CZ301489B6 - Kompozice pro výrobu produktu obsahujícího ztuhlou sádru, produkt a sádrová deska - Google Patents

Abstract

Kompozice pro výrobu produktu obsahujícího ztuhlou sádru vytvárející vzájemne provázanou matrici se zlepšenou odolností proti pruhybu a/nebo trvalé deformaci a/nebo zvýšenou pevností, která obsahuje smes materiálu na bázi síranu vápenatého, vody, a jedné nebo více látek zlepšujících vlastnosti, zvolených z následujících solí nebo jejich aniontových cástí: trimetafosforecnan sodný, trimetafosforecnan hlinitý, trimetafosforecnan lithný polyfosforecnan amonný s 1000 až 3000 opakujícími se fosforecnanovými jednotkami, trimetafosforecnan draselný nebo trimetafosforecnan amonný, produkt a sádrová deska.

Description

Kompozice pro výrobu produktu obsahujícího ztuhlou sádru, produkt a sádrová deska

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a směsi pro výrobu produktů s obsahem ztuhlé sádry, například sádrových desek, zesílených sendvičových sádrových desek, omítek, obrobitelných materiálů, materiálů pro dokončení spojů a akustických dílců a způsobů a směsí pro jejich výrobu. Vynález se zvláště týká výrobků s obsahem sádry, které mají zvýšenou odolnost k trvalé deformaci (napří!0 klad odolnost proti průhybu) použitím jednoho nebo více vyztužujících materiálů. Některá výhodná provedení vynálezu se týkají výroby těchto produktů hydratací pálené sádry v přítomnosti vyztužujícího materiálu, přičemž se získávají ztuhlé sádrové produkty se zvýšenou pevností, odolností k trvalé deformaci (například odolnost proti průhybu) a rozměrovou stálostí (nedochází k například ke smršťování v průběhu vysoušení ztuhlé sádry), Vyztužující materiál také poskytuje jiné zlepšené vlastnosti a výhody při výrobě produktů s obsahem ztuhlé sádry. V alternativním provedení vynálezu se upravuje ztuhlá sádra jedním nebo více vyztužujícími materiály za poskytnutí podobně nebo stejně zvýšené pevnosti, odolnosti k trvalé deformaci (například odolnost proti průhybu), rozměrové stálosti a jiných zlepšených vlastností a výhod u výrobků s obsahem sádry. V některých provedeních vynález obsahuje ztuhlý výrobek s obsahem sádry podle vynálezu relativně vysoké koncentrace chloridů a přitom nedochází ke škodlivým účinkům těchto koncentrací soli u výrobků s obsahem sádry.

Dosavadní stav techniky

Ztuhlou sádru (dihydrát síranu vápenatého) obsahuje velké množství známých užitečných produktů jako významnou a Často jako hlavní složku. Ztuhlá sádra (set gypsum) je například hlavní složkou sádrových desek, které se používají při typické suché stavbě vnitrních stěn a stropů budov (viz například patenty US 4 009 062 a US 2 985 219). Je také hlavní složkou kompozit30 nich desek a výrobků složených ze sádry a celulózových vláken popisovaných v patentu US 5 320 677. Výrobky, které vyplňují a vyhlazují spoje mezí konci sádrových desek často obsahují hlavní podíly sádry (viz například patent US 3 297 601). Akustické díly používané u zavěšených stropů mohou obsahovat významné množství ztuhlé sádry, jak se například popisuje v patentech US 5 395 438 a US 3 246 063. Tradiční omítky, používané například pro získání vnitřních stěn budov se sádrovým povrchem jsou obvykle založeny hlavně na ztuhlé sádře. Velká množství sádry obsahuje také mnoho speciálních materiálů, jako jsou materiály použitelné pro modelování a výrobu forem, které je možno přesně strojně opracovávat, jak se popisuje v patentu US 5 534 059.

Většina výrobků s obsahem sádry se vyrábí vytvořením směsi pálené sádiy (hemihydrátu síranu vápenatého a/nebo bezvodého síranu vápenatého, anhydritu) a vody (a v případě potřeby dalších složek), odlitím směsi do formy požadovaného tvaru nebo na povrch a ponechání směsi ztuhnout za vytvoření ztuhlé (re hy drátované) sádry reakcí pálené sádry s vodou za vytvoření matrice krystalické hydratované sádry (například dihydrátu síranu vápenatého). Potom často následuje mírné zahřívání pro vypuzení zbylé volné (nezreagované) vody za získání suchého výrobku. Hydratace pálené sádry umožňuje vytvoření vzájemně propojené matrix ztuhlých krystalů sádry, což propůjčuje pevnost struktuře sádry ve výrobku s obsahem sádry.

Pro všechny výrobky s obsahem sádry popisované výše by bylo výhodné, pokud by došlo ke zvýšení pevnosti jejich složky struktur sádrových krystalů pro získání vyšší odolnosti proti namáhání, ke kterému může dojít při použití.

Stále také pokračuje úsilí získat lehčí výrobky s obsahem sádry náhradou části ztuhlé sádrové matrix v těchto výrobcích látkami s nižší hustotou (například expandovaným perlitem nebo vzdu55 chovými póry). V těchto případech je zapotřebí zvyšovat pevnost ztuhlé sádry nad normální úrovně právě pro zachování celkové pevnosti produktu stejné jako u dosavadního produktu s vyšší hustotou, protože pevnost těmto výrobkům s nižší hustotou dodává menší množství sádrové hmoty.

Navíc je zapotřebí zvětšit odolnost proti trvalé deformaci (například odolnost proti pru hybu) ve struktuře mnoha těchto výrobků obsahujících sádru zvláště za podmínek vysoké vlhkosti a teploty nebo dokonce při zatížení. Lidské oko nemůže typicky vnímat prohnutí desky s obsahem sádry při ohybu menším než 8,3 mm na metr délky desky. Je potřeba získat výrobky s obsahem sádry, které odolávají trvalé deformaci během životnosti těchto výrobků. Desky a díly s obsahem sádry iu se například často skladují nebo používají takovým způsobem, ze jsou um i steny vodorovné. Jestliže je ztuhlá matrice sádry v těchto produktech nedostatečně odolná proti trvalé deformaci, zvláště za podmínek vysoké vlhkosti a teploty nebo dokonce zatížení, výrobky se mohou začít prohýbat v oblastech mezi místy, ve kterých jsou upevněny nebo neseny podloženou strukturou. To může být nevzhledné a může to způsobovat potíže při použití výrobků. V mnoha použitích výrobků s obsahem sádry je nutné, aby byly tyto výrobky schopny nést zatížení, například izolací nebo kondenzací, bez patrného prohnutí. Proto existuje trvalá potřeba vyrábět ztuhlou sádru se zvýšenou odolností proti trvalé deformaci (například sc zvýšenou odolností proti průhybu).

Je také potřebná vyšší rozměrová stálost ztuhlé sádry u výrobků s obsahem sádry při výrobě,

2u zpracování a komerčním použití. Zvláště za podmínek měnící se teploty a vlhkosti se může ztuhlá sádra smršťovat nebo může expandovat. Například vlhkost v mezíkrystalových plochách sádrové matrice u sádrové desky nebo dílu vystavené vyšší vlhkosti a teplotě může zhoršit problém s ohýbáním tím, že dojde k expanzi vlhké desky. Rovněž při výrobě produktů ze ztuhlé sádry je obvykle přítomno významné množství nezreagované volné vody v matrici po ztuhnutí

2? sádry. Tato volná voda se obvykle vypuzuje mírným zahříváním. Jak odpařující se voda opouští mezi krystalové prostory sádrové matrice, matrice má sklon ke smršťování způsobenému přirozenými silami ztuhlé sádry (voda například udržovala vzdálenost částí do sebe zapadajících krystalů ztuhlé sádry v matrici, které potom mají snahu přibližovat sc při odpařování vody).

Pokud by se předešlo této rozměrové nestabilitě nebo pokud by byla minimalizována, získaly by se různé výhody, Stávající výrobní metody by poskytovaly větší výtěžek, pokud by se desky nesmršťovaly v průběhu sušení a výrobky, u kterých se požaduje udržování přesného tvaru a rozměrových proporcí (například pro použití při modelování a výrobě forem) by lépe vyhovovaly na ně kladeným požadavkům. V případě některých omítek pro vnitrní stěny v budovách by nepří35 tomnost smršťování při sušení byla také výhodná, protože by se sádra mohla nanášet v silnějších vrstvách bez nebezpečí praskání místo nanášení ve větším množství tenkých vrstev s dlouhými přestávkami, aby došlo mezi nanesením vrstev k potřebnému vysušení.

Některé konkrétní typy výrobků s obsahem sádry přinášejí jiné problémy. Například výrobky

4i) s obsahem sádry s nízkou hustotou se ěasto vyrábějí použitím pěnotvomých činidel pro vytvoření vodných bublin v kaších pálené sádry (tekuté vodné směsi), které poskytují odpovídající trvalé páry ve výrobku při zformování sádry. Protože použité vodné pěny jsou ze své podstaty nestabilní, ěasto způsobuje problémy to, že se mnoho bublin může slít a z relativně zředěné kaše uniknout před ztuhnutím sádry; proto je třeba pro vytvoření požadované koncentrace párů ve ztuhlé sádře použít poměrně velké koncentrace pěnotvomých prostředků, aby se získal výrobek s požadovanou hustotou. To zvyšuje náklady a rizika nepříznivých účinků chemických pěnotvomých činidel nebo jiných složek na vlastnosti výrobků s obsahem sádry. Bylo by výhodné, jestliže by bylo možno snížit množství pěnotvomého činidla potřebného pro vytvoření požadované koncentrace párů ve výrobcích ze ztuhlé sádry.

