NL8303918A

NL8303918A - Gipsplaat.

Info

Publication number: NL8303918A
Application number: NL8303918A
Authority: NL
Original assignee: United States Gypsum Co
Priority date: 1982-11-15
Filing date: 1983-11-15
Publication date: 1984-06-01
Also published as: NZ206000A; GB8330286D0; CA1212506A; GB2130265A; JPS59100799A; GB2130265B; FR2536012B1; MX167220B; FR2536012A1; NL187736B; NL187736C; US4853085A; GB8329259D0

Description

PPS^"---- t t N.0. 32.144 '

Gipsplaat

De uitvinding heeft betrekking op gipsplaat en op de toepassing van een neutraal gelijmd papier als dekvel bij de vervaardiging van gipswandplaat.

Papier voor gipsplaat wordt gewoonlijk geproduceerd door het in 5 brijvorm brengen van afvalpapiermaterialen zoals oud gegolfd papier of kraft-snijdsels en afvalkrantenpapier. Bij het reinigen, zeven en malen van de gesuspendeerde materialen in suspensie in water wordt het te verwerken papiermateriaal nog verder met water verdund en vervolgens gevormd door ontwateren van de papierlagen op verscheidene continu be-10 wegende cilinders van gaas, waarop de afzonderlijke lagen met elkaar worden verenigd door een draagvilt. De zwakke papierbaan wordt vervolgens in een perszone ontwaterd, waarbij water uit de papierbaan wordt geperst. Het geperste papier wordt gedroogd in een verscheidene cilinders omvattende droogzone, waarbij aan elke cilinder stoom wordt toege-15 voerd. Het gedroogde papier wordt onderworpen aan een uitpers- of ka-landerbehandeling om een gelijkmatige dikte te krijgen en wordt vervolgens tot rollen opgewikkeld. Het papier wordt vervolgens gebruikt als papieren dekvellen voor het vormen van gipswandplaat door een suspensie van gebrand gips tussen twee vellen te brengen en het gips hard te la-20 ten worden en te laten drogen.

Het gewoonlijk voor gipswandplaat gebruikte papier heeft bepaalde beperkingen met betrekking tot de toepassing van energie in de vorm van warmte. Op de eerste plaats heeft het bepaalde beperkingen ten aanzien van het draineren bij het vormen en persen en voorts nog beperkingen 25 door de droogsnelheid. De beperkingen betreffende de draineersnelheid betekent een groot energieverbruik voor het drogen van papier in de papierfabriek. Het zou zeer gewenst zijn, te beschikken over een meer poreus papier voor de toepassing als papieren dekvellen bij het vormen van gipswandplaat teneinde een aanzienlijke vermindering van de hoe-30 veelheid voor het drogen gebruikte energie mogelijk te maken terwijl toch een papier wordt verschaft, dat de vereiste fysische eigenschappen met betrekking tot de fysische sterkte bezit zelfs wanneer minder pulp wordt gebruikt.

Volgens de uitvinding wordt gipswandplaat verschaft, bestaande uit 35 een kern van hard geworden calciurasulfaat-dihydraat en een papieren dekvel, dat op elk oppervlak daarvan gelijmd is, waarbij elk papieren dekvel omvat: (A) een overwegende hoeveelheid cellulosevezels; _ -ïi 8303918 2 > Λ

«t A

(Β) een inwendige lijm, omvattend een cyclisch dicarbonzuuranhy-dride met de structuur volgens de formule 1 van het formuleblad, waarin R een dimethyleen- of trimethyleengroep voorstelt en R' een hydrofobe groep met 5 of meer koolstofatomen voorstelt, zoals een alkyl-, alke-5 nyl-, aralkyl- en aralkenylgroep, (C) een kationogeen middel, en (D) een bufferend middel, dat een zout is van een betrekkelijk sterke base en een betrekkelijk zwak zuur, dat het papier tijdens de vorming op een pH van ten minste 7 houdt.

10 Het als dekvel gebruikte papier is een papier, dat na de vorming is behandeld met een oppervlaktelijmmiddel, teneinde een betere hechting met de gipskern te verschaffen.

Bij het vervaardigen van het dekvel kan een snelle droging worden verkregen met minder dan de normaal vereiste hoeveelheid energie in de 15 vorm van warmte en het gerede papier heeft een goede poreusheid, treksterkte en brandwerende eigenschappen. Wanneer het papier wordt gebruikt als papieren dekvellen voor de vervaardiging van gipswandplaat, vergemakkelijkt de poreusheid en het geringe gewicht van het papier het drogen en hard worden van de gerede wandplaat.

20 Gevonden werd, dat de toepassing van een inwendige neutrale of enigszins basische lijm een papiervel oplevert, dat sterker is dan een papiervel, vervaardigd met een zure lijm, zoals natuurhars en aluin. Derhalve kan een vel worden verkregen met een sterkte, die vergelijkbaar is met de sterkte van een gebruikelijk, met natuurhars/aluin ge-25 lijmd vel, terwijl minder cellulosevezels worden gebruikt. Dit resulteert in een dunner vel, dat gemakkelijker en sneller wordt ontwaterd en dat minder warmte voor het drogen vereist, waardoor aanzienlijke brandstofbesparingen worden bereikt. Anderzijds kunnen zwakkere en minder dure vezels worden gebruikt aangezien neutrale lijm de vezels niet 30 zwakker maakt. Wanneer een zure lijm, zoals natuurhars en aluin, wordt gebruikt, worden de vezels aanzienlijk verzwakt. Een met aluin en natuurhars gelijmd vel is van nature zuur wegens de toevoeging van het aluin. In zure toestand zijn de vezels, waaruit het vel bestaat, stijf en in het algemeen buisvormig en niet-gelijkvormig. Dientengevolge is 35 de door deze vezels verschafte hechting slechter dan de hechting, die kan worden verkregen met meer gelijkvormige vezels. Met neutrale lijm geproduceerd papier bestaat daarentegen uit vezels, die gelijkvormig zijn. Deze nemen gemakkelijker een vlakkere positie in dan vezels, die worden blootgesteld aan zuur. Dientengevolge verschaffen ze een betere 40 hechting en een betere sterkte. Derhalve kunnen, zoals reeds is ver- 8303018 > » ^ A · 3 meld, de verbeterde eigenschappen met betrekking tot de sterkte van het vel, die worden verleend door de neutraal gelijmde vezels, worden toegepast voor het verminderen van het basisgewicht van het vel, d.w.z. de hoeveelheid van de gebruikte materialen, en/of voor het verminderen van 5 de hoeveelheid hard materiaal ("hard stock”), die wordt gebruikt om de sterkte van het vel te handhaven. Bovendien kan bij het toepassen van Manilla-papier een aanzienlijk grotere hoeveelheid zacht materiaal ("soft stock") worden gebruikt. Dit wordt mogelijk gemaakt door de verbeterde sterkte van het vel onder dezelfde omstandigheden, waarbij een 10 neutrale lijm wordt toegepast. Dezelfde voordelen worden verkregen wanneer andere papiersoorten worden toegepast.

Het kationogene middel is bij voorkeur kationogeen zetmeel. Dit heeft verscheidene functies. Op de eerste plaats dient het als een emulgerend medium, waarin de lijmdeeltjes worden gedispergeerd. Op de 15 tweede plaats dient het voor het bekleden van de afzonderlijke lijra-deeltjes om deze te beschermen tegen hydrolyse. Op de derde plaats verleent het kationogene zetmeel een positieve lading aan de afzonderlijke lijmdeeltjes, waardoor deze gescheiden van elkaar blijven. Op de vierde plaats dient het kationogene zetmeel voor het elektrostatisch binden 20 van de lijmdeeltjes aan de afzonderlijke cellulosevezels. Op de vijfde plaats dient het kationogene zetmeel als een retentie-hulpmiddel of bindmiddel voor de lijmdeeltjes en houdt deze aan de cellulosevezels gehecht. Op de zesde plaats vergroot het kationogene zetmeel de treksterkte van het gerede papier door verbetering van de hechting van de 25 vezels onderling. Tenslotte dient het kationogene zetmeel als een retentie-hulpmiddel om de bufferdeeltjes, zoals calciumcarbonaat, op de papiervezels vast te houden.

Het bufferende middel wordt gebruikt cm de inwendige lijm op een pH van ten minste 7 en bij voorkeur 7-7,8 te houden. Hierdoor wordt 30 voorkomen, dat zure omstandigheden optreden, die schadelijk zouden zijn voor de sterkte van de vezels. Indien het zure karakter van stofmassa in het systeem niet wordt geneutraliseerd door de aanwezigheid van de buffer, wordt het systeem zuur door het zure karakter van het afvalpa-pierstofmassa en de voordelen van de neutrale lijming, zoals grote 35 sterkte van de vellen en verminderde kosten van de stofmassa, kunnen niet worden verkregen.

