DE1266200B

DE1266200B - Verfahren zur Herstellung von wasserabweisenden papierbeschichteten Gipsbauplatten

Info

Publication number: DE1266200B
Application number: DEU11388A
Authority: DE
Inventors: William Joseph Long; James Robert Roberts
Original assignee: United States Gypsum Co
Current assignee: United States Gypsum Co
Priority date: 1964-01-20
Filing date: 1965-01-20
Publication date: 1968-04-11
Also published as: FR1421064A; NO115524B; GB1094139A; LU47808A1; US3383271A; NL6500720A; BE658549A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C04b

Deutsche Kl.: 80 b-6/09

Nummer: 1266 200

Aktenzeichen: U11388 VI b/80 b

Anmeldetag: 20. Januar 1965

Auslegetag: 11. April 1968

Gipsbauplatten werden im allgemeinen hergestellt, indem eine wäßrige Aufschlämmung von gebranntem Gips mit verschiedenen Zusätzen kontinuierlich zwischen Papieren geformt, gehärtet und auf die gewünschte Dimension beschnitten wird. Der Gipsaufschlämmung kann man einen Schaum und auch Bindemittel zusetzen. Die Herstellung geschieht zweckmäßigerweise derart, daß die Gipsaufschlämmung auf das Unterpapier aufgetragen, dieses über die Gipsmasse gefaltet und das Ganze mit dem Oberpapier abgedeckt wird. Dieser Vorgang geschieht im allgemeinen auf einem Zweiwalzenstuhl. Die die Plattenmaschine verlassende Bahn wird beschnitten und bei einer Temperatur von höchstens 130° C ausgehärtet.

Für bestimmte Anwendungszwecke sollen die Gipsbauplatten wasserabweisend sein. Dies gilt insbesondere für Bauzwecke im Bereich von Badezimmern, Küchen und auch zur Außenverschalung. Die Gipsbauplatten sollen streichbar sein und eine ausreichende Wasserbeständigkeit besitzen.

Es ist bekannt, daß man Papiere in einem gewissen Ausmaß durch Leimen wasserbeständig machen kann. Sehr hoch geleimte Papiere stören jedoch die Herstellung der Gipsbauplatten, außerdem ist die Wasserbeständigkeit von Papieren mit einer Temperaturgrenze von etwa 38°C für die Zwecke der Bauindustrie im allgemeinen nicht ausreichend.

Man hat also versucht, papierbeschichtete Gipsbauplatten dadurch wasserabweisender zu machen, daß man die fertigbeschichteten Gipskörper mit einer wasserabweisend machenden Masse oberflächlich behandelte. Das Ergebnis war jedoch nicht zufriedenstellend. Auch Versuche, im Rahmen der Herstellung der Papiere zur Verwendung für Gipsbauplatten in den Faserbrei wasserabweisende Substanzen einzubringen, ergab keine zufriedenstellenden Gipsbauplatten.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von wasserabweisenden papierbeschichteten Bauplatten, die hervorragende wasserabweisende Eigenschaften auch bei mäßig erhöhten Temperaturen aufweisen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Emulsion von wasserabweisend machenden Substanzen nämlich einem Gemisch von einem Tallöl, einem wachsähnlichen aliphatischen Kohlenwasserstoff sowie einem trocknenden Öl und/oder einem Fettsäureester von Pentaerythrit auf die Papiere aufgetragen, zwischen den Papieren in bekannter Weise die Piastermasse geformt und erwärmt, um gleichzeitig eine Erhärtung und Trocknung der wasserabweisend machenden Substanzen und der Pa-Verf ahren zur Herstellung von wasserabweisenden papierbeschichteten Gipsbauplatten

Anmelder:

United States Gypsum Company,

Chicago, JH. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
und Dr. E. v. Pechmann, Patentanwälte,
8000 München 90, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:

James Robert Roberts, Palatine, JlL;

William Joseph Long, Chicago. JIl. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 20. Januar 1964 (338 575)

piere sowie in gewissem Maße eine Aushärtung des Plasters zu erreichen. Erwärmt wird zweckmäßigerweise in einem Ofen, der sich auf zumindest 130⁰C, vorzugsweise zumindest 149° C, befindet. Als trocknendes Öl kann man z. B. Leinöl, Sojabohnenöl, Oiticicaöl, Tungöl, Saffloröl oder deren Gemische verwenden.

Der wachsähnliche Kohlenwasserstoff kann rohes Schuppenwachs, niedermolekulare Homopolymere oder Mischpolymere von Äthylen oder Propylen, polymerisierte Diene oder modifizierte Olefine oder auch methylierte Paraffine sein.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, Papiere für den erfindungsgemäßen Zweck zu verwenden, welche mit einer Aluminium- oder Eisen(III)-ionen enthaltenden Lösung behandelt worden sind. Diese Behandlung kann an den fertigen Papieren vorgenommen werden oder auch im Rahmen der Leimung, wo die sauren Salze von Aluminium oder Eisen als Fällmittel wirken. Selbstverständlich kann man auch mehrschichtige Papiere verwenden, wobei zumindest eine Lage, wie oben behandelt und/oder geleimt sein sollte. Für die Leimung eignet sich in üblicher Weise Kolophonium und/oder eine Wachsemulsion. Die Aufbringung der Emulsion der wasserabweisend machenden Substanzen nach der Erfindung geschieht z. B. durch Naßkalandern, ζ. Β. bei einer Temperatur unter 49⁰C.

