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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Gipskartonplatten
und betrifft spezieller Mittel, mit deren Hilfe die Frequenz der
Delaminierung einer Gipskartonplatte bei der Laminierung von Gipskartonplatten
stark verringert werden kann.
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Gipskartonplatten
bestehen in ihrer einfachsten Form aus einer dünnen, ebenen Platte aus Gips,
die sandwichartig zwischen Lagen aus Gipspapier eingebettet ist.
Normalerweise wird die eine Seite der Platte mit einem hellfarbigen,
glatten texturierten Papier gefertigt, das als das Oberseitenpapier
oder als die Manilapackpapierlage bezeichnet wird. Die andere Seite
der Platte wird in der Regel mit einem dunkleren, weniger glatt texturierten
Papier gefertigt, das als Lage Unterseitenpapier bezeichnet wird
oder als die Lage von Rotationsdruckpapier.
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Für dekorative
Zwecke werden auf die Vorderseite der Gipskartonplatte verschiedene
Filme auflaminiert. Bei typischen Anwendungen werden die laminierten
Platten mit einem Außenmuster
versehen, das Tapete ähnelt.
Diese laminierten Tafeln werden in der Fertigbauindustrie zur Herstellung
von Innenwänden
in mobilen Wohnungen unter anderem verwendet.
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Die
Gipskartonplatten werden normalerweise durch einen Laminator mit
Hilfe von Förderbändern gefahren.
Ein Hauptnachteil des konventionellen Laminierungsprozesses besteht
darin, dass zwischen der Gipsplatte und den Förderbändern Scherkräfte bestehen.
Diese Scherdifferenz bewirkt häufig,
dass die Lagen der Schicht des Unterseitenpapiers der Gipskartonplatte
delaminieren, wenn die Tafeln durch den Laminator gefördert werden.
Derartige Delaminierungen werden bezeichnet als ein Aufrollen. Das
Aufrollen tritt noch häufiger
in Erscheinung, wenn die Gipskartonplatten zur Laminierungseinrichtung
heiß transportiert
werden oder wenn das Laminieren während eines heißen und/oder
feuchten Wetters ausgeführt
wird. Das Problem des Aufrollen wird noch durch die Tatsache verstärkt, dass
sich viele Einrichtungen in der Nähe von Fertighausanlagen befinden,
die im Süden
der Vereinigten Staaten konzentriert sind, ein Bereich mit relativ
heißem
und feuchtem Klima.
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Nach
dem Durchlauf durch den Laminator werden die Gipskartonplatten übereinander,
Vorderseite auf Rückseite,
gestapelt. Dabei bewirken etwaige Aufrollerscheinungen in der rückseitigen
Papierlage einer Platte oftmals Einkerbungen in der Vorderseite
der Platte, auf der sie gestapelt ist. Gipskartonplatten mit Einkerbungen
in ihrer Vorderseite werden oftmals zurückgewiesen und sind zum Verkauf
ungeeignet. Der konventionelle Weg, das Problem des Aufrollen anzugehen,
besteht darin, dass man die Platten als Ausschuss erklärt. Wegen der
großen
Zahl der Aufrollerscheinungen, die gegenwärtig in der Technik der Gipsplattenlaminierung
auftritt, kann ein Verfahren, mit dem die Frequenz derartiger Aufrollerscheinungen
verringert wird, einen größeren Ausnutzungsgrad
in der Verwendung der Platten und deutliche Kosteneinsparungen bei
dem Laminator erbringen.
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Die
US-A-4057662 offenbart
ein Verfahren zum Herstellen von Gipskarton-Verbundplatten, umfassend
die Schritte des Erzeugen eines gehärteten Gipskerns zwischen dem
Vorderseiten- und dem Unterseitenpapier; Modifizieren der Gipsverbundplatte
mit dem gehärteten
Kern und Papier durch Beschichten des Unterseitenpapiers mit einer
in situ-erzeugten dünnen
Folie aus Polyethylen und ebenfalls Modifizieren dieser Gipsverbundplatte
aus gehärtetem
Kern und Papier durch Beschichten des Oberseitenpapiers mit einer Schutzschicht
aus Acrylharz, die in situ mit den Merkmalen erzeugt wird, dass sie
an dem Unterseitenpapier einer angrenzenden gestapelten Verbundplatte
haftet, wenn die Verbundplatte mit der Harzbeschichtung angrenzend
an dem einfachen unbeschichteten Unterseitenpapier nach dem Auftrag
der Kunstharzbeschichtung gestapelt wird, wodurch die Verbundplatten
Vorseite an Rückseite
geheftet werden können,
ohne dass ein Blocken hervorgerufen wird. Allerdings wird kein Verfahren
zum Stapeln von Platten zur Verringerung der Probleme des Aufrollen
offenbart.
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Die
US-A-3839141 bezieht
sich auf eine Gipskartonplatte, die einen Gipskern aufweist und
zwei äußere Papierlagen,
von denen mindestens eine der Lagen mit einer Wachsdispersion und
einem Vinylpolymer beschichtet ist, um eine Wasserabdichtung zu
bewirken und die Haftung der Platte an Beton zu erhöhen.
