СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПСОВОГО РАСТВОРА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГИПСОВЫХ ИЗДЕЛИЙ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИПСОВОГО ИЗДЕЛИЯ Российский патент 2020 года по МПК C04B28/14 C04B18/16 E04C2/02 

Настоящее изобретение относится к способу получения гипсового раствора для получения гипсовых изделий, в частности, гипсокартону, к способу изготовления гипсового изделия, в частности, гипсокартона, к гипсовому раствору для получения гипсовых изделий, в частности, гипсокартонных плит, к гипсовому изделию, в частности, гипсокартона, и к системе для изготовления гипсового изделия, в частности, гипсокартона.

Способы получения гипсовых изделий, в частности, гипсокартона, хорошо известны. Кроме того, известно о по меньшей мере частичном использовании вторичных гипсобумажных продуктов, такие как гипсобумажные плиты, для получения новых гипсовых изделий. Например, в документе EP 2641886A2 описывается гипсовый порошок, содержащий порошки полуводного гипса и порошки безводного гипса типа II. Безводный гипс типа II получают путем обжига дигидрата гипса, извлеченного из отходов гипсокартона. Кроме того, в EP 2641886 A2 описано, что часть безводного гипса типа II можно заменить дигидратом. Кроме того, этот дигидрат можно получить из вторичного сырья. Порошки отходов гипсокартона получают путем распыления отходов гипсокартона и проведения распыленного продукта через сито, чтобы удалить бумажную фракцию гипсокартонных плит. В документах EP 2030693 B1 и US 2016/0124895 A1 также описывается вторичная переработке гипсовых изделий, при которой предусматриваются такие устройства как сита, чтобы отделить бумажные отходы от остальных отходов гипсовых изделий. Заявка WO 2009/064602 A1 описывает мокрый размол дигидрата вместе с особым диспергатором. Молотый гипс предназначен для использования в косметике, для бумаги или в покрытиях в качестве наполнителя. Однако, заявка WO 2009/064602 A1 не относится в вторичному использованию отходов гипсовых изделий.

Известные способы вторичного использования гипсовых изделий, таких как гипсобумажные плиты, являются довольно сложными, в частности, из–за удаления бумажных компонентов. Однако от стадии удаления бумаги нельзя просто отказаться, так как бумажные волокна вызывают проблемы в процессе обжига (прокаливание заполнителей), осуществляемом согласно предшествующему уровню техники. Кроме того, бумажные волокна могут снизить теплоперенос в обжиговой печи (если бумага прилипает к стенкам).

Целью настоящего изобретения является предложить способ получения гипсового раствора для формирования гипсовых изделий, в частности, гипсокартона, предпочтительно гипсобумажных плит или гипсоволоконных плит, способ изготовления гипсового изделия, в частности, гипсокартона, предпочтительно гипсобумажной плиты или гипсоволоконной плиты, а также предложить гипсовый раствор для получения гипсовых изделий, в частности, гипсокартона, предпочтительно гипсобумажных плит или гипсоволоконных плит, и гипсовое изделие, в частности, гипсокартон, предпочтительно гипсобумажную плиту или гипсоволоконную плиту, и систему для изготовления гипсового изделия, в частности, гипсокартона, предпочтительно гипсобумажной плиты или гипсоволоконной плиты, с которой можно достичь эффективной и простой вторичной переработки гипсобумажных продуктов (т.е., продуктов, содержащих гипсовый и бумажный компоненты) или их частей (в том числе частей гипсового компонента и частей бумажного компонента).

Эта цель достигается посредством объекта приложенной формулы изобретения.

Согласно изобретению, предлагается способ получения гипсового раствора для формирования гипсовых изделий, в частности, гипсокартона, предпочтительно гипсобумажных плит или гипсоволоконных плит, включающий стадии:

a) предоставление гипсобумажного продукта, содержащего гипс и бумажный компонент, в частности, гипсобумажной плиты и/или ее разломанных частей (содержащих куски гипса и бумажного компонента) и

b) мокрое измельчение (размол) гипсобумажного продукта и/или его разломанных частей, содержащих по меньшей мере части бумажного компонента, с получением мокромолотого гипсобумажного компонента.

