FI98749C - Paperi ja sen käyttö uudessa kipsilevyssä - Google Patents

Description

98749

Paperi ja sen käyttö uudessa kipsilevyssä Tämä keksintö koskee uutta paperia ja sen käyttöä kipsilevyn pintakerroksena. Lisäksi keksintö koskee uutta kipsile-5 vyä, johon kuuluu tällainen paperi, ja joka täyttää tulen-kestävyyttä koskevien ranskalaisten määräysten vaatimukset.

Ennestään tunnetaan kipsilevyjä jotka on valmistettu kerrostamalla kipsiseosta, ts. veden ja kalsiumsulfaatin dihy-10 draatin seosta kahden monikerroskartonkiarkin väliin ja suorittamalla sitten kuivaus. Näiden kipsilevyjen, joissa käytetään olennaisilta osiltaan selluloosasta valmistettua kartonkia, pinnan kalorisisältö on yli 500 kcal/m2 (2,1 MJ/m2) , ts. ne eivät täytä ranskalaisen tulenkestävyysnormin 15 luokitusta M0 [classement M0, la norme francaise de classification au feu (journal officiel 1-12-83-NC 10635 Section IV-article 87-paragraphe 1)]. Tietyissä rakenteissa, erityisesti julkisissa rakennuksissa, vaaditaan materiaaleilta kuitenkin tämän normin M0 mukainen kestävyys.

20

Tunnetaan kipsilevyjä, joiden pintakerrokset muodostuvat lasiharsolevyistä, joihin on imeytetty jonkin verran kipsiä ennen kipsilevyn lopullista valmistusta. Nämä levyt täyttävät M„-normin, mutta koska lasiharsolevyt imeytetään kip-25 sillä, tuotteen valmistus vaatii erikoiskoneet, mistä syystä kipsilevyn valmistuskustannukset nousevat suuriksi.

Siten on toivottavaa voida korvata tällaiset lasiharsolevyt paperilla, jotta edelleen voitaisiin käyttää perinteellisiä 30 koneita, joilla valmistetaan kartonkipintaisia kipsilevyjä.

Tämän paperin lämpöarvon tulee olla alle 500 kcal/m2. Paperin lämpöarvoa on siten pyritty pienentämään lisäämällä paperiin palamattomia materiaaleja. Pintakerroksen mekaaninen kestävyys kuitenkin huononee, kun siihen lisätään pala-35 mattomia materiaaleja. Pintakerroksen tulee käytännössä olla mekaanisesti luja, koska juuri pintakerros vastaa 2 98749 osaltaan kipsilevyn mekaanisesta kestävyydestä.

Siten tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kipsilevy, johon kuuluu kipsisydän, joka sisältää lisäaineina 5 valmistuksen ja käytön lisäaineita, ja jonka kipsilevyn kumpikin pinta on päällystetty paperisella pintakerroksella .

Monikerrosmateriaali, jossa on sen pinnalla tai sisällä 10 oleva palava kerros, voi saada luokituksen M0 silloin kun: 1. Se täyttää vaatimukset, jotka mahdollistavat sille kategorian M! luokituksen; 2. Palavan kerroksen pinnan kalorisisältö on alle 2,1 MJ/m2 (500 kcal/m2) ; 15 3. Rakennekokonaisuuden ylempi lämpöarvo on 2,5 MJ/kg (noin 600 kcal/kg) tai pienempi.

Keksinnön toisena tarkoituksena on aikaansaada pintakerros, joka antaa levylle halutun mekaanisen lujuuden. Tätä varten 20 itse pintakerroksella tulee olla tietty mekaaninen lujuus, ts. konesuuntainen murtolujuus yli 20 daN (leveydeltään 15 mm ja pituudeltaan 10 cm koekappaleella) ja poikkisuuntai-nen murtolujuus yli 6 daN / 15 mm.

25 Keksinnön eräänä tarkoituksena on myös aikaansaada mahdollisimman ohut selluloosapohjainen pintakerros alle 500 kcal/m2:n lämpöarvon saamiseksi, samalla kuitenkin säilyttäen edellä mainitun hyvän mekaanisen lujuuden.

30 Vielä eräänä keksinnön tarkoituksena on aikaansaada paperi-pintakerroksilla varustettu kipsilevy, joka voidaan valmistaa samalla nopeudella ja vastaavilla välineillä kuin valmistettaessa M,-paloluokan kartonkipintaisia levyjä.