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Die
US-A-4350736 bezieht
sich auf eine Gipskartonplatte, die einen Gipskern aufweist und
zwei äußere Papierlagen,
von denen mindestens eine der Lagen mit Candelillawachs beschichtet
ist, um Verschleiß- und
Wasserfestigkeit zu verbessern.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Gewährung eines
verbesserten Verfahrens zur Verringerungen von Aufrollerscheinungen
in Gipskartonplatten, wenn die Platten mit einem Laminat laminiert
werden.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer
verbesserten Gipskartonplatte, die gegenüber einer Delaminierung ihrer
Papierlagen während
des Laminierungsprozesses weniger anfällig ist.
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Gemäß eines
ersten Aspektes der Erfindung wird ein Verfahren zur Verringerung
von Aufrollerscheinungen in Gipskartonplatten gewährt, wenn
die Platten mit einem Laminat laminiert werden, wobei das Verfahren
umfasst: Bereitstellen eines Laminators; Bereitstellen mindestens
einer Platte eines Gipskartons, wobei jede der Platten eine Lage
Oberseitenpapier und eine Lage Unterseitenpapier hat und jede der
Papierlagen einen Reibungskoeffizienten hat und wobei mindestens
eine der Lagen des Oberseitenpapiers und der Lagen des Unterseitenpapiers
mit einem Mittel behandelt ist, das einen Gleitwinkelwert im Bereich
von 12° bis
18° hat,
um den Reibungskoeffizienten zu verringern; Bereitstellen einer
Zuführung
von Schichtstoff und Einsetzen des Schichtstoffes in den Laminator;
sowie Durchführen
dieser mindestens einen Platte durch den Laminator, sodass eine
Lage des Schichtstoffes darauf aufgebracht wird.
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Dementsprechend
wird in einem zweiten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen
von Gipskartonplatten mit verringertem Reibungskoeffizienten bei
der Laminierung gewährt,
wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen mindestens einer Platte
eines Gipskartons, wobei jede dieser Platten eine Lage Oberseitenpapier
und eine Lage Unterseitenpapier hat und jeder dieser Papierlagen
einen Reibungskoeffizienten hat; Bereitstellen einer Zuführung eines
Mittels mit einem Gleitwinkelwert im Bereich von 12° bis 18° zur Verringerung
des Reibungskoeffizienten, wobei das Mittel aus einer Gruppe genommen
wird, bestehend am: Parafinwachsemulsionen, worin das Parafinwachs
einen Schmelzpunkt zwischen 48° und
71°C (120
und 160°F)
hat; mikrokristallinen Wachsemulsionen, worin das mikrokristalline
Wachs einen Schmelzpunkt zwischen 54° und 93°C (130 und 200°F) hat; langkettigen
und verzweigtkettigen aliphatischen Emulsionen, die hergestellt
sind aus mindestens einem Parafinwachs mit einem Schmelzpunkt zwischen
48° und
71°C (120
und 160°F)
und mikrokristallinem Wachs mit einem Schmelzpunkt zwischen 54° und 93°C (130 und
200°F);
langkettigen und verzweigtkettigen aliphatischen Dispersionen, die
hergestellt sind aus mindestens einem Produkt auf Erdölbasis und
Polyethylen-Basis; hydrophoben Siliconemulsionen; hydrophoben Siliconharzen;
Polyurethanemulsionen; Polyurethanwasserdispergierbaren Kolloiden;
Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymeren;
fluorchemischen Phosphaten; fluorchemischen Substanzen, die mit
mindestens einem hydrophilen und hydrophoben Comonomer polymerisiert
sind; Komplexe von langkettigen Fettsäuren, wie beispielsweise Myristinsäure und
Stearinsäure,
die eine Kohlenstoffkette einer Länge von 12 bis 18 haben die
auf Chrom oder Aluminium basieren; Alkylketen-Dimer mit einer Kohlenstoffkette
einer Länge
von 30 bis 34; 85 bis 99% hydrolysierten Polyvinylalkoholen mit
einer Viskosität
kleiner als 150 cP bei 2%iger Lösung;
Methylcellulosen mit einer Viskosität von weniger als 150 cP bei
2%iger Lösung
und Naturharzen mit Gleitmitteleigenschaften; und Aufbringen einer
Beschichtung aus dem Mittel auf mindestens einer der Lagen des Oberseitenpapiers
und der Lagen des Unterseitenpapiers der Platten.
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Nach
einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Gipskartonplatte gewährt, die
zur Verwendung in einem Laminator konzipiert ist, um Aufrollerscheinungen
zu reduzieren, wobei die Platte aufweist: einen Gipskern mit einer
Vorderseite und einer Rückseite,
wovon mindestens eine der Vorderseite und Rückseite mit einer Lage Gipspapier
bedeckt ist und jede dieser Lagen einen Reibungskoeffizient hat
und mindestens eine dieser Lagen mit einem Mittel behandelt ist,
das einen Gleitwinkelwert im Bereich von 2 bis 18° hat, um
den Reibungskoeffizienten zu verringern, wobei das Mittel mit einer
Menge von 0,049 bis 4,9 g/m2 (0,01 lb/MSF–1,0 lb/MSF)
aufgetragen wird.
