NO151352B - Fremgangsmaate til fremstilling av en bygningsplate og bygningsplate fremstilt ved fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av en bygningsplate fra mørtelholdig materiale, f.eks. gipsmørtel.

Oppfinnelsen vedrører også bygningsplater fremstilt ved fremgangsmåten.

Vanlige gipsplater med papiroverflate har for mange an-vendelser tilstrekkelig styrke og motstandsevne mot brann, men der finnes potensielle anvendelsesområder for slike plater som krever større styrke og/eller større motstand mot brann.

Det har vært foreslått å øke styrken av mørtelholdige bygningsplater ved armering av hoveddelen av herdet mørtel-holdig materiale med fibrøse materialer, men dette har bare delvis vært vellykket. Komplekse prosesser som innbefatter oppbygning av et laminert produkt i en støpeform fra glassfiber-matter og mørtelveIlinger, f.eks. som beskrevet i GB-PS

1 520 411, er ikke økonomiske, og fibermattene strekker seg gjennom hele produktets tykkelse. Dessuten vil en tykk mørtel-velling ikke impregnere matten, mens med en tynn velling, vil hovedsakelig vannet slippe igjennom. Bruken av fibre, f.eks. glassfibre, dispergert i det mørtelholdige materiale medfører vanskeligheter mht. effektiv dispergering av fibrene i vellingen, og mht. styrkebegrensninger som skriver seg fra en utilstrekkelig binding mellom fibrene og det omgivende mørtelholdige materiale Andre har foreslått fremstilling av et produkt analogt med gipsplater, men ved bruk av sammenflettede mineralfibre istedenfor ytterlag av.papir, se GB-PS 769 414. Ifølge GB-PS

772 581 blir en glassfibervevnad ført gjennom en mørtelvelling før påføringen av et mørtellag, og en annen impregnert glass-vevnad. I hvert tilfelle er det forbundet med tvil hvorvidt overflatevevnadene ville bli tilfredsstillende impregnert og en tilstrekkelig binding oppnådd.

Ifølge CA-PS 993 779 er det foreslått å forme gipsplater ved avsetting av gipsmørtel på et ark av uorganiske fibre på

en transportør, deretter påføring av et annet ark av lignende fibre, og pressing av sammenstillingen mellom valser for å bevirke at vellingen trenger inn i de fibrøse ark ved overflatene av vellingmassene. Det er funnet at en slik fremgangsmåte bare gir delvis og uregelmessig gjennomtrengning, idet

den resulterende plate får en ru overflate som både fibre og gips er synlige i.

I US-PS 3 993 822 er der beskrevet en flerlags-gipsplate hvor en kjerne av gips og armeringsfibre er overflatebekledd på den ene side ved et ark av glassfiberull eller papp, og på den annen side av en glassfiberduk og et ark av glassfiberull, papp, (folie eller papir. I hvert tilfelle er ullen eller det alternative ark motstandsdyktig overfor inntrengning av gips, og konstruksjonen formes ved enkel suksessiv påføring av forskjellige ark og sammensetninger, på et formingsbord og tran-sportør. Produktet har overflater med en beskaffenhet som

er bestemt ved beskaffenheten hos de ytre ark i hvert tilfelle, som på sin side bare kan være lytefullt sammenbundet med kjernen.

I britisk patentpublikasjon 2 013 563 er der omtalt pro-duksjonen av gipsplater som på den ene side er dekket med vanlig papp (papir) på hvilket kjernevellingen helles ut på vanlig måte, mens et glassfiberark påføres på toppen av kjernevellingen og tvinges inn i vellingen ved hjelp av et kamorgan. Ved dette produkt er en overflate av papir og har bare egen-skaper1 som for vanlige gipsplater, mens den annen overflate er av gips og i høy grad ubeskyttet mot avslipning og annen mekanisk skade.

