FI86297B - Foerfarande och anlaeggning foer framstaellning av gipsfiberplattor. - Google Patents

Description

1 86297

Menetelmä ja laitteisto kipsikuitulevyjen valmistamiseksi

Keksintö koskee menetelmää patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaisten kipsikuitulevyjen valmistamiseksi sekä 5 patenttivaatimuksen 7 johdannon mukaista laitteistoa kek-sinnönmukaisen menetelmän toteuttamiseksi.

Verrattuna tähänastisiin menetelmiin kipsikuitulevyjen valmistamiseksi/ joiden lähtöaineksena käytetään kal-siumsulfaattipuolihydraattia/ patenttivaatimuksen 1 johdan-10 non mukaiseen menetelmään liittyy jo ensi silmäyksellä selviä etuja. Lietteen valmistuksen ja levyjen valun aikana kipsi on dihydraattina ja siten sitoutumiskyvytön. Niinpä sitoutumisaikaa ei tarvitse ottaa huomioon eikä ole minkäänlaista vaaraa siitä, että sitoutuva kipsi pinnoit-15 taisi tai tukkisi tuotantovälineet. Lisäksi on mahdollista palauttaa jäte- tai ylijäämätuotteet takaisin tuotantoon. Mutta menetelmän kannattavuutta uhkasi odottamaton este, kun osoittautui, että sitoutuminen tapahtui äärimmäisen hitaasti.

20 Tällainen menetelmä tunnetaan DE-hakemusjulkaisus ta 2 816 466. Tässä menetelmässä uudelleenhydrataatio suoritetaan siten, että levy pidetään aikana kahdesta tunnista seitsemään vuorokauteen tilassa, jossa ilmankosteus on ... - 80 - 100 %. Uudelleenhydrataation nopeuttamiseksi voidaan 25 raakamuotokappaleeseen lisätä ennen kuumentamista sitoutumisen joudutinta, esim. KA1(SO^)2:ta. Kuumentamisen jälkeen on myös mahdollista käyttää sitoutumisen joudutinta kastamalla.

Laajat koesarjat ovat osoittaneet, että sitoutumis-30 aika on kaikissa tapauksissa noin yksi viikko. Lisäämällä joudutinta sitoutumisaika on tosin keskimäärin lyhennet-tävissä, mutta haluttu vaikutus on kuitenkin yllättävän vähäinen. Tähän saakka on ollut mahdotonta edes jossain määrin toteuttaa mainittu sitoutumisajän alaraja toistet- • ·* 35 tavissa olevalla tavalla.

• » · • · 2 86297 DE-patenttijulkaisussa 3 419 558, joka pohjautuu tähän tekniikan tasoon, mainitaan toimenpiteiden yhdistelmä, jolla sitoutumisaika on lyhennettävissä. Lietteen pH säädetään arvoon alle 7 ja muodostuneita levyjä käsitel-5 lään painesäiliössä 3-50 minuuttia kyllästyneessä vesi- höyrykehässä 130 - 170 °C:ssa ja jäähdytetään sitten paine-säiliössä poistamalla vesihöyry.

On osoittautunut käytännössä, että näilläkään toimenpiteillä ei saavuteta sitoutumisaikaa, joka olisi juurikaan 10 alle 50 tuntia. Hidas sitoutuminen on vaikeasti selitettävissä, kun ottaa huomioon puolihydraatilla saavutettavat lyhyet sitoutumisajat. Joskin on jo kauan tunnettu kuitu-seosaineiden hidastava vaikutus, tämän ei-toivotun vaikutuksen voimakkuus on kuitenkin yllättävä. On mahdollista, et-15 tä kuiduista poistuu kuumennuksen aikana tähän saakka tuntemattomia hidastavia aineita. Vertailukelpoisessa menetelmässä, jossa ei lisätä kuituja, vastaavaa vaikutusta ei ilmeisesti esiinny, kuten seuraavista esimerkeistä ilmenee .

20 DE-hakemusjulkaisun 3 117 662 kohteena on menetel mä kipsikivien valmistamiseksi, jossa kalsiumsulfaattidi-hydraattiraakamassa puristetaan kosteana, käsitellään ja annetaan reagoida hydrotermisesti lämpötilassa 473 K:iin , . saakka ja annetaan lopuksi jäähtyä. Raakamassa voi lisäksi ; 25 sisältää piimaata, lentotuhkaa ja muita runkoaineita kuten hiekkaa. On ilmeistä, että uudelleenhydrataatio ja uudel-- " leenkiteytyminen tapahtuvat jäähtymisen aikana, ilmeisesti - ulkoilmassa,joten kivien lujuus on jo jäähtymisen jälkeen huomattava. Tässä suhteessa nämä kuituja sisältämättömät : : : 30 kivet käyttäytyvät täysin eri tavoin kuin kuitulevyt.