Основной идеей изобретения было осуществить дезинтеграцию (размол) гипсобумажного продукта вместе с бумажным компонентом (т.е., без предварительного удаления бумажного компонента). В этой связи было признано, что проблемы с обжигом дезинтегрированных отходов гипсокартона, включающих бумажные волокна, можно избежать, если напрямую подавать необожженный размолотый материал в гипсовый раствор для формирования новых гипсовых изделий. Неожиданно оказалось, что соответственно изготовленные новые гипсовые изделия (гипсобумажные плиты) демонстрируют надежные и удовлетворительные характеристики материала. По существу, можно достичь эффективной и простой вторичной переработки гипсобумажных продуктов или их остатков.

Гипсовое изделие представляет собой, в частности, продукт с гипсовым компонентом (который может составлять по меньшей мере 50 вес.% или по меньшей мере 80 вес.% гипсового изделия). Гипсокартон представляет собой гипсовое изделие, имеющее форму плиты (т.е., в частности, являющееся, по меньшей мере в основном, плоским). Гипсокартон может иметь прямоугольную форму и толщину от 1 мм до 5 см. Гипсобумажная плита является гипсокартоном с бумажным компонентом, в частности, в виде поверхностного слоя. В вариантах осуществления одна или обе стороны гипсобумажной плиты могут быть образованы из бумажного слоя. Гипсобумажный продукт является изделием, содержащим гипс и бумажный компонент. Бумажный компонент предпочтительно образует по меньшей мере части внешней поверхности гипсобумажного продукта, составляя, например, по меньшей мере 20%, или по меньшей мере 50%, или по меньшей мере 80% его внешней поверхности. Бумажный компонент может составлять менее 20 вес.%, предпочтительно менее 10 вес.%, более предпочтительно менее 2 вес.% гипсобумажного продукта в расчете на гипсовый компонент. Далее, бумажный компонент может составлять более 0,1 вес.%, предпочтительно более 1 вес.%, более предпочтительно более 3 вес.% гипсобумажного продукта в расчете на гипсовый компонент. Разломанные части гипсобумажного продукта, в частности, гипсобумажной плиты, представляют собой, в частности, любые части, содержащие по меньшей мере куски гипса и бумажного компонента гипсобумажного продукта. Разломанные части могут представлять собой остатки, отходы или неиспользованные/непригодные для использования гипсобумажные изделия, в частности, гипсобумажные плиты. Количество бумажного компонента относительно гипсового компонента в разломанных частях можно выразить в весовых процентах, как объяснялось выше, в расчете на гипсобумажное изделие, в частности, гипсобумажную плиту. Разломанные части могут быть частями, которые были разломаны случайно и/или намеренно, например, путем измельчения резкой гипсобумажных продуктов, в частности, гипсобумажных плит или их более крупных частей. Мокрый размол может предусматривать использование одной или более мельниц. Средний размер просеянных частиц мокромолотого гипсобумажного компонента предпочтительно составляет менее 3 мм, более предпочтительно менее 1 мм. Диаметр разломанных частей (учитывается по меньшей мере 50 вес.% или по меньшей мере 90 вес.% используемых разломанных частей от веса всех используемых разломанных частей) может составлять от 2 см до 50 см, в частности, от 10 см до 40 см. Под диаметром понимается максимальный поперечный размер соответствующей разломанной части (например, в случае прямоугольного параллелепипеда это пространственная диагональ).

Мокрый размол означает, в частности, что гипсобумажный продукт и/или его разломанные части измельчают во влажном состоянии (например, когда количество воды в предназначенном для размола влажном гипсобумажном продукте и/или его разломанных частях больше или равно 10 вес.%, предпочтительно больше или равно 20 вес.%) и/или с добавлением воды в процессе размола, по меньшей мере в течение некоторого периода времени.

Предпочтительно смешивать мокромолотый гипсобумажный компонент со штукатуркой (обожженным гипсом).

Гипсовая фракция мокромолотого гипсобумажного компонента предпочтительно является дигидратом (по меньшей мере до 50 вес.%, предпочтительно по меньшей мере до 80 вес.%, еще более предпочтительно по меньшей мере до 95 вес.%).

В дополнение или вместо штукатурки, в гипсовый раствор могут быть добавлены дополнительные компоненты, такие как замедлитель, пенообразователь, ускоритель и/или другие типы гипса. Кроме того, можно добавить штукатурку и/или дигидрат из других источников.

