NO338868B1

NO338868B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av vektredusert gipsplate

Info

Publication number: NO338868B1
Application number: NO20052589A
Authority: NO
Inventors: Masanobu Seki; Yoshitsugu Nakamura
Original assignee: Yoshino Gypsum Co
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2016-10-31
Also published as: EP1559698A4; HK1085192A1; JPWO2004039749A1; KR20050073590A; CN1708463A; ES2400345T3; CA2502147C; AU2003273011A1; JP4234102B2; EP1559698A1; MXPA05004263A; AU2003273011B2; KR100646929B1; EP1559698B1; BR0315793B1; NO20052589D0; RU2305086C2; NO20052589L; RU2005116240A; US20060162839A1

Description

Teknisk område

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert skummet gipsplate (heretter kalt "en vektredusert gipsplate") med en gipskjerne med høy styrke og utmerkete hefteegenskaper av gipskjernen med dekksjikt (base paper) for gipsplater. Mer spesielt, vedrører foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate, i stand til å justere størrelsen av porene i gipskjernen av et vektredusert gipsplateprodukt til et ønsket område på kort tid og ved en lav kostnad, selv om typene og blandingsforholdene av gipsråmaterialene varierer.

Bakgrunnsteknikk

En gipsplate er et representativt gipsbasert byggemateriale. Vanligvis fremstilles gipsplater i henhold til de følgende trinn. Først produseres skum preliminært ved å blåse luft inn i et skummiddel for å vektredusere gipsplaten. Deretter blandes skummet produsert fra skummiddelet til et gjennomarbeidet materiale som inneholder en kalsinert gips, et heftemiddel, forskjellige additiver og vann anvendende en blander for å fremstille en skummet gipsslurry som skal anvendes som en gipskjerne. Deretter helles den fremstilte skummede gipsslurryen i et rom mellom øvre og nedre dekksjikt for gipsplate og dekkes med dekksjiktene for gipsplate. Deretter, sendes gipsslurryen dekket med dekksjiktene for gipsplater gjennom en formemaskin for å bestemme tykkelsen og vidden av en gipsplate som skal formes til en forhåndsbestemt plateform. Påfølgende blir den strimmeltype originale gipsplaten som formes til en plateform omtrentlig avkuttet og passerer gjennom en tvungen tørkemaskin. Til slutt blir den originale platen kuttet av etter tørkingen til en forhåndsbestemt dimensjon for et gipsplateprodukt. Det vil si at gipsplaten er en plateformet struktur i hvilken en gipskjerne oppnådd ved den ovennevnte helle- og formemetoden dekkes med dekksjikt for gipsplater, og har utmerket brannmotstand, lydisolasjon, formbarhet og økonomisk effektivitet.

I senere år har gipsplaten blitt brukt som et interiørmateriale i høyhus eller super høyhus bygninger som sprer seg raskt, samt i vanlige bygninger og lavblokker eller middels blokkbygninger. Gipsplater er kjent for å ha utmerkede egenskaper med hensyn til tilpasningsevne i en byggeprosess, vektbesparelse for en bygning og fleksibilitet mot bygningsvibrasjon. Vektbesparelsen for en gipsplate avhenger primært av forholdet av gips som er et gipskjernemateriale og porer dannet av skum, og desto mindre mengden av gips er, jo større er mengden av porer dannet av skummet, og vektbesparelsen økes ytterligere. Derimot, kan en reduksjon i mengden av gips forårsake styrken av gipskjernen i å synke og svikt i heften av gipskjernen med dekksjiktet for gipsplaten slik at den kommersielle verdien av gipsplateproduktet brytes ned. Derved er mengden av gips konsekvensmessig bestemt og vektbesparelsene av gipsplaten er begrenset.

Fremgangsmåter for å fremstille en gipsplate har blitt studert slik at gipsplaten vektreduseres mens styrken av gipsplaten beholdes ved å forandre strukturen og fordelingsbetingelsene av porer i gipskjernen. Som et eksempel på slike studier, blandes konvensjonelt skum oppnådd ved å blåse luft inn et skummiddel som utviser utmerket stabilitet i en gipsslurry for å produsere mange små porer i gipskjernen, som derved oppnår vektbespareiser for gipsplaten. Derimot har en modifiseringsteknikk for en gipskjerne nylig blitt foreslått som kan oppnå vektbesparelser for gipsplaten ved å inneholde relativt store uavhengige porer jevnt i gipskjernen.

En slik modifiseringsteknikk for en gipskjerne er beskrevet i japansk patent nr. 3028123, i hvilket skum med en ønsket tetthet fremstilles anvendende en vandig løsning av en skummiddelbruksløsning som inneholder et spesielt alkyletersulfat og skummet blandes med gipsslurry for å fordele uavhengige store porer jevn i en gipskjerne. I tillegg er en teknikk der skum produseres fra en blanding oppnådd ved å blande et spesielt alkyletersulfat som det første skummiddelet for å danne stabile skum i gipsslurry og et spesielt alkylsulfat som et andre skummiddel for å danne ustabile skum i gipsslurryen med blandeforholdet i et ønsket område og der blandingen av skummiddel omrøres og blandes med gipsslurryen, for å inneholde relativt store uavhengig porer i en gipskjerne, beskrevet i US patent nr. 5,643,510. I tillegg er en teknikk der det å inneholde fine porer i en gipsskummet kjerne undertrykkes så mye som mulig og porer dannet av relativt store uavhengige skum fordelt jevnt ved å inneholde en skumstabilisator samt skum i gipsslurry for å danne gipskjernen beskrevet i japansk tilgjengelig patentsøknad nr. 10-330174.