Je také zapotřebí vytvořit nové a zlepšené směsi a způsoby výroby produktů s obsahem ztuhlé sádry vyrobených ze směsí s obsahem vysokých koncentrací (tj. alespoň 0,015 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost materiálů síranu vápenatého ve směsí) chloridových iontů nebo jejich solí. Chloridové ionty nebo jejich soli mohou tvořit nečistoty v samotném síranu vápenatém nebo ve ss vodě (například mořská voda nebo pod povrchová voda s obsahem soli) použité pro vytvoření směsi, která podle dosavadního stavu teehniky nemohla být pro výrobu stabilních výrobků s obsahem sádry použita.

Je také zapotřebí vytvořit zlepšené směsi a způsoby pro úpravu ztuhlé sádry pro zlepšení její pevnosti, odolnosti vůči trvalé deformaci (například odolnost proti průhybu) a rozměrové stálosti.

Je tedy zapotřebí vytvořit nové a zlepšené výrobky s obsahem sádry a směsi a způsoby pro jejich výrobu, které řeší nebo minimalizují problémy uvedené výše, nebojím předcházejí. Tyto potřeby splňuje předkládaný vynález io

Podstata vynálezu

Autoři vynálezu neočekávaně objevili výrobky s ohsahem sádry a kompozice a způsoby jejich výroby, které neočekávaně splňují výše popsané potřeby. Každé provedení vynálezu splňuje jeden nebo více těchto požadavků.

Výrobek obsahující ztuhlou sádru podle vynálezu se zvýšenou odolností proti trvalé deformaci se podle vynálezu připravuje vytvořením směsi materiálu na bázi síranu vápenatého, vody a vhod20 ného množství jedné nebo více látek zlepšujících vlastnosti, zvolených z následujících solí nebo jejich aniontových částí: trimetaťosťorečnan sodný, trimctafosťorečnan hlinitý, trimetaťosforečnan lithný polyfosforečnan amonný s 1000 až 3000 opakujícími se fosforečnanovými jednotkami, trimetafosforečnan draselný nebo trimetafosťorečnan amonný.

Směs se potom udržuje při takových podmínkách, které dostačují pro vytvoření materiálu na bázi ztuhlé sádry se zlepšenými vlastnostmi z materiálu na bázi síranu vápenatého.

Jak se zde používá, „materiál na bázi síranu vápenatého“ znamená síran vápenatý ve formě anhydritu; hemihydrát síranu vápenatého; dihydrát síranu vápenatého; ionty vápníku a síranové ionty; nebo směsi kterýchkoli nebo všech výše uvedených látek.

V některých provedeních vynálezu je materiál na bázi síranu vápenatého z větší části hemihydrát síranu vápenatého. V takových případech se dosáhne zvýšené odolnosti vůči trvalé deformaci vytvořené ztuhlé sádry pomocí všech zesilujících materiálů popsaných výše. Některé zesilující materiály (například následující soli nebo jejich an iontové části: trimetafosforečnan sodný (označovaný zde také jako STMP), hexametafosforečnan sodný s 6 až 27 opakujícími se fosforečnanovými jednotkami (označovaný zde také jako SHMP) a polyfosforečnan amonný obsahující 1000 až 3000 opakujících se fosforečnanových jednotek (označovaný zde také jako APP)) budou poskytovat výhodnější prospěšné vlastnosti, jako je vyšší přírůstek odolnosti proti průhybu, APP poskytuje stejnou odolnost proti průhybu jako STMP i při přídavku v koncentraci pouze jedné čtvrtiny koncentrace STMP.

V některých výhodných provedeních podle předkládaného vynálezu se to provádí přidáváním trimetafosforečnanového iontu ke směsi pálené sádry a vody použité pro výrobu produktů s obsa45 hem sádry (jak se zde používá, termín „pálená sádra“ znamená alfa hemihydrát síranu vápenatého, beta hemihydrát síranu vápenatého, ve vodě rozpustná modifikace síranu vápenatého anhydrit nebo směsi kterékoli nebo všech těchto látek a termíny „ztuhlá sádra“ a „hydratovaná sádra“ mají znamenat dihydrát síranu vápenatého“. Když reaguje voda ve směsi spontánně s pálenou sádrou za vytvoření ztuhlé sádry, bylo neočekávaně zjištěno, že ztuhlá sádra má zvýšenou pevnost, odol50 nost vůči trvalé deformaci (například odolnost proti průhybu) a rozměrovou stálost ve srovnání se ztuhlou sádrou vytvořenou ze směsi neobsahující trimetafosfbrečnanový iont. Mechanismus těchto zlepšení a vlastností není dosud znám.

Navíc bylo neočekávaně zjištěno, že trimetafosforečnanový iont (jako APP) nezpomaluje rych55 lost vytváření ztuhlé sádry z pálené sádry. Pokud se tento iont přidá ve vyšší koncentraci v rámci _ i _ využitelných rozmezí přidávání, způsobuje ve skutečnosti urychlení rychlosti hydratace pálené sádry za vytvoření ztuhlé sádry. To je zvláště překvapující, stejně jako zvýšení pevnosti ztuhlé sádry, protože se obecně předpokládalo, že kyselina fosforečná nebo fosforečnanové látky zpomalují rychlost tvorby ztuhlé sádry a snižují pevnost vytvořené sádry. To platí pro většinu těchto látek, ale nikoliv pro trimetafosforečnanový iont.

Obecně tedy poskytují některá výhodná provedení vynálezu způsob výroby produktu s obsahem ztuhlé sádry se zvýšenou pevností, odolností vůči trvalé deformaci (například odolnost proti průhybu) a rozměrovou stálostí, který zahrnuje; vytvoření směsi pálené sádry, vody a trimetafosforečnaiiuveliu iuuÍu a udržován i SiučSí za podmínek (například teplota s výhodou ruzsi ncz přibližně 49 °C) dostačujících pro přeměnu pálené sádry na ztuhlou sádru.

V některých výhodných provedeních vynálezu spočívá způsob ve výrobě sádrových desek obsahujících jádro ztuhlé sádry mezi krycími vrstvami papíru nebo jiného materiálu. Deska se i 5 připravuje vytvořením tekuté směsi (kaše) pálené sádry, vody a trimetafosforečnanového iontu, uložením směsi mezi krycí vrstvy a ponecháním získané sestavy ztuhnout a usušit.

když má takto vytvořená deska všechny požadované zlepšené vlastnosti jako zvýšená pevnost, odolnost vůči trvalé deformaci (například odolnost proti průhybu) a rozměrovou stálost, bylo pozorováno, že jestliže taková deska z nějakých příčin navlhne nebo se při výrobě úplně nevysuší, může dojít z neznámých důvodů ke ztrátě pevnosti nebo dokonce přerušení vazby mezi sádrovým jádrem a povrchovými vrstvami (tvořenými obvykle papírem), i když deska obsahuje typický nepředželatinizovaný škrob (například škrob modifikovaný kyselinou), který normálně přispívá ke zlepšení integrity vazby papíru na jádro. Krycí vrstvy by se mohly potom z desky odloup25 nout, což by bylo nepřijatelné. Autoři předkládaného vynálezu nalezli také naštěstí řešení tohoto problému, který by se mohl vyskytnout. Zjistili, že tomuto problému je možno zabránit přídavkem předželatinizovaného škrobu do polotovaru sádrové kaše. Tento škrob se potom rozdělí v získaném sádrovém jádru a bylo neočekávaně zjištěno, že zabrání oslabení vazby mezi jádrem a krycími vrstvami.

V některých svých provedeních tedy vynález poskytuje kompozici a způsob výroby sádrové desky s ještě lepšími vlastnostmi, Kompozice se skládá z vody, pálené sádry, trimetafosforečnanového iontu a předželatinizovaného škrobu. Způsob zahrnuje vytvoření takové směsi, její uložení mezi krycí vrstvy a ponechání získané sestavy ztuhnout a vysušit.

V případech, kdy se požaduje vyrobit sádrové desky s menší hmotností, vynález poskytuje také kompozici a způsob, kterým se toho dá dosáhnout. Kompozice obsahuje vodu, pálenou sádru, trimetafosforečnanový iont a vodnou pěnu a způsob zahrnuje vytvoření takové směsi, její uložení mezi krycí vrstvy a ponechání získané sestavy ztuhnout a vysušit. Tato kompozice a způsob ío poskytují desku se sníženou hmotností, protože bubliny vodné pěny poskytnou odpovídající vzduchové prostory ve vytvrzeném sádrovém jádru získané desky. Celková pevnost desky je vyšší než u desek vyráběných podle dosavadního stavu techniky s použitím vodné pěny ve směsi, l důvodů zvýšené pevnosti poskytované přídavkem trimetafosforečnanového iontu do použité směsi pro výrobu desky podle vynálezu. Například stropní desky o tloušťce 12,7 mm vyrobené podle předkládaného vynálezu mají vyšší odolnost proti trvalé deformaci (například odolnost proti průhybu) než stropní desky o tloušťce 15,9 mm vyrobených z kompozic a způsoby podle dosavadního stavu techniky. Předkládaný vynález poskytuje podstatnou úsporu nákladů na výrobu stropních desek.

