DE69214416T2

DE69214416T2 - Verkleidungsplatte aus faserbewehrtem Gips und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE69214416T2
Application number: DE69214416T
Authority: DE
Inventors: Jacques Chappuis; Jacques Moisset
Original assignee: Lafarge Platres SA
Current assignee: Etex France Building Performance SA
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 1997-02-20
Anticipated expiration: 2012-12-19
Also published as: FR2685719B1; EP0549493B1; ATE144017T1; CA2085058A1; FR2685719A1; EP0549493A1; DE69214416D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verkleidungsplatte aus Fasergips, ein Herstellungsverfahren für diese Platte sowie die Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.
Unter einer Verkleidungsplatte aus Fasergips wird eine mit Fasern bewehrte Verkleidungsplatte verstanden, die im Gegensatz zu traditionellen Gipsplatten auf ihren Außenseiten nicht kartoniert ist.
Beim Erstellen von innerbaulichen Einrichtungen ist das auf dem Weltmarkt gebräuchlichste Produkt aus Gips die kartonierte Gipsplatte in Form einer Platte von großer Abmessung, die meist eine Breite von 1,20 m, eine Länge, die der Höhe einer Etage entspricht (entweder 2,40 m oder mehr) und eine Dicke von ungefähr 6 bis 25 mm aufweist.
Einer der Hauptvorteile der kartonierten Gipsplatte besteht darin, daß sie ausreichende mechanische Festigkeiten und ein Gleichgewicht zwischen Elastizität und Steifigkeit aufweist, somit besonders gut an die Beanspruchungen angepaßt ist, denen sie im Laufe ihrer Förderung, ihres Transports, ihrer Lagerung oder ihres Einbaus hauptsächlich unter der Wirkung ihres eigenen Gewichts ausgesetzt ist. Die kartonierte Gipsplatte weist mechanische Biegefestigkeiten auf, die in Längsrichtung größer sind als diejenigen, die in Querrichtung erzeugt werden: Die paßt gut zu den Abmessungen der Platte. Diese Anisotropie erlaubt ihr in der Tat, den Beanspruchungen, denen sie aufgrund ihrer Abmessungen ausgesetzt ist, gut zu widerstehen.
Es muß hinzugefügt werden, daß die gute Beständigkeit gegen Rißbildung der kartonierten Gipsplatte an ihre geringe Dichte gebunden ist, die in der Größenordnung von 0,7 bis 0,95 g/cm³ liegt. Tatsächlich sind die Belastungen, die notwendig sind, um ihr Brechen hervorzurufen, viel größer als die Belastungen unter ihrem eigenen Gewicht. Darüber hinaus erleichtert das geringe Gewicht der Platten ihre Beförderung.
Die kartonierte Gipsschicht erfüllt darüber hinaus die Norm NF P 72-302 vom Juni 1985, die von einer kartonierten Gipsschicht fordert, daß Prüfkörper von 40 x 30 cm, bei einem Abstand von 35 cm zwischen den Auflagen, die folgenden minimalen Umbruchfestigkeiten aufweisen, die als Beanspruchung durch die nachfolgende, auf homogene Materialien anwendbare, Formel (I) ausgedrückt werden:
= 3/2 P L/b h² (I)
in der:
die Bruchbeanspruchung (in Pascal) bedeutet
P die Bruchbelastung (in Newton) bedeutet
b die Breite (in Metern) bedeutet
L die Länge (in Metern) bedeutet
h die Dicke (in Metern) bedeutet
- für eine Platte von 12, 5 mm Dicke, Umbruchfestigkeiten von zumindest 6,7 mPa in Längsrichtung und von zumindest 2,3 MPa in Querrichtung,
- für eine Platte von 9, 5 mm Dicke, Umbruchfestigkeiten von zumindest 7, 7 MPa in Längsrichtung und von zumindest 3,3 MPa in Querrichtung.
Die kartonierte Gipsplatte weist jedoch einige Mängel auf, insbesondere die Brennbarkeit ihrer kartonierten Oberfläche. Andererseits wird die kartonierte Gipsplatte aufgrund ihres Inneren aus hydratisiertem Calciumsulfat als Brandschutz angesehen.
Ein anderer Nachteil der kartonierten Gipsplatten besteht darin, daß der Karton gute ästhetische und mechanische Qualitäten aufweisen muß und dem Kern der Platte perfekt anhaften muß. Deshalb macht der Karton einen wichtigen Teil der Kosten dieser Platten aus.
Die zuvor genannten Nachteile führen dementsprechend dazu, Gipsplatten ohne Karton herzustellen, die meistens durch Fasern, über deren Dicke gesehen, verstärkt werden. Deshalb wurde danach geforscht, eine Fasergipsplatte herzustellen, die außer den für ihre Zusammensetzung charakteristischen Eigenschaften die ordnungsgemäßen Anforderungen hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, und insbesondere hinsichtlich der Umbruchfestigkeit berücksichtigen.
Um nämlich genauso gut den statischen wie den dynamischen Belastungen widerstehen zu können, muß die angestrebte Fasergipsplatte eine Umbruchfestigkeit aufweisen, die deutlich größer als die maximal aus dem Eigengewicht resultierende Beanspruchung ist, wenn die Platte sich in einer waagerechten Stellung befindet und nur an ihren äußersten Enden abgestützt ist.
Für ein homogenes Material, dem die Fasergipsplatte gleichgestellt werden kann, entspricht dies Umbruchfestigkeitswerten, die größer sind als die Bruchlinie unter ihrem Eigengewicht, die durch die folgende Gleichung (II) gegeben ist:
= 3/4 L²/h (II)
in der:
die Bruchbeanspruchung (in Pascal) bedeutet
L der freie Abstand der Platte zwischen den Auflagen (in Metern) bedeutet
h die Dicke der Platte (in Metern) bedeutet
die Dichte der Platte (in kg/m³) bedeutet.
Diese Gleichung zeigt klar die Bedeutung der Beanspruchung der Platten von großen Abmessungen in Längsrichtung ausgesetzt sind.
Diese Gleichung gibt jedoch nur teilweise die Beanspruchung an, der die Platte ausgesetzt ist, da die in Betracht gezogene Beanspruchung statisch ist, und dies von den Beanspruchungen, die tatsächlich in der Praxis erfahren werden, weit entfernt ist. Tatsächlich sind die Platten dynamischen Beanspruchungen ausgesetzt. Deshalb müssen die Umbruchfestigkeiten deutlich größer sein als diejenigen, die durch die Gleichung (II) gegeben sind, um einen Bruch zu vermeiden.
Fasergipsplatten sind schon bekannt. Im Gegensatz zu den kartonierten Gipsplatten haben die bekannten Fasergipsplatten, die keinen Karton enthalten, feuerfeste Oberflächen. Sie werden daher unter der Voraussetzung, daß ihr spezifischer Brennwert (PCS) kleiner oder gleich 600 Kalorien pro Kilogramm Material ist, in der Kategorie "M0" der Norm NF P92 501 vom Oktober 1975, geändert am 28. August 1991, klassifiziert.
Die bekannten Fasergipsplatten sind dennoch nicht völlig zufriedenstellend.
Ihr größter Nachteil liegt in ihrem erhöhten Gewicht. Diese Fasergipsplatten weisen nämlich eine eher große Dichte auf, die, wenn keine leichtermachenden Materialien zugesetzt werden, meistens größer als 1,1 g/cm³ ist, und häufig 1,3 g/cm³ erreicht. Wenn sie in Form von Platten von großer Länge (meistens von der Höhe einer Etage) vorliegen, erreicht ihr Gewicht Werte, die so hoch sind, daß die Platten während der Beförderung unter Einwirkung ihres Eigengewichts brechen können, was von Bedeutung ist, falls ihre Umbruchfestigkeit nicht ausreichend hoch ist. Eine Gipsplatte von 1,20 mx 2,50 m, mit einer Dicke von 13 mm und einer Dichte von 1,3 g/cm³ wiegt z.B. 50,7 kg, wohingegen eine kartonierte Standardplatte gleicher Abmessung, die aber von einer geringeren Dichte im Bereich von 0,9 g/cm³ profitiert, nur 35,1 kg wiegt.