Мокромолотый гипсобумажный компонент предпочтительно представляет собой гипсобумажный раствор, содержащий воду, частицы бумаги, в частности, бумажные волокна, и гипс (порошок).

Гипсобумажный раствор может иметь содержание твердых веществ по меньшей мере 2 вес.%, предпочтительно по меньшей мере 5 вес.%, более предпочтительно по меньшей мере 15 вес.% и/или не более 50 вес.%, предпочтительно не более 30 вес.%, более предпочтительно не более 20 вес.%. Это обеспечивает надежное и эффективное изготовление гипсовых изделий, в частности, гипсовых плит (гипсобумажных или гипсоволоконных). В частности, возможна надежная и эффективная перекачка материала насосом.

Гипсобумажный раствор может подаваться в емкость (в частности, бункер). Предпочтительно, гипсобумажный раствор хранится в этой емкости (бункере). В частности, гипсобумажный раствор подается в емкость (бункер) до смешения гипсобумажного раствора со штукатуркой. Аккумулирование гипсобумажного раствора в емкости (бункере) позволяет запасти некоторое количество гипсобумажного раствора, чтобы подавать его в производственный процесс в подходящее время. Перемешивание позволяет избежать осаждения.

Содержание твердых веществ в мокромолотом гипсобумажном компоненте, в частности, гипсобумажном растворе, в расчете на штукатурку может составлять по меньшей мере 0,5 вес.%, предпочтительно по меньшей мере 1 вес.%, более предпочтительно по меньшей мере 2 вес.% и/или не более 10 вес.%, предпочтительно не более 5 вес.%, более предпочтительно не более 4 вес.%. Этим можно улучшить надежность процесса, в частности, достичь надежной адгезии бумаги. Разломанные части могут быть получены путем измельчения гипсобумажных изделий резкой. Кроме того, более мелкие разломанные части можно получить измельчением путем резки более крупных частей гипсобумажного изделия. Это повышает эффективность процесса.

Мокромолотый гипсобумажный продукт предпочтительно не обжигают. Гипсовый компонент размолотого гипсобумажного продукта предпочтительно является дигидратом.

Согласно следующему аспекту изобретения, предлагается способ изготовления гипсового изделия, в частности, гипсокартона, предпочтительно гипсобумажной плиты или гипсоволоконной плиты, включающий описанный выше способ получения гипсового раствора и включающий удаление воды из гипса и формирование (прессование или иное конфигурирование или компоновка) гипсового изделия. Если гипсовое изделие является гипсобумажной плитой, способ предпочтительно включает добавление с одной или обеих сторон плиты наружного слоя бумаги.

В способе изготовления гипсового изделия мокромолотый гипсобумажный продукт предпочтительно не обжигают, в частности, чтобы избежать проблем с бумажными компонентами, и обжиг в этой точке или на этой стадии не является необходимым для качества более позднего продукта, особенно если размолотый гипсобумажный продукт используется в основном в качестве наполнителя.

Согласно другому аспекту изобретения, предлагается использование мокромолотого гипсобумажного компонента в качестве ингредиента гипсового раствора для формирования гипсового изделия, в частности, гипсокартона, предпочтительно гипсобумажной плиты или гипсоволоконной плиты.

Согласно другому аспекту изобретения, предлагается гипсовый раствор для формирования гипсовых изделий, в частности, гипсокартона, полученный описанным выше способом.

Согласно другому аспекту изобретения, предлагается гипсовое изделие, в частности, гипсокартон, предпочтительно гипсобумажная плита или гипсоволоконная плита, полученные вышеописанным способом.

При измельчении резкой гипсобумажного изделия или его разломанных частей для повторного использования это может быть реализовано во влажном или сухом состоянии или частично во влажном состоянии, а частично в сухом. В измельчителе материал может разрезаться на части размерами примерно 20×20 см. Измельченные части можно подавать в мельницу. Там материал может размалываться (с добавлением воды).

Результатом такой стадии размола может быть раствор, включающий воду, бумажные волокна и мелкодисперсный гипс. Содержание твердых веществ в растворе может составлять 15–20 вес.%. Далее, раствор можно закачать в одну или более емкостей (один или более бункеров). В этих емкостях (бункерах), раствор может перемешиваться, чтобы предотвратить осаждение.