I Japan har en gipsplate konvensjonelt blitt fremstilt anvendende kalsinert gips oppnådd ved å blanding av forskjellige kjemiske gips slik som fosfogips, avgass avsvovlet gips, nøytralisert gips, og avfalsresirkulert gips (en gips som kan resirkuleres og oppnås ved å skrote avfallsmaterialer slik som gipsbyggematerialer og gipsmodeller) og naturlig gips og ved å kalsinere et gipsmateriale som inneholder gipsråmaterialet. Derimot, er størrelsene og fordelingstilstanden av porene fordelt i en gipskjerne betydelig påvirket av typene og blandingsforholdene av de ovennevnte gipsråmaterialene. I et produksjonsanlegg for gipsplater, kan de riktige råmaterialene for anvendelse i anlegget ikke fritt velges fra variasjonen av råmaterialer og anvendelsen må gjøres i henhold til områdene og etterspørsel/leveringsbalansen av de respektive gipsråmaterialene. Følgelig på-virker typene og blandingsforholdene av gipsråmaterialene for gipskjernen direkte kvaliteten av gipsplateproduktet og har vært et spesielt alvorlig problem.

Et annet problem er at blandingsforhold av gipsråmaterialene varierer grunnet forskjellige faktorer som gir en dårlig påvirkning på porestørrelsene i gipskjernen i sekvensielle prosesser fra mottak av de ovennevnte forskjellige gipsråmaterialene til fremstillingen av gipsplaten i produksjonsanlegget for gipspalten.

I prosessen for å fremstille skummet gipsslurry og prosessen for å forme en gipskjerne, er det vanskelig å detektere påvirkningen av variasjonene i typene og blandingsforholdene av anvendte gipsråmaterialer til rett tid. Det er også vanskelig å danne uavhengige porer med en ønsket størrelse jevnt og stabilt i gipskjernen av gipsplateproduktet, grunnet variasjoner i typene og blandingsforholdene av gipsråmaterialene. Noen ganger kan utallige kommuniserende fine porer dannes i et tverrsnitt av gipskjernen, slik at styrken av gipskjernen senkes. En ekstremt stor uavhengig pore kan dannes i et tverrsnitt av gipskjernen slik at det visuelle utseendet av gipsplaten blir problematisk, og delvis avskalling av et dekksjikt av gipsplaten fra gipskjernen, kalt en duster eller blemme, kan oppstå.

For modifikasjonsteknikkene av gipskjernen beskrevet i US patent nr. 5,643,510 og japansk patent nr. 3028123, er den dårlige påvirkningen av variasjonen av gipsråmaterialene på dannelsen av porene ikke beskrevet og dannelsen av gipskjernen fra et enkelt gipsråmateriale er antatt. Følgelig er det kjent at dersom disse teknikkene anvendes på en fremgangsmåte for å fremstille en gipsplate i hvilken blandingen av en variasjon av gipsråmaterialer forandres, blir dannelsen av porene i gipskjernen betydelig påvirket og størrelsene og fordelingsforholdene av porene bredt forandret. I tillegg, spesielt i forhold til teknikken beskrevet i US patent nr. 5,643,510, selv om ett enkelt gipsråmateriale benyttes, blir gjennomsnittsantallet av mol etylenoksid tilsatt til et alkyletersulfat kun justert og det er klart at området av kontrollerbare størrelser av porene er smalt.

I gipskjerne modifiseringsteknikken beskrevet i japansk tilgjengelig patentsøknad nr. 10-330174, kan tilstrekkelig jevnt fordelte og relativt store porer dannes i gipskjernen mot variasjonen av typene og blandingsforholdene av gipsråmaterialene men en tilsetning av en relativt stor mengde skumstabilisator er nødvendig, slik at produksjonskostnaden for gipsplaten økes.

WO02/070427 beskriver en fremgangsmåte for å fremstille vektreduserte gipsplater. Fremgangsmåten omfatter å danne et skum av vann og overflateaktivt middel, og mengden overflateaktivt middel overskrider ikke 0,32 g/l gipsplate.

US5683635 beskriver en fremgangsmåte for å fremstille et enhetlig oppskummet gipsprodukt med mindre agitasjon.

Beskrivelse av oppfinnelsen

Et av formålene med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate inkludert en gipskjerne med høy styrke og utmerket hefteegenskaper med dekksjikt for gipsplater.

I henhold til et trekk av foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for fremstilling av en vektredusert gipsplate ifølge krav 1.

Foretrukne utførelser er angitt i de avhengige kravene.

Kort beskrivelse av tegningene

Andre formål, trekk og fordeler av foreliggende oppfinnelse vil bli åpenbare fra den følgende detaljerte beskrivelsen når lest i sammenheng med de vedlagte tegningene, i hvilke: Fig. 1 er et bilde som viser porer i en vektredusert gipsplate i henhold til referanse i; Fig. 2 er et bilde som viser porer i den vektreduserte gipsplaten i henhold til eksempel 1; Fig. 3 er et bilde som viser porer i den vektreduserte gipsplaten i henhold til eksempel 2; Fig. 4 er et bilde som viser porer i den vektreduserte gipsplaten i henhold til eksempel 3; Fig. 5 er et bilde som viser porer i den vektreduserte gipsplaten i henhold til sammenligning 1; Fig. 6 er et bilde som viser porer i den vektreduserte gipsplaten i henhold til referanse 2; Fig. 7 er et bilde som viser porer i den vektreduserte gipsplaten i henhold til eksempel 4; og Fig. 8 er et bilde som viser porer i den vektreduserte gipsplaten i henhold til sammenligning 2.

Beste utførelse av oppfinnelsen

De foretrukne utførelser av foreliggende oppfinnelse er beskrevet i detalj.

En fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate i henhold til foreliggende oppfinnelse er lik den konvensjonelle fremgangsmåten for å fremstille en gipsplate bortsett fra at et porestørrelsesjusterende middel tilsettes til et skummiddel, og mer spesifikt, implementeres fremgangsmåten i henhold til de følgende trinn. Først blir skum produsert ved å blåse (injisere) luft inn i skummiddelet. Deretter blandes skummet produsert fra skummiddelet i et gjennomarbeidet materiale som inneholder en kalsinert gips oppnådd ved å kalsinere et gipsmateriale som inneholder et gipsråmateriale og vann som hovedkomponent, for å fremstille skummet gipsslurry for en gipskjerne. Deretter helles den fremstilte skummede gipsslurryen og spres på et nedre side (forside) dekksjikt for gipsplate som leveres kontinuerlig, og et øvre side (bakside) dekksjikt for gipsplaten pakkes over den spredte skummede gipsslurryen, slik at den skummede gipsslurryen dekkes med dekksjiktene for gipsplaten. Deretter passerer den skummede gipsslurryen dekket med dekksjiktene for gipsplate gjennom en formemaskin for å bestemme tykkelsen og vidden av en gipsplate for å bli formet til en forhåndsbestemt plateform. Påfølgende kuttes den strimmeltype originale gipsplaten som er formet til en plateform omtrentlig av. Den omtrentlige kuttede originale gipsplaten passerer gjennom en tvungen tørkemaskin for å oppnå en tørket gipskjerne dekket med dekksjiktene for gipsplate. Til slutt blir gipskjernen dekket med dekksjiktene for gipsplate kuttet til en ønsket dimensjon for å oppnå et vektredusert gipsplateprodukt.

I en fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate i henhold til foreliggende oppfinnelse, oppnås skummiddelet ved å preliminært tilsette et porestørrelsesjusterende middel for å justere størrelsen av uavhengige skum fordelt i den skummede gipsslurryen (eller en gipskjernen) til en skummiddelbruksløsning eller en blanding av en skummiddelbruksløsning og vann. Tilsetningen av det porejusterende middelet i en skummiddelbruksløsning eller en blanding av en skummiddelbruksløsning og vann utføres rett før skummet fra skummiddelet produseres.

Ifølge en fremgangsmåte for å fremstille vektredusert gipsplate av foreliggende oppfinnelse, ettersom skum produsert fra det skummende middelet som inneholder det porestørrelsesjusterende middelet blandes i det gjennomarbeidede materialet som inneholder den kalsinerte gipsen og vann, selv om typene av blandeforhold av gipsråmaterialer varierer, kan størrelsene av porene i gipskjernen av det vektreduserte gipsplateproduktet justeres til et ønsket område på kort tid og til lav kostnad. Det vil si en gipskjerne med en kjernestruktur (porestruktur), i hvilken relativt store størrelser og omtrentlige sfæriskformede porer som er jevnt dispergert, kan oppnås. Ifølge en fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate av foreliggende oppfinnelse, kan en fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate med en gipskjerne med høy styrke og utmerkede hefteegenskaper av gipskjernen med dekksjiktpapir for gipsplate tilveiebringes.

I en fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate ifølge foreliggende oppfinnelse, kan en fremgangsmåte for produsere skum fra et skummiddel være en preskummingsmetode slik at luft blåses inn i et skummiddel og er ikke spesielt begrenset. For å implementere preskummetoden, har et blandeapparat for å blande skummet i det gjennomarbeidede materialet hovedsakelig en skummiddelmottagende tank for å motta en skummiddelbruksløsning, en pumpe for å pumpe en viss mengde av skummiddelbruksløsningen fra skummiddel mottakstanken, et skumapparat for å blåse trykksatt luft inn i skummiddelbruksløsningen pumpet fra skummiddel mottakstanken og omrøre blandingen av skummiddelbruksløsningen og luften for å produsere skum fra skummiddelbruksløsningen, og minst én pumpe for å levere skummet produsert fra skummiddelbruksløsningen i et gjennomarbeidet materiale som inneholderen kalsinert gips og vann.

Blandeapparatet kan ha en vanntank for å lagre vannet og en pumpe for å pumpe en viss mengde vann fra vanntanken. I dette tilfellet er den visse mengden av vann forhåndsblandet i skummiddelbruksløsningen rett før den trykksatte luften blåses i skummiddelet for å produsere skummet fra skummiddelet.

Videre kan blandeapparatet ha en fortynningstank for å fortynne skummiddelet med vann til et forhåndsbestemt fortynningsforhold for å fremstille en vandig løsning av skummiddelbruksløsningen, og en pumpe for å pumpe en viss mengde av den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen. I dette tilfellet, blåses ikke trykksatt luft inn i skummiddelbruksløsningen men den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen fremstilles én gang og trykksatt luft blåses i den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen slik at skum produseres fra den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen.

Som skumapparat, kan skjærkraft produsert av høyhastighets omrøring ytterligere anvendes på skummiddelet som tilveiebringes i tilstanden av en bruksløsning eller en vandig løsning og produserer skum anvendende trykksatt luft. Alternativt, kan skummiddelet passere gjennom fine partikkelperler for å produsere skum fullstendig. For å oppnå en viss mengde skum ved å forbedre den kvantitative presisjonen for skummiddelet, vannet, og luften, kan en offentlig kjent strømningsmåler tilveiebringes i linjen av røret for å levere hver substans for derved å kontrollere strømningshastigheten av hver substans automatisk.

Skummiddelet anvendt for fremgangsmåten av å tilvirke en vektredusert gipsplate ifølge foreliggende oppfinnelse er ikke spesielt begrenset, og anioniske, kationiske, ikke-ioniske og amfotære overflateaktive midler kan anvendes, hvilke midler konvensjonelt anvendes i fremstillingen av gipsplater og offentlig kjent som luftmedførende midler for sement. Skummiddelet er fortrinnsvis et anionisk overflateaktivt middel og mer spesielt sulfater av alkyler, alkylaryler, alkyletere, alkylaryletere, poly(oksyetlylen) alkyletere (poly(etylenoksid)alkyletere), og poly(oksyetylen)poly(oksypropylen) alkyletere (poly(etylenoksid) poly(propylenoksid)alkyletere) etc.