De oppervlaktelijming, die bij voorkeur wordt toegepast op het oppervlak van de hechtlaag, gaat migratie van zetmeel uit de gipskern tegen en draagt bij tot een betere hechting tussen het papier en de kern.

40 Geschikte materialen voor de oppervlaktelijming zijn polysiloxanharsen, 8303918 « » 4 waarvan de doelmatigheid kan worden vergroot door voor de toepassing zuur materiaal toe te voegen, wat meewerkt aan de polymerisatie van de polysiloxanhars. Geschikte zure materialen zijn aluin en boorzuur.

De volgens de uitvinding gebruikte inwendige lijmmiddelen zijn ge-5 substitueerde cyclische dicarbonzuuranhydriden met de structuur volgens de formule 2 van het formuleblad, waarin R een dimethyleen- of trime-thyleengroep voorstelt en R' een hydrofobe groep met meer dan 5 kool-stofatomen, zoals een alkyl-, alkenyl-, aralkyl- of aralkenylgroep voorstelt. Gesubstitueerde cyclische dicarbonzuuranhydriden, die vol-10 doen aan de structuurformule van het formuleblad, zijn de gesubstitueerde barnsteen- en glutaarzuuranhydriden.

Specifieke voorbeelden van de bovenbeschreven lijmstoffen zijn iso-octadecenylbarnsteenzuuranhydride, n-hexadecenylbarnsteenzuuranhy-dride, dodecenylbarnsteenzuuranhydride, dodecylbarnsteenzuuranhydride, 15 decenylbarnsteenzuuranhydride, octenylbarnsteenzuuranhydride, nonenyl-bamsteenzuuranhydride, triisobutenylbarns teenzuuranhydride, capryloxy-barnsteenzuuranhydride, heptylglutaarzuuranhydride en benzyloxybarn-steenzuuranhydride. Gevonden werd, dat optimale resultaten worden verkregen met zure anhydriden, waarin R' meer dan 12 koolstofatomen bevat.

20 Behalve de bovengenoemde afzonderlijke verbindingen kunnen ook mengsels van deze verbindingen worden gebruikt.

Tot de voorkeur verdienende neutrale lijmsamenstellingen behoren Accosize 18 en Fibran 68. Accosize 18 is een handelsmerk van de American Cyanamid Company en betreft een gesubstitueerd barnsteenzuuranhy-25 dride met in totaal 15-20 koolstofatomen, en bevat ongeveer 1 gew.% anionogeen oppervlakactief middel. Fibran 68 is een handelsmerk van de National Starch and Chemical Corporation en betreft een gesubstitueerd barnsteenzuuranhydride met in totaal 15-20 koolstofatomen. Normaliter bevat Fibran 68 geen emulgeermiddel. Het is echter voordelig een derge-30 lijk middel toe te voegen om de emulgering van het produkt te bevorderen. De gebruikte hoeveelheid lijmmiddel kan liggen in het gebied van ongeveer 0,15 gew.% tot ongeveer 0,35 gew.%, betrokken op het droge gewicht van het gerede papier. Grotere hoeveelheden kunnen zonder nadelige effecten worden gebruikt, maar een overmaat voegt weinig toe aan de 35 eigenschappen van de lijming.

Het kationogene middel dient voor het bevorderen van of levert een bijdrage aan de retentie van de lijmstoffen en om de middelen zeer dicht bij de pulpvezels te brengen. Ofschoon een groot aantal kationogene middelen alle volgens de uitvinding kunnen worden gebruikt, zoals 40 aluin, aluminiumchloride, vetaminen met een lange keten, natriumalumi- ______j 8303918 rf « 5 naat, thermohardende harsen en polyamidepolymeren, verdienen als katio-nogene middelen diverse kationogene zetmeelderivaten met inbegrip van primaire, secundaire, tertiaire en quatemaire amine-zetmeelderivaten de voorkeur. Dergelijke derivaten worden bereid uit zetmeelsoorten van 5 elk type, met inbegrip van mais-, tapioca-, aardappel-, kleefmais-, tarwe- en rijstzetmeel. Het kationogene middel kan worden gebruikt in een hoeveelheid van ongeveer 0,5 gew.% tot ongeveer 0,7 gew.%, betrokken op het droge gewicht van het papier. Een voorkeur verdienende kationogene zetmeelsoort is Sta-Lok 500, geproduceerd door de firma 10 A.E.Staley Manufacturing Company.

Het buffermateriaal kan elk van een aantal verbindingen zijn, die zouten van een kation van een sterke base met een anion van een zwak zuur zijn. Ofschoon een aantal materialen, zoals natriumcarbonaat en natriumwaterstofcarbonaat, kunnen worden gebruikt, is het bij voorkeur 15 gebruikte bufferende middel calciumcarbonaat. Dit materiaal is geschikt voor het houden van de pH van het lijmmiddel en het papier in een gebied van ongeveer 7-7,8, bijvoorbeeld ongeveer 7 tot ongeveer 7,3. Bovendien verbetert de CaC03“buffer als vulstof de poreusheid van het vel en de draineersnelheid, waardoor het drogen van het papier wordt 20 vergemakkelijkt en de hoeveelheid energie, die nodig is voor het produceren van het papier en de daarmee vervaardigde gipswandplaat, wordt verminderd. Bij voorkeur wordt een hoeveelheid van ten minste 2 gew.% gebruikt. Een hoeveelheid van meer dan ongeveer 6 gew.% is gewoonlijk niet nodig als buffer, maar grotere hoeveelheden tot 10 gew.% en meer 25 kunnen worden toegepast, waarbij het calciumcarbonaat zowel als buffer als als vulstof dient.

Het blijkt voordelig te zijn, een oppervlakte-bekleding een te brengen op de hechtlaag van het papier, d.w.z. het oppervlak van het papier dat aan de gipskern van de wandplaat wordt gehecht. Een voorkeur 30 verdienend materiaal is een epoxyhars zoals een polysiloxanemulsie RE-30, een handelsmerk van een materiaal, dat in de handel wordt gebracht door de Union Carbide Corporation. Verder is een polysiloxanemulsie Tego 5342A, een handelsmerk van een materiaal, dat wordt bereid en in de handel wordt gebracht door de Goldschmidt Chemical Corpora-35 tion, geschikt. Verder is gevonden, dat ofschoon de toepassing van een zuur materiaal voor het vergemakkelijken van het vast worden of hard worden van een lijmmiddel nadelig is wanneer de toepassing als een inwendig lijmmiddel plaats vindt, de toepassing van een zuur materiaal zoals aluin of boorzuur met het epoxy-lijmmiddel als oppervlakte-lijm 40 de harding van de epoxyhars vergemakkelijkt en, omdat het niet in het 8303918

* V

6 inwendige van het papier komt, de sterkte van de papiervezels niet nadelig beïnvloedt.

De toevoeging van een zwak zuur materiaal zoals aluin aan de verdunde polysiloxanemulsie in een concentratie van ongeveer 1 gew.% aluin 5 als vaste stof verdient de voorkeur voor het verkrijgen van goede eigenschappen. Teneinde de doelmatigheid van de toevoeging van aluin aan het voor de oppervlaktelijming gebruikte polysiloxan te onderzoeken werd een papier gebruikt, dat in het geheel niet gelijmd was. Op dit papier werd een oppervlaktelijming van 2 g/kg polysiloxan als vast ma-10 teriaal toegepast. Dit verschafte slechts nauwelijks aanvaardbare niveau’ s van de lijming, d.w.z. 1,0 g plus, Cobb test. Op een ander papiermonster werd een oppervlaktebekleding met dezelfde hoeveelheid polysiloxan als vaste stof onder toevoeging van 1,0 gew.% aluin als vaste stof toegepast. De resultaten van de lijming van deze oppervlaktebehan-15 deling waren aanzienlijk beter.

Gevonden werd, dat neutraal gelijmd papier, dat op afzonderlijke plaatsen van het oppervlak was verontreinigd met vuil, stukjes en schors, en waarvan het oppervlak was gelijmd met een onbehandelde polysiloxanemulsie (d.w.z. dat geen aluin en dergelijke was toegevoegd), de 20 neiging bezat kuiltjes te vormen in de gipswandplaat. Daaropvolgende praktijkproeven toonden aan, dat het papier in het gebied van de kuiltjes inwendig slecht gelijmd was en een aanzienlijke hoeveelheid vuil daarin bevatte.