DE-hakemusjulkaisu 2 818 169 koskee menetelmää kip-I simuotokappaleiden, erityisesti verhoilulaattojen valmista- miseksi. Nämä valetaan veden ja luonnonkipsihydraatin seok-• sesta, lämpökäsitellään 100 - 200 °C:ssa, jäähdytetään ja * -* 35 lujitetaan kostuttamalla. Kostutus voi tapahtua kastamalla ·...· veteen, suihkuttamalla vedellä tai kyllästämällä vesihöyryl- li 3 86297 IM. Tämän jälkeen kappaleet saavat kuivua kolme tuntia. Keksijän kokemuksen mukaan ei näitäkään tuloksia voida soveltaan kuitupitoisiin laattoihin.

DE-hakemusjulkaisusta 2 649 300 tunnetaan jo mene-5 tämä levynmuotoisen, kalsiumsulfaattipuolihydraattiin pohjautuvan materiaalin valmistamiseksi, jossa kalsiumsulfaat-tipuolihydraattiin sekoitetaan veden läsnäollessa kuitumateriaalia, valetaan levyiksi veden poistuessa ja kuivataan sitten 95 - 140 °C:ssa. Kipsin uudelleenkiteytymistä ei pidetä tarpeellisena. Tässä menetelmässä suositellaan muun 10 ohessa ensin valmistaa vedestä, kalsiumsulfaattidihydraa-tista ja kuitumateriaalista liete ja lisätä tähän sideaineita, esim. täyssynteettisiä sideaineita seoksena modifioitujen luonnonaineiden kuten modifioitujen tärkkelysten ja karboksimetyyliselluloosien kanssa. Tällä tavoin pitäi-15 si mm. kipsin ja kuitumateriaalin välisen sitoutumisen parantua. Kokemus on kuitenkin osoittanut, että lämpökäsittelyn kestosta ja lämpötilasta riippuen tällaisten lisäaineiden lujuutta parantava vaikutus jää odotettua pienemmäksi. Tulokset ovat olleet epätyydyttäviä erityisesti sil-20 loin, kun lämpötila, kuten esim. DE-hakemusjulkaisussa 2 816 466, nostetaan DE-hakemusjulkaisussa 2 649 300 mainitun lämpötila-alueen yläpuolelle lämpötilaan 180 °C saakka ja suoritetaan lämpökäsittely kohotetussa lämpötilassa autoklaavissa niin kauan, että kalsiumsulfaattidihydraatti : 25 on kokonaisuudessaan muuttunut kalsiumsulfaattipuolihydraa- ; '-· tiksi. Sideainelisäyksen vähäisempi vaikutus voitaneen se- littää sillä, että sideaineet muuttuvat lämpökäsittelyn :***: olosuhteissa. On esim. tunnettua, että tärkkelys muuttuu muutamassa tunnissa tärkkelyssokeriksi paineen, lämpötilan 30 ja happaman ympäristön vaikutuksesta.

• . Keksinnön tehtävänä on patenttivaatimuksen 1 johdan- non mukaisella menetelmällä tuntuvasti lyhentää sitoutumis-·. aikaa. Lisätehtävänä on aikaansaada patenttivaatimuksen 7 : johdannon mukainen laitteisto, jolla keksinnönmukainen me- 35 netelmä voidaan toteuttaa.

4 86297

Ensimmäinen tehtävä on ratkaistu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa mainituilla toimenpiteillä.

Näillä toimenpiteillä saavutetaan sitoutumisaikoja, jotka ovat säännöllisesti lyhyempiä kuin 12 tuntia. Toimin-5 tatapaa ei ole toistaiseksi pystytty selittämään lopullisella tavalla. On ilmeistä, että läpi-imetty tai läpipai-nettu vesi "huuhtelee" huokoista levyrakennetta. Epäpuhtaudet, jotka hidastavat sitoutumista, huuhtoutuvat pois ja huokosten sisältämä vesi, johon mahdolliset hidastavat 10 aineet ovat liuenneet, korvautuu tuoreella vedellä. Levyn huopamainen rakenne, joka johtuu kuiduista, toimii tällöin suodattimena, joka estää hienojakoisten kipsihiukkasten poishuuhtoutumisen.