I britisk patentpublikasjon 2 004 807 er der beskrevet en fremgangsmåte til fremstilling av tynne, armerte gipsark hvor eri glassfibervevnad er dekket med tørr mørtel, vibrert for å la mørtelkrystallene trenge inn i vevnaden, og deretter sprøytet med vann samtidig med hyppig vibrasjon for å blande mørtel iog vann inne i vevnaden. Mørtelen herder for dannelse av et armert gipsark, hvor fibrene er fordelt gjennom hele tykkelsen av arket.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det oppdaget at dersom et gjennomtrengelig stoff eller bane påføres overflaten av en mørtelholdig velling, f.eks. en gipsmørtelvelling, og

i

fastholdes på en underlagsplate, f.eks. et frigjøringsark eller transportbelte,og overflaten vibreres, så vil vellingen trenge igjennom stoffet eller banen for dannelse av en tynn, sammenhengende film på den ytre overflate av sistnevnte.

Følgelig skaffer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte til fremstilling av en bygningsplate, hvor et gjennomtrengelig stoff eller bane føres i berøring med en eller begge overflater av en ansamling av vannholdig suspensjon av mørtel-holdig materiale som holdes på plass mellom et par støtteflater, og fremgangsmåten er ifølge oppfinnelsen karakterisert ved at deler av den eller de støttende flater som grenser til stoffet eller banen blir vibrert inntil suspensjonen har trengt igjennom stoffet eller banen for dannelse av en sammenhengende film mellom stoffet eller banen og den eller de tilstøtende støtte-flater.

Det gjennomtrengelige stoff eller bane kan ha en hvilken som helst av en rekke former, f.eks. kan det være et perforert ark eller film av et materiale som i seg selv er ugjennomtren-gelig, men fortrinnsvis er det fibrøst og mest foretrukket av mineralfibre.

Kjernen trenger ikke å inneholde fibre, men små mengder kan være innbefattet for å øke koherensen. Fibrenes bidrag

til platestyrken er størst når de befinner seg nær overflaten av platen, slik at den økning av maksimalstyrken som kan oppnås ved bruk av en gitt mengde av fibre, realiseres ved bruken av et stoff eller en bane som er innleiret umiddelbart i nær-heten av kjernens overflate.

Armeringsfibrene er fortrinnsvis glassfibre, og kan være

i form av vevet eller strikket stoff eller klede, men fortrinnsvis i form av ikkevevet stoff eller bane forbundet med

en passende kunstharpiks.

Innleiringen av fibrene i overflaten av kjernen og dan-nelsen av en kontinuerlig film av det mørtelholdige materiale over fibrene, øker finheten av platens endelige overflate, samtidig som det sikres at fibrene konsentreres på de mest effektive steder, nemlig så nær overflaten av platen som mulig.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan enkelt utføres

på en kontinuerlig måte for kontinuerlig fremstilling av plater i en produksjonslinje. Fortrinnsvis blir et gjennom-trerigelig stoff eller bane ført frem på en nedre støtteflate, hvoretter kjernelaget av velling påføres, fulgt av et annet stoff eller bane, hvoretter sammenstillingen deretter føres under en annen støtteflate og den sammensatte platekonstruk-sjon1 føres mellom støtteflåtene, mens passende partier av overflatene utsettes for vibrasjon. Den resulterende plate kan størkne, skjæres og tørkes på vanlig måte.

! Det er videre blitt bragt til erkjennelse at den sammenhengende film av mørtelholdig materiale som er dannet ved gjennomtrengning av stoffet eller banen av vellingen under påvirkning av vibrasjon, vanligvis er komprimert og fortettet og er hardere og mindre porøs enn materialet i platens kjerne. Dette kan skyldes en drift med økt trykk på overflaten, hvis' tilstedeværelse blir opphevet ved gjennomsivning av vellingen gjennom stoffet eller banen, noe som medfører en trykkgradient i den retning.

Følgelig vil oppfinnelsen på en annen side også skaffe

en bygningsplate som omfatter en; kjerne av herdet, mørtelholdig materiale, f.eks. gips, som på i det minste den ene side er forsynt med et gjennomtrengelig stoff eller bane innleiret i kjernens overflate, idet platen er karakterisert ved at den omfatter en sammenhengende film av herdet, mørtelholdig materiale med høyere densitet og lavere porøsitet enn kjernen og forløper over den ytre flate av stoffet eller banen som følge av vibrasjon under ;fremstillingsprosessen.