35 Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada paperipintaker-roksilla varustettu kipsilevy, joka on maalausvalmis eikä tarvitse edeltävää pintakäsittelyä.

Il 3 98749

Keksinnön tuloksena on aikaansaatu paperipohjainen pintakerros, joka sisältää: ainakin 15 % lasikuituja, loppuosan 100 %:iin asti muodostuessa selluloo-5 sakuiduista ja mahdollisista tavallisista paperinvalmistuksen lisäaineista, jolloin paperiin on imeytetty kerros jäykistysainetta, kuten tärkkelystä.

10 Lasikuidut paisuttavat pintakerrosta ja lisäävät siten sen kuohkeutta. Tästä syystä siihen voidaan imeyttää suuri määrä jäykistysainetta. Jäykistysaine kasvattaa paperin murtolujuutta.

15 Lisäksi käyttämällä pintakerroksessa katkottuja lasikuituja on mahdollista aikaansaada kipsilevylle tukikerros sen varalta, että se joutuu alttiiksi tulelle; tällöinhän kipsi muuttuu hauraaksi kun se dehydratoituu kuumuuden vaikutuksesta.

20

Lasikuidut ovat suositeltavasti katkottuja kuituja, joiden halkaisija on 7 - 14 mikrometriä ja pituus 3 - 12 mm.

On myös mahdollista käyttää muita mineraalivillakuituja, jolloin näitä kutsutaan myös "mikrokuiduiksi", jotka muo-25 dostuvat lasista, kivestä tai muusta mineraalimateriaa- lista.

Pintakerros sisältää suositeltavasti enintään 105 g/m2 palavia orgaanisia aineita, jotta se täyttäisi MQ-normin 30 vaatimukset.

Lisäksi on yllättäen havaittu, että suhde lasikuidut/sel-luloosa/jäykistysaine vaikuttaa mekaaniseen lujuuteen. Pintakerros on suositeltavasti sellainen, että se sisäl-35 tää 15 - 25 osaa katkottuja lasikuituja, 50-90 osaa selluloosaa ja 15 - 30 osaa jäykistysainetta. Tässä asiakirjassa osilla tarkoitetaan kuivapaino-osia.

4 98749 Jäykistysaineena on suositeltavasti tärkkelys, joko luonnon, entsymoitu tai kemiallisesti käsitelty tärkkelys.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti pohjapaperin 5 koostumus on seuraava: 19 osaa lasikuituja - 62 osaa selluloosakuituja 19 osaa tärkkelystä.

10 Tarvittaessa voidaan lisätä paperinvalmistuksen tavallisia lisäaineita kuten sideaineita, liimoja, kosteudensuoja-aineita, fungisideja, jne.

Keksinnön erään suositellun suoritusmuodon mukaisesti 15 kipsilevyn paksuus on 9,5 - 23 mm ja se on valmistettu jatkuvatoimisesti nopeudella 25 - 80 m/min.

Kipsiseoksen koostumus voi olla esimerkiksi seuraava, laskettuna painoprosentteina kipsistä: 20 - 0,4 - 1 % kovettumisen nopeuttajaa, joka muodostuu hienojakeisesta kipsistä (keskimääräinen halkaisija 5 - 10 mikrometriä), ja joka on suojattu 1-5 %:lla pinta-aktiivisia aineita, 25 0 - 0,2 % ammoniumlignosulfonaattityyppisiä fluidisantteja tai suositeltavasti natriumnaftaleenisul-fonaatti/formaldehydin tai melamiini/formaldehydin konden-saatteja, 30 - 0,02 - 0,1 % pinta-aktiivisia natriumlauryylieet-terisulfaattityyppisiä huokoistusaineita.

Tällaista koostumusta käyttämällä voidaan leikkauksen 35 yhteydessä aikaansaada tarvittava paperi/kipsi-tarttuminen levyn siirtämiseksi kuivausvyöhykkeelle.

5 98749

Voidaan käyttää myös hydrolysoitua ja esteröityä vilja- tai maissitärkkelystä määrinä 0,3 - 1 paino% kuivan kipsin painosta laskettuna, mikä mahdollistaa levyn kuivaukseen sovitettuna paperin ja kipsin väliseltä kiinnittymiseltään 5 optimaalisen levyn valmistuksen.

Voidaan käyttää myös muita mekaanisen kestävyyden ja tulen-kestävyyden parantamiseen tarkoitettuja lisäaineita, esim. paisuvia savia ja pitkiä mineraalikuituja.