809 538/488

Man kann in bekannter Weise Aufschlämmungen aus Plaster mit verschiedenen Zusätzen, wie Asphalt oder Wachs, verwenden.

Den Emulsionen zur Wasserabweisendmachung kann man Substanzen zusetzen, die den Materialabbau durch Mikroorganismen verhindern oder beeinträchtigen. Ein Beispiel hierfür ist Tetrachlorphenol, welches fungicide Wirksamkeit besitzt. Die wasserabweisend machenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Materialien werden durch diese Substanzen nicht beeinflußt.

Als wasserabweisend machende Substanzen kann man verschiedene Handelsprodukte verwenden, z. B. ein solches, welches einen Emulgator, ungefähr 34% rohes Tallöl, 23,7 bis 28,4% Leinöl oder Fettsäureester von Pentaerythrit sowie 37,5 bis 43,2% wachsähnlichen Kohlenwasserstoff enthält. Man kann auch noch z. B. 12 Teile Tetrachlorphenol der Masse zusetzen.

Für das erfindungsgemäße Verfahren kann man, wie erwähnt, geleimte Papiere verwenden. Eine Harzoder Wachsleimung soll jedoch nicht zu schwer sein. Eine Harzleimung von 2% und darüber ist entsprechend. Zur Fällung sollte Alaun oder ein Eisensulfat verwendet worden sein. Als Wachsemulsion kann man eine solche mit 47% Feststoffen, wie sie im Handel erhältlich ist, verwenden.

Das Auftraggewicht der Emulsion der wasserabweisend machenden Substanzen nach der Erfindung soll zwischen etwa 1,85 und 2,25 kg/100 m² betragen. Diese Auftragmenge ist leicht durch Naßkalandern aufzubringen. Für das Unterpapier benötigt man im allgemeinen nur einen Auftrag zwischen 1,37 und 1,76 kg/100 m². Die Auftragtemperatur soll nicht über 49°C liegen.

Zur Bewertung der wasserabweisenden Eigenschaften können zwei Prüfungen herangezogen werden, und zwar die Ermittlung des Wasserabweisungsfaktors und der sogenannte Cobb-Test. Ein Wasserabweisungsfaktor von zumindest 4 wird bei den erfindungsgemäß erhaltenen Bauplatten erreicht. Der Wasserabweisungsfaktor wird aus folgender Skala ermittelt, wobei Wassertropfen auf ein in einem Winkel von 45° geneigtes Papier fallen und die Struktur der Wassertropfen auf dem Papier ermittelt wird.

Wasserabweisungs
faktor

O kontinuierliche Spur — ganze Breite des

Tropfens

kontinuierliche Spur — etwas schmäler als der Tropfen

kontinuierliche Spur — gelegentlich unterbrochen, schmäler als der Tropfen

3 die halbe Spur benetzt

4 ein Viertel der Spur benetzt mit länglichen

Tropfen

runde Tropfen verstreut über ein Viertel der Spur

6 gelegentlich verstreute runde Tropfen

7 perlt vollständig ab

Der Cobb-Test wird in Übereinstimmung mit den Prüfbestimmungen für die Leimung nach TAPPI Nr. 441-m 60 ermittelt. Bei den erfindungsgemäßen Produkten soll die Gewichtszunahme nicht mehr als 0,5 g betragen.

Bei den erfindungsgemäßen Produkten zeigte sich, daß entsprechende wasserabweisende Eigenschaften noch erreicht werden können bei einer Auftragmenge der Emulsion bis herunter zu 0,49 kg/100 m². Bevorzugt werden jedoch zumindest 1,47 kg/100 m², über etwa 4,9 kg/100 m² wird man jedoch kaum anwenden. Im allgemeinen kann man sagen, daß die Wasserbeständigkeit um so besser ist, je höher die Konzentration der aufgetragenen Masse oder die Auftragmenge ist.

Es zeigte sich, daß die erfindungsgemäß erhaltenen Bauplatten auch mäßig warmem Wasser von 38 bis 49° C eine gewisse Zeit lang widerstehen. Dies ist auch einer der Gründe der weitgehenden Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Produkte.

Die Erfindung soll nun an folgenden Beispielen erläutert werden.

Beispielelbis9

In folgender Tabelle sind die zur Anwendung gelangenden Mengen für die wasserabweisend machende Emulsion sowie die Wasserabweisungsfaktoren zusammengestellt. Der Auftrag der Emulsion geschah durchweg durch Naßkalandern bei einer Temperatur unter 49° C. Der Feststoffgehalt der Emulsion bei den Beispielen 2 bis 9 betrug etwa 25%. Die Herstellung der Emulsionen geschah durch Einrühren von 17 Teilen Ammoniumhydroxyd (29%ig) in 295 Teile Wasser, Erwärmen auf etwa 87,5°C und Vermischen mit der auf zumindest 93⁰C vorgewärmten Masse der wasserabweisendmachenden Substanzen bzw. vorgewärmt auf einen ausreichend fließfähigen Zustand.