Neočekávaně bylo zjištěno, že dalšího zlepšení se dosáhne přídavkem trimetafosforečnanového iontu do směsí, které obsahují také vodnou pěnu. Bylo totiž zjištěno, že pokud se do směsi přidá trimetafosforečnanový iont, vytvoří se v získaném výrobku s obsahem sádry úměrně více vzduchových mezer (a více celkového objemu vzduchu) na jednotku množství použité vodné pěny. Příčiny tohoto jevu jsou neznámé, ale výhodou je, že pro výrobu požadovaného množství objemu vzduchu ve vytvrzeném výrobku s obsahem sádry je možno použít menšího množství pěnotvorCZ 301489 B6 ného prostředku. To zase vede k nižším výrobním nákladům a menšímu riziku nepříznivých účinků chemických pěnotvomých látek na další složky nebo vlastnosti výrobku s obsahem sádry.

V některých provedeních poskytuje vynález skládanou desku obsahující ztuhlou sádru a zesilující materiál, připravenou: vytvořením nebo uložením směsi na povrch, přičemž směs obsahuje zesilující materiál, materiál na bázi síranu vápenatého, vodu a vhodné množství jedné nebo více látek zlepšujících vlastnosti, zvolených z následujících solí nebo jejich aniontových částí: trimetafosforečnan sodný, trimetafosforečnan hlinitý, trimetafosforečnan lithný polyfosforečnan amonný s 1000 až 7000 opakujícími se fosforečnanovýmí jednotkami, trimetafosforečnan draselný něho io trimetafosforečnan amonný. Směs se potom udržuje za takových podmínek, které dostačují k vytvoření ztuhlého sádrového materiálu z materiálu na bázi síranu vápenatého.

Vynález také poskytuje kompozitní desku obsahující ztuhlou sádru a výchozí částice (host particlesí přičemž alespoň část ztuhlé sádry je umístěna v a kolem přístupných párů ve výchozích částicích. Deska se vyrábí vytvořením nebo uložením směsi na povrch, přičemž tato směs obsahuje: výchozí částice; hemihydrát síranu vápenatého, z něhož alespoň část je ve formě krystalů uvnitř a kolem párů výchozích částic; vodu; a vhodné množství jedné nebo více látek zlepšujících vlastnosti, zvolených z následujících solí nebo jejich aniontových částí: trimetafosforečnan sodný, trimetafosforečnan hlinitý, trimetafosforečnan lithný polyfosforečnan amonný s 1000 až

3000 opakujícími se fosforečnanovýmí jednotkami, trimetafosforečnan draselný nebo trimetaťosťorečnan amonný. Směs se potom udržuje za podmínek dostačujících pro vytvoření ztuhlé sádry z hemihydrátu síranu vápenatého, přičemž část ztuhlé sádry v a kolem přístupných párů ve výchozích částicích se tvoří hydratací krystalů hemihydrátu síranu vápenatého in sítu v a kolem párů výchozích částic.

Vynález také poskytuje opracovatelný výrobek obsahující ztvrdlou sádru vyrobený vytvořením směsi obsahující škrob, částice vodou redispergovatelného polymeru, materiál na bázi síranu vápenatého, vodu a vhodné množství jedné nebo více látek zlepšujících vlastnosti, zvolených z následujících solí nebo jejich aniontových částí: trimetafosforečnan sodný, trimetafosforečnan hlinitý, trimetafosforečnan lithný polyfosforečnan amonný s 1000 až 3000 opakujícími se fosforečnanovými jednotkami, trimetafosforečnan draselný nebo trimetafosforečnan amonný. Směs se potom udržuje za podmínek dostačujících pro vytvoření ztuhlé sádry z materiálu na bázi síranu vápenatého.

Vynález také poskytuje ztvrdlý výrobek s obsahem sádry použitý pro dokončení spojů mezi konci sádrových desek, kde produkt se připraví vložením směsi obsahující pojivo, zahušťovadlo, protistékavý prostředek (non-leveling agent), materiál na bázi síranu vápenatého, vodu a vhodné množství jedné nebo více látek zlepšujících vlastnosti, zvolených z následujících solí nebo jejich aniontových částí: trimetafosforečnan sodný, trimetafosforečnan hlinitý, trimetafosforečnan lithný polyfosforečnan amonný s 1000 až 3000 opakujícími se fosforečnanovýmí jednotkami, trimetafosforečnan draselný nebo trimetafosforečnan amonný do spáry. Směs se potom udržuje za podmínek dostačujících pro vytvoření ztuhlé sádry z materiálu na bázi síranu vápenatého.

Vynález také poskytuje akustický díl obsahující ztvrdlou sádru vyrobený vytvořením nebo ulože45 ním směsi obsahující želatinizovaný škrob, minerální vlnu, materiál na bázi síranu vápenatého, vodu a vhodné množství jedné nebo více látek zlepšujících vlastnosti, zvolených z následujících solí nebo jejich aniontových částí: trimetafosforečnan sodný, trimetafosforečnan hlinitý, trimetafosforečnan lithný polyfosforečnan amonný s 1000 až 3000 opakujícími se fosforečnanovými jednotkami, trimetafosforečnan draselný nebo trimetafosforečnan amonný na tác. Směs se potom udržuje za podmínek dostačujících pro vytvoření ztuhlé sádry z materiálu na bázi síranu vápenatého.

Vynález také poskytuje další typ akustického dílu obsahujícího ztvrdlou sádru vyrobeného vytvořením nebo uložením směsi obsahující želatinizovaný škrob, částice expandovaného perlitu, vlák55 nitý zesilující materiál, materiál na bázi síranu vápenatého, vodu a vhodné množství jedné nebo více látek zlepšujících vlastnosti, zvolených z následujících solí nebo jejich aniontových částí:

trimetafosforečnan sodný, trimetafosforečnan hlinitý, trimetafosforečnan lithný polytostorečnan amonný s 1000 až 3000 opakujícími se fosforečnanovými jednotkami, trimetafosforečnan draselný nebo trimetafosforečnan amonný na tác. Směs se potom udržuje za podmínek dostačujících pro vytvoření ztuhlé sádry z materiálu na bázi síranu vápenatého.

Vynález také poskytuje výrobky (produkty) s obsahem ztuhlé sádry vyrobené zformováním směsi látky zlepšující vlastnosti, dihydrátu síranu vápenatého a vody. Tato provedení zahrnují zvláště působení látky zlepšující vlastnosti na sádrovou omítku. Vytvoření směsi látky zlepšující vlastio nosti, vody a diriydráiu síranu vápenatého se ukázalo jako vliudňč pro poskytnutí výrobku s obsahem ztuhlé sádry se zvýšenou pevností, odolností proti trvale deformaci (například odolnost proti pruhybu) a rozměrovou stálostí. Takové ošetření po ztuhnutí může být prováděno buď přídavkem látky zlepšující vlastnosti buď stříkáním, nebo namáčením omítky na bázi dihydrátu síranu vápenatého látkou zlepšující vlastnosti, i?

V některých provedeních poskytuje vynález kompozici a způsob výroby produktů obsahujících ztvrdlou sádru ze směsí s obsahem vysokých koncentrací chloridových iontů nebo jejich solí (tj. alespoň 0,015% hmotnostních, vztaženo na hmotnost materiálů na bázi síranu vápenatého ve směsi). Chloridové ionty nebo jejich soli mohou být nečistoty v materiálu na bázi síranu vápena2o tého samotném nebo ve vodě (například mořské vodě nebo pod povrchové vodě s obsahem solí) použité ve směsi, která se podle dosavadního stavu techniky nedala pro výrobu stabilních produktů s obsahem ztuhlé sádry používat.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 je graf znázorňující hmotnost výrobků desky ze sádry včetně desky ze sádry podle předkládaného vynálezu.

w Obr. 2 je graf porovnávající odolnost proti průhybu desky ze sádry vyrobené podle předkládaného vynálezu s komerčně dostupnými sádrovými deskami, kde všechny testované desky jsou instalovány použitím běžného spon kovaného a šroubovaného uchycení stropu.

Obr. 3 je graf porovnávající odolnost proti průhybu sádrové desky podle vynálezu s komerčně dostupnými sádrovými deskami, přičemž všechny testované desky jsou instalovány pomocí běžného přichycení stropu typu F2100 (tj. lepidlo).

Obr. 4 je graf porovnávající vliv průhybu působením ohybu sádrové desky vyrobené podle předkládaného vynálezu a komerčně dostupné sádrové desky.

Obr. 5 je graf znázorňující vliv průhybu působením ohybu při ošetření sádrové desky podle předkládaného vynálezu vyrobené ze sádrové desky obsahující předem ztuhlou a vysušenou sádru (tj. dihydrat síranu vápenatého).