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Nach
einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen
von Gipskartonpapier mit verringertem Reibungskoeffizienten gewährt, umfassend
das Bereitstellen einer Zufuhr von Gipskartonpapier, Bereitstellen
einer Zufuhr eines Mittels mit einem Gleitwinkelwert im Bereich
von 12° bis
18° zum
Verringern des Reibungskoeffizienten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend
aus: Parafinwachsemulsionen, worin das Parafinwachs einen Schmelzpunkt
zwischen 48° und
71°C (120° und 160°F) hat; mikrokristallinen
Wachsemulsionen, worin das mikrokristalline Wachs einen Schmelzpunkt
zwischen 54° und
93°C (130° und 200°F) hat; langkettigen
und verzweigtkettigen aliphatischen Emulsionen, hergestellt aus
mindestens einem Parafinwachs mit einem Schmelzpunkt zwischen 48° und 71°C (120° und 160°F) und mikrokristallinem
Wachs mit einem Schmelzpunkt zwischen 54° und 93°C (130° und 200°F); langkettigen und verzweigtkettigen
aliphatischen Dispersionen, hergestellt am mindestens einem von
Produkten auf Erdölbasis
und Polyethylenbasis; hydrophoben Silicon-Emulsionen; hydrophoben Siliconharzen;
Polyurethan-Emulsionen; wasserdispergierbaren Polyurethan-Kolloiden; Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymeren;
fluorchemischen Phosphaten; fluorchemischen Substanzen, die polymerisiert
sind mit mindestens einem hydrophilen und hydrophoben Comonomer; Komplexen
von langkettigen Fettsäuren,
wie beispielsweise Myristinsäure
und Stearinsäure
mit einer Kohlenstoffkettenlänge
von 12 bis 18 und basierend auf einem von Chrom und Aluminium; Alkylketen-Dimer mit einer Kohlenstoffkettenlänge von
30 bis 34; 85% bis 99% hydrolysierten Polyvinylalkoholen mit einer
Viskosität
von weniger als 150 cP bei 2%iger Lösung; Methylcellulosen mit
einer Viskosität
von weniger als 150 cP bei 2%iger Lösung; und Pflanzenharzen mit
gleitend machenden Eigenschaften; Auftragen einer Beschichtung aus
dem Mittel auf mindestens der einen Seite des Gipskartonpapiers.
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Damit
wird ein Verfahren zum Laminieren von Gipskartonplatten gewährt, welches
Verfahren die Verbindung eines Mittels mit dem Merkmal der Fähigkeit
zur Verringerung des Reibungskoeffizienten und/oder der Wasseraufnahme
einer Papierlage der Platte umfasst. Als Ergebnis der Anwendung
des Verfahrens, welches die Erfindung verkörpert, ist es möglich, die
Scherdifferenz zwischen der Papierlage und den Förderbändern zu verringern, die zur
Führung
der Gipskartonplatten durch den Laminator verwendet werden. Mit
geringerer Scherkraft, die während
der Laminierung erzeugt wird, wird eine entsprechende Verringerung
der Frequenz der Aufrollerscheinungen der Papierschicht erreicht.
Obgleich die bevorzugte Papierlage, auf die gezielt wird, die Lage
des Unterseitenpapiers ist, gilt als ebenfalls mit einbezogen, dass
Aufrollerscheinungen auf der Lage des Oberseitenpapiers verringert
werden können,
indem das Mittel auf die Lage des Oberseitenpapiers aufgetragen
wird.
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Spezieller
wird ein Verfahren zum Verringern der Aufrollerscheinungen in Gipskartonplatten
gewährt, wenn
die Platten mit einem Schichtstoff laminiert sind. Es wird ein Laminator
bereitgestellt, wie auch mindestens eine Gipskartonplatte, wobei
jede Platte eine Lage Oberseitenpapier und eine Lage Unterseitenpapier hat.
Jede Papierlage hat einen Reibungskoeffizienten und mindestens die
Lage des Oberseitenpapiers oder die Lage des Unterseitenpapiers
ist mit einem Mittel behandelt, das einen Gleitwinkel im Bereich
von 2° bis
18° hat,
um den Reibungskoeffizienten und die Wasseraufnahme zu verringern.
Als nächstes
wird die Zufuhr von Laminat vorgesehen und in den Laminator eingebaut.
Sodann wird mindestens eine Platte des Gipskartons durch den Laminator
geführt,
sodass darauf eine Lage des Schichtstoffes aufgebracht wird.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
werden Gipskartonplatten gewährt,
die über
eine Lage Unterseitenpapier verfügen,
deren Reibungskoeffizient durch Behandlung mit einem Mittel geringer
Reibung verringert ist, wie beispielsweise einer Silicon- oder Wachsemulsion.
Ebenfalls bevorzugt wird das Mittel auf die Oberseite der Lage des
Unterseitenpapiers mit einer Menge im Bereich von ungefähr 0,24
bis 0,73 g/m2 (0,05 bis 0,15 lb/MSF, worin
MSF = 1.000 ft2 der Platte gilt) aufgetragen.