10

Seuraavaksi keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti seuraa-villa esimerkeillä, joita ei kuitenkaan ole tarkoitettu millään tavoin rajoittamaan sitä.

15 ESIMERKKI 1

Valmistetaan vesisuspensio seoksesta, jossa on 77 osaa selluloosakuituja, joiden SCHOPPER-RIEGLER jauhatusaste on 20°, 23 osaa lasikuituja, joiden pituus on 3,2 mm ja hal-20 kaisija 11 mikrometriä, ja 0,4 osaa polyamidi-amiini-epi- kloorihydriinityyppistä kosteudensuoja-ainetta. Tämä suspensio johdetaan tasoviiratyyppisen paperikoneen perälaa-tikkoon ja siitä valmistetaan paperia, jonka neliömassa on 90 g/m2. Tämä pohjapaperi imeytetään liimapuristimessa 25 oksidoidun maissitärkkelyksen vesisuspensiolla siten, että tärkkelysmäärää vaihdellaan välillä 0 - 29,5 g/m2. Mitataan murtolujuus konesuunnassa ja poikkisuunnassa.

Saadaan seuraavat tulokset: 30 6 98749 Tärkk. Neliö Murtoluj. Murtoluj. Orgaaniset määrä massa konesuunn. poikkisuunn. aineet g/m2 daN/15 mm daN/15 mm g/m2 5 0 90 6,4 3,55 69 8,9 98 13,35 5,9 78 19 110 16,55 7,75 88 29,5 124 18,4 9,05 99 10 Nähdään, että vaadittua murtolujuutta konesuunnassa ei saavuteta, mutta palavien orgaanisten aineiden kokonaisne-liömassa on alle 105 g/m2.

ESIMERKKI 2 15

Toistetaan esimerkki 1 muuttaen pohjapaperin neliömassaa. Lähdetään pohjasta, jonka neliömassa on 120 g/m2, ja joka sisältää 23 osaa lasikuituja ja 77 osaa selluloosakuituja. Imeytetään liimapuristimessa tärkkelyksellä vaihdellen 20 määrää välillä 0-30 g/m2.

Saadaan seuraavat tulokset: Tärkk. Neliö Murtoluj. Murtoluj. Orgaaniset 25 määrä massa konesuunn. poikkisuunn. aineet g/m2 daN/15 mm daN/15 mm g/m2 0 119 10,0 5,6 91 5.1 122 13,0 6,65 96 30 10,2 127 16,4 7,6 101 20,7 142 21,7 10,6 112 30.1 150 23,2 12,1 121 Nähdään, että konesuunnassa voidaan saavuttaa murtolujuus 35 yli 20 daN ja poikkisuunnassa yli 6 daN. Tällöin pintakerros kuitenkin sisältää yli 105 g/m2 palavia orgaanisia aineita.

7 98749 ESIMERKKI 3

Toistetaan esimerkki 1 lähtien pohjasta, jonka neliöroassa on 105 g/m2. Se imeytetään liimapuristimessa tärkkelysmää-5 rällä 25 g/m2. Saavutetaan sekä kone- että poikkisuunnassa raja-arvot ylittävä murtolujuus, samalla kun palavien orgaanisten aineiden määrä on 105 g/m2, jolloin tulos on samalla kertaa sekä mekaanisen lujuuden normit että tulen-kestävyysnormit täyttävä.

10

Kuvan 1 käyrät esittävät pystyakselilla olevaa murtolujuut-ta vaaka-akselilla olevan tärkkelysmäärän funktiona.

ESIMERKKI 4 15 Käytetään esimerkin 3 mukaisesti valmistettua arkkia, ja kerrostetaan sille kipsiseos, joka sisältää: 56,6 % kalsiumsulfaatin dihydraattia 0,35 % hienojakeista kipsiä 20 0,08 % melamiini/formaldehydin kondensaattia 0,07 % natriumlauryylieetterisulfaattia 0,4 % hydrolysoitua ja eetteröityä tärkkelystä 42.5 % vettä 25 Kipsiseoksen päälle asetetaan toinen esimerkin 3 mukainen arkki.

Levyn valmistusnopeus on 45 m/min. Kipsilevyn paksuus on 12.5 mm.

30

Levy kuivataan, ja saadaan kipsilevy, joka ei kaipaa pintakäsittelyä toisin kuin lasiharsoja käyttäen valmistetut levyt. Levy täyttää normin NF P72-302 ja luokituksen M0 vaatimukset.