Příklady provedení vynálezu

Předkládaný vynález je možno provádět s použitím kompozic a způsobů podobných kompozicím a způsobům používaným podle dosavadního stavu techniky pro výrobu různých výrobků obsahu50 jících ztvrdlou sádru. Základní rozdíl vc kompozicích a způsobech podle některých výhodných provedení tohoto vynálezu ve srovnání se směsmi a způsoby používanými podle dosavadního stavu techniky pro výrobu různých produktů s obsahem ztuhlé sádry je ten, že se přidává trimetafosforečnanová sůl, čímž se zajistí, že při způsobem podle předkládaného vynálezu probíhá rehydratace pálené sádry za vytvoření ztuhlé sádry v přítomnosti trimetafosforečnanového iontu, ί* čímž dochází k vytvoření prospěšných účinků vynálezu. V jiných ohledech mohou být kompoziCZ 301489 Bó ce a způsoby podle vynálezu stejné jako odpovídající kompozice a způsoby podle dosavadního stavu techniky.

TrimetafosforeČná sůl přidávaná do kompozic podle vy nálezu může být jakákoliv ve vodě roz5 pustna trimetafosforečnanová sůl, která nereaguje nežádoucím způsobem sjinými složkami kompozice. Jako příklady použitelných solí je možno uvést trimetafosforečnan sodný, trimctafosforečnan draselný, trimetafosforečnan amonný, trimetafosforečnan lithný, trimetafosforečnan hlinitý a jejich směsné soli. Výhodný je trimetafosforečnan sodný. Je snadno komerčně dostupný, nanříklad u firmv Solutia tne.. St. Louis. Missnuri. nůvodně iedna z iednotek firmv Monsanto io Company, St. Louis, Missouri.

Pro praktické použití v některém z výhodných způsobů podle vynálezu se trimetafosforečnanová sůl rozpustí ve vodné směsi pálené sádry za získání koncentrace trimetaťosforečnanového iontu od přibližně (1,004 do přibližně 2,0 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost pálené sádry'. Výhod15 ná koncentrace trimetaťosforečnanového iontu je od přibližné 0,04 do přibližně 0.16 % hmotnostních. Výhodnější koncentrace je přibližně 0,08% hmotnostních. Pokud je to vhodné z hlediska snadnějšího skladování a dávkování, trimetafosforečnanová sůl může být předem rozpuštěna ve vodě a přidávána do směsi ve formě vodného roztoku.

Podle výhodného provedení vynálezu je nutná přítomnost trimetaťosforečnanového iontu pouze ve vodné směsi pálené sádry' v průběhu hydratace pálené sádry za vytvořeni ztuhlé sádry. Proto, i když je obvykle pohodlnější a proto výhodnější přidávat trimetafosforečnanový iont do směsi v počátečním stadiu, je také dostačující přidat trimetafosforečnanový iont do směsi pálené sádry a vody poněkud později. Například při výrobě typických sádrových desek se spojí voda a pálená sádra v míchacím zařízení, důkladně se smísí a potom se obvykle ukládají na krycí vrstvu na pohyblivém páse a na uloženou směs se položí druhá krycí vrstva, před rehydratací hlavní části pálené sádry na ztvrdlou sádru. I když je většinou pohodlné přidávat trimetafosforečnanový iont do směsi pří její přípravě v mísícím zařízení, dostačuje také přidat trimetafosforečnanový iont později, například postřikem vodného roztoku iontu na uloženou vodnou vrstvu pálené sádry těsně před položením druhé krycí vrstvy na uloženou hmotu, takže vodný roztok trimetafosforečnanového iontu se zasákne do uložené směsi a bude přítomen při hydrataci objemu materiálu za vytvoření ztuhlé sádry.

Jiné alternativní způsoby přivedení trimetafosforečnanového iontu do směsi budou zřejmé odbor35 níkům v oboru a samozřejmě spadají také do rámce předkládaného vynálezu. Je například možné předem potáhnout jednu nebo obě krycí vrstvy trimetafosforečnanovou solí, takže se sůl rozpustí a dojde k migraci trimetafosforečnanového iontu skrz směs při styku uložené vodné směsi pálené sádry s krycí vrstvou. Další alternativa je smíchat trimetafosforečnanovou sůl se surovou sádrou již před jejím zahrátím při výrobě pálené sádry, takže sůl jejíž přítomna při míšení pálené sádry to s vodou za účelem rehydratace.

Dalším alternativním způsobem přivedení trimetafosforečnanového iontu do směsi je přidávání trimetafosforečnanového iontu do vytvrzené sádry jakýmkoli vhodným způsobem, jako je postřikování nebo namáčení ztuhlé sádry do roztoku s obsahem trimetafosťoreěnanu. Bylo zjištěno, že trimetafosforečnanový iont bude migrovat do vrstvy sádry skrz běžné papírové vrstvy používané při zpracování ztuhlé sádry.

Pálená sádra používaná při vynálezu může být ve formě a v koncentracích, které byly typicky zjištěny jako výhodné u odpovídajících provedení podle dosavadního stavu techniky. Může jít o alfa herní hydrát síranu vápenatého, beta herní hydrát síranu vápenatého, ve vodě rozpustný anhydrit síranu vápenatého nebo o směsi některých nebo všech těchto látek, z přírodních nebo syntetických zdrojů. V některých provedeních se používá alfa hemihydrát síranu vápenatého pro svou schopnost poskytovat ztvrdlou sádru s relativně vysokou pevností. V jiných výhodných provedeních se používá beta hemihydrát síranu vápenatého nebo směs beta hemihydrátu síranu vápe55 natého a ve vodě rozpustné anhydritové formy síranu vápenatého.

- 7 CZ 301489 B6

Při provedení vynálezu mohou být použity další běžné přídavné látky v obvyklých množstvích pro dosažení požadovaných vlastností a pro usnadnění výroby, jako například vodná pěna. urychlovače tuhnutí, zpomalovače tvrdnutí, inhibitory rekalcinace, pojivá, lepidla, látky napomáhající dispergaci, látky pro dosažení vodorovného povrchu nebo proti stékání, zahušťovadla, baktericidní látky, fungicidní látky, látky upravující pH, barviva, vyztužující materiály, přísady zvyšující odolnost proti ohni, látky odpuzující vodu, plniva ajejich směsi.

V případě některých výhodných provedení vynálezu, u kterých způsob a kompozice jsou určeny iu pro výrobu sádrových desek s jádrem materiálu obsahujícího ztvrdlou sádru vloženým mezi krycí vrstvy, se trimetafosforečnanový používá v koncentracích a způsoby popsanými výše. V jiných ohledech je možno provádět kompozice a způsoby s použitím stejných složek a stejným způsobem jako u odpovídajících kompozic a způsobů pro výrobu sádrových desek podle dosavadního stavu techniky, například jak se popisuje v patentech US 4 009 062 a US 2 985 219, které se i? zařazují odkazem. Desky vyrobené z výhodných směsí a výhodným způsobem podle předkládaného vynálezu mají zvýšenou pevnost, odolnost proti trvalé deformaci a rozměrovou stálost.

U výhodných způsobů a kompozic pro výrobu sádrových desek, kde povrchové vrstvy desky jsou složeny z papíru, se také používá předželatinizovaný škrob po zabránění bez této úpravy mírně zvýšeného rizika odlupování papíru za podmínek extrémní vlhkosti. Předželatinizace surového škrobu se provádí varem ve vodě při teplotě alespoň 85 °C nebo jinými dobře známými způsoby.

Některé příklady snadno dostupných předželatinizovaných škrobu, které jsou vhodné pro účely předkládaného vynálezu, jsou, jak definováno jejich obchodními jmény: škrob PCF1000 firmy

2? Lauhoff Grain Co.; a škroby AMER1K.OR 818 a HQM PREGEL, oba firmy Archer Daniels

Midland Co.

Pro použití ve výhodném provedení vynálezu se předželatinizovaný škrob přidává do vodné směsi pálené sádry v koncentraci od přibližně 0,08 do přibližně 0,5 % hmotnostních, vztaženo na .to hmotnost pálené sádry. Výhodná koncentrace předželatinizovaného škrobu je od přibližně 0,16 do přibližně 0,4 % hmotnostních. Nej výhodnější koncentrace je přibližně 0,3 % hmotnostních. Jestliže odpovídající provedení podle dosavadního stavu techniky obsahuje také škrob, který nebyl předželatinizován (je tomu tak u mnoha způsobů), předželatinizovaný škrob podle provedení podle vynálezu může také sloužit jako náhrada veškerého nebo části množství tohoto škrobu normálně používaného ve stavu techniky.

V provedeních podle vynálezu, která používají pěnotvomá činidla pro získání párů ve ztvrdlém produktu s obsahem sádry pro dosažení nižší hmotnosti je možno použít jakýchkoli běžných pěnotvorných činidel, která se používají při výrobě pěněných výrobků z tvrdé sádry. Mnoho takových pěnotvorných prostředkuje dobře známo a jsou snadno dostupné komerčně, například u firmy GEO Specialty Chemicals, Ambler, Pennsylvania. Další popisy použitelných pěnových činidel je možno nalézt například v patentech US 4 676 835; US 5 158 612; US 5 240 639 a US 5 643 510; a mezinárodní přihlášce PCT WO 95/16515 zveřejněné 22. června 1995.

V mnoha případech bude výhodné vytvořit v sádrovém výrobku relativně velké páry za současného zachování jeho pevnosti. To je možno provést použitím pěnotvorného činidla, které vytváří relativně nestabilní pěnu při styku s kaší z pálené sádry. S výhodou se to provádí smísením většího množství pěnotvorného činidla, které poskytuje relativně nestabilní pěnu, s větším množstvím pěnotvorného činidla, o kterém je známo, že poskytuje relativně stabilní pěnu.