Durch den Auftrag einer solchen Silicon- oder Wachsemulsion in dieser
Menge, wird der Reibungskoeffizient der Lage des Unterseitenpapiers
herabgesetzt, wodurch das Papier gegenüber Aufrollerscheinungen während der
Laminierung weniger anfällig
gemacht wird. Das verwendete Mittel verzögert außerdem die Aufnahme von Feuchtigkeit
durch den unter Verwendung des behandelten Papiers erzeugten Gipskarton.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Teilansicht einer Gipskartonplatte von oben;
und
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2 ist
eine schematische Darstellung des Laminierungsprozesses der Gipskartonplatte.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bezugnehmend
nun auf
1 wird eine perspektivische
Ansicht einer Ecke einer Gipskartonplatte von oben dargestellt.
In ihrer einfachsten Form bestehen Gipskartonplatten am einem dünnen, ebenen
Gipskern
10, der zwischen Lagen aus Gipspapier
12,
14 eingeschlossen
ist. Derartige Platten werden üblicherweise
hergestellt, indem eine Aufschlämmung
aus gebranntem Gips, Wasser und bekannten Additiven zwischen parallelen
Bögen von
Unterseitenpapier
14 und Oberseitenpapier
12 eingebracht
wird und man den gebrannten Gips härten lässt und anschließend die
resultierende Platte erhitzt, um überschüssiges Wasser aus dem Gipskern
auszutreiben. Die zugrunde liegende Technologie der Herstellung
von Gipsverbundplatten wurde offenbart in den
US-P-1 500 452 ,
2 207 339 und
4 009 062 .
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Für dekorative
Zwecke werden verschiedene Folien auf die Oberseite der Platten
laminiert, wodurch die Platten oftmals mit einem einer Tapete ähnlichen
Außenmuster
versehen werden. Gipskartonplatten werden in der Fertigbauindustrie
zur Herstellung mobiler Häuser
unter anderem verwendet.
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Bezugnehmend
nun auf 2 wird schematisch eine konventionelle
Gipskartonplatten-Laminierungsanlage
dargestellt. Gipskartonplatten 15, die eine Lage Oberseitenpapier 12 und
eine Lage Unterseitenpapier 14 aufweisen, werden von Plattenstapeln 16 genommen
und mit der Oberseite nach oben auf ein Förderband 18 abgelegt.
Eine rotierende Transportwalze 20 drückt die Platte entlang eines
Förderbandes 18 in
Richtung auf eine Laminierwalze 28. Wenn die Platte 15 die
Laminierwalze 28 passiert, wird auf die Lage Oberseitenpapier 12 der
Platte eine mit Klebstoff beschichtete Folie 30 aufgebracht.
Alternativ kann Klebstoff auf die Oberfläche der Lage des Unterseitenpapiers 12 der
Platte mit Hilfe eines Klebstoffapplikators 22 aufgebracht werden
bevor der Auftrag der Laminatfolie 30 erfolgt. Sobald die
Lage des Oberseitenpapiers 12 der Platte schließlich vollständig laminiert
worden ist, wird die Laminatfolie 30 abgeschnitten, wie
unter 32 dargestellt ist. Sodann werden die laminierten
Platten bei 34 eine über
der anderen mit der Lage Unterseitenpapier 14 auf einer
der Platte gestapelt, die auf der mit der Laminatfolie 30 bedeckten
Lage Oberseitenpapier 12 der direkt darunter befindlichen
Platte ruht.
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Im
konventionellen Laminierungsprozess bewirkt eine Scherdifferenz
zwischen den Förderbändern 18, 26 und
der Lage Unterseitenpapier 14 der zu fördernden Platten häufig Aufrollerscheinungen 36 (am
besten in 1 zu sehen) der Lage des Unterseitenpapiers.
Dieses Problem wird dann verstärkt,
wenn sich die zu laminierenden Gipskartonplatten oberhalb von Raumtemperatur
befinden, was häufig
der Fall ist und/oder wenn eine Laminierung unter heißen, feuchten
Bedingungen erfolgen soll, was ebenfalls häufig der Fall ist. Wenn eine
laminierte Platte gestapelt wird, können Aufrollerscheinungen in
der Unterseite der einen Platte Einkerbungen in der Oberseite der
direkt darunter befindlichen Platte bewirken. Gipskartonplatten
mit Einkerbungen in ihrer Oberseite werden oftmals ausgesondert
und sind für
den Verkauf ungeeignet.
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Ein
wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Behandlung
von Gipskartonpapier mit einem Mittel, wie es hierin festgelegt
wurde, das in den hierin beschriebenen Ausführungen zur Verringerung ihres Reibungskoeffizienten
ausgelegt sind, entweder bevor oder nachdem ein solches Papier zur
einer Gipskartonplatte verarbeitet worden ist. Eine solche Behandlung
führt zur
Verringerung der Scherkraft, die sich zwischen der Lage des Unterseitenpapiers 14 einer
Gipskartonplatte und den Förderbändern 18, 26 entwickelt,
die zur Förderung
dieser Platten während
des Laminierungsprozesses eingesetzt werden. Geeignete reibungsvermindernde
Mittel sind solche, die sich als Film auf dem Papier oder der Platte
auftragen lassen und die bekannte Beschaffenheit oder gewünschte Eigenschaften
des Gipskartons nicht beeinträchtigen.