Sitoutumisaikaa voidaan edelleen lyhentää tuntuvasti 15 eli lyhyemmäksi kuin kaksi tuntia patenttivaatimuksen 2 tunnusmerkkiosassa kuvatulla tavalla. Tämä selvä parannus on hämmästyttävällä tavalla ristiriidassa sen keksinnönmu-kaisesti erittäin ilmeisen vaikutuksen kanssa, joka on saavutettavissa sekoittamalla sama joudutin raaka-aineeseen.

20 Patenttivaatimuksen 3 toimenpiteillä voidaan veden ylimäärä imeä pois ja helpottaa myöhempää kuivausta.

Keksinnön toteuttamismuodossa, joka kuvataan patenttivaatimuksessa 4, lisätään yksinkertaisella tavalla ja mahdollisimman vähällä vaivalla lujuutta parantava sideai-*i 25 ne siten, että lämpökäsittelyn negatiivinen vaikutus sideaineen toimintakykyyn estyy täysin.

Sideaineena voidaan käyttää esim. tärkkelystä, mut-:··: ta myös muita kasvi-, eläin- ta synteettisiä liimoja.

Edullinen on patenttivaatimuksen 5 mukainen ohuena kiehu-30 va tärkkelys, koska se kohottaa veden viskositeettia suhteellisen vähän ja viakuttaa siten vähän läpivirtausaikaan. . , Tärkkelyksen konsentraatio patenttivaatimuksen 6 mu- kaisesti edullisesti 40 - 80 g/1.

*·' ' Asetetun tehtävän toinen osa on ratkaistu patentti- 35 vaatimuksen 7 tunnusmerkkiosan mukaisesti.

• # * ·. * · » * * · 5 86297

Edullinen toteuttamismuoto, jossa välipohja tiivistetään kokonaisuudessaan, ilmenee patenttivaatimuksesta 8.

Piirustus selventää keksintöä kaaviomaisesti esitetyn toteuttamisesimerkin avulla.

5 Kuvio 1 esittää koko laitteiston yksinkertaistet tuna juoksukaaviona.

Kuvio 2 esittää yksityiskohtaa suurennettuna.

Hienojakoinen kalsiumsulfaattidihydraatti, joka on saatu esim. savukaasujen rikinpoistosta, ja vesi sekoi-10 tetaan suspensioksi sekoitussäiliössä 1.

Kuituraaka-aineena käytetty keräyspaperi, edullisesti sanomalehtipaperi, syötetään repimiskoneeseen 2. Muodostuneeseen revinnäismassaan lisätään vettä ja työstetään sulpuksi astiassa 3. Sulppu joutuu ensin sekoitus-15 laitteella varustettuun varastosäiliöön 4. Sulppu ja kipsisuspensio työstetään lietteeksi sekoittimessa 5. Kuiva-aineesta laskettuna kipsin ja kuituaineksen paino-suhde on n. 10:1. Veden ja kiintoaineen suhde on n. 3:1...4:1.

20 Lietteestä valetaan jatkuvatoimisesti valukoneessa 6 päättymätön nauha ja samanaikaisesti poistetaan mekaanisesti vettä siten, että veden ja kiintoaineen suhteeksi tulee alle n. 0,4. Nauha leikataan ei näkyvissä olevalla leikkurilla levyiksi 7, jotka pinotaan välikelevyjen 8 25 avulla pinoksi 9. Jokainen välikelevy muodostuu kahdesta ; välikkeillä erotetusta suuntaistasoisesta levystä, joiden välinen tila on reunoiltaan avoin. Pinoa 9 käsitellään ____: kuumennuslaitteessa 10, esim. autoklaavissa, n. 30 mi- • . nuuttia kyllästysneessä vesihöyrykehässä lämpötilassa n.

' J 30 140 - 180 °C ja poistetaan sitten höyry, jolloin pino ' * jäähtyy alle 100 °C. Näin pitkälle menetelmä on sama kuin DE-patenttijulkaisusta 3 419 558 tunnettu menetelmä.

*: Jäähtyneet levyt joutuvat läpi-imulaitteeseen 11 ·' ja lopuksi kuivuriin 12.

