Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung beschichteter Gipsplatten

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung beschichteter Gipsplatten.

Stand der Technik

Bauplatten auf Basis von Gips, im folgenden Gipsplatten genannt, werden im Trockenbau zur Herstellung von Böden, Wänden und Decken eingesetzt. Die entsprechenden Platten werden industriell gefertigt.

Bei Gipskartonplatten wird typischerweise Stuckgips mit Wasser und diversen Additiven zu einem Brei vermischt und dann auf eine Kartonbahn gegossen. Dann wird eine zweite Kartonbahn aufgelegt, so dass der Gips noch vor dem Abbinden von den beiden Kartonbahnen umschlossen wird. Der Strang wird dann über ein Abbindeband geführt. Während der dafür benötigten Zeit bindet der Stuckgips im Plattenkern ab, wobei Calciumsulfat-Dihydrat entsteht. Der erhärtete Strang wird durch eine geeignete Schneidvorrichtung in Platten ver- einzelt. Hieran schließt sich ein Trocknungsprozess an, bei dem das überschusswasser entfernt wird. An Stelle von Karton können auch alternative Produkte zur Ummantelung eingesetzt werden, etwa Glasfaservliese oder tex- tile Vliese.

Eine Alternative hierzu sind Gipsfaserplatten, die typischerweise aus Gips und CeI Iu losefasern hergestellt werden. Dazu werden Stuckgips und Cellulosefa- sern innig vermischt. Dieser Mischung wird Wasser zugegeben, das für das

Abbinden des Stuckgipses ausreichend ist. Diese sogenannte Grünplatte wird dann unter Druck verpresst. Nach dem Abbinden auf der Abbindestrecke und der Vereinzelung werden die Platten getrocknet. Entsprechende Gipsfaserplat- ten zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe mechanische Beanspruchbar- keit aus.

Nach dem Einbau der Platten werden üblicherweise die Fugen zwischen den Platten verfüllt, die entstandenen Wände bzw. Decken grundiert und mit Anstrichen versehen oder tapeziert. Streichen oder Tapezieren wird als Dekorati-

on bezeichnet. Häufig werden vorher Grundierungen oder Tapetenwechselan- striche aufgetragen.

Insbesondere bei Loch- oder Schlitzplatten werden die Kanten der Platten zumeist manuell vorgrundiert.

Diese entsprechenden Arbeiten sind, weil sie manuell an der Baustelle durchgeführt werden müssen, zeitaufwändig und teuer.

Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, Vorbehandlung und/oder Dekoration in die industrielle Fertigung mit einzubeziehen. (Vorfertigung)

So beschreibt die EP 0 777 800 Bl den Einsatz eines Kartons mit einer Decklage, die bereits so vorbereitet ist, dass sie ohne Vorbehandlung dekoriert werden kann.

EP 1 076 137 A2 betrifft ein Verkleidungspapier, das durch Bedrucken eine dekorative Oberflächengestaltung erhält und anschließend zur Herstellung einer Gipskartonplatte eingesetzt wird.

Es hat sich als nachteilig herausgestellt, solche speziellen Kartonmaterialien einzusetzen, da diese zum einen höhere Kosten verursachen und zum Teil den Trocknungsprozess des Gipskerns behindern. Bei der Herstellung von Gipskartonplatten ist es wesentlich, dass die eingesetzten Kartonlagen eine hohe Wasserdampfdurchlässigkeit haben, um eine gleichmäßige Trocknung des Gipskerns zu gestatten, und dabei eine ausreichende Haftung des Kartons am Gipskern gewährleistet ist.

Die oben genannten Verfahren des Standes der Technik sind für Gipsfaserplatten nicht anwendbar, da hier keine äußeren Karton- oder Vlieslagen vorhanden sind.

US 2003/0113572 beschreibt eine spezielle Beschichtungszusammensetzung für eine Gipsplatte enthaltend ein Bindemittel, Sojaprotein und zwei oder mehr

Pigmente. Obwohl allgemein in dieser Druckschrift beschrieben ist, dass die Beschichtung vor oder nach dem Etagentrockner erfolgen kann, wird bevorzugt, dass die Beschichtungsmasse vor dem Etagentrockner aufgetragen wird. Untersuchungen der dort beschriebenen Masse haben ergeben, dass diese Trocknungszeiten von deutlich über 10 min aufweist und nur dann gut trocknet, wenn sie vor dem Etagentrockner eingesetzt wird.