Toen met aluin behandeld polysiloxan werd aangebracht op het op-25 pervlak van het te produceren papier trad geen vorming van kuiltjes in het plaatmateriaal op. Er wordt verondersteld, dat het met aluin aangezuurde polysiloxan niet in de gebieden van slechte inwendige lijming in het papier geraakte, terwijl het onbehandelde polysiloxan wel daarin geraakte. Door dit in het papier geraken wordt het doel van het polysi-30 loxan voorbijgestreefd. Dit doel was het papier een gelijkmatige lijming te geven ter verkrijging van een plaatmateriaal dat vrij is van kuiltjes. Er wordt verondersteld, dat wanneer een opervlaktelijm in het papiervel geraakt, deze niet beschikbaar is aan het oppervlak van het papier om oppervlaktelijming te verschaffen.

35 Met aluin behandelde polysiloxanlijm is het meest doelmatig wan neer het wordt toegepast op het oppervlak van een vel met als vulstof een materiaal zoals calciumcarbonaat, dat als buffer dient. Wanneer het met aluin behandelde polysiloxan in aanraking komt met het calciumcarbonaat, verandert de pH van 3,5-4,0 in neutraal. Er wordt veronder-40 steld, dat dit tot gevolg heeft dat het polysiloxan uithardt op het op- 8303918 J 4 7 pervlak van het papier, waarbij de gewenste gelijkmatigheid van de lij-ming wordt verschaft. De aluintoevoeging lijkt geen aanzienlijk nadelig effect op de treksterkte van het resulterende papier noch enig zichtbaar nadelig effect op de stabiliteit van de polysiloxanemulsie of de 5 neiging tot polymerisatie ervan te hebben. Welk hardingseffect ook plaats vindt, het geschiedt wanneer het polysiloxan wordt aangebracht op het oppervlak van het niet-gelijmde, neutrale en 5 gew.% calciumcar-bonaat als vulstof bevattende papier.

Bij de uitvoering van de in het onderstaande beschreven experimen-10 ten werden de fabrieksapparatuur en de hoeveelheden van de materialen op fabrieksschaal toegepast. Bij het produceren van het neutraal gelijmde papier werd de algemene werkwijze toegepast, die in het onderstaande wordt beschreven als werkwijze A. Bij het produceren van papier volgens de gebruikelijke formuleringen onder toepassing van zure lijm 15 voor de toepassing als controle of ter vergelijking, werd de in het onderstaande als werkwijze B aangeduide werkwijze gebruikt.

Werkwijze A

Eerst werd op de volgende wijze een mengsel van kationogeen zetmeel en neutrale lijm bereid. Een tevoren gegeleerde, in vlokvorm ge-20 brachte kationogene zetmeelsoort zoals aardappel- of maïszetmeel, werd met een toevoerinrichting voor droog materiaal gedoseerd in de opening van een eductor van het vultrechter-type gebracht, waarin het kationogene zetmeel werd bevochtigd met koud vers water en vervolgens werd afgevoerd naar een met tegels bekleed voor gebruik gereedstaand reservoir 25 van ongeveer 13,65 m^.

De kationogene zetmeeloplossing met een gehalte aan vaste stoffen van 3,5 gew.%, werd van het reservoir via een stromingsmeter naar een meng-T-stuk gepompt, waarin het neutrale lijmmiddel, een olieachtig vloeibaar gesubstitueerd barnsteenzuuranhydride, dat 1-3 gew.% emul-30 geermiddel bevatte, werd gemengd met de kationogene zetmeeloplossing.

Het mengsel werd vervolgens door een emulgeerinrichting geleid, waarin het lijmmiddel werd geëmulgeerd in de kationogene zetmeeloplossing als het emulgerende medium. De emulgeerinrichting kan een turbinepomp, een homogeniseerinrichting met verscheidene schoepen, een eductor of elke 35 andere inrichting zijn, die het zetmeel-lijmmiddel voldoende turbulentie zal verschaffen teneinde de deeltjesgrootte van het lijmmiddel te verkleinen tot een grootte beneden 5 ym. De deeltjesgrootte is bij voorkeur 1-2 ym.

Bij het uitvoeren van de werkwijze moet een voldoende volume en 40 concentratie van zetmeel worden gebruikt cm een minimale verhouding 8303918 4 » 8 t *.

van vast zetmeelmateriaal en lijmmiddel van 2/1 te handhaven. De gebruikte hoeveelheid vast zetmeelmateriaal ligt in het algemeen tussen 5 en 7 g/kg papier. De uiteindelijke lijmmiddelconslstentie in de zet-meel-lijmemulsie wordt na het emulgeren ingesteld door verdunnen met 5 zetmeeloplossing. De op de bovenbeschreven wijze bereide neutrale lijm werd vervolgens toegevoegd aan de stofmassa voor de papiermachine.

Een mengsel van harde en zachte materialen in diverse verhoudingen, zoals oud gegolfd materiaal en/of krantenpapier werd in de vorm van een pulp gebracht, gereinigd en gemalen en vervolgens afgevoerd 10 naar een met tegels beklede stofkast van de machine van ongeveer 114 m^. Calciumcarbonaat werd toegevoegd aan het papiermateriaal in de stofkast; de hoeveelheid hiervan bedroeg 2,5 gew.%, betrokken op het totale droge materiaal met inbegrip van calciumcarbonaat. Het resulterende materiaal, aangeduid als "machine" werd vervolgens met een con-15 centratie aan droge stof van 3½ gew.% "oven dry" naar de mengbakken van de vormzone van de papiermachine gepompt.

De neutrale lijmemulsie, die op bovenbeschreven wijze was gevormd, werd gelijkmatig aan stofmassa voor de machine in de mengbakken van de papiermachine toegevoegd in een hoeveelheid van 1,5-3,5 g per kg pa-20 pier, afhankelijk van de natuurlijke lijmeigenschap van de stofmassa en de benodigde hoeveelheid lijm van het gerede papier. De stroom van de stofmassa en lijm werd naar zeven afzonderlijke mengbakken geleid en van daaruit naar zeven afzonderlijke waaierpompen, waarin de lijm bevattende stofmassa met gerecirculeerd wit water van de papiermachine 25 werd verdund tot een concentratie van ongeveer 0,5-1,5 gew.%. De verdunde, gelijmde stofmassa of de vezelsuspensie werd door middel van de waaierpompen naar de continu bewegende vormcilinders van de papiermachine gepompt, waar de stofmassa werd gevormd tot afzonderlijke lagen, die met elkaar werden verenigd op een continu bewegend draagvilt. Het 30 water werd afgevoerd door de zeefomhulling van de cilinders en stroomde terug naar de afzonderlijke waaierpompen, waar het voor verdunning werd gebruikt. Zo werd een uit zeven lagen bestaand vel met een concentratie van 23-25 gew.% vaste stof gevormd en op continu bewegende viltdragers door de perszone van de papiermachine geleid, waarin het gehalte aan 35 vaste stof van het vel werd verhoogd tot 40-45 gew.%. Het vel zelf werd vervolgens in de droogzone geleid, waarin het werd gedroogd tot een vochtgehalte van 1,5-2,5 gew.% onder toepassing van continu draaiende droogcilinders, belast met een minimale stoomdruk van 241 kPa. Voor het harden van de lijm was een minimale temperatuur van het vel van 132°C 40 vereist.

8303918 < 9 * %

Een polysiloxanemuls ie als oppervlaktenjm werd bereid in een roestvrij stalen vat van ongeveer 1,14 m^ in een verhouding van aluin-oplossing van l%/2%, waarbij deze hoeveelheden betrekking hebben op de materialen, zoals ze gebruikt zijn. Het werkelijke gehalte van polysi-5 loxan en aluin is 0,4 gew.% resp. 1 gew.%, betrokken op droge stof. Deze verdunde lijmemulsie werd naar een waterbak gepompt, die was verbonden met de King-wals van de kalanderinrichting, die direct volgt op de droogzone. Het gedroogde vel papier werd bij het kennen uit de droogzone in aanraking gebracht met een film van een verdunde polysiloxanemulsie, 10 die door de King-wals werd opgebracht op de zijde van het papier, die vervolgens de hechtlaag vormt. De hoeveelheid van de polysiloxanemulsie, die op deze wijze werd aangebracht, varieerde van 0,15 tot 0,25 g/kg papier. Het doel van het opbrengen van het polysiloxan was het verlenen van een gelijkmatige lijming aan de zijde van het papier, 15 waarop zich de hechtlaag bevond. Aan de polysiloxanemulsie werd aluin toegevoegd om het harden van het polysiloxanpolymeer op het oppervlak van het papier te bevorderen.