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Spezielle
Beispiele für
geeignete, die Reibung vermindernde Mittel schließen ein:
Parafinwachsemulsionen, worin das Parafinwachs einen Schmelzpunkt
zwischen 48° und
71°C (120° und 160°F) hat; mikrokristalline
Wachsemulsionen, worin das mikrokristalline Wachs einen Schmelzpunkt zwischen
54° und
93°C (130° und 200°F) hat; langkettige
und verzweigtkettige aliphatische Emulsionen, hergestellt aus mindestens
einem Parafinwachs mit einem Schmelzpunkt zwischen 48° und 71°C (120° und 160°F) und mikrokristallines
Wachs mit einem Schmelzpunkt zwischen 54° und 93°C (130° und 200°F); langkettige und verzweigtkettige
aliphatische Dispersionen, hergestellt aus mindestens einem Produkt
auf Erdölbasis
und Polyethylen-Basis; hydrophobe Siliconemulsionen und hydrophobe
Siliconharze, wie beispielsweise beliebige von solchen, wie sie
in der
US-P-3 389 042 offenbart
wurden; Polyurethan-Emulsionen
und Polyurethan-wasserdispergierbare Kolloide, wie beispielsweise
eine Polyurethan-Emulsion der Marke GRAPHSIZE
®, verfügbar bei
Vinings Industries Inc., Atlanta, GA 30339; Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymere;
fluorchemische Phosphate und fluorchemische Substanzen, die mit
mindestens einem hydrophilen oder hydrophoben Comonomer polymerisiert
sind, wie beispielsweise dem fluorchemischen Produkt "Paper Protector" der Markt SCOTCHBAN
®,
verfügbar
bei 3M, Minneapolis, MN; Komplexe von langkettigen Fettsäuren, wie
beispielsweise Myristinsäure
und Stearinsäure
mit einer Kohlenstoffkettenlänge
von 14 bis 18 und auf Basis entweder von Chrom oder Aluminium; Alkylketen-Dimer
mit einer Kohlenstoffkettenlänge
von 30 bis 34, wie beispielsweise ein Alkylketen-Dimer der Marke
HERCON 40
®,
verfügbar
bei Hercules Inc., Wilmington, DE 19894-0001; 85 bis 99% hydrolysierte
Polyvinylalkohole mit einer Viskosität kleiner als 150 cP bei 2%iger
Lösung,
wie beispielsweise ein Polyvinylalkohol der Marke AIRVOL
®,
verfügbar
bei Ar Products and Chemicals, Inc., Allentown, PA 18105; Methylcellulosen mit
einer Viskosität
von kleiner als 150 cP bei 2%iger Lösung, wie beispielsweise ET-466
Methylhydroxylpropylcellulose, verfügbar bei Dow Chemical USA,
Midland, MI; und Pflanzenharze mit Eigenschaften zum Gleitfähigmachen,
wie beispielsweise Guar Gum, gleitfähig machendes Pflanzenharz
der Marke Jaguar
® und gleitfähig machendes
Pflanzenharz der Lycoid
®, die alle verfügbar sind
bei Rhone-Poulenc, Kennesaw, GA 30144.
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Die
angestrebten Eigenschaften für
das Mittel sind Gleitfähigmachen
und Wasserabweisungsvermögen,
wovon das letztere auch als Leimung bezeichnet wird. In der bevorzugten
Ausführungsform
wurde die kommerziell verfügbare
Wachsemulsion Michem Emulsion 61335-D ("Michem 61335") verwendet. Dieses Produkt wird hergestellt
von Michelman, Inc., 9080 Shell Road, Cincinnati, OH 45236. In den
nachfolgend beschriebenen Tests wurde Michem 61335 als reibungsverminderndes
Mittel mit variierenden Mengen aufgebracht sowie auf eine Reihe
Unterseitenpapieren. Allerdings gilt auch als miteinbezogen, dass
das Mittel ebenfalls oder alternativ auf Oberseitenpapier aufgebracht
werden kann, bevor das Oberseitenpapier auf eine Gipsplatte aufgebracht
wird; oder auf die Lage des Oberseitenpapiers 12 von Gipskartonplatten
in dem Fall, dass Aufrollerscheinungen beim Oberseitenpapier zu
einem Problem werden.
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Ebenfalls
ist festgestellt worden, dass in einigen Fällen zusätzliche Antischaummittel in
dem Papiererzeugungsprozess benötigt
werden, wenn verschiedene Emulsionen oder Dispersionen aufgebracht
werden. Die Menge des erforderlichen Antischaummittels hängt von
dem Auftrag ab, von den örtlichen
Bedingungen und der Menge an Tensiden, die bei der Herstellung der
Emulsion verwendet werden, die auf das Papier aufgebracht wird.