Darüber hinaus macht ihr größeres Gewicht ihre Beförderung schwierig und ihren Transport kostspielig.
Man kennt zwei bedeutende Herstellungsverfahren für Fasergipsplatten.
Ein erstes Verfahren, das "trocken" oder "halbtrocken" genannt wird, besteht hauptsächlich aus:
- Mischen des Gipses und der Cellulosefasern im trockenen oder teilweise angefeuchteten Zustand, wobei die Fasern selbst durch Zerfasern in einem feuchten oder trockenen Verfahren gewonnen werden können,
- Zugabe des für die Hydratisierung des Gipses notwendigen Wassers,
- Ausbreiten der erhaltenen Masse, meistens auf einem kontinuierlichen Band,
- ausreichendes Pressen des auf dem Band aufgebrachten Produktes, um eine gute Verteilüng des Wassers zu gewährleisten und um überschüssiges Wasser zu entfernen, schließlich, nachdem Abbinden, Durchführung des Trocknens.
Dieses Verfahren führt zu Fasergipsplatten mit sehr großer Dichte, die im Bereich von 1,2 g/cm³ liegt, und mit einer Umbruchfestigkeit im Bereich von 5,5 bis 6 MPa. Um dieses immer noch unzureichende Festigkeitsniveau zu erreichen, bedient man sich sehr hoher Fasergehalte: Die Mehrzahl der in den Handel gebrachten Gipsplatten, die mit diesen Verfahren hergestellt wurden, enthalten häufig zumindest 15 % Fasern bezogen auf das Gewicht der Platte.
Außer den obengenannten Problemen, die durch ihr sehr großes Gewicht verursacht werden, sind diese Platten zerbrechlich und mussen mit großer Vorsicht gehandhabt werden. Nach der Gleichung (II) können die Platten nämlich alleine unter der Wirkung ihres Gewichtes und in Abwesenheit jeder dynamischen Wirkung zerbrechen, sobald ihre Länge, z.B. 2,80 m, bei Platten mit 12,5 mm Dicke überschreitet. Diese Lösung ist also nicht befriedigend.
Außer der Verteuerung der Ausgangsmaterialien weisen die Gipsplatten mit hohem Faseranteil eine größere Empfindlichkeit gegen Feuchtigkeit auf, die zu einer von den Abmessungen abhängigen Instabilität im feuchten Milieu führt, daher ist es bei bestimmten Anwendungen unmöglich, Verbindungen zwischen den Platten zu erhalten, die sich nicht im Laufe der Zeit öffnen.
Ein mögliches Verfahren zur Verringerung der Dichte besteht darin, den Platten leichtermachende Materialien zu inkorporieren. Diese Lösung ist jedoch nicht befriedigend, da sie zu geringeren mechanischen Festigkeiten führt, die viel kleiner als die von der Norm NF-P-72-302 vom Juni 1985 geforderten Minimalwerte sind.
Ein zweites Herstellungsverfahren für Fasergipsplatten, das "feucht" genannt wird, ist ebenfalls bekannt. Dieses zweite Verfahren wird in einer Anlage vom Papierfabrikationstyp durchgeführt, entweder in einer diskontinuierlichen oder in einer kontinuierlichen Weise.
Beim diskontinuierlichen Verfahren wird die Herstellung der Platten meistens folgendermaßen durchgeführt:
1. die in Wasser verdünnte Suspension aus Fasern wird zum Gips zugegeben,
2. die erhaltene Masse wird in einer dünnen Schicht auf einem Endlosband aufgebracht,
3. nach Entfernung des überschüssigen Wassers wird die gewonnene Schicht durch Verpressung unter höherem Druck mit anderen Fasergipsschichten von ähnlichen oder unterschiedlichen physiko-chemischen Eigenschaften zusammengefügt,
4. sobald das Abbinden stattgefunden hat, wird ein Trocknungsgang durchgeführt.
Eine Art der Durchführung dieses diskontinuierlichen Verfahrens, bei dem Anlagen vom Hatschek-Typ verwandt werden, wird derzeit verbreitet angewandt.
Diese Art der Durchführung besteht darin, daß am Ende des Schrittes (2) dünne Gipsfaserschichten auf einem sich drehenden Zylinder zusammengefügt werden.
In diesem Fall wird das überschüssige Wasser während des Schrittes (2) oder während des Zusammenfügens durch den drehenden Zylinder hindurch entfernt. Sobald die Dicke der zusammengefügten Schichten ausreicht, um die gewünschte Platte herzustellen, schneidet eine Vorrichtung die sich bildende Platte ab, so daß die Platte sich durch die Schwerkraft vom Zylinder löst und auf eine Fördereinrichtung fällt. Danach wird die Platte den Arbeitsgängen (3) und (4) des diskontinuierlichen Verfahrens unterworfen.
Zum Zusammenfügen der Schichten auf dem Zylinder muß das Abbinden langsam vonstatten gehen: Dazu müssen ein oder mehrere Abbindeverzögerer in die Fasergipsmasse inkorporiert werden. Infolgedessen kann nur ein geringer Durchsatz an Platten auf der Fabrikationsstrecke erhalten werden.
Diese diskontinuierlichen Verfahren beinhalten die Verwendung eines Gipses mit verzögerter Abbindung und sind daher weniger produktiv. Überdies ist es notwendig, den Zylinder und die Verpressungsvorrichtung auszutauschen, sobald die Abmessungen der hergestellten Platte geändert werden sollen. So kommt es zu einer Zunahme an Ausrüstungsteilen.
Es wird eine Platte erhalten, bei der die Dichte sehr groß, in einer Größenordnung von 1,1 g/cm³ oder größer, ist, wenn keine leichtermachenden Materialien beigemischt werden. Gleichermaßen sind die Umbruchfestigkeiten dieser Platten im allgemeinen beachtlich. Das Hauptproblem, das sich bei diesen Platten stellt, kommt von ihrem hohen Gewicht, das ihre Förderung schwierig und ihren Transport teuer macht.
Infolge ihres erhöhten Gewichtes und ihrer komplexen und diskontinuierlichen Herstellungsweise sind diese Fasergipsplatten kostspielig.
Das diskontinuierliche, feuchte Herstellungsverfahren für Fasergipsplatten ist insbesondere in den deutschen Patenten 1 104 419 und 2 425 276 und im französischen Patent 2 346 120 beschrieben. Nachdem in diesen Patenten beschriebenen Herstellungsverfahren werden die faserbewehrten Gipsplatten durch Übereinanderlagerung mehrerer Filze von ungefähr 0,2 bis 0,3 mm Dicke gewonnen, wobei diese Filze durch Aufbringen in dünner Schicht auf einem wasserdurchlässigen Transportband entstehen, und zwar werden sie aus einer Suspension aus Gips, Fasern und Wasser gebildet, aus der überschüssiges Wasser mit Hilfe von Absaugeinrichtungen, die unter dem Band angebracht sind, entfernt wird.
Das französische Patent 2 346 120 führt aus, daß die Fasern sich aufgrund der Herstellungsweise vorzugsweise in einer einzigen Richtung ausrichten. Dies könnte aus der erhöhten Vorschubgeschwindigkeit des Transportbandes im Zusammenhang mit der sehr geringen Dicke der Filze resultieren, was einem aus der Papierindustrie wohlbekannten Phänomen während der Herstellung eines Blattes Papier entspricht.