Werkwijze B

Bereiding van gebruikelijk met natuurhars en aluin gelijmd papier voor 20 vergelijkingsdoeleinden.

Natuurharslijm, die met een gehalte aan vaste stoffen van 86 gew.% was verkregen, werd verdund en geëmulgeerd in een emulgeerinrichting en vervolgens als een verdunde emulsie bewaard. De natuurharslijmemulsie werd vervolgens via een reeks rotameters naar de mengbakken gepompt, 25 waarbij de emulsie gedoseerd in elke mengbak werd gebracht. Aluin met een gehalte aan vaste stof van 50 gew.% werd verder verdund tot een oplossing met een concentratie van ongeveer 300 kg/m^ en vervolgens naar mengbakken gepompt na een reeks rotameters, waarbij het aluin vervolgens in de gewenste hoeveelheden over de mengbakken werd verdeeld. Het 30 aluin en de natuurhars werden vervolgens in aanraking gebracht met de machine-stofmassa, waarbij het vezelmateriaal naar de papiermachine werd geleid. Het mengen werd uitgevoerd in de mengbakken, waaruit de stofmassa en de lijm en het aluin door de waaierpomp stroomden, op welk punt de stofmassa werd verdund met wit water uit de papiermachine. Ver-35 volgens liet men dit verdunde materiaal naar vormcilinders van de papiermachine stromen, waar de stofmassa in de vorm van afzonderlijke lagen werd gebracht. Zeven lagen werden verenigd, waarbij een vel werd gevormd, en op een draagvilt geplaatst. Het gelijmde vel werd vervolgens op draagvilten naar de perszone geleid en van daaruit overgebracht 40 in de droogzone. Het vel werd vervolgens over draaiende droogcilinders S 3 0 3 9 1 8 10 ( *- ► t geleid, waarin voor het drogen stoom werd ingeleid. Vervolgens werd het vel in de natte inrichting ("wet stack") gebracht, waarin het in aanraking werd gebracht met een verdunde polysiloxanemulsie. Er werd voldoende aluin inwendig op het vel aangebracht om retentie van natuur-5 harslijm te verschaffen en het harden van de polysiloxanemulsie te vergemakkelijken, die vervolgens werd opgebracht op het papier onder vorming van de oppervlaktelijming. Het papier werd daarna door de droge inrichting ("dry stack") geleid en op een haspel gewikkeld voor daarop volgend gebruik bij de vervaardiging van gipswandplaat.

10 In de onderstaande voorbeelden wordt de produktie van diverse kwa liteiten papier beschreven, die worden gebruikt voor het vervaardigen van gipwandplaat. De produktie van vijf basiskwaliteiten wordt toegelicht. Deze zijn 1. Manilla-papier, 2. krantenpapier, 3. sheathing-pa-pier (tweezijdig met sterk papier beklede laag van bitumen met vezelma-15 teriaal), 4. papier voor toepassing met pleister en 5. papier, dat bestand is tegen water, voor toepassing onder zeer vochtige omstandigheden. Voorbeelden van elk van deze materialen werden geproduceerd onder toepassing van de neutrale lijm en de oppervlaktelijm, voor de toepassing volgens de uitvinding. Bovendien werden voorbeelden van elk pa-20 piertype geproduceerd met gebruikelijke natuurhars en aluin als inwendige lijm voor vergelijkingsdoeleinden.

Voorbeeld I

Neutraal gelijmd papier van het Manilla-type voor de toepassing volgens de uitvinding werd bereid volgens de bovenbeschreven werkwijze 25 A. De samenstelling en de eigenschappen van het materiaal volgens voorbeeld I worden beschreven in tabel A.

Voorbeeld II

Volgens werkwijze B werd een Manilla-papier geproduceerd onder toepassing van de gebruikelijke aluin en natuurhars bevattende inwen-30 dige lijm. De samenstelling en eigenschappen worden weergegeven in tabel A.

Het papier wordt gebruikt voor de voorzijde van gipswandplaat, welke zijde zichtbaar is, wanneer de plaat op de lattenconstructie wordt bevestigd. Zowel voorbeeld I en II bestaat het papier uit vijf 35 lagen vulmateriaal, geproduceerd uit kraft-snijdsels en afvalkrantenpapier, en twee buitenlagen, geproduceerd uit afvalmateriaal van dekbladen ("flyleaf shavings stock"). Aan de hand van de in tabel A aangegeven waarden kunnen de eigenschappen van het neutraal gelijmde Manilla-papier worden vergeleken met die van het met aluin en natuurhars ge-40 lijmde papier.

_______ 8303918 * k 11

Zoals blijkt uit tabel A maakt de toepassing van een neutrale lijm in het papier een grote vermindering mogelijk van de hoeveelheid lijm-middel en aluin, die wordt gebruikt voor het lijmen van het papier. De neutrale lijm maakt ook een aanzienlijke vermindering mogelijk van de 5 hoeveelheid pol7siloxan-oppervlaktelijm en maakt een toename van 6% mogelijk van de hoeveelheid van het gebruikte, goedkopere zachte materiaal. De boven aangegeven verbeteringen van de samenstelling werden bereikt met een vermindering van 4% van het gewicht per oppervlakte-eenheid van het vel, een toename van 14% van de treksterkte in de 10 machine-richting en een onbeduidend geringe verandering van de bestand-heid tegen water van de hechtende bekleding en de bovenbekleding. De proef, die de mate van de bestandheid tegen water van de bovenbekleding aangeeft, is de uitspreidproef van de bekleding, die een omgekeerde relatie met de bestandheid tegen water bezit en de uitgestrektheid omvat 15 van de uitspreiding van een druppel in een tijdseenheid. De Cobb-test, waarbij het gewicht van het per oppervlakte-eenheid opgenomen vocht wordt gemeten, is een omgekeerde indicatie van de bestandheid tegen water van de hechtende bekleding. Bij Manilla-papier verschaft de toepassing van neutrale lijm ook een toename van 7,5% van de snelheid van de 20 papiermachine of de snelheid waarmee het papier wordt geproduceerd, en een vermindering van 5% resp. 13,5% van de elektrische energie reep. de voor het drogen dienende stoom, die een rol spelen bij de werkwijze voor het produceren van papier.

In de volgende twee voorbeelden wordt de vervaardiging van kran-25 tenpapier ("newslined paper") beschreven, welk papier in het algemeen wordt aangebracht op de achterzijde van de gipsplaat, die op lattencon-structies wordt bevestigd. Het papier bestaat uit zeven lagen vulmateriaal, geproduceerd uit oud gegolfd papier en afvalpapiersnijdsels van telefoongidsen.

30 Voorbeeld III

Krantenpapier werd volgens werkwijze A geproduceerd onder toepassing van neutrale lijm. De samenstelling en gemeten eigenschappen worden aangegeven in tabel B.

Voorbeeld IV

35 Krantenpapier werd volgens werkwijze B geproduceerd met gebruike lijke natuurhars en aluin bevattende lijm. De samenstelling en eigenschappen worden aangegeven in tabel B.

De resultaten van de proeven, die worden aangegeven in tabel B, duiden er op, dat de toepassing van neutrale lijm een vermindering van 40 4% van het gewicht per oppervlakte-eenheid van het vel en een verminde- 8303918 » « 12 ring van 11% resp. 17% van het elektrisch energieverbruik resp. het verbruik van de voor het drogen dienende stoom mogelijk maakte. Door de neutrale lijm nam de machinesnelheid of de produktiesnelheid met 5% toe. Deze verbeteringen werden verkregen zonder dat vermindering van de 5 treksterkte of enige aanzienlijke vermindering van het gebruikte zachte materiaal optrad.

De volgende twee voorbeelden illustreren de bereiding van shea-thing-papier. Sheathing-papier is een papiersoort, die in grote mate bestand is tegen water en op dezelfde wijze wordt geproduceerd als 10 krantenpapier, en wordt aangebracht op zowel de voor- als achterzijde van wandplaat, die is behandeld met een emulsie van asfalt en was. Het papier wordt vervolgens volgens gebruikelijke werkwijzen aan de buitenzijde onderworpen aan een oppervlaktelijming met een emulsie van asfalt en was. De met een gipskern gevormde sheathing-plaat wordt gebruikt als 15 buitenwandplaat en wordt bekleed met een geschikt materiaal voor de zijden ("siding material").

Voorbeeld V

Een sheathing-papier wordt volgens werkwijze A bereid met neutrale lijm. De samenstelling en de gemeten eigenschappen worden aangegeven in 20 tabel C.