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Die
Behandlung der Gipskartonplatte mit einem Mittel zur Verringerung
ihres Reibungskoeffizienten kann erfolgen, bevor ein solches Papier
zu einer Gipskartonplatte weiterverarbeitet wird. Es kann eine Zustellung
der Gipskartonplatte bereitgestellt werden, die in konventioneller
Weise angesetzt werden kann unter Beteiligung von: Aufschließen von
Altpapierbestandteilen aus altem Wellpappkarton oder Kraftpapierabschnitte und
altem Zeitungspapier; Reinigen, Sieben und Feinmahlen der suspendierten
Materialien in einer wässrigen Suspension;
und Entwässern
der Lagen. Bevor das Papier dann auf der Hope-Rolle oder abschließenden Rolle
auf einer Papiererzeugungsmaschine aufgewickelt wird, wird auf die
gesamte Oberseite des Papiers eine Beschichtung aus einem reibungsverringernden
Mittel des vorstehend beschriebenen Typs aufgebracht. Wie bereits
ausgeführt
wurde, gibt es eine Reihe von Mitteln, die für diese Aufgabe in Frage kommen
könnten.
In der bevorzugten Ausführungsform
wurde jedoch Michem 61335 verwendet.
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Die
Qualität
des Unterseitenpapiers, das zur Anwendung gelangt, kann einen Einfluss
auf die erforderliche Menge an reibungsverringerndem Mittel ausüben, um
eine bestimmte Auftragsmenge zu erzielen. Beispielsweise war eine
größere Menge
an Michem 61335 erforderlich, um die gewünschte Auftragsmenge zu erzielen,
wenn starker poröse
Unterseitenpapiere beschichtet wurden.
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Die
Anteilmenge, mit der das reibungsverringernde Mittel auf das Gipskartonpapier
aufgetragen wird ist wichtig. Es wurden unterschiedliche Anteilmengen
des Auftrags einer Beschichtung aus Michem 61335-Wachsemulsion auf
Gipskarton-Unterseitenpapier getestet. In der anfänglichen
Versuchsreihe wurde Unterseitenpapier mit Michem 61335-Wachsemulsion
mit einer Anteilmenge von 2,1 g/m2 (0,42
lb/MSF) beschichtet. Dieses führte
jedoch später
sowohl während
des Prozesses der Verarbeitung des beschichteten Papiers zu Gipskartonplatten
als auch beim Bewegen und Transportieren dieser Platten, sobald
sie erzeugt waren, zu Problemen. Spezieller zeigten mit Unterseitenpapier
erzeugte Platten, die mit dieser Anteilmenge beschichtet waren,
eine Neigung zu leicht zu gleiten und zwar sowohl dann, wenn sie
auf Förderbändern während des
Verarbeitungsprozesses transportiert wurden, als auch beim Transport
in Stapeln nach der Verarbeitung. Dieses übermäßige Gleiten ist für ein effizientes
Handhaben beim Versand und/oder beim Laminieren ungeeignet. In den
nachfolgenden Versuchsreihen wurden geringere Auftragsraten getestet,
um festzustellen, ob sich das Problem des übermäßigen Gleitens beheben ließe. Es wurden
Auftragsraten des Mittels im Bereich von 0,049 bis 2,1 g/m2 (0,01 lb/MSF bis 0,42 lb/MSF) ausgewertet.
Obgleich der eigentliche Beschichtungsprozess unabhängig von
der Auftragsrate einwandfrei ablief, wurde festgestellt, dass, wenn
das Mittel auf das Papier mit höheren
Raten als 0,98 g/m2 (0,2 lb/MSF) aufgetragen
wurde, das Papier zu schlüpfrig
wurde, was wiederum später
sowohl zu Problemen während
des Verarbeitungsprozesses des beschichteten Papiers zu Gipskartonplatten
führte
als auch beim Bewegen und Transportieren dieser Platten, sobald
sie erzeugt worden waren.
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Bei
höheren
Auftragsraten wurden ebenfalls Probleme hinsichtlich der Qualität der erzeugten
Platten beobachtet. Wenn die Wachsbeschichtung lediglich auf die
eine Seite des Papiers aufgebracht wurde, bewirkte ein zu starker
Auftrag des Mittels eine ungleiche Spannung bei der Verarbeitung
zu einer Gipskartonplatte, die gelegentlich zu einer Wellenbildung
in der Unterseite dieser Platte führte. Es ist festgestellt worden,
dass, wenn man die Auftragsraten unterhalb von 0,98 g/m2 (0,2
lb/MSF) hält,
dieses der Schlüssel
zur Behebung der Probleme in Verbindung damit zu sein scheint, dass
die Platten zu rutschig werden, aber auch Wellenbildungen in den
Platten zu eliminieren scheint. In der bevorzugten Ausführungsform
wurde Michem 61335 auf Gipskartonpapier mit einer Auftragsrate im
Bereich von 0,24 bis 0,73 g/m2 (0,05 bis
0,15 lb/MSF) aufgebracht.
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In
die vorliegende Erfindung gilt ebenfalls als einbezogen, dass es
möglich
ist, eine Beschichtung eines reibungsverringernden Mittels auf Gipskartonpapier
aufzubringen, nachdem dieses Papier zu einer Gipskartonplatte verarbeitet
wurde.