Из емкости (бункера) раствор может перекачиваться в основной смеситель. В смесителе раствор можно смешать со штукатуркой и, факультативно, другим сырьем для производства гипсокартона. Содержание твердых веществ в растворе, подаваемом в смеситель, может составлять, в расчете на штукатурку, от 2 до 4 вес.%. В результате можно улучшить адгезию бумаги.

Согласно другому аспекту изобретения, предлагается система для получения гипсового раствора, в частности, вышеуказанным способом, для формирования гипсовых изделий, в частности, гипсокартона, предпочтительно, гипсобумажных плит, содержащая:

– мельницу для мокрого размола гипсобумажного продукта, содержащего гипс и бумажный компонент, в частности, гипсобумажной плиты, и/или его разломанных частей, с получением мокромолотого гипсобумажного компонента,

– первое подающее устройство для подачи мокромолотого гипсобумажного компонента в смеситель и

– второе подающее устройство для подачи других компонентов, в частности, штукатурки, в смеситель для смешения с раствором для формирования гипсовых изделий.

Система для получения гипсового раствора для формирования гипсовых изделий может включать в себя измельчитель для резки отходов гипсобумажных плит или их разломанных частей. Кроме того, система может содержать средства для подачи воды для мокрого размола в мельницу (например, перед измельчителем, или в измельчитель, или между измельчителем и мельницей, или в мельницу). Кроме того, система может содержать емкость (в частности, бункер) для хранения продукта, получаемого в мельнице.

Согласно другому аспекту изобретения, предлагается система для изготовления гипсовых изделий, в частности, гипсокартона, предпочтительно гипсобумажной плиты, содержащая вышеописанную систему для получения гипсового раствора и формовочное устройство для формования гипсового изделия, в частности, гипсокартона, предпочтительно гипсобумажной плиты.

Формовочное устройство может содержать формовочный стол и/или формовочную ленту, где окончательное гипсовое изделие, в частности, гипсокартон, предпочтительно гипсобумажная плита, может отстаиваться и формоваться.

Далее описывается предпочтительный вариант осуществления изобретения с обращением к следующему чертежу:

фиг. 1: схема способа изготовления гипсобумажной плиты.

На фиг. 1 показана схема способа изготовления гипсобумажной плиты. Позицией 10 обозначены отходы гипсобумажных плит. Отходы 10 гипсобумажных плит подаются в измельчитель 11, где отходы гипсобумажных плит измельчаются резкой (например, на куски примерно 20×20 см). Из измельчителя 11 разломанные части отходов гипобумажных плит подаются в мельницу 12 для мокрого размола разломанных кусков. Вода 13 для мокрого размола может подаваться до измельчителя 11, в измельчитель 11, между измельчителем 11 и/или мельницей 12 или в мельницу 12, как указано пунктирными стрелками. Из мельницы 12 гипсобумажный раствор, содержащий воду, частицы бумаги (волокна) и частицы гипса (порошок), подается в основной смеситель 14. Кроме того, в смеситель 14 можно добавить штукатурку 15 и, факультативно, другие добавки 16, такие как другие разновидности гипса, как сульфат кальция, в определенных и/или разных степенях гидратации, и/или замедлители, и/или пенообразователи, и/или ускорители. В смесителе 14 гипсовый раствор перемешивается и подается на формовочное устройство 17 (такое как формовочный стол или формовочная лента). Там на раствор добавляют слои бумаги 18 и 19. Раствор вместе со слоями бумаги 18 и 19 отстаивается на формовочном устройстве 17. Затем отстоявшийся слой можно резать на плиты 21 подходящей формы соответствующим режущим устройством, таким как пила, с получением новой гипсобумажной плиты 21.

Факультативно можно предусмотреть бункер 20 между мельницей 12 и смесителем 14 для хранения раствора, поступающего из мельницы 12, и для подачи запасенного раствора в смеситель 14.