Aufgrund des Zusammenfügens mit Druck wird die Dichte dieser Platten zumindest auf 1,2 g/cm³ angehoben, sobald sie getrocknet sind.
In einem kontinuierlichen Verfahren des zweiten, "feucht" genannten Verfahrens werden in der wissenschaftlichen Dokumentation Verfahren beschrieben, die es erlauben, Fasergipsplatten von einer geringeren Dichte zu erlangen.
So beschreibt das deutsche Patent Nr.2 365 161 Fasergipsplatten, die durch intensives Maischen des Gipses mit einer Fasersuspension in Wasser gewonnen wird, wobei die gewonnene Masse in einer Schicht auf einem Filtrationstuch ausgebreitet wird, und das überschüssige Wasser vor dem Abbinden des Gipses durch Anlegen eines stufenweise ansteigenden Vakuums abgesaugt wird. Als Ergebnis dieses Verfahrens zeichnen sich die Fasergipsplatten bei ansteigendem Gehalt an Fasern durch eine abnehmende Dichte und folglich durch eine Reiß- und Biegefestigkeit, die in linearer Weise abnimmt, aus.
Nach diesem Patent nehmen die Fasern durch das zunehmende Absaugen des überschüssigen Wassers eine bevorzugte Ausrichtung in zu den Außenseiten parallelen Ebenen ein.
Eine Fasergipsplatte, die nach diesem deutschen Patent hergestellt wurde und eine Dicke von 10 mm, 12 Gew.-% an Cellulosefasern und eine Dichte von 0,81 g/cm³ aufweist, besitzt eine Umbruchfestigkeit von 6 MPa in den beiden Richtungen: in Längsrichtung ist diese Umbruchfestigkeit also kleiner als der von der Norm NF P 72-302 vom Juni 1985 geforderte Wert.
Um genügend große Umbruchfestigkeiten zu erreichen, empfehlen die Autoren, Fasergipsplatten zu verwenden, die größere Dichten als die zuvor genannten aufweisen, was dazu führt, daß geringe Mengen an Fasern eingebracht werden, vorzugsweise 2 Gew.-%.
Aufgrund der oben beschriebenen Probleme werden die in den Handel gebrachten Fasergipsplatten in sehr spezifischen Bereichen verwendet, wie beispielsweise als Feuer- oder Lärmschutz oder als Bauelemente von mäßigen Abmessungen wie Bauelemente für Decken oder Fußböden.
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fasergipsplatte vorzuschlagen, die nicht die Nachteile des Standes der Technik aufweist.
Genauer gesagt ist das erste Ziel der Erfindung eine Fasergipsplatte, die keine zu hohen Anteile an Fasern benötigt, und die darüber hinaus eine geringe Dichte, mechanische Widerstandsfähigkeit und insbesondere genügend hohe Umbruchfestigkeiten aufweist, die wenigstens denjenigen entsprechen, die von der Norm NF P 72-302 für die traditionellen kartonierten Gipsplatten vorgeschrieben sind, und zwar sowohl in Längs- als auch in Querrichtung.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für eine solche Fasergipsplatte, das relativ leicht, unter vorteilhaften wirtschaftlichen Bedingungen und in einer kontinuierlichen Art und Weise durchgeführt werden kann.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist eine Anlage für die Herstellung dieser Fasergipsplatten, die relativ einfach ist und zumindest zu einem großen Teil auf eine industrielle Herstellungsanlage für traditionell kartonierte Gipsplatten aufbaut.
Um diese Ziele zu erreichen, schlägt die vorliegende Erfindung eine Gipsplatte vor, die aus wenigstens einer Schicht an Fasergips zusammengesetzt ist, in der die Fasern verteilt sind, gegebenenfalls kombiniert mit weiteren Schichten mit identischen oder unterschiedlichen physiko-chemischen Eigenschaften, wobei diese Fasergipsschicht dadurch gekennzeichnet ist, daß deren Dichte, ohne leichtermachende Materialien, kleiner als 1 g/cm³ ist, und daß die in der Schicht verteilten Fasern vorzugsweise in Längsrichtung der Platte ausgerichtet sind, so daß die Umbruchfestigkeit der Schicht in Langsrichtung größer ist als die Umbruchfestigkeit der Schicht in Querrichtung.
In Abwesenheit jeglicher leichtermachender Materialien zeichnet sich die erfindungsgemäße Fasergipsschicht durch eine mäßige Dichte aus, d.h. durch eine Dichte, die kleiner als die der in den Handel gebrachten Fasergipsplatten ist, wenn letztere von leichermachenden Materialien befreit wurden. Ohne leichtermachendes Material ist die Masse der erfindungsgemäßen Fasergipsschicht kleiner als 1 g/cm³. Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Fasergipsschicht eine Masse auf, die nahe der Masse der bekannten kartonierten Gipsplatten (d.h. in einer Größenordnung von 0,7 bis 0,95 g/cm³), vorzugsweise bei 0,8 bis 0,95 g/cm³ liegt.
Die geringe Masse der erfindungsgemäßen Schicht an Fasergips resultiert im wesentlichen einesteils aus dem Vorhandensein von Fasern und anderenteils aus dem angewandten Herstellungsverf ahren, das kein Komprimieren unter hohem Druck erfordert.
Nichtsdestoweniger erreicht die erfindungsgemäße Fasergipsschicht, wenn sie getrocknet ist, aufgrund der in der Gipsmatrix gut verteilten Fasern trotz ihrer geringen Dichte mittlere mechanische Festigkeiten (in Längsrichtung und in Querrichtung), die deutlich höher sind als diejenigen der Fasergipsplatten, die eine identische Zusammensetzung und Dicke und eine vergleichbare Dichte aufweisen, und die aus einem Herstellungsverfahren stammen, das "halbtrocken" genannt wird.
Darüber hinaus entsprechen die mittleren mechanischen Festigkeiten (in Längs- und Querrichtung) der erfindungsgemäßen Schicht an Fasergips denjenigen der Fasergipsplatten, die eine vergleichbare Zusammensetzung, Dicke und Dichte aufweisen, und aus einem Herstellungsverfahren stammen, das "feucht" genannt wird.
Dagegen erreicht die erfindungsgemäße Fasergipsschicht im wesentlichen aufgrund von Fasern, die vorzugsweise in Längsrichtung ausgerichtet sind, mechanische Festigkeiten in Längsrichtung, die:
- einesteils deutlich größer als diejenigen der zuvor genannten Gipsplatten sind, die durch das ("feucht" genannte) Herstellungsverfahren gewonnen werden,
- und anderenteils, zumindest gleich oder sogar größer als der Wert sind, der von der Norm NF P 72 302 vom Juni 1985 gefordert wird.
Die erfindungsgemäßen Fasern sind Cellulosefasern, denen gegebenenfalls andere Fasern beigefügt werden können, unter der Bedingung, daß diese Fasern keinen Bestandteil enthalten, der für die Hydratisierung des Gipses schädlich ist. Die in Ergänzung zu den Cellulosefasern eingebrachten Fasern werden vorzugsweise mit 0,2 bis 1 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Schicht an hydratisiertem und faserhaltigem Gips, eingebracht.
In der folgenden Beschreibung wird der Ausdruck "trockene Schicht an hydratisiertem und faserhaltigem Gips" dazu verwendet, eine Schicht zu bezeichnen, die nach dem Abbinden und Trocknen gewonnen wird, und die im wesentlichen aus Calciumsulfat-Dihydrat und Cellulosefasern zusammengesetzt ist.