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Unabhängig davon,
an welcher Stelle des Verfahrens das Papier einer Gipskartonplatte
mit einem reibungsverringernden Mittel behandelt wird, besteht ein
bedeutendes Merkmal der vorliegenden Erfindung darin, dass eine
solche Behandlung wirksam die Frequenz von Aufrollerscheinungen
einer Papierlage der Platte während
des Laminierungsprozesses verringern kann. Es wurde eine Reihe von
Tests an verschiedenen Arten von Gipskartonplatten unter Verwendung
von Michem 61335 ausgeführt,
das mit unterschiedlichen Raten als reibungsverringerndes Mittel
aufgebracht wurde.
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Tabelle
I zeigt die Ergebnisse, die bei Testen einer Reihe von Gipskartonplatten,
die mit Michem 61335-Wachsemulsion mit variierenden Raten beschichtet
waren, auf Neigung zum Aufrollen während der Laminierung. Das
Papier "Gypsum Ohio
and Jax Grayback" bezieht
sich auf Papiererzeugungsanlagen im Eigentum der US Gypsum Company,
dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung. Die Laminierung
erfolgte in Hartselle, AL. Um ein "Worstcase"-Scenario für Aufrollerscheinungen zu schaffen,
waren die laminierten Platten alle handheiß oder waren oberhalb der Raumtemperatur
und wurden zum Versand zu dem Laminator sofort nach der Herstellung
in New Orleans, LA verpackt, um die Wärme zu halten.
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Wie
Tabelle I zeigt, hatte die Behandlung von Gipspapier mit Michem
61335 einen Einfluss auf den "Gleitwinkel" des Papiers, der
in direktem Zusammenhang mit dem Haftreibungskoeffizienten des Papiers steht.
Der Gleitwinkel für
das Papier wurde wie in jeder der Kategorien von getesteten Gipsplattenkartons üblich unter
Anwendung der in der Veröffentlichung
T 503 om-84 von der Technical Association of der Pulp and Paper
Industry© 1984
beschriebenen "Methode
der schiefen Ebene" getestet.
Unmittelbar nach der Messung lasst sich für eine Oberfläche ein
Gleitwinkel für
Vergleichszwecke verwenden, um den Haftreibungskoeffizienten für diese
Oberfläche
entsprechend der folgenden Formel zu erhalten: Haftreibungskoeffizient
= Gleitwinkel/55,98
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Je
kleiner damit der Gleitwinkel einer Oberfläche ist, umso geringer ist
der Haftreibungskoeffizient dieser Oberfläche. Um eine Verringerung der
Frequenz der Aufrollerscheinungen zu erreichen, liegt der bevorzugte
Bereich für
den Reibungskoeffizienten zwischen 0,21 und 0,32. Wie die Ergebnisse
in Tabelle I zeigen, hatte eine Gipskartonplatte, die mit der Wachsemulsion
Michem 61335 behandelt wurde, einen eindeutig kleineren Gleitwinkel
und damit einen kleineren Haftreibungskoeffizienten als unbehandeltes
Papier.
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Bei
einer vorangegangenen Versuchsreihe, bei der Gipskarton-Unterseitenpapier
mit Michem 61335 mit einer Rate von 2,1 g/m
2 (0,42
lb/MSF) beschichtet wurde, wurde ein Gleitwinkel von 11° erhalten.
Wie bereits erwähnt,
war mit dieser Rate beschichtetes Papier zu rutschig, um in geeigneter
Weise zu einem Gipskarton im Stadium der Plattenfertigung verarbeitet
zu werden, weshalb ein Geleitwinkel von 11° zu gering ist. Wie die Ergebnisse
in Tabelle I zeigen, führt
die Behandlung von Unterseitenpapier mit Michem 61335 mit geringeren
Raten als 2,1 g/m
2 (0,42 lb/MSF) zu einem
höheren
Gleitwinkel. Bei Erhöhung
der Auftragsrate von 0,49 auf 1,5 g/m
2 (0,1
lb/MSF auf 0,3 lb/MSF) lagen die Gleitwinkel im Bereich von 14° bis 15°, und die
Zahl der Aufrollerscheinungen nahm signifikant ab. Unabhängig von
der Auftragsrate hatten mit behandeltem Papier gefertigte Platten
weniger Aufrollerscheinungen, als Platten, die mit unbehandeltem
Papier gefertigt waren. Allerdings kann, wie vorstehend bereits
diskutiert wurde, ein Aufbringen von Michem 61335 mit Raten oberhalb
von 0,98 g/m
2 (0,2 lb/MSF) die Platten dazu
bringen, dass sie zu rutschig werden, was zu Problemen während des
Verarbeitungsprozesses des beschichteten Papiers zu Gipskartonplatten
führt,
sowie beim Bewegen und Transport dieser Platten, sobald sie erzeugt
sind. In der bevorzugten Ausführungsform
beträgt
der Gleitwinkel 14°,
und Michem 61335 wurde auf Gipskartonpapier mit einer Auftragsrate
im Bereich von 0,24 bis 0,98 g/m
2 (0,05
bis 0,20 lb/MSF) aufgebracht. TABELLE I
| verwendetes
Unterseitenpapier | behandelt
mit | Lage
Unterseitenpapier (#aufrollen/Blätter
getestet) | Lage
Oberseitenpapier (#aufrollen/Blätter
getestet) | Gleitwinkel
(Grad) |
| reguläres Papier | – | 37/60 | 6/60 | 18 |
| Gipspapier
Ohio | – | 40/60 | 0 | keine
Angaben |
| Jax
Grayback-Papier | – | 25/60 | 0 | keine
Angaben |
| reguläres Papier | 0,49
g/m2 (0,1 lb/MSF) Michem 61335 | 20/60 | 0 | 14 |
| reguläres Papier | 0,98
g/m2 (0,2 lb/MSF) Michem 61335 | 1/60 | 0 | 14 |
| reguläres Papier | 1,5
g/m2 (0,3 lb/MSF) Michem 61335 | 0 | 0 | 15 |
-
Die
Ergebnisse aus einer zweiten Reihe von Tests, die dieses Mal auf
einer Laminiereinrichtung in Phoenix, AZ, ausgeführt wurden, sind in Tabelle
II gezeigt. Wiederum waren alle laminierten Platten handheiß oder oberhalb
von Raumtemperatur und wurden mit Ausnahme der Kontrolle mit Rückseitenpapier
gefertigt, das mit einer Wachsemulsion Michem 61335 behandelt wurde.