I en fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate ifølge foreliggende oppfinnelse, som beskrevet over, kan en skummiddelbruksløsning anvendes som den er, og en vandig løsning av et skummiddelbruksløsning som er fremstilt ved å fortynne skummiddelbruksløsningen med vann preliminært eller rett før skummingen kan også anvendes. Når skummiddelbruksløsningen fortynnes med vann, kan fortynningsforholdet for skummiddelbruksløsningen settes vilkårlig og er fortrinnsvis innenfor området av skummiddelbruksløsning: vann = 1 : 1 til 1 : 1000. Dersom fortynningsforholdet er større enn området, synker stabiliteten av skummet betydelig, slik at skumdemping og skumnedbryting oppstår ved blandingen av skummet i det gjennomarbeidede materialet. Som et resultat, er det vanskelig å fordele porer jevnt i en oppnådd gipskjerne. På den andre siden, dersom fortynningsforholdet er mindre enn området, er lasten av skummiddelbruksløsning svært rikelig, slik at trykk for å levere skummiddelet ikke nødvendigvis er nok og kontroll av strømningshastigheten av skummiddelet kan være vanskelig. I tillegg, i tidspunktet for å blande skummet til det blandete materialet, kan en del av skumdempet eller nedbrutt skum skummes opp igjen. Som et resultat, selv om det porestørrelsesjusterende middelet tilsettes i skummiddelet, kan størrelsene av porene i gipskjernen ikke justeres.

Deretter blir et porestørrelsesjusterende middel beskrevet som anvendes i en fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate ifølge foreliggende oppfinnelse. Slikt porestørrelsesjusterende middel er grovt klassifisert i et middel for å øke størrelsen av skum i skummet gipsslurry når størrelsen av skummet i den skummede gipsslurryen er mindre enn en ønsket størrelsesorden, og et middel for å senke størrelsen av skummet i skummet gipsslurry når størrelsen av skummet i den skummede gipsslurryen er større enn en ønsket størrelsesorden.

Heri inneholder middelet for å øke størrelsen av skum i skummet gipsslurry minst én substans valgt fra gruppen som inkluderer vannløselige syrlige substanser, sterke syrer, og vannløselige sterke alkaliske substanser. Middelet for å øke størrelsen av skum i skummet gipsslurry inneholder fortrinnsvis aluminiumsulfat, aluminium kaliumsulfat (kalium alum), aluminium ammoniumsulfat (ammonium alum), ferrisulfat, polyvalente metallsulfater slik som polyferrisulfat, sterke syrer slik som svovelsyre og sulfamsyre, og sterke alkalier slik som natriumhydroksid og kaliumhydroksid, mer foretrukket de polyvalente metallsulfatene.

Middelet for å senke størrelsen av skum i skummet gipsslurry inneholder minst ett overflateaktivt middel valgt fra gruppen som inkluderer sulfosuccinattype overflateaktive midler, sarcosinattype overflateaktive midler, alkylbenzen sulfonattype overflateaktive midler, alkan sulfonattype aktive midler, og alkylbetaintype overflateaktive midler.

De porestørrelsesjusterende midlene er fortrinnsvis flytende eller vannløselig faste stoff. Mer foretrukket er det porestørrelsesjusterende middelet preliminært oppnådd ved å blande og fortynne middelet med vann. Når konsentrasjonen av den vandige løsningen av det porestørrelsesjusterende middelet er for høy, selv om en liten mengde av den vandige løsningen tilsettes til skummiddelet, er endringene i størrelser av skum oppnådd i skumapparatet for store. Som et resultat blir størrelsen av porene i en endelig oppnådd gipskjerne for stor eller for liten. I tillegg blir det meget vanskelig å kontrollere strømningshastigheten av den vandige løsningen av det porestørrelsesjusterende middelet. På den andre siden, når konsentrasjonen av den vandige løsningen av porestørrelsesjusterende middel er for lav, kan mengden av vann tilsatt i skummiddelet preliminært eller rett før skumingen justeres i noen grad. Derimot blir mengden av vann som direkte gjennomarbeides med den kalsinerte gipsen redusert. Når mengden av vandig løsning av det porestørrelsesjusterende middelet fremstilles, er konsentrasjonen av den vandige løsningen av det porestørrelsesjusterende middelet 10 vekt% til 80 vekt%, fortrinnsvis 20 vekt% til 70 vekt%.

I en fremgangsmåte for å tilvirke en vektredusert gipsplate ifølge foreliggende oppfinnelse, rett før skum produseres fra skummiddelet, helles et porestørrelsesjusterende middel i et rør for å levere skummiddelbruksløsningen eller den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen. For hellingen av det porestørrelsesjusterende middelet, er en tank for å motta et porestørrelsesjusterende middel tilveiebrakt for å ta imot et porestørrelsesjusterende middel, dersom nødvendig, en tank for å fortynne og oppløse porestørrelsesjusterende middel med vann, og en pumpe for å pumpe det porestørrelsesjusterende middelet fra fortynnings- og oppløsningstanken for det porestørrelsesjusterende middelet, etc. Slikt utstyr anvendes for å helle den vandige løsningen av det porestørrelsesjusterende middelet i skummiddelet eller i den vandige løsningen av skummiddelet som leveres gjennom røret. Videre, kan et tubetypeblandeapparat slik som en statisk blander tilveiebringes på en rørdel mellom skumapparatet og posisjonen der det porestørrelsesjusterende middelet helles i skummiddelbruksløsningen eller den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen. For å holde lasten av det porestørrelsesjusterende middelet konstant, kan strømningshastigheten av det porestørrelsesjusterende middelet automatisk kontrolleres anvendende en offentlig kjent strømningsmåler lignende strømningsmåleren for skummiddelet.

I en fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate ifølge foreliggende oppfinnelse, rett før det produseres skum fra skummiddelet, kan størrelsene av skummet i den skummede gipsslurryen lett kontrolleres ved å justere lasten(e) av middelet for å øke skumstørrelsene og/eller middelet for å senke skumstørrelsene til skummidler uavhengig eller i kombinasjon. Hvert av de porestørrelsesjusterende midlene kan tilsettes til skummiddelet uavhengig, i samsvar med ønskede betingelser for skum i den oppnådde skummede gipsslurryen, spesielt ønskede størrelser av skummet. I tillegg, kan flere av de porestørrelsesjusterende midlene anvendes i kombinasjon og hver av lastene av de porestørrelsesjusterende midlene kan også justeres. Lastene av de porestørrelsesjusterende midlene er ikke spesielt begrenset, og kan generelt settes i området av 0,00001 vektdeler til 0,005 vektdeler, fortrinnsvis i området av 0,0005 vektdeler til 0,003 vektdeler, per 100 vektdeler av kalsinert gips, uavhengig av tilfellet av å tilsette det pore-størrelsesjusterende middelet uavhengig eller tilfellet av å benytte flere av de porejusterende midlene i kombinasjon.