Som nevnt tidligere bør stoffet eller banen ligge tett ved overflaten, og det er foretrukket at tykkelsen av den overliggende, sammenhengende film ikke bør overskride 2 mm eller /til og med 1 mm, men den kan være så tynn som mulig, forutslatt at der finnes tilstrekkelig velling til å oppnå den ønskede overflate av den ferdige plate. Overflaten kan være glatt eller ha en tilfeldig eller mønstret beskaffenhet, av-hengig av overflaten av transportbeltet eller andre støtte-organer. Den fortettede konstruksjon muliggjør oppnåelse av en fin overflatefinish. Kjernen kan være av en hvilken som

I

helst ønsket tykkelse, f.eks. svarende til standard tykkelser for gipsplater.

Foretrukne stoffer eller baner er ikkevevde glassfiberbaner. Banen kan være harpiksbundet, f.eks. med ureaformal-dehyd, som er vanlig i forbindelse med glassbaner. Slike baner eller vevnader kan ha en vekt pa 60 - 80 g/m 2, men denne verdi er på ingen måte kritisk, og fibre med f.eks. diametre på 10 - 20 pm er passende. To slike vevnader representerer såo ledes en fibermengde på 120 - 160 g/m 2 av en plate, hvilket i forbindelse med en standardtykkelse på 9 mm kan representere 1-2 vektprosent av platemørtelen. Denne forholdsvis lille andel av fibre understreker økonomien bak den foreliggende oppfinnelse med hensyn til benyttet fibermengde, og platestyrken kan reguleres ved variasjon av styrken på den vevnad som benyttes.

Fibrene i den ikkevevde bane kan være fordelt på slump eller orientert. I det første tilfelle vil platen hovedsakelig ha den samme bruddstyrke i lengde- (maskin-) og tverret-ningene. I det sistnevnte tilfelle kan platen ha høy styrke i lengderetningen, men en lavere styrke i tverretningen.

I sistnevnte tilfelle ligner platen vanlige gipsplater, selv om den gjennomsnittlige styrken av platen eventuelt kan økes betydelig. For eksempel vil bruken av en 60 g/m 2 hovedsakelig slumpbane påført begge overflater resultere i en plate med tilnærmet den samme styrke i begge retninger, idet styrken i tverretningen er større enn for vanlige gipsplater, men mindre enn styrken i lengderetningen. Den sistnevnte verdi overskrides dersom en 80 g/m 2 bane benyttes. Lengderetning-orientering av fibre i 60 g/m 2 bane øker platestyrken i nevnte retning, men gir en tilsvarende reduksjon i tverrstyrken, og kan således tilnærmes styrkekarakteristikkene for vanlige gipsplater. Ved variasjon av banekarakteristikkene kan således platen gjøres sterkere i en spesiell retning, eller der kan gis ytterligere styrke i ønskede partier, f.eks. langs platekantene ved bruk av baner med passende fiberfordeling.

Vevet glasstoff eller klede kan benyttes, men er dyrere og/eller mindre effektivt enn ikkevevet bane.

i

Kjernevellingen kan inneholde litt, f.eks. 0,3 - 3% glassfibre målt i vekt av mørtelen for å øke kohesjon, men kan være fiberløs som for vanlige gipsplater.

Plater fremstilt i henhold til oppfinnelsen ved bruk

av mineralfiberstoff eller -bane, trenger ikke papirlagene som vanlige gipsplater er utført med, eller innlemmelsen av stivelse i kjernevellingen. Således kan platene i sin helhet bestå av ikkebrennbart materiale, og tørketrinnet ved frem-stillingen kan utføres forholdsvis raskt med tilhørende for-deler som innbefatter lavere forbruk av energi.