Für jede
Reihe von Bedingungen wurde ein Hub oder Stapel von 60 Platten durch
den Laminator in "Breite"-Richtung gefahren,
womit die Richtung entsprechend derjenigen bezeichnet wird, mit
der das Papier auf den Gips des Plattenfertigungsprozesses aufgebracht
wurde. Außerdem
wurde ein Hub in der umgekehrten oder "Gegenrichtung" durchgefahren. Wiederum zeigen die
Ergebnisse eine Verringerung der Frequenz des Aufrollen, wenn vor
der Laminierung die Lage des Unterseitenpapiers einer Gipskartonplatte
mit einem Mittel zur Verringerung des Reibungskoeffizienten behandelt
worden war. Die hohe Zahl von Aufrollerscheinungen, die für den Hub
von 0,12 g/m
2 (0,025 lb/MSF) der Lage Rückseitenpapier
in "Gegenrichtung" beobachtet wurde,
letztlich auf die Tatsache zurückführen, dass der
Hub von Platten scheinbar etwas verformt war oder eine "Hohlkrümmung" hatte. TABELLE II
| verwendetes Unterseitenpapier | behandelt
mit | Lage
Unterseitenpapier "mit" (4 Aufrollen/Platten
getestet) | Lage
Unterseitenpapier "gegen" (# Aufrollen/Platten
getestet) | Lage
Oberseitenpapier "mit" (# Aufrollen/Platten
getestet) | Lage
Oberseitenpapier "gegen" (# Aufrollen/Platten
getestet) |
| reguläres Papier | – | 70/60 | 110/60 | 20/60 | 60/60 |
| reguläres Papier | 0,12
g/m2 (0,025 lb/MSF) Michem 61335 | 14/60 | 165/60 | 35/60 | 1/60 |
| reguläres Papier | 0,24
g/m2 (0,05 lb/MSF) Michem 61335 | 13/60 | 10/60 | 11/60 | 7/60 |
- * Der Hub von Platten schien eine "Hohlkrümmung" zu haben oder etwas
verformt zu sein, was die hohe Zahl der beobachteten Aufrollerscheinungen
erklären
könnte.
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Die
in den Tabellen I und II gezeigten Ergebnisse demonstrieren, dass
das Behandeln von Gipskartonpapier mit einem reibungsverringernden
Mittel vor der Laminierung einer solchen Platte einen unmittelbaren Einfluss
auf die Zahl der auftretenden Aufrollerscheinungen haben kann. Bei
Verwendung von Michem 61335 als reibungsverringernde Mittel werden über einen
Bereich von Auftragsraten zufrieden stellende Ergebnisse erhalten.
Allerdings wurde in der bevorzugten Ausführungsform Michem 61335 mit
einer Rate zwischen 0,24 und 0,98 g/m2 (0,05
bis 0,20 lb/MSF) aufgetragen, um einen Gleitwinkel von 14° zu erhalten.
-
Ein
wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht daher darin,
dass das Beschichten von Gipskartonpapier mit einem reibungsverringernden
Mittel, wie beispielsweise eine Silicon- oder Wachsemulsion entweder
vor oder nach der Verarbeitung eines solchen Papiers zu einer Gipskartonplatte,
den Reibungskoeffizienten dieses Papiers stark verringern kann.
Auf diese Weise wird die Scherdifferenz, die sich zwischen der Papierlage
der Platte und den Förderbändern bildet,
die zum Transport der Platte während
des Laminierungsprozesses eingesetzt werden, verringert. Eine solche
Herabsetzung der Scherdifferenz kann die Zahl von Aufrollerscheinungen
in der Papierlage während
der Laminierung stark verringern.
-
Während spezieller
Ausführungsformen
des Gipskartonpapiers, die die Aufrollerscheinungen während der
Laminierung verringern und der Platte, die ein solches Papier aufweist,
dargestellt und beschrieben worden sind, gilt für den Durchschnittsfachmann
auf dem Gebiet als selbstverständlich,
dass Änderungen
und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung
in ihren weitergefassten Aspekten und den Festlegungen in den folgenden
Ansprüchen
abzuweichen.