5U

Taková směs pěnotvorných činidel může být předem připravena „off-line“, tj. odděleně od procesu výroby napěněného sádrového výrobku. Je však výhodné mísit tato pěnotvorná činidla průběžně jako integrální, „on-line“ část procesu. To je možno dosáhnout například čerpáním oddělením proudů různých pěnotvorných činidel a přivedením proudů do styku v, nebo těsně

4? před generátorem pěny, který se používá pro vytvoření proudu vodné pěny, která se pak přivede a smísí s kaší pálené sádry. Při míchání tímto způsobem je možno snadno a účinné nastavit poměr pěnotvorných činidel ve směsi (například změnou průtoku jednoho nebo obou oddělených proudů) pro dosažení požadovaných vlastností párů v napěněném výrobku ze ztuhlé sádry. Takové nastavení je možno provádět jako odpověď na testování hotového produktu s cílem zjistit potřebnost takového nastavení. Další popis tohoto „on-line“ míšení a nastavování je možno nalézt v patentu US 5 643 510 a v patentu US 5 683 635.

Příkladem jednoho typu pěnotvomého činidla použitelného pro vytváření nestabilních pěn je sloučenina vzorce

ROSOYM⁺ (Q), kde R je alkylová skupina obsahující od 2 do 20 atomů uhlíku a M je kationt. S výhodou je R alkylová skupina obsahující od 8 do 12 atomů uhlíku.

Příkladem jednoho typu pěnotvomého činidla použitelného pro vytváření stabilních pěn je látka vzorce

CH₃(CH₂)xCH₂(OCH₂CH₂)_YOSO₃M⁺ (J), kde X je číslo od dvou do 20, Y je číslo od 0 do 10 a v alespoň 50 % hmotnostních pěnotvomého činidla je větší než 0 a M je kationt.

V některých výhodných provedeních podle vynálezu se spolu smísí pěnotvomá činidla vzorců (Q) a (J) výše, takže pěnotvomé činidlo vzorce Q a část pěnotvomého činidla (J), kde Y je 0, spolu tvoří 86 až 99 % hmotnostních získané směsi pěnotvorných činidel.

V některých výhodných provedeních podle vynálezu byla vodná pěna vyráběna z předem smíšeného pěnotvomého prostředku vzorce

JO

CHXCHOxCHXOClUCH.jYOSOfM* (Z), kde X je číslo od 2 do 20, Y je číslo od 0 do 10 a v alespoň 50 % hmotnostních pěnotvomého prostředku je 0 a M je kationt. S výhodou je Y rovno 0 v od 86 do 99 % hmotnostních pěnotvor35 ného činidla vzorce (Z).

V některých výhodných provedeních vynálezu, kdy se používá způsob a kompozice pro výrobu kompozitní desky obsahující ztvrdlou sádru a částice vyztužujícího materiálu se používá trimetafosforečnanový iont v koncentracích a způsoby popsanými výše. Je zvláště výhodně, jestliže kompozitní výrobek obsahuje ztvrdlou sádru a výchozí částice a zároveň je alespoň část ztuhlé sádry uložena v a kolem přístupných párů ve výchozích částicích. Kompozice podle vynálezu obsahuje: výchozí částice, které obsahují přístupné prázdné prostoty; pálenou sádru, z níž alespoň část je ve formě krystalů v a kolem párů výchozích částic; a ve vodě rozpustnou trimetafosforečnanovou sůl. Kompozice může být míšena s vodou za vytvoření směsi podle vynálezu, obsahující vodu, výchozí částice s přístupnými volnými prostory uvnitř těchto částic, pálenou sádru (z níž alespoň část je ve formě krystalů přítomných v a kolem párů výchozích částic) a trimetafosťorečnanový iont. Způsob zahrnuje vytvoření této směsi, její uložení na povrch nebo do formy a její ponechání ztuhnout a vyschnout. V jiných ohledech mohou být kompozice a způsob prováděny se stejnými složkami a použitím stejných postupů jako odpovídající kompozice a způsoby pro výrobu kompozitních desek podle dosavadního stavu techniky, jak se například popisuje v patentu US 5 320 677, který se zařazuje odkazem.

V určitých výhodných provedeních podle vynálezu, kde slouží způsob a kompozice pro výrobu opracovatclného materiálu se používá trimetafosforečnanový iont v koncentracích a způsoby popsanými výše. V některých výhodných formách těchto provedení obsahuje směs pálenou . o.

CZ 301489 Bó sádru, ve vodě rozpustnou trimetafcsforcčnanovou sůl, škrob a Částice vodou redispergovatelného polymeru. Kompozice může byt míchána s vodou za vytvoření směsi podle vynálezu s obsahem vody, pálené sádry, trimetafosforečnanového iontu, škrobu a částic vodou redispergovatelného polymeru. Způsob zahrnuje vytvoření takové směsi, její uložení na povrch nebo do s formy a její ponechání ztuhnout a vysušit. V jiných ohledech než je přídavek trimetafosforeěnanových solí a iontů mohou být kompozice a způsob prováděny se stejnými složkami a stejnými způsoby jako odpovídající složky a způsoby pro výrobu opracovatelných sádrových materiálů podle dosavadního stavu techniky, jak se popisuje například v'patentu US 5 534 059, jehož obsah se zařazuje odkazem.

ΐϊ

V některých výhodných provedeních podle vynálezu, při kterých slouží způsob a kompozice pro výrobu materiálu použitého pro dokončení a spojení mezi hranami sádrových desek se používá trimetafosforečnanová sůl nebo iont ve výše uváděných koncentracích. V jiných ohledech než je přidávání trimetafosforečnanových solí a iontů je možno kompozici a způsob provádět se stejný15 mi složkami a stejným způsobem jako odpovídající kompozice a způsoby pro výrobu materiálu pro dokončování spojů podle dosavadního stavu techniky, jak se popisuje například v patentu US 3 297 601, jehož obsah je zařazen odkazem,

V některých výhodných formách těchto provedení obsahuje kompozice pálenou sádru, ve vodě rozpustnou trimetafosforečnanovou sůl, pojivo, zahušťovadlo a činidlo proti stékání. Tato kompozice může být míchána s vodou za vytvoření směsi podle vynálezu složené z pálené sádry, trimetafosforečnanového iontu, pojivá, zahušťovadla a prostředku proti stékání. Způsob zahrnuje vytváření takové směsi, její vložení do spáry mezi konce sádrových desek a její ponechání ztuhnout a vyschnout.

V těchto výhodných provedeních pro dokončování spojů se volí pojivo, zahušťovadlo a prostředek proti stékání ze složek dobře známých odborníkům v oboru. Například pojivém může být běžné latexové pojivo, přičemž výhodný je poly(vinylacetát) a kopolymer poly(ethylenu) a poly(vinylacetátu), který se přidává v množství od přibližně 1 do přibližně 15 % hmotnostních kom30 pozice. Příkladem použitelného zahušťovadla je celulózové zahušťovadlo, například ethylhydroxyethy (celulóza, hydroxypropylmethylcelulóza, methy Ihydroxypropylcelulóza nebo hydroxycthylcelulóza, přidávané v rozmezí od přibližně 0,1 do přibližně 2% hmotnostních kompozice. Příklady vhodných prostředků proti stékání jsou attapulgit, sepiolit, bentonit a montmorillonitové jíly, které se přidávají v množství od přibližně 1 do přibližně 10% hmotnostních

Ϊ5 kompozice.

V některých výhodných provedeních vynálezu, při kterých se způsob a kompozice používají na akustické díly, se ve výše uvedených koncentracích přidává trimetafosforečnanový iont. V některých výhodných formách těchto provedení obsahuje směs vodu, pálenou sádru, trimetafosforec40 nanový iont, želatinizovaný škrob a minerální vlnu nebo směs vody, pálené sádry, trimetafosforečnanového iontu, želatinizovaného škrobu, částic expandovaného perlitu a vláknitého vyztužujícího prostředku. Způsob zahrnuje vytvoření této směsi, její odlití na tác a ponechání ztuhnout a usušit. V jiných ohledech než je přidávání trimetafosforečnanového iontu je možno provádět kompozici a způsob sc stejnými složkami a stejným způsobem jako odpovídající kompozice a způsoby pro výrobu akustických dílů podle dosavadního stavu techniky, například jak se popisuje v patentech US 5 395 438 a US 3 246 063, které se zařazují odkazem.

Následující příklady se uvádějí pro další ilustraci některých výhodných provedení vynálezu a pro jejich porovnání se způsoby a kompozicemi, které do rozsahu vynálezu nespadají. Pokud není uvedenojinak, koncentrace látek ve směsích a kompozicích se udávají v procentech hmotnostních, vztaženo na hmotnost přítomné pálené sádry. Zkratka „STMI³“ znamená trimetafosforečnan sodný a zkratka „TMP“ znamená trimetafosforečnan.

i n _

CZ JUI4»y B6

Příklad 1

Měření pevnosti v tlaku na krychlovém laboratorním zkušebním tělísku

Byly připraveny vzorky výrobků s obsahem sádry podle vynálezu a byly porovnávány z hlediska pevnosti v tlaku se vzorky vyrobenými jinými způsoby z jiných kompozic. Použitá testovací procedura byla v souladu s ASTM C472-93.