WO 99/10151 betrifft ein Material zur Herstellung von Materialien aus anorganischen Schäumen auf Phosphatbasis. Es ist dort auf Seite 7 beschrieben, dass ein entsprechendes Verfahren für Gipsplatten nicht anwendbar ist.

Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu entwickeln, mit dem die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden können.

überraschenderweise wurde gefunden, dass es möglich ist, Gipsplatten unmit- telbar nach der Trocknung zu beschichten, ohne dass hierdurch der übliche Prozessablauf gestört wird.

Eine Beschichtung im Sinne dieser Anmeldung umfasst sowohl den Auftrag von Grundierungen als auch von Mitteln zur Dekoration, beispielsweise Farben.

Gipsplatten werden im kontinuierlichen Herstellungsprozess getrocknet und nach Durchlaufen der Trocknungsstation besäumt, gestapelt und verpackt und/oder mit einer Umreifung als Transportsicherung versehen. Bereits gestapelte Platten wieder zu entstapeln, um sie weiterzu verarbeiten, ist im allgemeinen ein aufwendiger Prozess, der die Produktionsleistung entsprechender Anlagen reduzieren würde.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Gipsplatte, umfassend in einem Arbeitsgang die folgenden Schritte in folgender Reihenfolge:

a) Formen einer Gipsplatte; b) Trocknen der Gipsplatte in einer Trocknungsvorrichtung; c) Beschichten der Gipsplatte durch Besprühen mit einem Beschichtungsmittel im Anschluss an das Trocknen; d) Stapeln der Gipsplatten,

wobei zwischen dem Ende des Beschichtens und dem Stapeln der Gipsplatten ein Zeitraum von weniger als 60 sec liegt.

Erfindungsgemäß wird also der Schritt des Beschichtens der Gipsplatten in den Herstellungsvorgang eingeschlossen und schließt sich unmittelbar an den Trocknungsvorgang an. Die noch warme Platte wird mit einem Beschichtungsmittel besprüht. Die Restwärme der Platte beschleunigt überraschenderweise das Trocknen des Beschichtungsmittels so sehr, dass das Beschichtungsmittel bis zum Arbeitsschritt des Stapeins der Gipsplatten hinreichend getrocknet ist, um ein Verkleben der gestapelten Platten miteinander zu ver- meiden.

Der Schritt des Formens der Gipsplatte schließt die notwendigen Schritte zur Herstellung der Gipsplatte ein, bis diese in den Trockner gelangt. Hierin können Schritte bezüglich des Abbindens oder des Vereinzeins enthalten sein.

Erfindungsgemäß findet zwischen dem Trocknen der Gipsplatte und dem Be- schichten kein Stapeln oder Verbringen an eine andere Arbeitsstation statt, sondern an das Trocknen schließt sich direkt das Beschichten an. Anschließend wird die Gipsplatte mit weiteren Platten zu einem Gipsplattenstapel aufeinander gestapelt.

Das erfindungsgemäß Verfahren eignet sich sowohl für Gipskartonplatten als auch für Gipsfaserplatten.

Zum Besprühen werden je nach Breite der Platte eine oder mehrere Sprühdüsen eingesetzt, wobei die Sprühbereiche überlappen können. Typischerweise werden bei der Gipsplattenherstellung mehrere Platten parallel hergestellt und

laufen gemeinsam gleichzeitig aus der Trocknungsvorrichtung. Diese werden dann durch eine entsprechend größere Anzahl von Sprühdüsen gleichzeitig beschichtet. Besonders geeignete Sprühdüsen sind Breitstrahlsprühdüsen. Dabei können beispielsweise Airless-Sprühsysteme (Drucksprühsysteme) zum Einsatz kommen oder Systeme, bei denen das Sprühen durch ein Gas, beispielsweise Luft erfolgt, sogenannte Zweistoffdüsen bzw. Airless-Duo Düsen (Kombination aus Airless und Luftrandzerstäubung).

Systeme dieser Art sind kommerziell erhältlich. Sie arbeiten bei Drücken zwischen 1 bis 100 bar, teilweise bis zu 150 bar.

In einer Ausführungsform der Erfindung sprühen die Düsen nicht im 90° Winkel auf die Plattenoberfläche, sondern leicht schräg auf die Plattenoberfläche, wobei die Düsen so angeordnet sind, dass sie mit oder gegen der Transportrichtung der Platten sprühen.