Die Fasern, die in die Masse aus Cellulosefasern inkorporiert werden, können beispielsweise Glasfasern und synthetische Fasern sein.
Als Cellulosefasern werden vorzugsweise Cellulosefasern verwendet, die aus dem Recycling alter Zeitungen oder aus anderen Recyclingpapieren stammen. Die mittlere Länge dieser Fasern, die meist größer als 500 µm ist, reicht tatsächlich aus. (Diesseits dieses Wertes tendieren die Fasern eher dazu, bei Biege- und/oder Zugbeanspruchung freigelegt zu werden als zu brechen, so kommt es zu einer deutlich verminderten Leistungsfähigkeit.)
Die Menge an Cellulosefasern in der erfindungsgemäßen Schicht an Fasergips kann zwischen 5 und 15 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Schicht an hydratisiertem und faserhaltigem Gips, schwanken. Im Unterschied zu den Fasergipsplatten, die im deutschen Patent 2 365 161 beschrieben werden, wird erfindungsgemäß ein größerer Anteil an Cellulosefasern ausgewählt, vorzugsweise von 7 bis 13 % bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Schicht an hydratisiertem und faserhaltigem Gips, denn diese Bedingungen tragen außer zu einem geringen Gewicht auch zur Gewinnung einer befriedigenden mechanischen Festigkeit und zu konkurrenzfähigen Herstellungskosten bei.
Die Dicke der Schichten an Fasergips sind je nach dem angewandten Herstellungsverfahren variabel. Vorzugsweise ist sie so beschaffen, daß nur ein Zusammenfügen von höchstens drei Schichten notwendig ist, um ebene Elemente für eine Vielzahl von Anwendungen auszubilden, wie beispielsweise Bauelemente von Wänden oder Bauelemente von Decken oder Fußböden. Die Schicht an Fasergips weist aus Produktivitätsgründen vorteilhafterweise eine Dicke von 2 bis 15 mm und vorzugsweise von 5 bis 10 mm auf.
Als Halbhydratgips kann sowohl die α- als auch die β-Form verwendet werden, die vorzugsweise eingesetzt wird, um die Filtrierbarkeit des Gipses zu erleichtern.
Um die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schicht an Fasergips noch zu verbessern, können ihr geeignete Agenzien wie beispielsweise Stärke inkorporiert werden, vorzugsweise mit 0, 2 bis 3 % bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Schicht an hydratisiertem und faserhaltigem Gips.
Zum gleichen Zweck können außerdem 0,5 bis 5 Gew.-% Zement zugefügt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Schicht an hydratisiertem und faserhaltigem Gips.
Auch andere Agenzien können zugesetzt werden, um eine bestimmte Qualität zu verbessern oder herbeizuführen, wie insbesondere ein oder mehrere wasserabstoßende Agenzien, ein oder mehrere Agenzien mit großer Feuerbeständigkeit und alle Zusatzstoffe, die klassischerweise im Inneren der kartonierten Gipsplatte verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Schicht wird vorteilhafterweise alleine, falls die Dichte genügend groß ist, oder in Kombination mit anderen Schichten an faserhaltigem oder anderem Gips verwendet, um eine Gipsplatte herzustellen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Fasergipsplatte dadurch hergestellt, daß höchstens drei erfindungsgemäße Schichten an Fasergips zusammengefügt werden. Wie zuvor dargestellt, weist eine erfindungsgemäße Schicht an Fasergips die folgenden Eigenschaften auf:
- eine mäßige Dichte, auch ohne leichtermachende Materialien,
- Fasern, die in jeder Schicht verteilt sind und die vorzugsweise in Längsrichtung der Platte ausgerichtet sind, so daß die Umbruchfestigkeit der Schicht in Längsrichtung größer ist als die Umbruchfestigkeit der Schicht in Querrichtung und daß die Platte die Anforderungen erfüllt, die hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften vom französischen Normenwerk NF P-72 302 vom Juni 1985 an kartonierte Gipsplatten gestellt werden.
Weiterhin ist es bevorzugt, daß die erfindungsgemäße Fasergipsplatte aus zwei erfindungsgemäßen Schichten an Fasergips zusammengesezt ist.
Mit Hilfe verschiedener Varianten der erfindungsgemäßen Fasergipsplatte werden Werte für die Umbruchfestigkeit erreicht, die deutlich größer sind als die Werte für die Beanspruchung, der die Platte unter ihrem Gewicht nach Gleichung (II) unterworfen ist, und zwar überraschenderweise trotz ihrer mäßigen Dichte.
Die erfindungsgemäße Fasergipsplatte weist außerdem Verwendungseigenschaften auf, die größer als diejenigen der bekannten kartonierten Gipsplatten sind.
So entspricht sie den Anforderungen beim Einbau: sie ist nicht zerbrechlicher bei der Förderung als eine traditionelle Gipsplatte. Sie kann ohne Risiko einer Rißbildung maschinell bearbeitet werden (abgeschnitten, geschraubt, zusammengenagelt, geschmirgelt), wenn diese Arbeitsgänge normal ausgeführt werden. Eine Endbearbeitung zum Herbeiführen einer allgemeinen Ebenheit, der Bildung von Rändern oder einer Verkleidung, kann ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden.
Wenn diese eingebaut ist, ist die erfindungsgemäße Fasergipsplatte durch die folgenden mechanischen Eigenschaften gekennzeichnet,
- gute Widerstandsfähigkeiten gegen Stöße,
- ein guter Feuerschutz, sowohl bezüglich der Reaktion auf Feuer als auch bezüglich der Feuerbeständigkeit,
- ein guter Zusammenhalt bei Schnittvorgängen und Bohrungen sowie eine gute Widerstandsfähigkeit gegen das Herausreißen von Befestigungen (Stifte, Schrauben, Klammern, Windverband oder Dübel, um Lasten zu tragen), aufgrund ihrer Homogenität und ihrer Festigkeit, die im Kern genauso gut wie an der Oberfläche ist,
- gute Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit und eine gute allgemeine Widerstandsfähigkeit unter feuchten Bedingungen: unter den Bedingungen der Norm ASTM C 473-84 ist der Kriechvorgang nur halb so groß wie derjenige, der mit kartonierten Gipsplatten gemessen wurde.
Die erfindungsgemäße Fasergipsplatte entspricht den ästhetischen Anforderungen perfekt, und zwar hinsichtlich der:
- Möglichkeit, zwei aneinandergrenzende Platten durch Fugen zu verbinden und damit ein perfektes Anschließen der Oberflächen zu gewährleisten,
- Abwesenheit unterschiedlicher Durchbiegung an der Decke,
- Möglichkeit der Erneuerung von Verkleidungen mit Farbe oder Papiertapete ohne Schaden für die Platte und ohne Beschädigung der Oberfläche, wie bei der klassischen Gipsplatte (Abreißen des Kartons).
Die vorliegende Erfindung hat auch ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen der genannten Schicht an Fasergips zum Ziel, die dann zur Herstellung einer Gipsplatte oder eines vorgefertigten leichten und festen Bestandteils oder anderer Produkte, die Fasergips inkorporiert haben, dienen kann. Es besteht aus:
1) Mischen einer in Wasser verdünnten Suspension aus Cellulosefasern mit einem Halbhydratgips und mit gegebenenfalls vorhandenen Zusätzen in einem Mischer, insbesondere dem in der Herstellungsanlage von traditionellen Gipsplatten verwendeten Mischer,
2) Ausbreiten der erhaltenen homogenen Masse in dünner Schicht auf ein bewegliches Gießtuch, das von dichtenden Mitteln begrenzt ist (wie beispielsweise von bezüglich der Wand beweglichen oder festen Wänden),
3) Absaugen des überschüssigen Wassers durch Anlegen eines Vakuums,
4) Abwarten des Abbindens des Halbhydratgipses.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Schrittes (2), sobald die homogene Masse auf dem Gießtuch ausgebreitet ist, und bevor das überschussige Wasser abgesaugt wird, die Fasern vorzugsweise in Längsrichtung ausgerichtet werden, und zwar aufgrund der Anwendung von Vibrationen in der homogenen Masse an Fasergips bei dessen Scheren durch Durchtreten zwischen festen oder beweglichen Wänden, die vertikal und in Ebenen parallel zur Bewegungsrichtung des Gießtuches angeordnet sind, ohne daß turbulente Bewegungen in der Masse erzeugt werden.
Eine Variante kann in der Verwendung von nicht parallelen, vertikalen Wänden bestehen, die in Bewegungsrichtung des Gießtuches aufeinander konvergieren.
Während des Schrittes (2) kann die Ausrichtung der Fasern und die Ausbreitung in dünner Schicht auf dem Gießtuch gleichzeitig ausgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft, da es sowohl die Bildung von faserigen Schichten mit geringer Dicke in einer Größenordnung von 2 mm oder einer sehr großen Dicke, die 15 mm erreichen kann, erlaubt, und zwar ohne Schwierigkeiten, die Fasern auszurichten.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Effizienz, mit der die Cellulosefasern ausgerichtet werden, und zwar sowohl in der Gipsgrundmasse als auch in Massen, die andere Verbindungen mit hydraulischen Eigenschaften, wie beispielsweise Zement, enthalten.
Die gewünschte Ausrichtung der Fasern, die zu einer beachtlichen Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Platte in Längsrichtung bezogen auf diejenigen in Querrichtung führt, wird mit Vorrichtungen zur Faserausrichtung gewonnen, in denen ein (oder mehrere) System(e) kombiniert werden, die laminare Strömungen in der Masse erzeugen, verbunden mit einem (oder mehreren) System(en), die gleichzeitig Vibrationen in der Masse erzeugen.
Es ist bekannt, daß sich die Fasern bei sehr verdünnten Suspensionen aus Fasern in einer Größenordnung von 0,1 Gew.-% in Strömungen ohne Vibration ausrichten können: dies ist der Fall bei der Papierherstellung. Bei dieser Konzentration gibt es wenig Interaktionen zwischen den Fasern, die daher ausreichend voneinander entfernt sind.
Dagegen sind die Fasern bei höheren Fasergehalten in einer Größenordnung von 0,5 % und mehr miteinander verheddert und bilden Flockfasern. Diese Flockfasern werden nicht zerstört, und die Fasern werden während des Scherens der Suspension in der Strömung nicht verteilt.
Es konnte in überraschender Weise gezeigt werden, daß die Kombination aus Scheren und einer Vibration die Trennung und Ausrichtung der Fasern erlaubt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nun in diesem Konzentrationsbereich interessant (erniedrigte Filtrationszeit, daher eine größere Durchsatzgeschwindigkeit, und deutlich geringere Mengen an recyceltem Wasser).
In einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die auf die homogene Masse an Fasergips angewandten Vibrationen durch die Wände, die zum Vibrieren gebracht werden, beigebracht: dazu können alle Wände oder nur ein Teil der Wände zum Vibrieren gebracht werden, unter der Bedingung, daß jede feste Wand von zumindest zwei vibrierenden Wänden umrahmt ist.
In einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die auf die homogene Masse an Fasergips angewandten Vibrationen durch eine vibrierende ebene Vorrichtung, wie beispielsweise ein vibrierendes Blech, das horizontal unter dem Gießtuch rechts der vertikalen Wände angeordnet ist, beigebracht.
In einer dritten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die auf die homogene Masse an Fasergips angewandten Vibrationen durch eine Kombination der Mittel beigebracht, die in der zuvor genannten ersten und zweiten Ausgestaltung eingesetzt werden.
Vorteilhafterweise wird die erste Ausgestaltung des Verfahrens mit Hilfe der folgenden Ausrichtvorrichtungen durchgeführt:
- Eine erste Vorrichtung zum Ausrichten in Längsrichtung ist aus einem vibrierenden Zusammenbau fester Platten zusammengesetzt. Diese sind vertikal und parallel zur Bewegungsrichtung des Gießtuchs angebracht und stromabwärts des Versorgungskopfes und der Mittel angeordnet, die die Einstellung der Dicke der Faserschicht ermöglichen.
-Eine zweite Ausrichtvorrichtung für die Fasern ist aus einem vibrierenden Zusammenbau fester Scheiben zusammengesetzt, die vorzugsweise in Bewegungsrichtung des Gießtuchs rotieren; darüber hinaus sind diese Scheiben vertikal und parallel zur Bewegungsrichtung des Gießtuchs angebracht und stromabwärts des Versorgungskopfes und der Mittel angeordnet, die die Einstellung der Dicke der Faserschicht ermöglichen. Vorteilhafterweise kann die Intensität des Scherens der Masse an Fasern dadurch geändert werden, daß die Rotationsgeschwindigkeit dieser Scheiben variiert wird.
-Eine dritte Ausrichtungsvorrichtung für die Fasern setzt sich zusammen aus:
einem vibrierenden Zusammenbau von vorzugsweise in Bewegungsrichtung des Gießtuchs rotierenden festen Scheiben, die vertikal und parallel zur Bewegungsrichtung des Gießtuchs angebracht sind, wobei diese Scheiben stromabwärts des Versorgungskopfes und der Mittel angeordnet sind, die die Einstellung der Dicke der Faserschicht ermöglichen,
einem vibrierenden Zusammenbau fester Platten, die jeweils zwischen den Scheiben eingeschoben sind, und die vertikal und parallel zur Bewegungsrichtung des Gießtuchs angebracht sind und die stromabwärts des Versorgungskopfes und der Mittel angeordnet sind, die die Einstellung der Dicke der Faserschicht ermöglichen.
Die besten Ergebnisse zur Ausrichtung der Fasern wurden mit der dritten Vorrichtung gewonnen, unter der Voraussetzung, daß beim Durchtreten eine turbulente Strömung vermieden wird.
Die bevorzugte Ausrichtung der Fasern in Längsrichtung der Platten und die daraus resultierende Zunahme der mechanischen Eigenschaften in Längsrichtung wurden unter Arbeitsbedingungen bestatigt, die wie folgt variiert wurden:
- homogene Masse, enthaltend Gips, Fasern, Wasser und gegebenenfalls traditionelle Zusätze und/oder Zement wie beispielsweise Portland-Zement,