Tabelle

	%	Leinöl oder Fett	Aliphatischer	Wasser-
Bei	34	säureester von	Kohlen	abwei-
spiel	34	Pentaerythrit	wasserstoff	sungs- faktor
1		22,7 bis 28.4¹)	37,5 bis 43,2	4,3
2	34	26 Leinöl	20 CTLA⁴)	4,5
	34		20 Waches)
3	34	26 Öl²)	40 Wachs	5,5
4	34	26 Öl	40 Wachs	6,0
5		26 Leinöl	40 Wachs	4,0
6«	34	26 Öl	20 CTLA	4,0
			20 Wachs
7	34	26 Öl	36 Wachs	5,2
			4 Polyäthylen
8	26,7	26 Öl	20 Wachs	5,3
		20 Harz
9	26,7 Harz")	46,6 Wachs	7

^x) Handelsprodukt, enthaltend 30% rohes Tallöl, 20 bis 25% Leinöl, 33 bis 38% wachsähnliche Kohlenwasserstoffe, 12% Tetrachlorphenol sowie Emulgator.

*) Öl:

Baumharz 286 Teile

Mit Säure raffiniertes Tallöl 236 Tdte

Chinaholzöl 45 Teile

Sojabohnenöl 405 Teile

Pentaerythrit 59 Teile

^s) Petroleumkohlenwasserstoffharz.

⁴) CTLA: In der Wärme reaktionsfähige olefinische Kohlenwasserstoffe, wie Dicyclopentadien.
^B) Wachs, rohes Schuppenparaffin.

Es zeigte sich, daß bei einer Auftragmenge von mindestens 1,47 kg/100 m² bei allen Beispielen im Cobb-Test eine Gewichtszunahme von nicht über 0,5 eintritt.

Wird für die Behandlung der Papiere für papierbeschichtete Gipsbauplatten entsprechend dem Stand der Technik Petrolatum verwendet, so erreicht man bei den fertigen Produkten einen Wasserabweisungsfaktor von nur 3 und eine Gewichtszunahme im Cobb-Test von 0,63. Darüber hinaus sind diese Produkte im Gegensatz zu den erfindungsgemäßen nachträglich nicht streichfähig.

Auch unter Verwendung eines Umsetzungsproduktes von Epichlorhydrin mit dem Reaktionsprodukt von Hexadecylchlorid mit Dipropyltriamin nach dem Stand der Technik ergaben sich nicht zufriedenstellende wasserabweisende Eigenschaften, und zwar im Cobb-Test eine Gewichtszunahme von 6 bei einem Wasserabweisungsfaktor von Null.

Die Herstellung dieser Vergleichsprodukte geschah mit Hilfe der jeweiligen Lösung der wasserabweisendmachenden Produkte, indem ein Auftraggewicht von etwa 1,6 bis 1,9 kg/100 m² angewandt und eine Härtetemperatur von 115⁰C während 15 Minuten angewandt wurde. Die so hergestellten Produkte wurden über Nacht bei 21⁰C und einer relativen Feuchte von 50°/o gehalten und dann die wasserabweisenden Eigenschaften ermittelt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von papierbeschichteten, wasserabweisenden Gipsbauplatten, indem eine Plasteraufschlämmung zwischen Papieren geformt und erwärmt wird, unter Verwendung einer wasserabweisend machenden Masse für die Papiere, dadurch gekennzeichnet, daß man als wasserabweisende Masse eine Emulsion von Tallöl, einem wachsähnlichen aliphatischen Kohlenwasserstoff sowie einem trocknenden öl und/oder einem Fettsäureester von Pentaerythrit verwendet und die Emulsion auf die Papiere aufträgt, zwischen den Papieren in bekannter Weise die Piastermasse formt und zur Aushärtung des Plasters und gleichzeitigen Trocknung bzw. Erhärtung der wasserabweisend machenden Masse erwärmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem Ofen mit einer Temperatur von zumindest 130° C, vorzugsweise zumindest 149⁰C, erwärmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als trocknendes öl Leinöl, Sojabohnenöl, Oiticicaöl, Tungöl, Saffloröl oder deren Gemische verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kohlenwasserstoff rohes Schuppenwachs, niedermolekulare Polyäthylene oder Polypropylene, niedermolekulare Äthylen-Propylen-Mischpolymere, polymerisierte Diene oder umgesetzte Olefine oder methylierte Paraffine verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Papiere verwendet, die mit einer Aluminium- oder Eisen(III)-ionen enthaltenden Lösung behandelt worden sind.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Papiere verwendet, die unter Anwendung eines sauren Aluminium- oder Eisen(III)-Salzes als Fällungsmittel geleimt worden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 935 949;
britische Patentschrift Nr. 912 192;
USA.-Patentschrift Nr. 2 560 521.