Позиции для ссылок

10 отходы гипсобумажных плит

11 измельчитель

12 мельница

13 вода

14 смеситель

15 штукатурка

16 другой материал

17 формовочное устройство

18 слой бумаги

19 слой бумаги

20 бункер

21 новая гипсобумажная плита

Группа изобретений относится к способу получения гипсового раствора для получения гипсовых изделий, к способу изготовления гипсового изделия, к гипсовому раствору для получения гипсовых изделий, к гипсовому изделию и к системе для изготовления гипсового изделия. Способ получения гипсового раствора для формирования гипсовых изделий, в частности гипсокартона, предпочтительно гипсобумажной плиты, заключается в следующем: a) предоставление гипсобумажного продукта, содержащего гипс и бумажный компонент, в частности гипсобумажной плиты и/или ее разломанных частей; b) мокрый размол гипсобумажного продукта и/или его разломанных частей, содержащих бумажный компонент, с получением мокромолотого гипсобумажного компонента. Способ дополнительно включает смешивание мокромолотого гипсобумажного компонента со штукатуркой. Способ изготовления гипсового изделия заключается в том, что мокромолотый гипсобумажный продукт не обжигают. Технический результат заключается в эффективной и простой вторичной переработке гипсобумажных продуктов или их частей. 6 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ получения гипсового раствора для изготовления гипсовых изделий, в частности гипсокартона, предпочтительно гипсобумажной плиты (21) или гипсоволоконной плиты, включающий стадии:

a) предоставление гипсобумажного продукта, содержащего гипс и бумажный компонент, в частности гипсобумажной плиты (10) и/или ее разломанных частей, и

b) мокрый размол гипсобумажного продукта и/или его разломанных частей, содержащих бумажный компонент, с получением мокромолотого гипсобумажного компонента, причём способ дополнительно включает смешивание мокромолотого гипсобумажного компонента со штукатуркой (15).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадия b) включает формование гипсобумажного раствора, содержащего воду, частицы бумаги, в частности бумажные волокна, и гипс, в частности гипсовый порошок.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что гипсобумажный раствор имеет содержание твердых веществ от 2 до 50 вес.%, предпочтительно от 5 до 30 вес.%, более предпочтительно от 15 до 20 вес.%.

4. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что гипсобумажный раствор подается в емкость, в частности бункер (20), и предпочтительно перемешивается в нем, в частности, перед смешением со штукатуркой.

5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что содержание твердых веществ в мокромолотом гипсобумажном компоненте, в частности гипсобумажном растворе, в расчете на штукатурку составляет от 0,5 до 10 вес.%, предпочтительно от 1 до 5 вес.%, более предпочтительно от 2 до 4 вес.%.

6. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что разломанные куски получены путем измельчения гипсобумажного продукта резкой.

7. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что мокромолотый гипсобумажный продукт не обжигают.

8. Способ изготовления гипсового изделия, в частности гипсокартона, предпочтительно гипсобумажной плиты (21), включающий способ получения гипсового раствора по одному из предыдущих пунктов и включающий удаление воды из гипсового раствора и формование гипсового изделия.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что мокромолотый гипсобумажный продукт не обжигают.

10. Применение мокромолотого гипсобумажного компонента в качестве ингредиента гипсового раствора для формирования гипсового изделия, в частности гипсокартона, предпочтительно гипсобумажной плиты (21) или гипсоволоконной плиты, причём гипсовый раствор получен способом по одному из пп. 1-9.

11. Гипсовое изделие, в частности гипсокартон, предпочтительно гипсобумажная плита (21) или гипсоволоконная плита, полученное способом по п. 8.

12. Система для получения гипсового раствора для формования гипсовых изделий, в частности гипсокартона, предпочтительно гипсобумажных плит (21) или гипсоволоконных плит, содержащая:

- мельницу (12) для мокрого размола гипсобумажного продукта, содержащего гипс и бумажный компонент, в частности гипсобумажной плиты (10) и/или ее разломанных кусков, с получением мокромолотого гипсобумажного компонента;

- первое подающее устройство для подачи мокромолотого гипсобумажного компонента в смеситель (14) и

- второе подающее устройство для подачи штукатурки и предпочтительно других компонентов в смеситель (14) для перемешивания раствора для формирования гипсовых изделий.

13. Система для изготовления гипсового изделия, в частности гипсокартона, предпочтительно гипсобумажной плиты (21) или гипсоволоконной плиты, содержащая систему для получения гипсового раствора по п. 12 и формовочное устройство (17) для формирования гипсового изделия, в частности гипсокартона, предпочтительно гипсобумажной плиты (21) или гипсоволоконной плиты.