- Änderung des Faseranteils der homogenen Masse auf dem Gießtuch, vorteilhafterweise von 5 bis 15 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Schicht an hydratisiertem und faserhaltigem Gips.
Andererseits wurde festgestellt, daß bestimmte Arbeitsbedingungen eine verhängnisvolle Wirkung auf die Längsausrichtung der Fasern haben können, und daher zu Platten führen, die mechanische Eigenschaften aufweisen, die in Quer- und Längsrichtung gleich sind.
Diesbezüglich soll die Amplitude der auf die homogene Masse angewandten Vibrationen kontrolliert werden, da zu starke Vibrationen nicht dazu in der Lage sind, die Fasern in Längsrichtung auszurichten.
Einer der Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es eine kontinuierliche Herstellung von Fasergipsplatten mit großer Geschwindigkeit (die größer als 60 m/min. sein kann) auf industriellen Förderbändern, die bereits aus der Herstellung traditioneller Platten bestehen, erlaubt, wobei nur folgende Änderungen notwendig wären:
- der Bereich, der zur Verteilung der homogenen Masse auf dem Gießtuch dient, und zwar durch Ergänzung mit einer der zuvor beschriebenen Ausrichtungsvorrichtungen.
- der Bereich, der dem Absaugen von überschüssigem Wasser dient. Das gesamte Wasser kann recycelt und zum Zerf asern der Fasern wiederverwendet werden.
Eine Anlage zur Herstellung von Fasergipsplatten ist schematisch in Figur 1 gezeigt.
Diese Anlage enthält:
- einen Mischbehälter (1) für das Zerfasern und das Suspendieren von Papier, meistens von alten Zeitungen, im Wasser, zur Gewinnung eines Breis. In diesem Behälter werden Breie hergestellt, die vorzugsweise 1 bis 2,75 Gew.-% an Fasern enthalten.
- eine bestimmte Menge dieses Breis wird dann mit Hilfe einer Pumpe (2), die zum Fördern von mit festen Bestandteilen beladenen Flüssigkeiten angepaßt ist, in einen Mischer (3) weitergeleitet, dies geschieht gleichzeitig mit einer dosierten Menge an Gips aus dem Speicherbehälter (4) und den gewöhnlichen Zusätzen wie beispielsweise Agenzien zur Verbesserung des Abbindens.
Wenn das intensive Mischen des Gipses, der Fasern und des Wassers durchgeführt ist, wird die gewonnene homogene Masse durch den Versorgungskopf (5) hindurch auf ein sich bewegendes Tuch (6) gegossen. Der Versorgungskopf (5) ist so entworfen, daß die Homogenität der Masse an Fasern erhalten wird und ein Aufbringen mit regelmäßigem Ausstoß über die Breite des Gießtuchs hinweg erlaubt ist.
Der Versorgungskopf (5) ist mit einer vibrierenden Platte (7) ausgestattet, die die Einstellung der Dicke der Faserschicht gewährleistet. Die Ausrichtvorrichtung für die Fasern enthält vibrierende Platten (8) und sich drehende vibrierende Scheiben (9), die vertikal und parallel zur Bewegungsrichtung des Gießtuchs angebracht sind, wie durch die Pfeile (10) angezeigt ist.
Wie am leichtesten in Figur 2 gesehen werden kann, werden dievibrationenderplatte (7) durcheinenvibrator (11) erzeugt, beispielsweise einen pneumatischen Vibrator oder einen elektrischen Unwuchtvibrator, und zwar in einer zum Gießtuch (6) nahezu vertikalen Richtung. Die Aufgabe der Platte (7) ist im wesentlichen die Einstellung der Dicke der Schicht an Fasergips. Die an sie angelegte geringe Vibration gewährleistet ihre Selbstreinigung.
Die Platten (8) und die Scheiben (9) sind an einen Rahmen (12) gebunden, derselbstaneinemvibrator (13) befestigt ist. Als Beispiel können zwei gleiche Unwuchtvibratoren verwendet werden, die sich bei gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzten Richtungen drehen, und die auf dem Rahmen (12), der die Platten (8) und die Scheiben (9) stützt, angebracht ist, wobei der Rahmen (12) selbst auf Federn ruht.
Die Rotation der Scheiben wird durch einen Motor, beispielsweise einen Motor mit veränderlicher Drehzahl, erhalten, der nicht abgebildet ist, und der die Nabe (14) antreibt, an der die Scheiben angebracht und befestigt sind.
Für die Platten (8) und die Scheiben (9) wird ein Material ausgewählt, das sich beim Kontakt mit der Fasergipsmasse nicht ändert. Als Material kann rostfreier Stahl ausgewählt werden.
Entsprechend dem Aufbau der Ausrichtvorrichtung für die Fasern (z.B. den Abmessungen der Platten (8) und/oder der Scheiben (9) etc.) und entsprechend der Funktionsweise der Ausrichtvorrichtung (z.B. der Amplitude und der Frequenz der Vibrationen, der Rotationsgeschwindigkeit der Scheiben (9), der Bewegungsgeschwindigkeit des Gießtuchs (6) etc. wird der Abstand zwischen zwei vertikalen Wänden angepaßt, die entweder aus zwei Platten (8), oder aus zwei Scheiben (9), oder aber aus einer Folge von Platten und Scheiben bestehen, um die gewünschte Ausrichtung der Fasern zu erhalten.
Das Gießtuch (6) enthält bewegliche Wände aus Gummi, die bezüglich des Tuchs fest sind, um die Ränder der Platte abzugrenzen. Das Absaugen des überschüssigen Wassers wird durch das Gießtuch (6) hindurch mit Hilfe der Vakuumhammer (15) und mit Hilfe eines Endlosbandfilters unter Vakuum (16) durchgeführt. Die Größe des Bandfilters ist so beschaffen, daß gute dimensionsgerechte Eigenschaften der Platten erhalten werden.
Stromabwärts wird die sich bildende Fasergipsplatte einem Kalandrierungsschritt mit Hilfe einer zylindrischen Preßvorrichtung (17) unterworfen, die dazu vorgesehen ist, der oberen Oberfläche der Platte einen guten Zustand zu verleihen. Dieses Kalandrieren ist also leicht und erhöht die Dichte der Platten nicht signifikant.
Nach dem Kalandrieren setzt sich das Abbinden der Fasergipsplatte auf dem Transportband fort.
Dazu wird das Gießtuch (6) stromabwärts mit einer Herstellungslinie für kartonierte Gipsplatten verbunden, die nicht in Figur 1 abgebildet ist.
Die Bildung der Plattenränder kann mit verschiedenen Mitteln wie beispielsweise mit Kellen, Systemen mit einem Rändelrad, formgebenden Wänden, durchgeführt werden.
Die Qualität der Plattenoberfläche kann durch leichte Beschichtung verbessert werden, sogar mit Hilfe einer Kelle, die beispielsweise vibrieren und/oder gleiten kann, und wenn es notwendig ist, unter Zusatz von wenig Wasser auf der Oberfläche vor dem Betrieb der Kelle. Die Platten werden dann in einen Trockner eingebracht und in der Art und Weise behandelt, die gewöhnlich für kartonierte Gipsplatten verwendet wird.
Andere Vorteile und Eigenschaften ergeben sich aus den folgenden Beispielen, die der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung der Erfindung dienen.
Die physikalischen Eigenschaften der in den Beispielen gezeigten Platten wurden mit Hilfe von Meßmethoden gewonnen, die im franzosischen Normenwerk NF P-72 302 vom Oktober 1981, und geändert im Juni 1985, beschrieben sind.