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel zwischen der Sprüh- richtung der Düsen und der Plattenoberfläche 20 bis 80°, mehr bevorzugt 30 bis 60°.

Es ist für den Fachmann leicht ermittelbar, wie der optimale Winkel bzw. der optimale Abstand zwischen Sprühvorrichtung und Platte liegt. Typische Abstände liegen im Bereich von 10 bis 60 cm, mehr bevorzugt im Bereich von 20 bis 40 cm.

Das Beschichtungsmittel weist vorzugsweise einen Wasseranteil auf, um Em- missionen durch verdampfende Lösungsmittel etc. zu vermeiden. Bevorzugte Wassergehalte betragen mindestens 30 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 40 Gew-.% und noch mehr bevorzugte Wassergehalte liegen bei mindestens 80 Gew.-% bzw. mindestens 95 Gew.-%, insbesondere bei Grundierungen.

Bevorzugt erfolgt ein Auftrag von Beschichtungsmaterial in einer Menge von 20 bis 100 g/m ² (bezogen auf das Trockengewicht des Beschichtungsmittels).

Erfindungsgemäß liegt zwischen dem Ende des Trocknungsschrittes und dem Stapeln der Gipsplatten nur ein kurzer Zeitraum, der den erfindungsgemäßen Beschichtungsschritt einschließt. Zwischen dem Ende des Beschichtens und dem Stapeln der Gipsplatte liegt typischerweise ein Zeitraum von weniger als 60 sec, noch mehr bevorzugt weniger als 40 sec und am meisten bevorzugt weniger als 30 sec. Je kürzer die Zeiten zwischen dem Beschichten und dem Stapeln, desto kleiner kann die Anlage im Bereich nach der Trocknung gebaut werden. Die genannte Zeit ist die Zeit, nach der die beschichtete Seite der hergestellten beschichteten Gipsplatte Kontakt mit einer weiteren Oberfläche bekommt, typischerweise, in dem eine weitere Gipsplatte beim Stapeln auf ihr abgelegt wird.

Die einsetzbaren Beschichtungsmittel sind vielfältig. Es können eingesetzt werden z.B. wasserabweisende Beschichtungsmittel, wassersperrende Beschichtungsmittel, Tapetenwechselgrundierung, Farben, Imprägniermittel, Antirutschmittel, Flüssigfolien und/oder festigkeitserhöhende Mittel.

Auch das gleichzeitige oder aufeinanderfolgende Besprühen mit zwei oder mehr Beschichtungsmitteln ist möglich.

Typischerweise weisen Gipskartonplatten einen Cobbwert von ca. 100 bis 200 g/m ² bei einer zweistündigen Einwirkung gemäß ASTM C473-87a auf. Weiter bevorzugte Werte liegen im Bereich von 130 bis 160 g/m ² . Da der Gipskern zum Zeitpunkt des Beschichtens bereits getrocknet ist, ist es nicht relevant, ob die eingesetzte Beschichtung den Wasseraustritt aus der Oberfläche behindert. Es können daher zur Beschichtung auch Monomere eingesetzt werden, die anschließend polymerisieren. Auch Mittel, die die Oberfläche ver- festigen, wie beispielsweise Einkomponentenharze, können eingesetzt werden.

In einer Ausführungsform ist nach dem Beschichten ein weiterer Trocknungsschritt vorgesehen, um die Trocknung zu beschleunigen. Hierbei kann beispielsweise eine Trocknung durch Infrarotbestrahlung, Heißluft oder ähnliches zum Einsatz kommen.

In einer anderen Ausführungsform ist ein solcher weiterer Trocknungsschritt nicht vorgesehen.

Da die Oberfläche im Falle der Gipskartonplatten direkt beschichtet wird, können prinzipiell auch Kartonmaterialien eingesetzt werden, die von geringerer Qualität sind und ein weniger einheitliches Aussehen aufweisen. Durch die Beschichtung erhält die Platte trotzdem eine hochwertige Erscheinung. Prinzipiell ist es auch denkbar, für die Platten unterschiedliche Kartonqualitäten einzusetzen, so dass nur die Seite, die beschichtet wird, aus einem Karton schlechterer Qualität hergestellt wird.

Die so erhaltenen Platten können - wie in üblicher Weise - weiter verarbeitet werden, beispielsweise durch Lochen, Biegen, Schlitzen oder Besäumen.