Voorbeeld VI

Een sheathing-papier werd volgens werkwijze B geproduceerd onder toepassing van natuurhars en aluin bevattende lijm. De samenstelling en de gemeten eigenschappen worden aangegeven in tabel C.

25 Om te voldoen aan de eisen met betrekking tot de bestandheid tegen water is in sheathing-papier minder neutrale lijm dan aluin en natuurhars bevattende lijm vereist.

In de volgende voorbeelden VII en VIII werden papiersoorten geproduceerd, die geschikt zijn voor de toepassing als voorzijde-papier van 30 gipsplaat, dat vervolgens wordt gedecoreerd met pleister. Hierbij worden aan de voorzijde speciale eisen met betrekking tot de waterabsorp-tie gesteld om de natte pleister te laten hechten aan het papieropper-vlak. Het papier bestaat typisch uit drie niet-gelijmde bekledingslagen ("liner plies") aan de buitenzijde, die worden gevormd uit geverfd af-35 valkrantenpapier, en vier vulmateriaal-lagen, die zijn geproduceerd uit oud gegolfd papier en afvalkrantenpapiermateriaal. De dikte van de bekledingslagen wordt ingesteld om de vereiste mate van waterabsorptie te verschaffen. Alleen de onderste drie vulmateriaallagen zijn inwendig gelijmd.

40 Voorbeeld VII

8303918 , ο 13

Een papier, dat geschikt is voor de toepassing in gipsplaat, dat geschikt is om te worden gedecoreerd met pleister, werd volgens werkwijze A geproduceerd met neutrale lijm. De formulering en gemeten eigenschappen worden aangegeven in tabel D.

5 Voorbeeld VIII

Een papier voor de vervaardiging van gipsplaat, dat geschikt is voor het decoreren met pleister, werd bereid met gebruikelijke formuleringen en gelijmd met natuurhars en aluin, zoals wordt beschreven bij werkwijze B. De formulering en bepaalde eigenschappen worden aangegeven 10 in tabel D.

Uit de resultaten blijkt, dat het neutraal gelijmde papier voor het decoreren met pleister voordelen biedt ten opzichte van met natuurhars en aluin gelijmd papier van hetzelfde type. Uit de waarden van tabel D blijkt, dat het voordeel is dat er weinig of geen migratie op-15 treedt van de lijm van de lagen die inwendig gelijmd zijn. Dit betekent, dat een grotere hoeveelheid van de niet-gelijmde bekleding inderdaad niet-gelijmd blijft, zodat derhalve minder bekleding nodig is om de gewenste mate van de absorptie van neutraal gelijmd papier te verkrijgen.

20 De absorptie van de bekleding wordt ook gunstig beïnvloed doordat het systeem.niet is, wat op zichzelf enige lijming van het bekledings-materiaal verschaft. In de praktijk hebben de eigenschappen van neutraal gelijmd papier tot gevolg dat een vermindering van het gewicht per oppervlakte-eenheid van 9% tot stand wordt gebracht wat vergezeld 25 gaat van een vermindering van 13% van de dikte van het papier en een aanzienlijke toename van de snelheid van de papiermachine. Een toename van de machinesnelheid van 20% wordt verkregen tengevolge van de betere eigenschappen van de drainering en de droging van het vel, wat wordt aangetoond door de vermindering van 28% van de poreusheidswaarde, die 30 omgekeerd gerelateerd is met de werkelijke poreusheid van het vel. Deze verbetering van de poreusheid blijkt uit de vermindering van 8% van de voor het drogen dienende stoom, die wordt toegepast voor het drogen van neutraal gelijmd papier.

Zoals blijkt werden onder de in tabel D aangegeven omstandigheden 35 een goede treksterkte, een goede bestandheid van de hechtende bekleding en een goede absorptie van de bovenlaag tezamen met een geringe vermindering van het zachte materiaal verkregen. De absorptieproef van de bovenlaag, waarbij het water-absorberende vermogen van de bovenlaag wordt gemeten, wordt uitgevoerd door de hoeveelheid water te bepalen, die 40 wordt opgenoraen door het vel, wanneer dit is geklemd onder een ring van 8 3 ü 3 9 1 8 . * 14 0,1016 m, die een kolom water van 21 °C bevat. De opname van water na 4 min. en een aanvullende periode van 16 min. staan worden bepaald.

In de volgende voorbeelden IX en X werd papier voor wandplaat, geschikt voor toepassingen onder zeer vochtige omstandigheden, geprodu-5 ceerd. Dit papier wordt gebruikt voor het vervaardigen van gipswand-plaat, waarin het gips is voorzien van een asfalt-wasmateriaal voor de toepassing in zeer vochtige omgevingen, zoals badkamers. Het papier wordt op dezelfde wijze geproduceerd als Manilla-papier, behalve dat de bovenlaag wordt aangezuurd met 16,5 g/kg aluin. Het aanzuren beïnvloedt 10 de vulstof, die 70-75% van het totale vel uitmaakt, niet op nadelige wijze.

Voorbeeld IX

Een papier voor wandplaat voor toepassing onder zeer vochtige omstandigheden werd volgens werkwijze A met neutrale lijm geproduceerd.

15 De formulering en eigenschappen worden aangegeven in tabel E.

Voorbeeld X

Een papier voor wandplaat, geschikt voor toepassing onder zeer vochtige omstandigheden, werd volgens werkwijze B bereid onder toepassing van gebruikelijke aluin en natuurhars bevattende lijm. De formule-20 ring en eigenschappen worden aangegeven in tabel E.

De waarden van tabel E geven aan dat de toepassing van neutrale lijm volgens voorbeeld IX op papier, dat bestand is tegen vocht, een vermindering van 4% van het basisgewicht en een vermindering van 6 resp. 9% van de treksterkte in de machine-richting resp. dwarsrichting 25 verschaft. Het papier met neutrale lijm gaf ook een toename van 4% van de snelheid van de papiermachine en een vermindering van 10% van de verbruikte elektrische energie.

De toepassing van een lijming van de bovenlaag op neutraal gelijmd papier lijkt beslist voordelig te zijn, zoals wordt aangegeven door de 30 vermindering van de opname van water van de bovenlaag volgens de Cobb-test.

Werkwijze C

Produktie van gipswandplaat

Gipswandplaat werd geproduceerd door een stuc-suspensie vanuit een 35 menger op geprepareerd papier te brengen, waarbij de bovenlaag zich aan de onderzijde bevond, terwijl het papier continu werd bewogen. Een bovenlaag met krantenpapier, werd in aanraking gebracht met het bovenste oppervlak van de suspensie en vervolgens werd het samenstel van bekle-dingspapieren en suspensie onder een vormwals geleid om de suspensie 40 gelijkmatig te verdelen en om de plaat met een gelijkmatige dwarsdoor- 8303918 15 if" 1 . r snede te vormen. De randen van het papier werden omgevouwen over de randen van het papier van de bovenlaag en de randen van de plaat werden bij dezelfde behandeling gevormd.

De natte gipsplaat werd op een continu bewegende transportband 5 door de vormzone van de plaatmachine geleid totdat de kern van de plaat volledig was gehydrateerd tot calciumsulfaat-dihydraat. Vervolgens werd de plaat getransporteerd op continu bewegende, uit stroken bestaande transportbanden naar de snijzone, waarin de plaat werd gesneden tot de gebruikelijk gewenste lengten.

10 Vervolgens werd de plaat omgekeerd met de Manilla-bekleding aan de bovenkant en in een droogoven geleid over continu draaiende rollen, waarin deze werd gedroogd tot een gelijkmatig vochtgehalte van 5-6 gew.%. De plaat werd geïnspecteerd en vervolgens als pakketten opgestapeld.

15 Onderzoek van gipswandplaat

Voordat gipswandplaat in de handel wordt gebracht, wordt het eerst onderworpen aan specifieke kwaliteitscontroleproeven om te verzekeren dat de plaat voldoet aan kwaliteitsnormen. Tot de diverse proefnemingen, die in het algemeen worden uitgevoerd, behoren de ASTM spijker-20 trekproef en proeven met betrekking tot de dwarssterkte. Ook worden proeven voor de hechting in vochtige toestand voor zowel de voorzijde als de achterzijde van de plaat, de Cobb-test voor de voorzijde en proeven met betrekking tot de bestandheid tegen de absorptie van water bij totale onderdompeling bij plaatmateriaal, dat dient voor toepassing 25 onder zeer vochtige omstandigheden en/of sheathing-plaat, en water-absorptieproeven van de voorzijde bij plaatmateriaal voor toepassing met pleister uitgevoerd.