; Tilgjengelige glassfiberbaner og -kleder vil vanligvis være :nok porøse til å sikre gjennomtrengning av tilstrekkelig velling under påvirkning av vibrasjon for dannelse av den ønskede overflatefilm. Gjennomtrengningen kan økes ved perforering av stoffet før det tilføres vellingen. Gjennomtrengningen kan også hjelpes ved forvarming av vellingen eller tilsetning av overflateaktive stoffer til vellingen.

, Det er mulig å impregnere stoffet eller banen,før det tilføres kjernevellingen,med overflatemodifiserende tilsetningsstoffer, f.eks. vannavstøtende stoffer og armeringsstoffer, f.eks. kunstharpiks. Dersom det impregnerte lag ikke tillates å tørke før det påføres kjernevellingen, vil denne under gjennomtrengningen gjennom laget føre med seg i det minste en del av tilsetningsmidlene som finnes i laget, slik at tilsetnings-stoffene på ønsket måte vil modifisere gipsoverflatefilmen (eller et annet mørtelholdig materiale). For eksempel dersom der påføres et vannavstøtende middel på stoffet eller banen, kan der således dannes en vanntett overflate ved bruk av en meget mindre mengde av tilsetningsstoffer enn hva som måtte være nødvendig dersom tilsetningsstoffet skulle innlemmes i kjernevellingen på vanlig måte.

Hovedbeltene som platen skal dannes mellom, bør være

av et materiale som mørtelvellingen ikke lett kleber seg til. De fleste plasttransportbeltematerialer kan benyttes. Beltene er fortrinnsvis bøyelige for å tillate lokal vibrasjon å over-føres til platesammenstillingen etter at stoffet er påført kj ernevellingen.

Hvilke som helst passende vibrasjonsorganer kan benyttes. For nåværende er det foretrukket å benytte horisontale dreie-aksler med et kantet tverrsnitt montert for å understøtte til-bakeføringsflåtene av beltene. Foruten enkle mekaniske inn-retninger kan der benyttes andre vibrasjonssystemer innbefattet ultralydsys terner..'

I det følgende vil en teknikk for fremstilling av gipsplater med mineralfiberoverflater i henhold til oppfinnelsen bli beskrevet ved hjelp av eksempler under henvisning til teg-ningen . Figur 1 er et skjematisk sideriss av et apparat til fremstilling av gipsplater i henhold til den foreliggende oppfinnelse . Figur 2 er et skjematisk riss (ikke i målestokk) gjennom en plate fremstilt i henhold til oppfinnelsen.

Som vist på figur 1 blir vann 10, beta-hemihydrat gips-mørtel 11 med kjente tilsetningsstoffer og opp til 3% opprevne glassfibre 12 av ønsket lengde ført inn i en blander 13 som omfatter en traubanetransportør 14 og vibratorer 15, idet kom-ponentene tilsettes i passende mengder og føres kontinuerlig ut fra blanderen som en jevn velling.

Dersom mindre deler av opprevne glassfibre eller ikke noe fibre i det hele tatt skal innlemmes i kjernen, trenger man ikke å bruke traublanderen 13. I stedet kan der benyttes en enkel skrueblander eller en dreibar plateblander 13a av typen Ehrsam som fører materialet ut på en bane 21 gjennom en munning 13b.

En bane av glassfiberduk 17 tilføres fra en rull 18

og legges på den øvre overflate av tilbakeføringspartiet av et øvre støttetransportbelte 19. En annen bane av glassduk 21 tilføres fra en rull 22 på overflaten av et nedre støtte-transportbelte 23. Transportbeltene er passende formet av polypropylen, er forsynt med respektive beltevaskere 24 og 25, og blir drevet i retning for pilene. Lengder av remmer med rektangulært tverrsnitt som er fastholdt langs ytterkantene av det nedre belte 23, tjener til å inngrense vellingen og bestemme bredden på platen, slik dette vil bli beskrevet neden-for .

Mørtelvellingen som tilføres fra blanderen 13,danner en "dam" 26 mellom de konvergerende belter 19 og 23 (og lag av duker 21 og 17) ved innføringspartiet til mellomrommet mellom parene av støttetransportører. Ved entringspartiet passerer beltene over og i berøring med respektive vibratorer 27, som f.eks. kan ha form av rektangulære aksler som dreies med en passende fart, f.eks. med ca. 1000 omdreininger pr. minutt.