Vzorky byly připraveny smísením následujících složek za sucha. 500 g beta hemihydrátu síranu vápenatého; 0,6 g urychlovače tvrdnutí označovaného jako CSA (Climate Stable Accelator) komerčně dostupného u firmy United States Gypsum Company a obsahujícího jemně mleté částice dihydrátu síranu vápenatého potaženého pro zachování účinnosti; a 0 g aditiva (kontrolní vzorky), 0.5 až 2 g STMP (výhodné vzorky podle vynálezu), nebo 0,5 až 2 g jiných fosforečnanovýcb aditiv (srovnávací příklady). Vzorky byly potom smíseny se 700 ml vodovodní vody o teplotě 21 ^ŮC ve 2 I mísiči WARING, byly ponechány máčet 5 s a byly míchány s nízkou rychlostí 10 s. Takto vytvořené kaše byly nality do forem pro přípravu kostek (o straně 50,8 mm). Po ztuhnutí hemihydrátu síranu vápenatého za vytvoření sádry (dihydrát síranu vápenatého) byly kostky vyjmuty z formy a sušeny ve větrané sušárně při 44,5 °C alespoň 72 hodin až do konstantní

2G hmotnosti. Usušené kostky měly hustotu přibližně 705 kg/m³.

Pevnost každé suché kostky v tlaku byla měřena na testovacím přístroji SATEC. Výsledky jsou uvedeny v tabulce I níže jako průměrné hodnoty ze tří testovaných vzorků. Hodnoty pevnosti pro kontrolní vzorky se lišily, protože byly použity různé zdroje beta hemihydrátu síranu vápenatého a/nebo různé šarže beta hemihydrátu síranu vápenatého. Výsledky v tabulce se uvádějí ve formě změřené pevnosti v tlaku v MPa a percentuální změně pevnosti proti příslušné kontrole (% A). Odhaduje se, že změřené hodnoty mají experimentální chybu přibližně ± 5 % (tedy uvedený přírůstek pevnosti proti kontrole 10 % může být ve skutečnosti kdekoliv v rozmezí 5 až 15 %),

Tabulka 1

Pevnost v tlaku

Aditivum	0 % aditiva (ivtrd)	0,1 % aditiva (MPa,% Δ)	0,2 % aditíva (wiPa;% Δ)	0,4 % aditiva (Mpa;% Δ)	0,8 % aditiva (Mra;% Δ)
STMP	6,81	7,27; 6,8	7,41; 8,9	7,39; 8,6	—
STMP	4,99	5,81; 16,4	6,60; 32,2	5,96; 19,5	5,40; 8,1
STMP	5,12	5,65; 10,4	5,86; 14,6	—	—
STMP	4,92	5,52; 12,0	5,75; 16,8	—	—
STMP	5,81	6,79; 17,0	6,93; 19,4	7,26; 25,1	4,21;-27,4
STMP	4,70	5,54; 17,7	5,70; 21,1	6,12; 30,1	—
fosforečnan sodný	6,55	6,56; 0,1	6,41;-2,2	—,	—
tripolyfosfát sodný	6,55	6,85; 4,5	6,02; -8,1	—	—
hexameta- fosforečnan sodný	6,55	5,83;-11,1	3,81;-41,9	—	—
hydrogen- fosforečnan vápenatý	5,26	5,30; 0,8	5,34; 1,6	5,25; -0,3	——
hydrogen- fosforečnan sodný	5,26	5,22; -0,8	5,02; -4,6	4,83; -8,3
monohydrát hydrogen- fosforečnanu vápenatého	5,26	5,42; 3,0	5,28; 0,4	5,68; 8,0

Ί

CZ 4UI4NM B6

Údaje v tabulce ukazují, že vzorky podle vynálezu (trimetafosfcrečnan sodný, STMP) mají obecně výrazně zvýšenou pevnost proti kontrolám, přičemž srovnávací příklady obecně ukázaly velmi malý nebo žádný přírůstek pevnosti nebo dokonce podstatné snížení pevnosti.

Příklad 2

Odolnost proti trvalé deformaci (odolnost proti průhybu laboratorní sádrové desky) ίο V laboratoři byly připraveny vzorky desek s obsahem sádry podle vynálezu a srovnávány co sc týče odolnosti k trvalé deformaci se vzorky desek vyrobených způsoby a s použitím kompozic, které do rozsahu vynálezu nespadají.

Vzorky byly vyrobeny smísením následujících složek v 51 mísiči WAR1NG 10 s při nejnižší i? rychlosti: 1,5 kg beta hemihydrátu síranu vápenatého; 2 g urychlovače tvrdnutí CSA; 2 l vodovodní vody; a 0 g aditiva (kontrolní vzorky), 3 g STMP (vzorky podle vynálezu) nebo 3 g jiných aditiv (srovnávací příklady). Takto vytvořené kaše byly nality do táců pro přípravu plochých vzorků sádrové desky vždy o rozměrech přibližně 152 x 610 x 12,7 mm. Po ztuhnutí hemihydrátu síranu vápenatého na sádru (dihydrát síranu vápenatého) byly desky sušeny při teplotě 44 °C zo v sušárně do konstantní hmotnosti. Byla zaznamenána konečná hmotnost každé desky. Na tyto desky nebyly použity žádné povrchové vrstvy, aby byl vyloučen vliv papírových povrchů na ohybové vlastnosti sádrových desek za podmínek zvýšené vlhkosti.

Každá vysušená deska byla potom položena ve vodorovné poloze na dvě podložky široké

12,7 mm, jejichž délka podpírala celou šířku desky, a každá podložka byla umístěna na jednom konci desky. Desky zůstaly v této poloze po určenou dobu (v tomto příkladu 4 dny za trvalé teploty 32 °C a relativní vlhkosti 90 %. Míra prohnutí desky byla potom určována měřením vzdálenosti (v milimetrech) středu horního povrchu desky od imaginární horizontální roviny proložené horními okraji na koncích desky. Odolnost k trvalé deformaci matrice ztuhlé sádry desek se .to považuje za nepřímo úměrnou míře prohnutí desky. Čím je tedy větší prohnutí, tím nižší je relativní odolnost proti trvalé deformaci matrice složené ze ztuhlé sádry, která tvoří desku.

Testy odolnosti k trvalé deformaci se popisují v tabulce 2 včetně směsi a koncentrace (hmotnostní procenta vztažená na hmotnostní procenta hemihydrátu síranu vápenatého) aditiva, konečné hmotnosti desky a změřeného prohnutí. Aditiva použitá ve srovnávacích příkladech (mimo rámec vynálezu) zastupují jiné materiály, které byly použity při snaze o zvýšení odolnosti sádrové desky proti prohnutí za podmínek vysoké vlhkosti.

- 13CZ 301489 B6

Tabulka 2

Míra prohnuti sádrové desky

Aditivum	Množství aditiva (% hmotn.)	Hmotnost desky (g)	Prohnutí desky (mm)
Žádné (kontrola)	0	830	13,2
STMP	0,2	838	0,38
Kyselina boritá	0,2	829	4,1
Fosforečnan sodnohlinitý	0,2	835	14,0
Vosková emulze	7,5	718	10,4
Skelná vlákna	0,2	838	13,9
Skelná vlákna + kyselina boritá	0,2 + 0,2	825	4,09

Údaje v tabulce 2 ukazují, že deska (STMP) vyrobená podle vynálezu byla mnohem odolnější proti prohnutí (a tím mnohem odolnější vůči trvalé deformaci) než kontrolní deska a srovnávací κι desky, které nebyly vyrobeny podle vynálezu. Navíc má deska podle vynálezu prohnutí mnohem menší než 4,2 mm na metr délky desky, které není vníniatelné lidským okem.

Příklad 3 15

Odolnost proti trvalé deformaci (odolnost proti průhybu průmyslově vyráběných sádrových desek)

Porovnání hmotnosti výrobků je ukázáno v obr. 1 a porovnání odolnosti proti průhybu těchto 20 výrobků je na obr. 2 a 3. Hmotnost vnitřní stropní desky o tloušťce 12,7 mm podle předkládaného vynálezu (tj. příměs trimetafosforečnanu do pálené sádry a vody) má stejnou hmotnost jako obvyklá sádrová deska o tloušťce 12,7 mm SHEETROCK.® firmy United States Gypsum Company. Průměrná vnitřní stropní deska tloušťky 12,7 mm na obr. 1 je Gold Bond® High Strength

Ceiling Board vyráběná firmou National Gypsum Company. Průměrná sádrová deska odolná 25 proti ohni tloušťky 15,9 mm z obr. 1 je sádrová deska SHEETROCK® 5/8 ineh Firecode Type X gypsum board vyrobená firmou United States Gypsum Company.

Obr. 2 je graf porovnávající odolnost proti průhybu sádrové desky vyrobené podle předkládaného vynálezu s komerčně dostupnými sádrovými deskami popsanými výše, kde všechny testované ta desky jsou instalovány na běžném uspořádání sponkovaného a šroubovaného stropu.