De spijkertrekproef bestaat uit het toepassen van een steeds toenemend gewicht op een speciaal ontworpen spijker, totdat de kop door 30 het plaatmonster is getrokken. Het gewicht bij falen wordt geregistreerd.

Dwarssterkteproeven worden uitgevoerd door toepassen van een neerwaartse kracht in het midden van het monster, dat bij twee tegenover elkaar liggende buitenzijden wordt ondersteund. De naar beneden gericht 35 zijde is de zijde, die wordt beproefd. De bij falen toegepaste kracht is de gemeten dwarssterkte.

De hechtingsproef in vochtige toestand bestaat uit het bevochtigen van het plaatmateriaal gedurende 3 uren bij een relatieve vochtigheid van 90% en een temperatuur van 32,2°C, vervolgens uitoefenen van een 40 kracht op het plaatmateriaal, die voldoende is om de hechting tussen 83 03 9 1 8 ____t « 16

X V

het papier en de kern van de plaat te verbreken. De uitgeoefende kracht op het toegepaste gewicht bij falen is de maat van de hechtsterkte.

Cobb- en absorptieproeven van de voorzijde worden op de bovenbeschreven wijze uitgevoerd.

5 De absorptieproeven bij de totale onderdompeling in water worden uitgevoerd door onderdompelen van een monster van het plaatmateriaal van ongeveer 0,3048 m x 0,3048 m gedurende 2 uren in water met een temperatuur van 21°C. Het gewicht van het geabsorbeerde materiaal wordt bepaald door het verschil en omgerekend in het absorptiepercentage, be-10 trokken op het gewicht van het droge materiaal.

In de volgende·voorbeelden wordt de produktie van gipswandplaat onder toepassing van neutraal gelijmd papier volgens de uitvinding alsmede soortgelijk plaatmateriaal, bereid met gebruikelijk met natuurhars en aluin gelijmd papier, toegelicht.

15 Voorbeeld XI

Onder toepassing van volgens voorbeeld I geproduceerd papier met neutrale lijm werd gipswandplaat volgens de bovenbeschreven werkwijze C gevormd. De waarden van de eigenschappen worden aangegeven in tabel F. Voorbeeld XII

20 Onder toepassing van het volgens werkwijze B in voorbeeld II ge produceerde papier werd gipswandplaat volgens de bovenbeschreven werkwijze C vervaardigd met met natuurhars en aluin gelijmd papier. De bij proeven verkregen waarden worden aangegeven in tabel F.

Aan de hand van de waarden in tabel F kunnen de eigenschappen van 25 gipsplaat met neutraal gelijmd papier worden vergeleken met die van gipsplaat met met aluin en natuurhars gelijmd papier, waarmee normale gipswandplaat met een dikte van 1,27 cm en een plaatgewicht van 8,3-8,5 kg/m^ is vervaardigd.

De resultaten van de hechtingsproeven in vochtige toestand geven 30 aan, dat de neiging tot hechting van het neutraal gelijmde papier aanzienlijk beter is dan die van het met aluin en natuurhars gelijmde papier, betrokken op de hechtsterkte.

De waarden van de dwarssterkteproef illustreren, dat het neutraal gelijmde materiaal met krantenpapier wat betreft de sterkte beter is 35 dan het met aluin en natuurhars gelijmde papier, terwijl het neutraal gelijmde Manilla-papier wat betreft de sterkte vergelijkbaar is met het met aluin en natuurhars gelijmde papier.

Kwaliteitsproeven met betrekking tot de geschiktheid van de wandplaat voor voeg-verbindingen ("joint taping") geven aan, dat het met 40 neutraal gelijmd papier geproduceerde plaatmateriaal een even goede 8303918 . * 17 verbinding geeft als het met met aluin en natuurhars gelijmde papier geproduceerde plaatmateriaal·

Kwalitatieve proeven met betrekking tot het vermogen te kunnen worden geverfd hebben aangetoond, dat de eigenschappen ten opzichte van 5 het verven van het neutraal gelijmde Manilla-papier aan de voorzijde gelijk waren aan die van met aluin en natuurhars gelijmd voorzijdepapier, waarbij de gebruikelijke, in de handel verkrijgbare verfsoorten werden gebruikt.

In de voorbeelden XIII en XIV werd gipswandplaat vervaardigd, die 10 geschikt is voor het daarna opbrengen van pleister. Bij voorbeeld XIII werd het volgens voorbeeld VII gevormde papier gebruikt en bij voorbeeld XIV werd het volgens voorbeeld VIII gevormde papier gebruikt. In tabel G worden de resultaten van de aan gerede wandplaatmonsters uitgevoerde proeven weergegeven.

15 Met betrekking tot de gegevens in tabel G kan worden opgemerkt, dat de resultaten van de waterabsorptieproeven bij het neutraal gelijmde voorzijdepapier ruim binnen de gewenste grenzen liggen, hetgeen duidt op de geschiktheid van neutraal gelijmd papier voor de produktie van wandplaat voor pleisterdoeleinden. De waarden van de proef geven 20 bovendien aan, dat onder omstandigheden van verouderen bij blootstelling aan zonlicht tijdens de bouw, het plaatmateriaal van voorbeeld XIII, geproduceerd met de neutrale lijm, een betere hechting van de pleister aan het papier aan de voorzijde van de plaat vertonen in vergelijking met de eigenschappen van de volgens voorbeeld XIV geprodu-25 ceerde plaat, waarbij aluin en natuurhars als papierlijmmiddel worden gebruikt.

Bij de pleister-plaatproef werden plaatmonsters aan de voorzijde of achterzijde of in het geheel niet blootgesteld aan ultraviolet licht om blootstelling aan de zon te simuleren. Bij de vervaardiging van het 30 gerede produkt wordt pleister aangebracht op de voorzijde van de plaat, waarna men de pleister laat drogen. Vervolgens wordt de kwaliteit van de hechting van de gedroogde pleister aan de plaat onderzocht.

Bij de voorbeelden XV A en XVI A werd volgens werkwijze C gipswandplaat vervaardigd onder toepassing van het papier van voorbeeld IX 35 en X. Bij de voorbeelden XV B en XVI B werd volgens werkwijze C gipswandplaat vervaardigd onder toepassing van de papiersoorten van voorbeeld V en VI. De resultaten worden aangegeven in tabel H.

Voorbeelden XV A en B en XVI A en B

Gipswandplaat voor toepassing onder zeer vochtige omstandigheden en 40 voor sheathing-platen --i 8303918 ► 18

In tabel H worden de resultaten van proeven betreffende de onderdompeling in water van monsters volgens voorbeeld XV A en B van plaatmateriaal, geschikt voor toepassing onder zeer vochtige omstandigheden en sheathing-plaatmateriaal resp. geproduceerd met neutraal gelijmde 5 papiersoorten volgens de uitvinding verkregen. Ook de resultaten van proeven van monsters volgens voorbeeld XVI A en B van overeenkomstige gipsmaterialen, vervaardigd met met aluin en natuurhars gelijmde papiersoorten, worden in tabel H aangegeven.

Het is duidelijk, dat de platen, die zijn geproduceerd met neu-10 traal gelijmde papiersoorten, absorpties hebben, die vergelijkbaar zijn met die van de platen, die zijn geproduceerd met aluin en natuurhars, en liggen binnen de gewenste absorptiegebieden. Deze resultaten duiden op de geschiktheid van neutraal gelijmde papiersoorten voor de toepassing bij deze specifieke gipsplaten.

15 Kritische gebieden van de variabelen van de samenstelling en de werkwijze

In tabel I worden de gebieden aangegeven van de diverse materialen van de samenstelling, die worden gebruikt voor het produceren van het neutraal gelijmde papier, dat geschikt is voor toepassing bij het ver-20 vaardigen van gipswandplaat.

Het volgens de onderhavige uitvinding gebruikte neutraal gelijmde papier heeft in vergelijking met andere, gewoonlijk gebruikte papiersoorten verscheidene voordelen bij de toepassing als papieren dekvellen bij de vervaardiging van gipswandplaat. Omdat een neutrale lijm wordt 25 gebruikt zijn op de eerste plaats de vezels sterker en dientengevolge wordt uit een even grote hoeveelheid vezels als volgens de stand van de techniek een sterker papier geproduceerd. Anderzijds kunnen minder vezels of goedkopere vezels worden gebruikt, terwijl nog steeds dezelfde sterkte wordt bereikt als bij gebruikelijke papiersoorten, waarbij een 30 hoger percentage vezels wordt gebruikt. De toepassing van een kationo-geen zetmeel als een emulgeermiddel en retentiehulpmiddel verzekert de hechting van het lijmmiddel aan de papiervezels. De toepassing van een calciumcarbonaatbuffer houdt de suspensie van de samenstelling voor het produceren van papier neutraal of enigszins basisch en voorkomt elke 35 zure aantasting van de vezels. De toepassing van een uitwendig lijmmiddel van een epoxyhars-emulsie draagt verder bij aan de lijming van het materiaal en brengt een betere hechting tussen het papier en de gips-kern tot stand. Verder verhoogt de toevoeging van een zuur materiaal, zoals aluin, aan de epoxyhars als hulpmiddel voor het harden van de 40 epoxyhars-oppervlaktelijming in aanzienlijke mate de doelmatigheid van 83 0 3 9 1 8 19 t de uitwendige epoxylijming. Omdat het papier lichter en poreuzer is worden bovendien brandstofbesparingen bereikt bij het drogen van het papier en de gipsplaat.