Som en fremgangsmåte for å tilsette det porestørrelsesjusterende middelet i skummiddelet, dersom de porestørrelsesjusterende midlene er flytende, kan de porestørrelsesjusterende midlene anvendes som de er, eller fortynnes med vann for anvendelse. Dersom de porestørrelsesjusterende midlene er faste i pulverform, er det ønskelig å oppløse de porestørrelsesjusterende midlene i vann for å fremstille en vandig løsning av suspensjon av de porestørrelsesjusterende midlene med én gang og å tilsette den vandige løsningen eller suspensjonen til skummiddelet. Deretter, blir et innløp for de porestørrelsesjusterende midlene tilveiebrakt på en rørdel for levering av skummiddelet ved siden av skumapparatet og de porestørrelsesjusterende midlene helles inn i skummiddelet gjennom innløpet. I strømmen av skummiddelet, kan et tubetypeblandeapparat tilveiebringes ved nedstrømssiden av innløpet. Når begge midlene for å øke skumstørrelsen og middelet for å senke skumstørrelsene som de porestørrelsesjusterende midlene eller flere av de porestørrelsesjusterende midlene helles i skummiddelet levert i rør-ledningen, helles hvert middel i skummiddelet gjennom separate innløp eller ett felles innløp.

Derved leveres blandingen (som skummiddelet) av de porestørrelsesjusterende midlene og skummiddelbruksløsningen eller den vandige løsningen av skummiddebruksløsningen i skumapparatet og luft injiseres i strømmen av skummiddelet for å produsere skum fra skummiddelet.

Skummet og et gjennomarbeidet materiale som inneholder kalsinert gips og vann omrøres og blandes via en blande- og omrøringsmaskin eller ved en slurry ekstraksjonsdel av blande- og omrøringsmaskinen, slik at skummet gipsslurry der uavhengige skum med en ønsket størrelse blir jevnt fordelt kan oppnås.

Når en fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate ifølge foreliggende oppfinnelse implementeres, rett før forming av den skummede gipsslurryen oppnådd som beskrevet over til en plateform i en formemaskin, er det ønskelig å ta prøve og herde den skummede gipsslurryen jevnlig for å oppnå en herdet skummet gips og for å bekrefte tilstanden av porene, spesielt porestørrelser, i bruddplan av den herdede skummede gipsen. For å bekrefte tilstanden av porene i den herdede skummede gipsen, kan en bruddflate av den herdede skummede gipsen observeres ved visuell observasjon ved å anvende et forstørrelsesglass for å vurdere om porene med den ønskede størrelsen dannes eller ikke. I tillegg om porene med de ønskede størrelsene er dannet eller ikke, kan bestemmes ved å anvende offentlig tilgjengelige metoder i hvilke et bruddplan av den herdede gipsen blir utstat for skjeve stråler og lys og skygger av et bilde på en vilkårlig rett linje eller en forhåndsbestemt seksjon innen et visuelt område anvendende en bildeanordning slik som et CCD kamera. Dersom størrelsene av skummet i den skummede gipsslurryen er for små eller mindre enn et ønsket størrelsesområde, blir lasten av middelet for å øke skumstørrelsen øket innen området for lastingen. Dersom størrelsene av skummet i den dannede gipsslurryen er for store eller større enn det ønskede størrelsesområdet, økes middelet for å senke skumstørrelsen likeledes. Følgelig kan størrelsene på skummet i den skummede gipsslurryen justeres i tide og på kort tid.

Ifølge en fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate av foreliggende oppfinnelse, selv om noen typer av gipsmaterialer er blandet eller kun naturlig gisp anvendes, kan strukturen av porene i en gipskjerne, det vil si størrelsen av porene i en gipskjerne justeres i tide og fritt ved å blande skum produsert fra et skummiddel som inneholder et porestørrelsesjusterende middel i gipsslurryen som inneholder vann og kalsinert gips oppnådd ved å kalsinere et gipsmateriale som inneholder et gipsråmateriale.

Nar aluminiumsulfat anvendes som det porestørrelsesjusterende middelet, ved å tilsette og blande det til et skummiddel rett før det produseres skum fra skummiddelet, kan lastingen av det bli betydelig redusert sammenlignet med lasten av det som en skumstabilisator anvendt på konvensjonelle måte ved å tilsette og blande det i gipsslurryen direkte, og følgelig kan produksjonskostnaden for vektreduserte gipsplateprodukter også reduseres.

Eksempler

Videre blir foreliggende oppfinnelse ytterligere illustrert spesifikt ved å anvende eksempler og sammenligninger.

Gipsmaterialer

Med hensyn til referanse 1, eksempel 1 til 3, og sammenligning 1 beskrevet under, ble et gipsmateriale anvendt i hvilket flere gipsråmaterialer med de følgende typer og blandingsforhold jevnt ble blandet. I tillegg, med hensyn til referanse 2, eksempel 4, og sammenligning 2, ble kun den følgende naturlige gipsen anvendt som et gipsmateriale.

Naturlig gips: 50 vektdeler

Fosfogips: 15 vektdeler

Fluorgips: 10 vektdeler

Utløpsgass avsvovlet gips: 20 vektdeler

Avfallsresirkulert gips: 5 vektdeler

I tillegg ble de representative verdiene målt med kjemisk analyse for gipsråmaterialene som følger.

Naturlig gips: renheten av dihydratgips 89%, CaC033,5%, Si023%, R203og andre 0,5%, pH 6,2 (hvori R representerer Al og Fe, etc, som også er påført heretter.)

Fosfogips: renheten av dihydratgips 98%, total P2030,3%, fluor 0,4%, Si020,5%, R203og andre 0,4%, pH 4,1.

Fluorgips: renheten av dihydratgips 91%, Si021%, R203og andre (hovedsakelig vannfritt gips) 8%, pH 6,0.