Obr. 3 je graťporovnávající odolnost proti průhybu sádrové desky vyrobené podle předkládaného vynálezu s výše popsanými komerčními sádrovými deskami, kde všechny testované desky jsou

I

CZ JU148M B6 instalovány běžným lepením stropu za použití dvousložkového urethanového lepidla F2100

T wo Part Urethane Adhesive.

Sádrové desky a jiné konstrukční detaily pro výrobu stropů používané při srovnání průhybu 5 popsaném v obrázcích 2 a 3 byly následující;

A. Sádrová deska

1. 12,7 mm x 1219 mm x 2438 mm vyrobená podle předkládaného vynálezu.

ío 2. 12,7 mm x 1219 mm x 2438 mm deska Gold Bond® High Strength Ceilíng Board firmy

National Gypsurn Company.

3. 12,7 mm x 1219 mm x 2438 mm normální sádrová deska SHEETROCK® firmy United States Gypsurn Company.

4. 15,9 mm x 1219 mm x 2438 mm normální sádrová deska SHEET ROCK® Firecode Type X 15 firmy United States Gypsurn Company.

B. Příhradové nosníky 46 em vysoké x 259 cm dlouhé vyráběné z řeziva jmenovitého rozměru 50,8 x 76,2 min firmou R. J. Cole, lne. Spárovací hmota -USG Tuff Set HES Joint Compound. Spárovací páska - USG Fiberglass Mesh Self-Adhering Joint Tápe

C. Nátěr nepropustný pro vodní páru - #4512 Silver Vapor Barrier, katalogové číslo 246900.

D. Izolace - foukaná vlna Firmy Delta Blowing lnsulation, minerální vlákna Rockwool.

E. Nástřik povrchové textury' - USG SI 1EETROCK® Ceilíng Spray Textuře Q T medium póly.

F. Upevňovací materiál sponky 25,4x31,8 mm, průměr 1,6 mm sponky a 4,1x31,8 mm šrouby do sádrokartonu. Lepidlo F2100 Two-part Urethane Adhesive firmy Foamseal, lne.

Konstrukce stropu

A. L příhradovýeh nosníků byla vytvořena konstrukce stropu 2x4.

B. Na síť nosníků bylo přilepeno 12 sádrových desek lepidlem F2100. Na sádrových deskách byla naměřena průměrná obruba šířky 25 mm.

C. Strop byl opatrně vyzvednut a uložen na předem sestavené čtyři stěny, čímž vznikla místnost o rozměrech 2,4 x 14,6 m.

D. Sestava stropu byla přišroubována na horní desku stěn šrouby #8 x 89 min po obvodu. Druhý strop byl postaven pomocí šroubů a sponek použitých pro spojení sádrových desek s nosníky. Byl rovněž vyzvednut a připojen na čtyři stěny.

Byly postaveny dva stropy s použitím tří desek každého typu sádrové desky u každého stropu. Jeden strop byl mechanicky upevněn (viz obr. 2), zatímco druhý byl pouze přilepen urethanovým lepidlem F2100 (viz obr. 3). Sádrové desky byly pokládány na stropy, přičemž se střídaly jejich typy. Příhradové nosníky měly rozměry 257 cm na délku a 46 cm na výšku a byly umístěny ve vzdálenosti jejích středů 61 cm.

Lí mechanicky upevňovaného stropu se používaly sponky 25,4x31,8 mm, průměr 1,6 mni ve vzdálenostech 17,8 cm mezi středy podél okrajů a 4,1 x 31,8 mm šrouby do sádrokartonu ve vzdálenostech 18,5 mm mezi středy podél nosníků polí.

U stropu připevněného lepidlem se používalo přibližně 32 mm pruhu lepidla podél nosníků.

Sádrové desky byly připevněny s okraji krytými papírem paralelně s osou nosníků.

Počáteční poloha byla měřena po překrytí okrajů desek páskou. Potom byly stropy natřeny barvou zabraňující pronikání vodní páry a byla na ně nastříkána povrchová textura. Druhé měření polohy bylo provedeno bezprostředně po nanesení textury. Potom byla na horní část nosníků nanesena izolace Rockwool. Potom bylo provedeno třetí měření. V průběhu nanášení izolace byla zvyšována teplota a vlhkost. Cílová teplota a vlhkost byla 32 °C a 90 % relativní vlhkosti. Tyto podmínky byly udržovány 7 dní a průhyby byly měřeny každé ráno a odpoledne. Po sedmi dnech byla místnost otevřena a ponechána vychladit na teplotu okolí. Potom byly odečítány průhyby

Iň liirřtl /J rt1 * » +ϊ*ι rlrt-ií Λ ΐ-ζϋΤ'ΐ- 11 Iz χ^-* «X rt

Jak je ukázáno na obr, 2 a 3, sádrové desky vyrobené podle předkládaného vynálezu poskytují vynikající odolnost proti průhybu proti sádrovým deskám vyrobeným jiným způsobem a hodnoty jsou nižší než prahová hodnota přibližně 8,3 mm průhybu na metr desky vnímatelná lidským okem.

Příklad 4

2o Laboratorní test odolnosti sádrové desky proti vytažení hřebíku

Podle vynálezu v laboratoři vyrobené vzorky typických papírem pokrytých sádrokartonových desek byly porovnávány s kontrolními deskami co se týcc odolnosti proti vytažení hřebíku. Odolnost proti vytažení hřebíku je měřítko kombinace pevnosti jádra sádrové desky a vrstev krycího papíru a vazby mezi papírem a sádrou. Test měří maximální sílu nutnou pro vytažení hřebíku s hlavičkou skrz desku až do vzniku větších prasklin desky a provádí se podle normy ASTM C473-95.

Mícháním v Hobartově mixéru 40 s při střední rychlosti byly připraveny -e složené z 3,0 kg beta hemihydrátu síranu vápenatého: 5 g urychlovače tvrdnutí CSA; ]() g Š . ai^LC-211 (za sucha mletý kyselinou modifikovaný nepredželatin izovaný pšeničný škrob, ku se typicky přidává do směsí na sádrové desky podle dosavadního stavu techniky aje komerčně dostupný u firmy Archer Daniels Midland Milling Co.); 20 g jemného papírového vlákna mletého kladivovým mlýnem; 3 l vodovodní vody; 0 až 6 g STMP a 0 až 30 g předželatinizovaného kukuřičného škrobu PCF1000 komerčně dostupného u firmy Lauhoff Grain Co.

Takto vytvořené kaše byly nality do táců na papír a potom byl na jejich horní povrch vložen papír pro získání vzorků ploché sádrové desky vždy o rozměrech přibližně 356 x 610 x 12,7 mm. Na povrchu byl použit vícevrstvý papír s vnějšími vrstvami konopného papíru a na druhé straně io bylo použito vícevrstvého papíru novinového typu; oba druhy se typicky běžně používají při výrobě sádrokartonových desek.

Každá deska byla potom ponechána při teplotě 177 °C až do úbytku 25 % hmotnostních a potom byla udržována při teplotě 44 °C až do dosažení konstantní hmotnosti.

Nakonec byla měřena hmotnost desky a odolnost proti vytažení hřebíku. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 3.

Á _

CL tSO

Tabulka 3

Odolnost proti vytaženi hřebíku

Koncentrace STMP (% hmotn.)	Obsah škrobu PCF-1000 (% hmotn.)	Hmotnost desky (kg/m2)	Odolnost proti vytažení hřebíku (kg)
0	0	12,00	68,1
0,1	0	11,99	70,4
0,2	0	11,37	71,7
0,1	0,5	12,01	76,3
0,2	1,0	12,19	79,9

Výsledky v tabulce 3 ukazují, že desky vyrobené podle vynálezu měly vyšší celkovou pevnost (odolnost proti vytažení hřebíku) ve srovnání s kontrolními deskami.

to

Příklad 5

Rozměrová stálost a odolnost proti trvalé deformací průmyslově vyráběných sádrových desek

Na typické výrobní lince v továrně na výrobu komerčních sádrových desek byly vyrobeny pěněné sádrové desky kryté papírem. Desky byly vyrobeny s různými koncentracemi trimetafosforečnanového iontu a byly srovnávány s kontrolními deskami (vyrobenými bez přítomnosti trimetafosforečnanového iontu) co se týče rozměrové stálosti a odolnosti proti trvalé deformaci.

S výjimkou přídavku trimetafosforečnanového iontu při výrobě některých desek byly desky vyrobeny stejnými způsoby a se stejnými příměsemi typickými pro způsoby výroby sádrových desek a jejich složky podle dosavadního stavu techniky. Složky a jejich přibližná hmotnostní procenta (vyjádřeny jako relativně úzká rozmezí vztažená na hmotnost použité pálené sádry) jsou uvedena v tabulce 4.

