in einem Superabsorber absorbierten oder alternativ in kugelförmigen Körpern eingekapselten Gispabbindebeschleuniger sowie Gipsdihydrat versetzt und vermischt und
- - die feuchte und homogene Masse zu einem Formling gestreut und bis zum Abbinden des Gipses verdichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
trockene Gemisch aus faserförmigem lignocellulosehaltigen
Materialien und pulverförmigem Gipshalbhydrat
zwischengelagert wird.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
pulverförmiges Gipshalbhydrat mit gefluffter Cellulose oder
Altpapier als faserförmigem lignocellulosehaltigem Material
vermischt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß als Gipsabbindebeschleuniger
ein Alkalimetallsulfat oder
Ammoniumsulfat oder Wasserglas eingesetzt werden.
5. Gipsgebundener cellulosehaltiger Formkörper, enthaltend
10 bis 20 Gew.-% lignocellulosehaltiges Fasermaterial
75 bis 90 Gew.-% abgebundener Gips oder Gipsdihydrat
0,1 bis 0,4 Gew.-% Natrium- oder Ammoniumlignosulfonat
0,25 bis 2,0 Gew.-% Alkalimetallsulfat oder
Ammoniumsulfat oder Wasserglas
0,5 bis 2,0 Gew.-% eines in seinem Gefüge zerstörten Superabsorbers oder
1,0 bis 3,0 Gew.-% eines feinverteilten Einkapselungsmaterials.
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6. Gipsgebundener cellulosehaltiger Formkörper nach Anspruch 5,
enthaltend
10,1 bis 15 Gew.-% lignocellulosehaltiges Fasermaterial
80 bis 85 Gew.-% abgebundener Gips oder Gipsdihydrat
0,1 bis 0,4 Gew.-% Natrium- oder Ammoniumlignosulfonat
0,4 bis 1,5 Gew.-% Akalimetallsulfat oder Ammoniumsulfat oder Wasserglas
0,8 bis 1,5 Gew.-% eines in seinem Gefüge zerstörten Superabsorbers oder
1,0 bis 3,0 Gew.-% eines feinverteilten Einkapselungsmaterials.
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Also Published As
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