Avløpsgass avsvovlet gips: renheten av dihydratgips 98%, Si020,6%, R203og andre 1,4%, pH 6.1.

Avfallsresirkulert gips: renheten av dihydratgips 90%, papirkomponenter 6%, R203og andre 4%, pH 6,3.

Skummiddel

Alkyletersulfat (produsert av Toho Chemical Industry Co., Ltd.).

Herdeakselerator

2,8 vektdeler av dihydratgips og 0,2 vektdeler kaliumsulfat.

Porestørrelsesjusterende midler

Middel for å øke skumstørrelse: aluminiumsulfat (ekstra ren reagens, produsert av Daimei Chemical).

Middel for å øke skumstørrelse: sulfosuccinattype overflate aktivt middel

(KOHACOOL L-300 produsert av Toho Chemical Industry Co., Ltd.)

Referanse 1

100 vektdeler av kalsinert gips oppnådd ved å kalsinere et gipsmateriale som inneholder gipsråmaterialer beskrevet over, 85 vektdeler vann og 3,0 vektdeler herdeaksellerator ble blandet anvendende en vanlig anvendt pinneblander for å oppnå gipsslurry. Luft ble injisert i en vandig løsning av skummiddelbruksløsningen som er beskrevet over ved bruk av en spiralpumpe som et skumapparat for å oppnå skum. En skumtilsetningsport ble tilveiebrakt på en slurry utslippsdel av pinneblanderen og skummet ble tilsatt og blandet i gipsslurryen som strømmer ut fra slurry utslippsdelen for å oppnå skummet gipsslurry. På den andre siden ble en del av den oppnådde gipsslurryen beskrevet over fraksjonert og anvendt på en overflate på en frontside dekksjikt for gipsplate tidligere anvendende en rullebestryker, og den skummede gipsslurryen ble helt i et rom mellom forside og bakside dekksjiktene av gipsplaten for å tilvirke en plateformet og vektredusert gipsplate med en tykkelse på 12,5 mm (en vidde på 910 mm, en lengde på 1820 mm, og en tetthet på 0,65 g/cm<3>). Mengden av slurry beholdt i gipsplateformema-skinen ble kontrollert slik at den holdt hovedsakelig konstant volum.

Deretter ble én av de tilvirkede vektreduserte gipsplatene vilkårlig prøvetatt og testdeler for heftetest, bøyetest, og kjernestyrketest ble prøvetatt fra den vektreduserte gipsplaten. Et teststykke for SEM (skanning elektron mikroskop) observasjon ble prøvetatt fra senterdelen av det gjenværende fragmentet av den vektreduserte gipsplaten sammen med vidderetningen. I disse testene ble heftetesten og SEM observasjonen utført rett før prøvetaking av hver teststykke, og de gjenværende testene ble utført etter tørking i en tørker ved en temperatur på 40°C i 24 timer. Fremgangsmåtene av de respektive testene er beskrevet under.

Heftetest

Et teststykke med en total vidde på 910 mm og en lengde på 300 mm ble prøvetatt fra en overflate av en vilkårlig prøvetatt vektredusert gipsplate. Deretter ble et brudd langs vidderetningen på tvers av den totale vidden av teststykket laget på en bakre overflatepapir av teststykket med en kniv. Deretter ble teststykket bøyd i en motsatt retning av overflaten med bruddet og teststykket ble strukket langs retningen slik at kraft ble påført jevnt langs vidderetningen for å bli separert fra et frontoverflatepapir fullstendig. Etterpå ble overflatearealet av den heftende delen av dekksjiktet for gipsplaten (frontoverflatepapiret) med en gipskjerne av teststykket målt, andelen av hvilken (overflatearealforhold) (representert ved %) ble beregnet. Likeledes ble en heftetest med hensyn til den bakre overflaten av det samme teststykket utført og overflatearealforholdet (representert ved %) av en heftende del ble også beregnet. Disse forholdene av overflatearealet av en heftende del mellom dekksjiktet for gipsplate og gipskjernen til overflatearealet av teststykket på den ene siden, som er representert i prosent, ble ansett som resultatene av hefttesten.

Bøvetest

Bøyetesten for teststykkene av den prøvetatte vektreduserte gipsplaten ble utført basert på JIS A6901 standard.

Kiernetest

Kjernetesten for teststykket av den prøvetatte vektreduserte gipsplaten ble utført basert på ASTM C473-00 "spiker trekkmotstandstest".

SEM observasjon

Et bruddplan av gipskjernen av teststykket ble observert anvendende et forstørrelsesglass etter bøyetesten. Videre ble gull dampavsatt på en del med en representativ porestruktur ifølge en vanlig fremgangsmåte og delen ble observert anvendende et SEM.

Testresultatene er vist i FIG. 1 og Tabell 1.

Eksempel 1

En vektredusert gipsplate med en tykkelse på 12,5 mm (en vidde på 910 mm, en lengde på 1820 mm, og en tetthet på 0,65 g/cm<2>) ble tilvirket i likhet med referanse 1 bortsett fra å tilsette 0,0005 vektdeler aluminiumsulfat som et po-restørrelsesjusterende middel for å øke størrelsen av skum i den skummede gipsslurryen per 100 vektdeler av den kalsinerte gipsen i den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen, og å blåse luft inn i den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen som inneholder aluminiumsulfat for å produsere skum. I tillegg ble én av de tilvirkede vektreduserte gipsplatene vilkårlig prøvetatt og tester i likhet med de i referanse 1 ble utført. Disse resultatene er vist i FIG. 2 og Tabell 1.

Fra resultatene av en SEM observasjon vist i FIG 2, vil det forstås at den

vektreduserte gipsplaten av eksempel 1 har porer som er større enn porene i den vektreduserte gipsplaten av referanse 1.