Den vibrasjon som fremskaffes ved vibratorene 27 gjennom støtte-beltene, bevirker at dukene 21 og 17 blir innleiret i de respektive overflater av vellingen, som på sin side trenger gjennom1 duken for å danne en sammenhengende film i berøring med støttebeltene på begge sider av sammenstillingen bestående av kjernen og dukene.

Den sammensatte sammenstilling som holdes mellom beltene 19 og 23 føres deretter under en valse 28 som gir den den ønskede tykkelse og på det tidspunkt den når enden av tran-sportørene har mørtelen herdet tilstrekket og den resulterende plate 29 deles opp i passende lengder og føres inn i en kontinuerlig tørker på vanlig måte.

Resultatet er en gipsplate med en stort sett vanlig kjerne 31 dg glatte overflatelag 32 av minimal tykkelse men stor densitet som overligger fiberdukene 33. Fiberdukforsterkningen er konsentrert ved overflatene og gir platene de maksimale styrkeegenskaper som kan oppnås fra en gitt vektmengde fibre pr. platearealenhet. De harde, tette overflatelag 32 gir plateoverflåtene en finish av høy kvalitet.

Ved et typisk eksempel på en plate fremstilt på den ovenfor beskrevne måte, ble en gipsplate av 9 mm nominell tykkelse påført en ureaformaldehydbundet duk med vekt 60 g/m 2 og formet av glassfibre med diameter 13 ym. Méd en kjerne innehol-dende 0,3 vektprosent opprevet glassfiber (et valgfritt trekk) ble bruddmodulus for platen 7,3 N/mm 2 i både lengde- og tverr-retningen.

Platen fremstilt i henhold til oppfinnelsen har en kompakt overflate med en oppbygning som er blitt undersøkt med mikroskop.

Avsøkningselektron-mikrografer åpenbarer at overflatelaget av gips som befinner seg over den innleirede glassfiberbane og er formet ved gjennomtrengning av vellingen gjennom banen under påvirkning av vibrasjon, er tett, idet det er tildannet av en meget kompakt ytterhud med et mindre kompakt område mellom denne ytterhud og glassfiberbanen. Kjernen er på den annen side mer porøs, mens gipsen like under nivået for banen også er relativ porøs og ligner på kjernen mer enn overflatelaget .

I tilfellet av en spesiell bane fremstilt som beskrevet ved ovennevnte eksempel har avsøkningselektron-mikrografer og kvantitative målinger vist at overflatelaget over glassfiberbanen var 0,17, mm tykk, og den meget komprimerte ytterhud som danner en del av dette lag, var 0,03 mm tykk. Densiteten av det øverste 0,1 mm skikt av overflatelaget (avsøkning av et tynnere parti er ikke mulig) var 1,158 g/cc, idet densiteten av ytterhuden var til og med høyere. Andre densitetsmålinger gjort på den samme plate var som følger: Densitet for en 1,7 mm tykk seksjon like bak glassfiberbanen - 1,096 g/cc.

Densitet for en 1,9 mm tykk seksjon i sentrum av kjernen - 1,095 g/cc.

Densiteten for en 0,66 mm tykk seksjon fra toppen av platen innbefattet fiberbanen og ytterhuden - 0,983 g/cc.

Densiteten for den ovennevnte 0,66 mm tykke seksjon med ytterhuden fjernet (dvs. en seksjon 0,63 mm tykk) - 0,946 g/cc (således er densiteten for gips i området for glassfiberbanen lavere enn den omgivende kjerne).

Gipsdensiteten i området for glassfiberbanen (bestemt ved oppløsning av gips ved bruk av 20% saltsyre og korreksjon for virkningene av syre på glassfibrene) - 0,995 g/cc.

De ovennevnte densitetsverdier må sammenlignes med kjerne-densiteten for vanlige gipsplater som er 0,86 g/cc.