35 Läpi-imulaite 11 ja siinä tapahtuva menetelmävaihe ovat keksinnön kannalta erityisen tärkeitä.

6 86297 Läpi-imulaite 11 muodostuu kaukalosta 13, jossa on taipumaton, rei'itetty välipohja 14. Välipohjan 14 peittää mattomainen, pehmeästä kumimaisesta materiaalista valmistettu tuki 15, jossa on tiheästi pieniä reikiä. Kaukalo 13 5 on liitetty imupumppuun 17 kaukalon pohjaan kiinnitetyn imujohdon 16 välityksellä. Kaukalon 13 yläpuolella on monella suuttimella varustettu vesijohto 18, joka tulee varastosäiliöstä 19. Varastosäiliöön 19 liittyy laite 20 sitoutumisjouduttimien, esim. kaliumsulfaatin tai alumiini-10 sulfaatin tai niiden seosten lisäämiseksi annoksittain ja lisäksi laite 21 tärkkelyksen lisäämiseksi annoksittain.

Levyt asetetaan yksitellen tuelle 15 ja valellaan peittävästi vedellä, johon on liuotettu n. 5 % sitoutumis joudutinta. Päällä oleva vesi imetään pumpulla 17 le-15 vyn 7 läpi. Tuki 15 toimii tällöin tiivisteenä, joka estää sivuilta tapahtuvaa ohivirtausta, ja samalla se huolehtii tasaisesta läpi-imusta levyn koko pinnalla. Läpi-imetyn veden tilavuus on moninkertainen levyn tilavuuteen verrattuna. Tarvittava paine-ero on levyn paksuudesta 20 riippuen n. 0,4 - 0,8 baaria. Kun levyn paksuus on 10 mm, imutapahtuman kokonaiskesto on alle yhden minuutin ja paksummilla levyillä vastaavasti pidempi.

Kun vesi on imetty levyn 7 läpi, pumppu 17 käy vielä lyhyen hetken ja imee ilmaa levyn läpi. Näin käsitelty ·*· · 25 levy kuivataan matalassa lämpötilassa loppukuivurissa 12, ;·. jolloin se sitoutuu ajassa noin puolesta tunnista enin tään kahteen tuntiin.

. Sideaineen lujuutta parantava vaikutus ilmenee seu- . . raavasta esimerkistä: 1 cm:n paksuisen kipsikuitulevyn lä- * * * 2 * ; 30 pi imettiin vesimäärä 40 l/n\ . Veteen oli lisätty tärkke- *·*·* lystä konsentraationa 40 g/1. Sitoutumisen ja kuivumisen -2 jälkeen levyn taivutuslujuus oli 8,5 n.mm . Muutoin sa-·.**: moissa olosuhteissa valmistetun levyn, jolloin veteen ei : kuitenkaan oltu lisätty sideainetta, taivutuslujuus oli 35 6,0 n.mm ^.

li

Claims (9)

1. Menetelmä kipsikuitulevyjen valmistamiseksi, jolloin levyt valetaan kalsiumsulfaattidihydraattia ja kuitu- 5 ja sisältävästä lietteestä, kuumennetaan sitten lämpötilassa 115 - 180 °C niin kauan, että dihydraatti on muuttunut kalsiumsulfaatin vähemmän vettä sisätäväksi muodoksi, erityisesti puolihydraatiksi, jäähdytetään tämän jälkeen ja asetetaan levyt lopuksi ulkoisiin olosuhteisiin, joissa vä-10 hemmän vettä sisältävä kalsiumsulfaatti muuttuu jälleen di-hydraatiksi, tunnettu siitä, että jäähtymisen jälkeen levyjen läpi imetään tai puristetaan vettä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että veteen liuotetaan sitoutumisen jou- 15 dutinta.

3. Jonkin patenttivaatimuksen 1-2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että levyjen läpi imetään tai puristetaan lopuksi ilmaa.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen mene-20 telmä, tunnettu siitä, että vesi, joka jäähtymisen jälkeen imetään tai puristetaan levyjen läpi, sisältää sideainetta .

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sideaineena käytetään ohuena kiehu- 25 vaa tärkkelystä.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelyksen konsentraatio on : 40 - 80 g/1.

7. Laitteisto jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mu-30 kaisten kipsikuitulevy jen valmistamiseksi, jossa on väli- neet kalsiumsulfaattidihydraattia ja kuituja sisältävien lietteen valmistamiseksi ja levyjen valamiseksi, kuumen-' tamiseksi ja jäähdyttämiseksi, tunnettu siitä, että siihen on liitetty välineet (11) veden imemiseksi 35 jäähtyneiden levyjen läpi, jotka välineet muodostuvat olennaisesti kaukalosta (13) , jossa on seulamainen väli- 8 86297 pohja (14), jonka ainakin reunoilla on tiiviste, ja kaukalon (13) pohjaan liitetystä imujohdosta (16).

7 86297

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välipohjalla (14) on koko 5 pinnan kattava rei'itetty, kumimaisesta materiaalista valmistettu tuki (15).

9 86297