Eksempel 2

En vektredusert gipsplate med en tykkelse på 12,5 mm (en vidde på 910 mm, en lengde på 1820 mm, og en tetthet på 0,65 g/cm<2>) ble tilvirket i likhet med referanse 1 bortsett fra å tilsette 0,005 vektdeler aluminiumsulfat som et pore-størrelsesjusterende middel for å øke størrelsen av skum i den skummede gipsslurryen per 100 vektdeler av den kalsinerte gipsen i den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen, og å blåse luft inn i den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen som inneholder aluminiumsulfat for å produsere skum. I tillegg ble én av de tilvirkede vektreduserte gipsplatene vilkårlig prøvetatt og tester i likhet med de av referanse 1 ble utført. Resultatene er vist i FIG. 3 og Tabell 1.

Fra resultatene av en SEM observasjon vist i FIG 3, vil det forstås at den vektreduserte gipsplaten av eksempel 2 har porer som er større og mer stabile enn porene i den vektreduserte gipsplaten av eksempel 1.

Eksempel 3

En vektredusert gipsplate med en tykkelse på 12,5 mm (en vidde på 910 mm, en lengde på 1820 mm, og en tetthet på 0,65 g/cm<3>) ble tilvirket i likhet med referanse 1 bortsett fra å tilsette 0,003 vektdeler av det sulfosuccinattype overflateaktive middelet som et porestørrelsesjusterende middel for å minske størrelsen av skum i den skummede gipsslurryen per 100 vektdeler av den kalsinerte gipsen i den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen, og å blåse luft inn i den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen som inneholder det sulfosuccinattype overflateaktive middelet for å produsere skum. I tillegg ble én av de tilvirkede vektreduserte gipsplatene vilkårlig prøvetatt og tester i likhet med de av referanse 1 ble utført. Resultatene er vist i FIG. 4 og Tabell 1.

Fra resultatene av en SEM observasjon vist i FIG 4, vil det forstås at den vektreduserte gipsplaten av eksempel 3 har porer som er større og mer stabile enn porene i den vektreduserte gipsplaten av eksempel 1.

Sammenligning 1

I den vektreduserte gipsplaten beskrevet i Japansk tilgjengelig patentsøknad nr. 10-330174, ble 85 vektdeler av vann, 3,0 vektdeler av herdeaksellerator og 0,3 vektdeler av aluminiumsulfat som skumstabilisatoren per 100 vektdeler av kalsinert gips blandet anvendende en vanlig brukt pinneblander for å oppnå gipsslurry. En del av den oppnådde gipsslurryen ble påført på en overflate av et frontside dekksjikt for gipsplater anvendende en fremgangsmåte lignende eksempel 1. En skumtilsetningsport ble tilveiebrakt på en slurry ekstraksjonsdel av pinneblanderen og skummet produsert fra den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen ble tilsatt og blandet i gipsslurryen for å oppnå skummet gipsslurry. Den skummede gipsslurryen ble helt i et rom mellom forside og bakside dekksjikt for gipsplaten for å tilvirke en plateformet vektredusert gipsplate med en tykkelse på 12,5 mm (en vidde på 910 mm, en lengde på 1820 mm, og en tetthet på 0,65 g/cm<3>). 1 tillegg ble en av de tilvirkede vektreduserte gipsplatene vilkårlig prøvetatt og tester i likhet med de av referanse 1 ble utført. Resultatene er vist i FIG. 5 og tabell 1.

Den vektreduserte platen i Sammenligning 1 kan sammenlignes med den vektreduserte platen i Eksempel 1 med hensyn til hefteegenskapene, den fleksurale styrken, og porestørrelsene, etc. Derimot var lasten av aluminiumsulfat anvendt som det porestørrelsesreduserende middel i Eksempel 1 0,0005 vektdeler og lasten av aluminiumsulfat anvendt som det porestørrelsesreduserende middelet i Eksempel 2 var 0,005 vektdeler mens lasten av aluminiumsulfat anvendt som stabilisator i Sammenligning 1 var 0,3 vektdeler. Det vil si at det vil forstås at lastene av de porestørrelsesjusterende midlene anvendt i Eksempel 1 og Eksempel 2 er meget små sammenlignet med lasten av skumstabilisatoren anvendt i Sammenligning 1. I henhold til fremgangsmåten av å fremstille en vektredusert gipsplate av foreliggende oppfinnelse, kan lasten av det porestørrelsesreduserende middelet reduseres betydelig sammenlignet med lasten av skumstabilisatoren i den konvensjonelle teknikken, slik at produksjonskostnaden for en vektredusert gipsplate også kan reduseres. I tillegg, når andre porestørrelsesjusterende midler anvendes, kan lignende resultater oppnås.

I de ovennevnte eksemplene ble en fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate i henhold til foreliggende oppfinnelse anvendt på en vektredusert gipsplate laget fra et gipsmateriale oppnådd ved å blande flere typer gipsråmaterialer. En fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate ifølge den foreliggende oppfinnelse kan også anvendes til en vektredusert gipsplate laget fra et gipsmateriale som inneholder kun én type gipsråmateriale som beskrevet under.

Referanse 2

Skum ble oppnådd ved å injisere luft i en vandig løsning av en skummiddelbruksløsning anvendende en spiralpumpe som et skummende apparat. Deretter ble skummet blandet i 100 vektdeler av kalsinert gips oppnådd ved å kalsinere kun den naturlige gipsen beskrevet over, 85 vektdeler vann, og 3,0 vektdeler herdeaksellerator anvendende en vanlig anvendt pinneblander for å fremstille skummet gipsslurry. Deretter ble en plateformet og vektredusert gipsplate med en tykkelse på 12,5 mm (en vidde på 910 mm, en lengde på 1820 mm, og en tetthet på 0,65 g/cm<3>) ble tilvirket fra den skummede gipsslurryen ifølge en vanlig metode. I tillegg ble én av de tilvirkede vektreduserte gipsplatene vilkårlig prøvetatt og tester i likhet med de av referanse 1 ble utført. Resultatene er vist i FIG. 6 og Tabell 1.