Det skal forstås at der finnes derisitets- og porøsitets-variasjoner for det herdede poreholdige materiale når man be-veger seg fra ytterflaten av kjernen i en plate fremstilt i-følge oppfinnelsen, og selv om der refereres til forskjellige lag eller seksjoner av platen (f.eks. overflateskikt eller

-film, ytterhud, kjerne) så utgjør en plate ifølge oppfinnelsen en enhetlig artikkel, idet det herdede mørtelholdige mate-

riale (f.eks. gips) danner en kontinuerlig og integral matriks som strekker seg fra den ene side gjennom det eller hvert gjennomtrengelig stoff eller bane til den annen side. Uttrykket "kjerne" er brukt ikke bare for midtseksjonen av platen som omfatter det gjennomtrengelige stoff eller bane ved begge mot-satte hovedoverflatepartier, men også for lignende platesek-sjoner med gjennomtrengelig stoff eller bane ved en av disse oveirflatepartier.

Som tidligere nevnt er det gjennomtrengelige stoff eller bane fortrinnsvis fibrøst, og fortrinnsvis omfatter det mineralfibre, idet glassfibre for tiden er av størst interesse. Det fenomen over det gjennomtrengelige stoff eller bane å danne en kontinuerlig film av herdet mørtelmateriale, som er tettere og mindre porøst enn kjernematerialet pga. gjennomtrengning av kjernevellingen gjennom stoffet eller banen som et resultat av vibrasjonsteknikk, kan imidlertid oppstå som delvis vellykket i forbindelse med andre former for stoff eller bane som er gjennomtrengelig for velling. Vellingen kan f.eks. trenge gjennom og danne en kontinuerlig fortettet film over et perforert ark av et opprinnelig velling-ugjennomtren-gelig materiale, f.eks. et plastark forsynt med en flerhet av perforeringer.

I det minste kan en perlitt vermikulitt og urea/formal-dehyd harpikssammensetning inkorporeres i blandingen for kjernen. Slik tilsetning vil generelt ikke trenge gjennom det

gjennomtrengelige stoff eller bane. Plater ifølge oppfinnelsen trenger ikke å ha slike høye densiteter som angitt ved det ovenfor omtalte eksempel, skjønt densitetsvariasjoner vil generelt følge et lignende mønster.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av en bygningsplate, hvor et gjennomtrengelig stoff eller bane føres i berøring med en eller begge overflater av en ansamling av vannholdig suspensjon av mørtelholdig materiale som holdes på plass mellom et par støtteflater, karakterisert ved at deler av den eller de støttende flater som grenser til stoffet eller banen blir vibrert inntil suspensjonen har trengt igjennom stoffet eller banen for dannelse av en sammenhengende film mellom stoffet eller banen og den eller de tilstøtende støtteflater.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der som støtteflater benyttes bøyelige belter som vibreres ved mekanisk påvirkning som påføres yttersidene på avstand fra suspensjonen.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at en ikke vevet glassfiberbane blir impregnert med et forsterkende eller vannavstøtende stoff før glassfiberbanen føres i berøring med suspensjonen.

4. Bygningsplate omfattende en kjerne av herdet, mørtelholdig materiale, f.eks. gips, med i det minste den ene side dekket av gjennomtrengelig stoff eller bane, innleiret i overflaten av kjernen, karakterisert ved at den omfatter en sammenhengende film av herdet, mørtelholdig materiale med høyere densitet og lavere porøsitet enn kjernen og forløper over den ytre flate av stoffet eller banen som følge av vibrasjon under fremstillingsprosessen.

5. Bygningsplate som angitt i krav 4, karakterisert ved at tykkelsen av den sammenhengende film ikke overskrider 2 mm, fortrinnsvis 1 im.

6. Bygningsplate som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at den sammenhengende film innbefatter en ytterhud av høyere densitet og mindre porøsitet enn resten av filmen.

7. ;Bygningsplate som angitt i et av kravene 4-6, karakterisert ved at herdet, mørtelholdig materiale strekker seg helt gjennom kjernen og filmen som en enhetlig matriks.