.*2) 37 3 4*- ' ' * ·

TABEL A

J » 20

MANILLA-PAPIER

5 A. Ter vergelijking dienende samenstellingen, gew.% van het droge papier

Vergeleken samenstellingen Voorbeeld I Voorbeeld II Verschil 10 neutrale aluin + percentage* _lijm_natuur hars__ lijmmidel 0,43 0,70 -38,6 droge aluin 0,038 1,65 -97,7 droog kationogeen zetmeel 0,65 - 15 droog polysiloxanmateriaal 0,16 0,22 -27,3

CaC03 3,5 zacht materiaal (dekbladvezels ("flyleaf") + afvalkrantenpapier) 56,45, 53,10 +6,3 20 totale hoeveelheid vezel- materiaal 95,22 97,43 - 2,3 B. Vergelijking van de papiereigenschappen in de aangegeven eenheden 25

Vergeleken eigenschappen gewicht , kg/m^ 0,255 0,266 - 4,0 opp.eenheid 30 dikte, ym 368 419 -12,1 treksterkte, machine-richting, kg/m 1732 1518 +14,1 treksterkte, dwarsrichting, kg/m 429 420 + 2,1 35 Sheffield-poreusheld, sec. 120 90 +33,3 versn. "Cobb-test" van de hechtlaag, gram 0,60 0,55 +9,1 uitspreidproef aan de bovenlaag, uitspreiding 1,59 mm 12 10 +20,0 40 8303918 G. Vergelijking van de werkwij zevarlabelen in de aangegeven eenheden 5 21 TABEL A (vervolg)

Vergeleken variabelen snelheid van de papiermachine, m/min. 122,5 114 +7,5 10 verbruikte elektrische energie 100 kWh_ verkoopbare ton 4,30 4,52 - 4,9 15 voor het drogen gebruikte stoom 10* Joule verkoopbare ton 8,96 10,35 -13,5 * Aangeduid als: neutrale lijm - aluin en natuurhars ^q0) 20 aluin en natuurhars

3 X ^ o 1 W

j»' vr V *ti V S

TABEL B

, » 22 PAPIER MET KRANTENPAPIER C’NEWSLINED PAPER") 5 A. Ter vergelijking dienende samenstellingen, gew.% van het droge papier

Vergeleken samenstellingen Voorbeeld III Voorbeeld IV Verschil 10 neutrale aluin + percentage* lijm_natuurhars lijmmidel 0,275 0,55 -50,0 droge aluin 0,038 1,65 -97,7 droog kationogeen zetmeel 0,55 - - 15 droog polysiloxanmateriaal 0,016 0,02 -20,0

CaC03 3,5 - zacht materiaal (stukjes + telefoon- boeksnijdsels) 57,38 58,67 - 2,2 20 totale hoeveelheid vezel- materiaal 95,62 97,78 - 2,2 B. Vergelijking van de papiereigenschappen in de aangegeven eenheden 25

Vergeleken eigenschappen gewicht , kg/m^ 0,257 0,268 - 4,2 opp.eenheid 30 dikte, ym 381 419 - 9,1 treksterkte, machine-richting, kg/m 1571 1518 +3,5 treksterkte, dwarsrichting, kg/m 420 420 0,0 35 Sheffield-poreusheid, sec. 53 45 +17,7 versn. "Cobb test” van de hechtlaag, gram 0,61 0,55 +10,9 8303918 . » - 23 TABEL B (vervolg) C. Vergelijking van de werkwijzevariabelen In de aangegeven eenheden 5

Vergeleken variabelen snelheid van de papiermachine, m/min. 119 113 + 5,1 10 verbruikte elektrische energie 100 kWh_ verkoopbare ton 4,30 4,85 -11,4 15 voor het drogen gebruikte stoom 10^ Joule verkoopbare ton 8,61 10,35 -16,9 * Aangeduid als: neutrale lijm - aluin en natuurhars ^QO) 20 aluin en natuurhars

33 03 9 1 S

TABEL C

24 f 1 t

SHEATHING-PAPIER

5 A. Ter vergelijking dienende samenstellingen, gew.% van het droge papier

Vergeleken samenstellingen Voorbeeld V Voorbeeld VI Verschil 10 neutrale aluin + percentage* _lijm_natuurhars_ lijmmidel 0,275 1,30 -78,8 . droge aluin 0,038 2,45 -98,4 droog kationogeen zetmeel 0,55 - - 15 droog polysiloxanmateriaal 0,016 - -

CaC03 3,5 zacht materiaal (stukjes + telefoon- boeksnijdsels) 57,37 57,75 - 0,7 20 totale hoeveelheid vezel- materiaal 95,62 96,25 - 0,7 B. Vergelijking van de papiereigenschappen in de aangegeven eenheden 25

Vergeleken eigenschappen gewicht , kg/m^ 0,259 0,284 - 8,9 opp.eenheid 30 dikte, pm 406 457 -11,1 treksterkte, machine-richting, kg/m 1679 1482 +13,3 treksterkte, dwarsrichting, kg/m 429 393 +9,1 35 Sheffield-poreusheid, sec. 58 60 "3,3 versn. "Cobb test” van de hechtlaag, gram 0,60 0,55 +9,1 8303918 ♦ *

Cm Vergelijking van de werkwijzevarlabelen In de aangegeven eenheden 5 25 TABEL C (vervolg)

Vergeleken variabelen snelheid van de papiermachine, m/min. 118 107 +10,3 10 verbruikte elektrische energie 100 kWh_ verkoopbare ton 5,18 4,52 +14,6 voor het drogen gebruikte stoom 15 100 kWh (109 Joule) verkoopbare ton 27,45 (9,89) 29,43 (10,70) -7,6 totaal verbruikte energie 32,63 33,95 “3,3 * Aangeduid als: neutrale lijm - aluin en natuurhars ^QO) 20 aluin en natuurhars Λ *7 J» 7 p λΙ rs • ' » 26

TABEL D

PAPIER VOOR TOEPASSINGEN HET PLEISTER

5 A. Ter vergelijking dienende samenstellingen, gew.% van het droge papier

Vergeleken samenstellingen Voorbeeld VII Voorbeeld VIII Verschil neutrale aluin + percentage* 10 lijm_natuurhars lijmmidel 0,225 1,20 -81,3 droge aluin 0,038 2,20 -98,3 droog kationogeen zetmeel 0,55 - droog polysiloxanmateriaal 0,016 0,022 -27,3 15 CaC03 3,5 zacht materiaal (afvalkrantenpapier) 63,43 66,35 - 4,4 totale hoeveelheid vezel- materiaal 95,67 96,58 - 0,9 20 B. Vergelijking van de papiereigenschappen in de aangegeven eenheden

Vergeleken eigenschappen 25 gewicht , kg/m^ 0,294 0,322 - 8,6 opp.eenheid dikte, bovenlaag 203 254 -20,0 pm vulmateriaal 305 330 - 7,7 30 totaal 508 584 -13,0 treksterkte, machine-richting, kg/m 1697 1607 +5,6 treksterkte, dwarsrichting, kg/m 455 455 0,0 35 Sheffield-poreusheid, sec. 47 65 -27,7 versn. "Cobb test" van de hechtlaag, gram 0,64 0,55 +16,4 absorbtie van de bovenlaag eerst 4 min., gram, 3,2 3,2 0,0 40 verdere periode van 16 min. 0,6 0,6 0,0 8303918 C. Vergelijking van de w&rkwlj zevarlabelen in de aangegeven eenheden 5 27 TABEL D (vervolg) * *

Vergeleken variabelen snelheid van de papiermachine, m/min. 103 85 +20,4 10 verbruikte elektrische energie 100 kWh_ verkoopbare ton 4,85 5,07 "4,3 15 voor het drogen gebruikte stoom 10^ Joule verkoopbare ton 9,77 10,58 "7,7 * Aangeduid als: neutrale lijm - aluin en natuurhars ζχοο) 20 aluin en natuurhars 8303918 Λ » "> TABEL Ε 28