Eksempel 4

En vektredusert gipsplate med en tykkelse på 12,5 mm (en vidde på 910 mm, en lengde på 1820 mm, og en tetthet på 0,65 g/cm<3>) ble tilvirket i likhet med referanse 2 bortsett fra å tilsette 0,0005 vektdeler aluminiumsulfat som et po-restørrelsesjusterende middel for å øke størrelsen av skum i den skummede gipsslurryen per 100 vektdeler av den kalsinerte gipsen i den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen, og å blåse luft inn i den vandige løsningen av skummiddelbruksløsningen som inneholder aluminiumsulfatet for å produsere skum. I tillegg ble én av de tilvirkede vektreduserte gipsplatene vilkårlig prøvetatt og tester i likhet med de av referanse 1 ble utført. Resultatene er vist i FIG. 7 og Tabell 1.

Sammenligning 2

I henhold til den konvensjonelle teknikken krevd i krav 12 i japansk patent nr. 3028123, ble alkylsulfat med den kjemiske formelen representert i kravet fortynnet med vann for å fremstille en vandig løsning. Deretter ble luft blåst inn i den fremstilte vandige løsningen for å produsere skum med en fromtetthet på 0,205 g/cm<3>. Det produserte skummet ble tilsatt og blandet i gipsslurryen fraksjonert fra den slurryekstraherende delen anvendende en fremgangsmåte lignende Eksempel 1 for å oppnå skummet gipsslurry. Den skummede slurryen ble helt i et rom mellom forside og bakside dekksjikt for gipsplaten for å tilvirke en plateformet vektredusert gipsplate med en tykkelse på 12,5 mm (en vidde på 910 mm, en lengde på 1820 mm, og en tetthet på 0,65 g/cm<3>). I tillegg ble en av de tilvirkede vektreduserte gipsplatene vilkårlig prøvetatt og tester i likhet med de av referanse 1 ble utført. Resultatene er vist i FIG. 8 og tabell 1.

Den vektreduserte gipsplaten av Eksempel 4 oppnådd ved å anvende en fremgangsmåte ved fremstilling av en vektredusert gipsplate ifølge foreliggende oppfinnelse til en vektredusert gipsplate laget av et gipsmateriale som inneholder et enkelt gipsråmateriale har porer med større størrelser og betydelig forbedret heftegenskaper sammenlignet med de vektreduserte gipsplatene i Referanse 2 og Sammenligning 2.

Fra de ovennevnte resultatene, når gipsmaterialet kun inneholder én type av en naturlig gips samt når gipsmaterialet oppnås ved å blande flere typer gipsråmaterialer, kan strukturen av porer i en gipskjerne, det vil si størrelsene av porene i gipskjernen justeres til rett tid og fritt ved å blande skum produsert fra et skummiddel som inneholder et porestørrelsesjusterende middel i gipsslurryen som inneholder vann og kalsinert gips oppnådd ved å kalsinere gipsmaterialet som inneholder gipsråmaterialet(ene).

I tillegg er ikke foreliggende oppfinnelse begrenset til eksemplene beskrevet over og eksemplene beskrevet over kan bli forbedret og modifisert innen omfanget av de vedlagte krav.

Claims

1. Fremgangsmåte for å fremstille en vektredusert gipsplate i hvilken porer med en forhåndsbestemt størrelse fordeles i en gipskjerne, omfattende trinnene av o a: blåse luft inn i et skumdannende middel for å produsere skum; blande skummet i et knadd materiale som inneholder kalsinert gips og vann for å oppnå skummet gipsoppslemming; helle den skummede gipsoppslemmingen i et rom mellom et øvre og et nedre dekkpapir for gipsplaten; forme dekkpapirene og den skummede gipsoppslemmingen til en plateform; omtrentlig kutte av og påfølgende tørke plateformen; og kutte av den tørkede og formede platen til en produktdimensjon; hvor fremgangsmåten ytterligere omfatter trinnet å preliminært tilsette et porestørrelsesjusterende middel for å justere størrelsene av skum fordelt i den skummede gipsoppslemmingen til én av en stamoppløsning av skummiddelet og en blanding av en stamoppløsning av skummiddelet og vann for å oppnå skummiddelet for å produsere skum med ønsket størrelse, hvor skummiddelet er valgt fra gruppen bestående av anioniske, kationiske, ikke-ioniske og amfotære overflateaktive midler, hvor det porestørrelses-justerende middel inneholder minst én substans valgt fra gruppen bestående av midler for å øke størrelsen av skum i den skummede gipsoppslemmingen samt midler for å minske størrelsen av skum i den skummede gipsoppslemmingen, hvor middelet for å øke størrelsen av skum i den skummede gips-oppslemmingen inneholder minst én substans valgt fra gruppen bestående av vannoppløselige sure substanser, sterke syrer, og vannoppløselige sterke alkaliske substanser, hvor middelet for å minske størrelsen av skum i den skummede gipsoppslemmingen inneholder minst én substans valgt fra gruppen bestående av sulfosuccinat-type overflateaktive midler, sarkosinat-type overflateaktive midler, alkylbenzen-sulfonat-type overflateaktive midler, alkan-sulfonat-type overflateaktive midler og alkylbetain-type overflateaktive midler, og hvor innholdet av det porestørrelsesjusterende middel i skummiddelet er 0,00001 vektdeler til 0,005 vektdeler per 100 vektdeler av den kalsinerte gips.

2. Fremgangsmåte for fremstilling av en vektredusert gipsplate ifølge krav 1, hvor skummiddelet er valgt fra gruppen bestående av sulfater av alkyler, alkylaryler, alkyletere, alkylaryletere, poly(oksyetylen)alkyletere (poly(etylenoksid)-alkyletere) og poly(oksyetylen) poly(oksypropylen)alkyletere (poly(etylenoksid) poly(propylenoksid)alkyletere).

3. Fremgangsmåte for fremstilling av en vektredusert gipsplate ifølge krav 1 eller 2, hvor middelet for å øke størrelsen av skum i den skummede gipsoppslemmingen inneholder minst én substans valgt fra gruppen bestående av aluminiumsulfat, aluminium kaliumsulfat, aluminium ammoniumsulfat, ferrisulfat, polyferrisulfat, svovelsyre, sulfaminsyre, natriumhydroksid og kaliumhydroksid.