Claims (9)

98749 8

1. Kipsilevyn paperipohjainen pintakerros, tunnettu siitä, että se sisältää: 5. ainakin 15 % lasikuituja, loppuosan 100 %:iin asti ollessa selluloosa- kuituja, ja että paperiin on imeytetty kerros jäykistysainetta.

2. Ytskikt enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att n det inneh&ller högst 105 g/m brännbart organiskt material.

2. Vaatimuksen 1 mukainen pintakerros, tunnettu siitä, että se sisältää enintään 105 g/m2 palavia orgaanisia aineita.

3. Ytskikt enligt patentkrav 1 och 2, kännetecknat där av, att det innehäller 15-25 delar avkapad glasfiber, 50 -90 delar cellulosa och 15-30 delar förstyvningsmedel.

3. Vaatimuksien 1 ja 2 mukainen pintakerros, tunnettu 15 siitä, että se sisältää 15 - 25 osaa katkottuja lasikuituja, 50 - 90 osaa selluloosaa ja 15 - 30 osaa jäykistysainetta .

4. Ytskikt enligt nägot av patentkraven 1-3, känneteck nat därav, att det har följande sammansättning: - 19 delar glasfiber, 10 98749 - 62 delar cellulosafiber, - 19 delar stärkelse.

4. Jonkin vaatimuksen 1-3 mukainen pintakerros, tunnettu 20 siitä, että sillä on seuraava koostumus: 19 osaa lasikuituja, 62 osaa selluloosakuituja, 19 osaa tärkkelystä.

5. Ytskikt enligt nägot av patentkraven 1-3, känneteck-5 nat därav, att baspappret har följande sanunansättning: - 23 delar glasfiber, - 77 delar cellulosafiber, varvid detta baspappers ytvikt är 105 g/m2 och det är impregnerat med 25 g/m2 impregeneringsmedel. 10

5. Jonkin vaatimuksen 1-3 mukainen pintakerros, tunnettu siitä, että sen pohjapaperilla on seuraava koostumus: 23 osaa lasikuituja, - 77 osaa selluloosakuituja, tämän pohjapaperin neliömassan ollessa 105 g/m2 ja sen ollessa imeytetty 25 30 g/m2:llä.

6. Gipsskiva, känneteckad därav, att den innehäller, be-räknat i vikt-% pä gipsvikten: - 0,4 - 1 % härdningsaccelerator, - 0 - 0,2 % fluidisanter, 15 - 0,02 - 0,1 % ytaktiva ämnen.

6. Kipsilevy, tunnettu siitä, että se sisältää, painoprosentteina kipsin painosta laskettuna: 0,4 - 1 % kovettumisen nopeuttajaa, 35 0 - 0,2 % fluidisantteja, 0,02 - 0,1 % pinta-aktiivisia aineita. Il 9 98749

7. Gipsskiva enligt patentkrav 6, kännetecknad därav, att härdningsacceleratorn bestär av finfördelad gips med en medeldiameter pä 5 - 10 micrometer, och som är skyddad 20 med 1- 5 % ytaktiva ämnen.

7. Vaatimuksen 6 mukainen kipsilevy, tunnettu siitä, että kovettumisen nopeuttaja muodostuu hienojakeisesta kipsistä, jonka keskihalkaisija on 5 - 10 mikrometriä, ja joka on suojattu 1-5 %:lla pinta-aktiivisia aineita. 5

8. Gipsskiva enligt patentkrav 6 eller 7, kännetecknad därav, ett fluidisanterna är valda av ammoniumlignosulfo-nat och kondensanter av natriumnaftalensulfonat/formalde- 25 hyd eller melamin/formaldehyd.

8. Vaatimuksien 6 tai 7 mukainen kipsilevy, tunnettu siitä, että fluidisantit on valittu ammoniumlignosulfonaa-tista ja natriumnaftaleenisulfonaatti/formaldehydin tai melamiini/formaldehydin kondensaateista.

9. Jonkin vaatimuksen 6-8 mukainen kipsilevy, tunnettu siitä, että pinta-aktiiviset aineet ovat natriumlauryyli-e e tt er i su 1 f a a tt e j a. 15 20 l. Pappersbaserat ytskikt för gipsplattor, kännetecknat därav, att den innehäller: - ätminstone 15 % glasfiber - resten ända tili 100 % cellulosafiber och att pappret är impregnerat med ett förstyvningsmedel. 25

9. Gipsskiva enligt nägot av patentkraven 6-8, kännetecknad därav, att de ytaktiva ämnena är natriumlauryle-tersulfater.