BEISPIELE 1 bis 4

Diese Versuche wurden in einer Industrieanlage in der Art der in Figur 1 gezeigten durchgeführt, die in diesem Fall eine Ausrichtvorrichtung enthält, die in einer ihrer Konfigurationen schematisch in Figur 2 gezeigt ist.
Im Fall der Ausrichtvorrichtungen Nr. 2 bis 4 wird die Vibration der Scheiben und/oder der Platten mit Hilfe von zwei gleichen Unwuchtvibratoren gewonnen, die sich bei 50 Hz im entgegengesetzten Sinn mit einer gleichen Geschwindigkeit von 2700 upm drehen. Die zwei Vibratoren sind auf einem Stahlrahmen angebracht, der die Platten oder Scheiben unterstützt, wobei dieser Rahmen selbst auf vier Druckfedern ruht, mit in einer Ebene angenäherten Enden, die eine freie Länge von 80 mm und einer Federhärte von 1,210 daN/mm aufweisen.
Die verschiedenen getesteten Ausrichtungsgeräte werden in der folgenden Tabelle I ausgeführt und mit Referenzen versehen: TABELLE I
Ausgehend von einem Papierbrei, der Cellulosefasern, Gipsdihydrat und Wasser in einer Größenordnung von 1,7 Gew.-% enthält, wird eine Masse hergestellt mit einem Verhältnis W/G (Gewicht des Wassers zum Gewicht des Gipses) von 0,9 und einem Prozentsatz an Fasern von 15 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Gipses, also 11,5 % bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen, hydratisierten und faserhaltigen Schicht, in einer Anlage vom Typ der in Figur 1 abgebildeten Anlage. Diese Masse wird danach in Fasergipsplatten umgewandelt, die in diesem Beispiel eine Dicke von 4,5 bis 8 mm aufweisen. Das überschüssige Wasser wird zunehmend durch das Gießtuch hindurch abgesaugt. Die Dichte der trockenen Faserplatte kann in Abhängigkeit der Wassermenge, die in der Fasermasse zurückbleibt, eingestellt werden.
Die physikalischen Eigenschaften der gewonnenen Fasergipsplatte sind in der folgenden Tabelle II aufgeführt: TABELLE II
LR = Längsrichtung
QR = Querrichtung
In den Vorrichtungen der Beispiele 2, 3 und 4, in denen das Verhältnis LR/QR Werte größer als 1 erreicht, werden die Cellulosefasern vorzugsweise in Längsrichtung der Platten ausgerichtet.
Im Industriemaßstab würde man vorzugsweise Ausrichtvorrichtungen für Fasern aussuchen, die zu Verhältnissen LR/QR führen, die größer oder gleich 1,5 sind und vorzugsweise solche, die zu Verhältnissen LR/QR führen, die größer oder gleich 1,75 sind.
Wenn die auf die Platten aus Beispiel 4 ausgeübten Vibrationen eine starke Amplitude haben und Turbulenzen in der Masse erzeugen, beispielsweise wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Unwucht der zwei Vibratoren, die auf dem Rahmen angebracht sind, auf 3100 upm ansteigt, wird eine deutliche Verminderung der Längsausrichtung der Fasern beobachtet (LR/QR ist dann gleich 1,1). Dies ist von einem erheblichen Abfallen der Umbruchfestigkeiten in Längsrichtung begleitet (die bei 6,5 MPa liegen).

BEISPIELE 5 bis 7

Die Beispiele 5 bis 7 wurden unter den Arbeitsbedingungen aus Beispiel 4 durchgeführt, mit den in der folgenden Tabelle III angegebenen Unterschieden: TABELLE III
Die Ergebnisse der Beispiele 5, 6 und 7 sind in der folgenden Tabelle IV aufgeführt: TABELLE IV
Die mittlere Ausrichtung der Fasern in Längsrichtung der Platten unter diesen Versuchsbedingungen ändert sich wenig, wenn die relative Rotationsgeschwindigkeit der Scheiben bezogen auf das Gießtuch geändert wird oder wenn die Rotationsrichtung der Platten umgekehrt wird.
Wenn in den Beispielen 5, 6 und 7 die sich drehenden Scheiben nicht zum Vibrieren gebracht werden, wobei sonst alle Bedingungen gleich sind, wird eine Verminderung der bevorzugten Ausrichtung der Fasern in Längsrichtung beobachtet. Dies zeigt sich durch Verhältnisse LR/QR, die kleiner als 1,4, meist von 1 bis 1,2, liegen.

BEISPIELE 8 bis 10

Die Versuche wurden unter den Arbeitsbedingungen aus Beispiel 4 durchgeführt, mit folgenden Änderungen:
- der Prozentsatz an Fasern beträgt 9,42 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Gipses, also 7,5 % ausgedrückt als Prozentsatz des Gesamtgewichts der trockenen, hydratisierten und faserhaltigen Schicht,
- die Rotationsgeschwindigkeit der vibrierenden Scheiben und die angelegte Rotationsrichtung der Beispiele 8, 9 und 10 entsprechen streng den jeweiligen Bedingungen, denen die vibrierenden und sich drehenden Scheiben aus den Beispielen 4, 5 und 6 unterworfen waren.
Die Ergebnisse der Beispiele 8 bis 10 werden in der folgenden Tabelle V aufgeführt: TABELLE V
Wenn in Beispiel 8 die Rotationsgeschwindigkeit der Unwucht der zwei auf dem Rahmen angebrachten Vibratoren auf 3100 upm angehoben wird, wobei alle sonstigen Bedingungen gleich sind, wird eine Fasergipsplatte mit einer Masse von 0,75, einer Umbruchfestigkeit von 3,6 MPa in Längsrichtung und 3 MPa in Querrichtung erhalten, was einer LR/QR von 1,21 entspricht.

Claims

1. Fasergipsplatte, zusammengesetzt aus zumindest einer Gipsschicht, in welcher die Cellulosefasern verteilt sind, gegebenenfalls kombiniert mit weiteren Schichten mit identischen oder unterschiedlichen physiko-chemischen Eigenschaften, wobei die Fasergipsschicht dadurch gekennzeichnet ist, daß deren Dichte, ohne leichtermachende Materialien, kleiner als 1 g/cm³ ist, und daß die in der Schicht verteilten Fasern vorzugsweise in Längsrichtung der Platte ausgerichtet sind, so daß die Umbruchfestigkeit der Schicht in Längsrichtung größer ist als die Umbruchfestigkeit der Schicht in Querrichtung.

2. Gipsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht an Fasergips eine Dichte von 0,7 bis 0,95 g/cm³ aufweist.

3. Gipsplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht an Fasergips eine Dichte von 0,8 bis 0,95 g/cm³ aufweist.

4. Gipsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Cellulosefasern in der Schicht an Fasergips von 5 bis 15 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Schicht an hydratisiertem und und faserhaltigem Gips, schwankt.

5. Gipsplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Cellulosefasern in der Schicht an Fasergips von 7 bis 13 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Schicht an hydratisiertem und faserhaltigem Gips, schwankt.

6. Gipsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht an Fasergips eine Dicke von 2 bis 15 mm, vorzugsweise von 5 bis 10 mm, aufweist.

7. Gipsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die trockene Schicht an Fasergips außerdem andere Fasern enthält, mit der Bedingung, daß diese Fasern keinen Bestandteil enthalten, der für das Abbinden des Gipses schädlich ist.

8. Gipsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht an Fasergips außerdem Stärke enthält, vorzugsweise mit 0,2 bis 3 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Schicht an hydratisiertem und faserhaltigem Gips.

9. Gipsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht an Fasergips außerdem 0,5 bis 5 % Zement enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Schicht an hydratisiertem und faserhaltigem Gips.

10. Gipsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie höchstens drei Schichten an Fasergips aufweist.

11. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen der Schicht an Fasergips, das dazu angewendet wird, um die Gipsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10 herzustellen, bestehend aus:

1) Mischen einer in Wasser verdünnten Suspension aus Cellulosefasern mit einem Halbhydratgips und mit gegebenenfalls vorhandenen Zusätzen in einem Mischer (3);

2) Ausbreiten der erhaltenen homogenen Masse in einer dünnen Schicht auf ein bewegliches Gießtuch (6), das von bezüglich des Tuches (6) beweglichen oder festen Wänden begrenzt ist;

3) Absaugen des überschüssigen Wassers durch Anlegen eines Vakuums;

4) Abwarten des Abbindens des Halbhydratgipses; wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß am Ende des Schrittes 2), sobald die homogene Masse auf dem Gießtuch (6) ausgebreitet ist, und bevor das überschüssige Wasser abgesaugt wird, die Fasern vorzugsweise in Längsrichtung ausgerichtet werden, und zwar aufgrund der Anwendung von Vibrationen in der homogenen Masse an Fasergips bei dessen Scheren durch Durchtreten zwischen festen oder beweglichen Wänden (8, 9), die vertikal und in Ebenen parallel zur Bewegungsrichtung des Gießtuches angeordnet sind, ohne daß turbulente Bewegungen in der Masse erzeugt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die in der homogenen Masse an Fasergips angewandten Vibrationen durch den Zusammenbau der vertikalen Wände oder einem Teil der vertikalen Wände, die zum Vibrieren gebracht werden, beigebracht werden.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die in der homogenen Masse an Fasergips angewandten Vibrationen durch eine vibrierende ebene Vorrichtung beigebracht werden, die horizontal unter dem Gießtuch 6) rechts der vertikalen Wände angeordnet ist.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die in der homogenen Platte an Fasergips angewandten Vibrationen einesteils durch den Zusammenbau der vertikalen Wände oder eines Teils der vertikalen Wände, die zum Vibrieren gebracht werden, und anderenteils durch eine vibrierende ebene Vorrichtung, die horizontal unter dem Gießtuch rechts der vertikalen Wände angeordnet ist, beigebracht werden

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern vorzugsweise in Längsrichtung mittels einer Ausrichtvorrichtung ausgerichtet werden, die aus einem vibrierenden Zusammenbau fester Platten (8) zusammengesetzt ist, die vertikal und parallel zur Bewegungsrichtung des Gießtuches angebracht sind, und die stromabwärts des Versorgungskopfes und der Mittel angeordnet sind, die die Einstellung der Dicke der Faserschicht ermöglichen.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern vorzugsweise in Längsrichtung mittels einer Ausrichtvorrichtung ausgerichtet werden, die aus einem vibrierenden Zusammenbau fester Scheiben (9) zusammengesetzt ist, die vorzugsweise in Bewegungsrichtung des Gießtuches rotieren, wobei diese Scheiben vertikal und parallel zur Bewegungsrichtung des Gießtuches angebracht sind, und die stromabwärts des Versorgungskopfes und der Mittel angeordnet sind, die die Einstellung der Dicke der Faserschicht ermöglichen.

17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern vorzugsweise in Längsrichtung mittels einer Ausrichtvorrichtung ausgerichtet werden, die zusammengesetzt ist aus:

einem vibrierenden Zusammenbau von rotierenden festen Scheiben (9), die vertikal und parallel zur Bewegungsrichtung des Gießtuches angebracht sind, wobei diese Scheiben stromabwärts des Versorgungskopfes und der Mittel angeordnet sind, die die Einstellung der Dicke der Faserschicht ermöglichen und die in einer Richtung parallel zur Bewegungsrichtung des Gießtuches rotieren, und

einem vibrierenden Zusammenbau fester Platten (8), die jeweils zwischen den Scheiben eingeschoben sind, und die vertikal und parallel zur Bewegungsrichtung des Gießtuches angebracht sind und die stromabwärts des Versorgungskopfes und der Mittel angeordnet sind, die die Einstellung der Dicke der Faserschicht ermöglichen.

18. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen der Schicht an Fasergips, das dazu angewendet wird, um die Gipsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10 herzustellen, bestehend aus:

1) Mischen einer in Wasser verdünnten Suspension aus Cellulosefasern mit Halbhydratgips und mit gegebenenfalls vorhandenen Zusätzen in einem Mischer (3);

2) Ausbreiten der erhaltenen homogenen Masse in dünner Schicht auf ein bewegliches Gießtuch (6), das von bezüglich des Tuches beweglichen und festen Wänden begrenzt wird;

3) Absaugen des überschüssigen Wassers durch Anlegen eines Vakuums;

4) danach Abwarten des Abbindens des Halbhydratgipses; wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß am Ende des Schrittes 2), sobald die homogene Masse auf dem Gießtuch (6) ausgebreitet ist, und bevor das überschussige Wasser abgesaugt wird, die Fasern vorzugsweise in Längsrichtung ausgerichtet werden, und zwar aufgrund der Anwendung von Vibrationen in der homogenen Masse an Fasergips bei dessen Scheren durch Durchtreten zwischen vertikalen Wänden (8, 9) die in Bewegungsrichtung des Gießtuches aufeinander konvergieren

19. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 11 bis 18 zur Ausrichtung von Fasern einer Faserschicht, vorzugsweise in einer Langrichtung, wobei diese Schicht alleine oder in Kombination mit anderen Schichten identischer oder unterschiedlicher physiko-chemischer Eigenschaften zur Herstellung einer Fasergipsplatte oder vorgefertigten Bauteilen oder anderen Erzeugnissen, die eine Schicht an Fasergips inkorporiert enthalten, dient.