Dieser nachfolgende Bearbeitungsschritt kann ebenfalls in den Herstellungs- prozess integriert sein und vor dem Stapeln der Gipsplatten durchgeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Platten nach dem Stapeln an eine andere Station zu verbringen und dort weitere Arbeitsschritte vorzunehmen. Selbstverständlich ist es auch möglich, einen Teil der Nachbearbeitung in den Her- stellungsprozess zu integrieren und weitere Nachbearbeitungen später durchzuführen. Typische Nachbearbeitungsschritte dienen der Herstellung von Fasekanten, Stufenfalzkanten, etc.

In einer Ausführungsform werden die Gipsplatten nach dem Trocknen aber vor dem Stapeln an mindestens einer Kante beschichtet. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn die Kanten behandelt wurden, beispielsweise durch Fasung, Ausbildung als Stufenfalzkante oder V-Fräsen. Dazu wird Beschichtungsmasse auf diesem Kantenbereich aufgetragen. Hierdurch wird die Fugenfestigkeit erhöht. Eine entsprechende Bearbeitung kann sich direkt an die Bearbeitung der Kante mittels Bündler bzw. Fräseinrichtungen anschließen.

In einer anderen Ausführungsform ist es auch möglich, dass sich nach dem Stapeln ein Behandlungsschritt anschließen kann, in dem Kanten der gestapel-

ten Gipsplatten durch Besprühen mit einer Beschichtungsmasse beschichtet werden, insbesondere durch eine Grundierung. Auch hierdurch kann die Kantenfestigkeit erhöht werden.

Zur Anwendung kommen die Gipsplatten vorteilhafterweise zusammen mit einer Spachtelmasse zur Verfugung der zwischen den Platten entstehenden Fugen, die eine identische Farbe aufweist wie die Beschichtung, so dass bereits nach dem Verfugen der Platten ein einheitliches Aussehen der Wände erreicht werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Beschichten synchronisiert mit dem Transport der Platten, d.h. das Besprühen wird unterbrochen, sobald eine Platte den Sprühbereich verlässt und setzt neu ein, wenn die nächste Platte die Sprüheinrichtung erreicht.

Besonders geeignete Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens werden im folgenden beschrieben:

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Trockeneinrichtung zum Trocknen einer, insbesondere mehrerer Gipsplatten auf. Als Trockeneinrichtung kann beispielsweise ein Mehretagentrockner vorgesehen sein. Der Trockeneinrichtung vorgeschaltet kann eine zur Herstellung der Gipsplatte dienende Gipsplatten-Formungseinrichtung vorgesehen sein. Der Trockeneinrichtung nachgeordnet ist eine Förderreinrichtung, durch die die Gipsplatten nach dem Trocknen zu einer Stapeleinrichtung gefördert werden. Mit Hilfe der Stapeleinrichtung werden die Gipsplatten beispielsweise auf Paletten oder dgl. gestapelt. Erfindungsgemäß ist zum Beschichten der Gipsplatten unmittelbar nach der Trockeneinrichtung eine Beschichtungseinrichtung vorgesehen, durch die die noch warmen Gipsplatten beschichtet werden, wobei die Beschichtung, insbesondere wie vorstehend an Hand des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, durchgeführt wird. Die Beschichtung erfolgt somit vorzugsweise während des Transportes der Gipsplatte von der Trockeneinrichtung zur Stapeleinrichtung.

Um während des Beschichtens, das vorzugsweise durch Besprühen erfolgt, ein Verschmutzen von Förderelementen der Fördereinrichtung, wie beispielsweise einem Förderband, zu vermeiden, ist vorzugsweise eine Auslenkeinrichtung vorgesehen. Durch die Auslenkeinrichtung wird das Förderelement im Be- Schichtungsbereich in einem Abstand zu der Gipsplatte angeordnet bzw. ausgelenkt. Dies hat den Vorteil, dass die Gefahr des Verschmutzens der Förderelemente bzw. des Förderbandes erheblich verringert ist. Ferner besteht die Möglichkeit, in den Bereich zwischen der Gipsplatte und dem ausgelenkten Förderelement eine Aufnahme- oder Auffangeinrichtung vorzusehen. Ggf., beispielsweise neben die Gipsplatte gesprühtes Beschichtungsmaterial, kann somit von der Aufnahme-Einrichtung, bei der es sich um eine Wanne handeln kann, aufgenommen werden und gelangt nicht auf das Förderband.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise, wie vorstehend an Hand des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, weitergebildet.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Figur 2 eine schematische Seitenansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und

Figur 3 eine schematische, vergrößerte Ansicht des Beschichtungsbe- reichs.