PAPIER VOOR WANDPLAAT VOOR TOEPASSING 5 OUDER ZEER VOCHTIGE OMSTANDIGHEDEN

A. Ter vergelijking dienende samenstellingen, gew.% van het droge papier 10 Vergeleken samenstellingen Voorbeeld IX Voorbeeld X Verschil neutrale aluin + percentage* _lijm_natuurhars_ lijmmidel 0,31 0,95 -67,4 droge aluin 0,495 1,65 “70,0 15 droog kationogeen zetmeel 0,65 - droog polysiloxanmateriaal 0,016 0,022 -27,3

CaC03 3,5 - - zacht materiaal (dekbladvezels ("flyleaf") 20 + afvalkrantenpapier) 51,24 53,07 ”3,4 totale hoeveelheid vezel- materiaal 95,03 97,38 ”2,4 B. Vergelijking van de papiereigenschappen in 25 de aangegeven eenheden

Vergeleken eigenschappen gewicht , kg/m^ 0,257 0,268 - 4,0 30 opp.eenheid dikte, ym 394 419 - 6,1 treksterkte, machine-richting, kg/m 1607 1518 + 5,9 treksterkte, 35 dwars richting, kg/m 455 420 + 8,5

Sheffield-poreusheid, sec. 129 110 +17,3 versn. "Cobb test" van de hechtlaag, gram 0,57 0,55 + 3,6 versn. "Cobb test" 40 van de bovenlaag, gram 0,40 0,60 -33,3 83 03 9 1 8 " , . » ·» 'll 29 TABEL E (vervolg) C. Vergelijking van de werkwijzevarlabelen In de aangegeven eenheden 5

Vergeleken variabelen snelheid van de papiermachine, m/rain. 117 113 +3,9 10 verbruikte elektrische energie 100 kWh_ verkoopbare ton 4,08 4,52 ”9,8 15 voor het drogen gebruikte stoom 10^ Joule verkoopbare ton 10,23 10,35 - 1,1 * Aangeduid als: neutrale lijm - aluin en natuurhars (ioO) 20 aluin en natuurhars £3 03 9 1 8

TABEL F

30 NORMALE GIPSWANDPLAAT 5

Vergeleken eigenschap Voorbeeld XI Voorbeeld XII

neutrale aluin + _lijm_natuurhars_

Hechting in vochtige toestand 10 Manilla treksterkte, N 49 33 "Newslined" hechtsterkte, N 56 35

Dwarssterkten 15 Manilla dwars, N 668 690 parallel, N 278 223 "Newslined” dwars, N 743 712 20 parallel, N 300 251 spijkertrek, N 417 402 8303918 - ‘ ' * * 31

TABEL G

PLATEN VOOR TOEPASSINGEN MET PLEISTER 5

Vergeleken eigenschap Voorbeeld XIII Voorbeeld XIV Gewenst neutrale aluin + gebied _lijm_natuurhars_

Absorptie-proef aan de voorzijde, gram 10 na 4 min. 2,11 2,58 1,6-3,0 aanvullende periode van 16 min. 0,65 0,62 0,4-1,0

Hechting van pleister op met ÜV-straling verouderde plaat na 12 uren verouderen 15 blootgestelde bovenzijde redelijk slecht blootgestelde onderzijde goed redelijk niet blootgesteld goed goed

20 TABEL H

SHEATHING-PLATEN EN PLATEN VOOR TOEPASSING ONDER ZEER VOCHTIGE OMSTANDIGHEDEN

25 Onderdompeling in water/absorptieproef, % absorptie

Vergeleken plaat Voorbeeld XV Voorbeeld .XVI Gewenst neutrale aluin + gebied _lijm natuurhars_ 30 A. plaat voor toepassing onder zeer vochtige omstandigheden 3,6 3,6 0-5,0 B Sheathing-plaat 6,5 6,3 0-10,0 35 8303918 Λ ' ν

TABEL I

32

NEUTRAAL GELIJMD PAPIER

5 KRITISCHE GEBIEDEN VAN DE SAMENSTELLING EN GEBIEDEN VAN DE

WERKWIJZEVARIABELEN

Gebieden van de samenstelling Droog materiaal Gew.% droog (g/kg) materiaal, 10 betrokken op _droog papier

CaC03-gehalte 20-50 2-10 kationogeen zetmeel 5-7 0,5-0,7 lijmmiddel 15 (barnsteenzuuranhydride) 1,5-3,5 0,15-0,35 polysiloxan voor het oppervlak 0,15-0,25 0,015-0,025

Lijm 20 droge aluin 0,375-4,95 0,038-0,475 droge vezels - 97,297-93,450

Gebieden van de werkwijzevariabelen pH van het materiaal bij het maken 25 en het vormen van de vellen 7,0-7,8 druk tijdens het drogen in de laatste zone van de drooginrichtingen 240+kPa (het minimum van het gebied is aangegeven) 30 temperatuur van het vel bij het

verlaten van de laatste droogcilinder 132+°C

(het minimum van het gebied is aangegeven) 35 vochtgehalte van het vel bij het verlaten van de laatste droogcilinder 1,50-2,50 gew.% 8303918

Claims

1. Gipswandplaat, omvattende een kern van hard calciumsulfaat-di-hydraat en een aan elk oppervlak daarvan gehecht papieren dekvel, met 5 het kenmerk, dat elk papieren dekvel omvat: (A) een overwegende hoeveelheid cellulosevezels, (B) een inwendig lijmmiddel, dat een cyclisch dicarbonzuuranhydri-de met een structuur volgens de formule van het formuleblad omvat, waarbij R een dimethyleen- of trimethyleengroep voorstelt en R’ een hy- 10 drofobe groep met 5 of meer koolstofatomen voorstelt, zoals een alkyl-, alkenyl-, aralkyl- en aralkenylgroep, (C) een kationogeen middel, en (D) een bufferend middel, dat een zout is van een betrekkelijk sterke base en een betrekkelijk zwak zuur, dat het papier tijdens de vorming op een pH van ten minste 7 houdt.

2. Gipswandplaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze een oppervlaktelijming, omvattende polysiloxanhars, op ten minste het oppervlak van de hechtlaag van het papier omvat.

3. Gipswandplaat volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de oppervlaktelijming een zuur middel bevat.

4. Gipswandplaat volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het zu re middel aluin omvat.

5. Gipswandplaat volgens conclusie 2-4, met het kenmerk, dat de polysiloxanhars aanwezig is in een hoeveelheid van ongeveer 0,015 tot 0,025 gew.%, betrokken op het gewicht van het droge papier, en dat het 25 aluin in deze hars aanwezig is in een hoeveelheid van ongeveer 2½ maal het gewicht van de polysiloxanhars, betrokken op droog materiaal.

6. Gipswandplaat volgens conclusie 2-5, met het kenmerk, dat de polysiloxanhars een methylpolysiloxanhars is.

7. Gipswandplaat volgens conclusie 2-5, met het kenmerk, dat de 30 polysiloxanhars een epoxypolysiloxanhars is.

8. Gipswandplaat volgens conclusie 1-7, met het kenmerk, dat het cyclische dicarbonzuuranhydride een gesubstitueerd barnsteenzuuranhydride met in totaal 15-20 koolstofatomen is.

9. Gipswandplaat volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het ge- 35 substitueerde barnsteenzuuranhydride aanwezig is in een hoeveelheid van ongeveer 0,15 tot ongeveer 0,35 gew.%, betrokken op het droge papier.

10. Gipswandplaat volgens conclusie 1-9, met het kenmerk, dat de inwendige lijming mede tot stand wordt gebracht door het emulgeermid-del.

11. Gipswandplaat volgens conclusie 1-10, met het kenmerk, dat het 83 03 9 1 8 \ _ Λ 1 * ν* kationogene middel kantionogeen zetmeel omvat*

12. Gipswandplaat volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het kationogene zetmeel aanwezig is in een hoeveelheid van ongeveer 0,5 tot ongeveer 0,7 gew.%, betrokken op het droge papier.

13. Gipswandplaat volgens conclusie 1-12, met het kenmerk, dat het bufferende middel calciumcarbonaat omvat.

14. Gipswandplaat volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het calciumcarbonaat aanwezig is in een hoeveelheid van ten minste 2 gew.%, betrokken op het droge papier.

15. Gipswandplaat volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het calciumcarbonaat aanwezig is in een hoeveelheid van ongev. 2-10 gew.%, betrokken op het droge papier. 8303918