In einer Trockeneinrichtung 10, bei der es sich im dargestellten Ausführungs- beispiel um einen Mehretagentrockner handelt, sind mehrere Gipsplatten 12 angeordnet. Mittels einer Fördereinrichtung 14, die beispielsweise über eine

Hydraulik 16 in Richtung eines Pfeils 18 höhenverstellbar ist, können die Gips-

platten 12 aus der Trockeneinrichtung 10 entnommen und über eine zweite Fördereinrichtung 20 zu einer nicht dargestellten Stapeleinrichtung, durch die Gipsplatten 12 beispielsweise auf Paletten gestapelt werden, transportiert werden.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (Figur 1) ist im Bereich der verschwenkbaren Fördereinrichtung 14 eine Beschichtungseinrich- tung 22 vorgesehen. Die Beschichtungseinrichtung 22 weist quer zu einer Transportrichtung 24 angeordnete Sprühdüsen 26 auf. Mit Hilfe der Sprühdüsen 26 erfolgt ein Beschichten der Gipsplatten 12 während sie durch die För- dereinrichtung 14 in die Förderrichtung 24 transportiert werden.

Hierbei können mehrere Trockeneinrichtungen nebeneinander angeordnet sein, so dass durch die Fördereinrichtung 14 mehrere Gipsplatten nebeneinander gleichzeitig transportiert und durch entsprechend vorgesehene Sprühdüsen gleichzeitig beschichtet werden können.

Die Beschichtungseinrichtung 22 ist in der ersten bevorzugten Ausführungsform (Figur 1) zusammen mit der Förderreinrichtung 14 verschwenkbar, so dass der Abstand zwischen den Sprühdüsen 26 und den Gipsplatten 12 unabhängig von der Lage der Fördereinrichtung 14 konstant bleibt.

Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform (Figur 2) ist die Beschich- tungseinrichtung 22 nicht im Bereich der verschwenkbaren Fördereinrichtung 14, sondern im Bereich der sich hieran anschließenden Fördereinrichtung 20 vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass ein Verschwenken der Beschichtungseinrichtung zusammen mit der Fördereinrichtung 14 nicht erforderlich ist.

Im Bereich der Beschichtungseinrichtung 22 kann eine Auslenkeinrichtung 28 (Figur 3) vorgesehen sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Auslenkrichtung vier Umlenkrollen 30 auf, so dass ein Förderelement 32, wie eine Förderbahn, in einem Beschichtungsbereich 34 einen Abstand zu der Gipsplatte 12 aufweist. Zum Auffangen von überschüssigem Beschichtungsma- terial ist vorzugsweise zwischen der Gipsplatte 12 und dem Förderelement 32

im Beschichtungsbereich 34 eine Aufnahmeeinrichtung 36, wie eine Wanne, vorgesehen.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Bespiele näher erläutert.

Beispiel 1

Eine Gipskartonplatte wurde in üblicher Weise auf einer Anlage hergestellt, in dem ein Gipsbrei auf eine Kartonbahn kontinuierlich aufgetragen wird und mit einer zweiten Kartonbahn abgedeckt wird. Nach dem Abbinden des Gipskerns werden die Platten vereinzelt und in einen Etagentrockner überführt. Nach der Trocknung erfolgte eine Beschichtung mit einer Vorrichtung gemäß Figur 2, bei der zwei Breitstrahldüsen eingesetzt wurden. Als Beschichtungsmittel wurde eine wasserbasierte Farbe, enthaltend anorganische Pigmente, Bindemittel, Emulgatoren und weitere Stellmittel und Stabilisatoren aufgetragen. Der Auftrag betrug 65 g/m ² . Aufgrund der Restwärme der Platten trocknete die Be- schichtungsmasse innerhalb von 20 sec so weit ab, dass die beschichteten Platten mit einer üblichen Vorrichtung direkt aufeinander gestapelt werden konnten.

Beispiel 2

Es wurde wie im Beispiel 1 vorgegangen, allerdings wurden nach der Entnahme aus dem Trockner und dem Beschichten zwei benachbarte Kanten der Gipsplatten gefast und die Platten anschließend gestapelt. Der Gipsplattenstapel wurde an einer weiteren Station einem weiteren Beschichtungsschritt unterzogen, in dem die Kanten beschichtet wurden.