- 17CZ 301489 B6

Tabulka 4

Složky sádrových desek

Složka	% hmotnostních
Beta hemihydrát síranu vápenatého	100
Voda	94-98
Urychlovač tuhnutí	1,1-1,6
Škrob	0,5 - 0,7
Dispergační prostředek	0,20-0,22
Papírová vlákna	0,5-0,7
Zpomalovač tuhnutí	0,07-0,09
Pěnotvorný prostředek	0,02-0,03
Trimetafosforečnan sodný (STMP)	0-0,16
Inhibitor rekalcinace	0,13-0,14

V tabulce 4 se urychlovač tuhnutí skládal z jemně mletých cukrem potahovaných částic dihydrátu síranu vápenatého vyrobených firmou United States Gypsum Company a označovaných jako io ..HR/V (což znamená urychlovač odolný vůči teplu); škrob byl za sucha mletý kyselinou modifikovaný škrob ΗΪ-BOND získaný komerčně u firmy Lauhoff Grain Co.; dispergační činidlo bylo

D1LOFLO, naftalensulfonát komerčně získaný u firmy GEO Specialty Chemicals, Ambler, Pennsylvania; papírová vlákna byla vlákna jemně mletá na kladivovém mlýnu; zpomalovač tuhnutí byla látka VERSENEX 80, ehelatační činidlo komerčně dostupné u firmy Van Walters & Rogers,

Kirkland, Washington; pčnotvorná látka byla WITCOLATE 1276, komerčně získaná u firmy Witco Corp., Greenwich, Connecticut; trimetafosforečnan sodný byl komerčně získaný u firmy Monsanto Co., St. Louis, Missouri; a inhibitor rckalcinace byl CERELOSE 2001, dextróza používaná pro snížení rekalcinace krajů desky při sušení.

2o Desky byly vyrobeny na kontinuální výrobní lince 122 cm široké kontinuálním přiváděním a mícháním složek v mixéru za vytvoření vodné kaše (penotvorné činidlo bylo použito pro vytvoření vodné pěny v odděleném systému pro vytváření pěny; pěna byla potom do kaše přiváděna přes mixér); kontinuálním ukládáním kaše na papírovou krycí vrstvu (lícový papír) na pohyblivém pásu; uložením další vrstvy papíru (rubový papír) na nanesenou kaši za vytvoření desky o síle 12,7 mm; pokud pokročila hydratace hemihydrátu síranu vápenatého za vytvoření dihydrátu síranu vápenatého dostatečné daleko pro ztuhnutí kaše pro umožnění přesného řezání, nařezáním pohybující se desky pro získání jednotlivých desek o rozměrech 366 x 122 cm a tloušťce 12,7 mm; a sušením desek ve vyhřívané vícepatrové sušárně.

Odolnost proti trvalé deformaci desek byla potom stanovena měřením průhybu jak bylo popsáno v příkladu 2 s tím rozdílem, že testované desky ve formě nařezaných dílů z vyrobených desek měly rozměr 30,5 x 122 cm (rozměr 30,5 cm ve směru výrobní linky, tj. paralelní rozměr). Měře1 o ní průhybu bylo prováděno po kondicionování desek v prostředí teploty 32 °C a relativní vlhkosti % po dobu 24, 25 48 a 96 hodin. Výsledky se uvádějí v tabulce 5 pro vzorky podle vynálezu vyrobené s různými koncentracemi trimetafosforečnanového iontu a kontrolní vzorky (0 % trinietafosforečnanu sodného) vyrobené těsně před a po vzorcích podle vynálezu.

Tabulka 5

Průhyh sádrových desek z výrobní linky, (desky rozměrů 30.5 x 122 cm)

Q7. 301489 B6

Koncentrace STMP (% hmotn.)	Průhyb desky po 24 h (mm)	Průhyb desky po 48 h (mm)	Průhyb desky po 96 h (mm)
0 (před)	87,6	100,3	133,9
0,004	82,0	94,2	131,8
0,008	71,4	84,1	116,3
0,016	43,7	48,5	65,5
0,024	23,8	28,4	40,9
0,04	12,40	17,3	20,8
0,08	5,3	6,1	7,4
o (po)	92,7	116,3	171,5

Údaje v tabulce 5 ukazují, že desky vyrobené podle vynálezu byly se stoupající koncentrací STMP podstatně odolnější proti průhybu (a tím podstatně odolnější proti trvalé deformaci) než is kontrolní desky.

Odolnost proti průhybu, kterou poskytují kompozice a způsoby podle předkládaného vynálezu je dále uvedena v tabulce 5Λ. Tabulka 5A ukazuje konkrétně pruhy, tzn. prohnutí za vlhka metodou ASTM C 473-95, sádrových desek z výrobní linky o rozměrech 30,5 x 61 cm stejného složení jako se uvádí v tabulce 4. Tabulka 5A ukazuje stejný vývoj odolnosti proti průhybu podle ASTM C 473-95 jako je tomu u vývoje odolnosti proti průhybu u delších desek (30,5 cm x 122 cm) uvedených v obr. 5.

- IQ CZ 301489 B6

Výsledky testu prohnutí za vlhka metodou ASTM C 473-95 u sádrových desek z výrobní linky

Tabulka 5A

Číslo testu	Přidaný STMP (% hmotn ) v /	Hmotnost suché desky řko/m2) V »-/ /	Prohnutí po 48 h za vlhka (mm)
souběžně	napříč
Kontrola před	0	7,80	-7,77	-6,27
1	0,04	7,77	- 1,07	- 0,86
2	0,08	7,90	- 0,69	- 0,53
3	0,16	7,77	-0,38	-0,36
Kontrola po	0	7,78	- 10,39	- 3,68

Jak desky i výrobní linky o rozměrech 122 x 366 cm za mokra, tak i hotové vysušené desky stejných rozměrů byly měřeny (podle ASTM C 473-95) s cílem stanovit smrštění šířky a délky po io vysušení. Čím více se desky smršťují, tím mají menší rozměrovou stálost. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 6.

Tabulka 6

Smrštění sádrových desek z výrobní linky

Koncentrace STMP (% hmotnostních)	Smrštění desky na šířku (mm/122 cm)	Smrštění desky na délku (mm/366 cm)
0 (kontrola)	3,30	9,65
0,004	1,52	9,65
0,08	0	7,87
0,016	0	6,35
0,024	0	6,35
0,040	0	0
0,080	0	0
0,16	0	0

Údaje v tabulce 6 ukazují, že desky podle vynalezu měly vyšší rozměrovou stálost než kontrolní desky. Při koncentraci 0,04 % STMP a vyšší nebylo zjištěno žádné smrštění délky ani šířky.

CL 301489 B6

Příklad 6

Odolnost proti průhybu za podmínek vlhkosti a kondenzace (desky z výrobní linky)

Další test ilustruje odolnost ⁿroti nrůhvbu nnskvto vanou kom nožicemi a znfjsnbv podle nředkláio daného vynálezu. Byly testovány stropní desky z výrobní linky za podmínek, kdy bylo dosaženo řízené koncentrace na parotěsném rozhraní mezi stropní deskou a stropnicemi. Způsob testování je následující. V malém měřítku bylo postaveno podkrovní patro a uzavření místnosti. Podkrovní prostor byl izolován shora a ze stran a udržován v chladu pro dosažení řízené kondenzace na stropě. Plocha stropu byla 243 x 243 cm s rámem 31 x 243 cm a vzdáleností 61 cm mezi středy.

Prostor místností byl uzavřen umělohmotnou parotěsnou zábranou v homí částí a po stranách a vlhkost v místnosti byla zvyšována pro dosažení řízené koncentrace na stropě.

Dvě desky o rozměrech 122 x 244 cm (pokusný vzorek a kontrola) byly připojeny těsně vedle sebe na nosníky s polyethylenovou parotěsnou zábranou umístěnou přímo nad deskami. Konce desek nebyly upevněny. Vlhkost v místnosti byla potom odparovacím zvlhčovačem zvyšována a teplota v podkrovní části byla snižována okenní klimatizační jednotkou. Množství par ze zvlhčovače bylo nastaveno až do výskytu trvalé kondenzace na parotěsné zábraně nad stropními deskami. Nebyly prováděny pokusy o udržení konstantní teploty a vlhkosti při testu. Na výsledky by se tedy mělo pohlížet jako na relativní měřítko odolností proti průhybu při porovnání zkušeb25 nich desek a kontroly a nikoliv jako pokus o předpovězení průhybu za definovaných podmínek prostředí.

Potom bylo periodicky měřeno prohnutí stropu ve třech místech podél desky (ve středu rozpětí mezi každým párem nosníků) s celkovým počtem 6 hodnot prohnutí na test u každé desky.

Teplota podkrovní části a místnosti byla měřena při každém měření průhybu.

Pro srovnání jsou dále uvedeny teoretické podmínky rosného bodu (za předpokladu konstantní teploty místnosti 21 ^ŮC).

Teplota místnosti (°C)	Relativní vlhkost v místnosti	Teplota podkrovní části (°C)
21	50 %	10,6
21	60 %	13,3
21	70 %	15,6
21	80 %	17,2
21	90 %	20

Délka trvání testu byla 19 dnů a byly použity následující materiály: sádrová deska tloušťky 12,7 mm z výrobní linky vyrobená podle předkládaného vynálezu; a deska tloušťky 15,9 mm Firecode Type X jak bylo popsáno výše. Výsledky jsou uvedeny v obr. 4 a ukazují, že deska vyrobená podle předkládaného vynálezu má za všech okolností menší průhyb než kontrola, tj.

deska tloušťky 15,9 mm Firecode Type X jak bylo popsáno výše.

V tomto testu bylo použito rovnoměrné zatížení 1,5 kg/metr délky ve středu mezi každým nosní5 kem ihned po odečtení osmý den. Použití tohoto zatížení výrazně zvýšilo průhyb kontrolní desky, ale mělo podstatně menší vliv na desku podle předkládaného vynálezu. Jak je ukázáno na obr. 4, sádrové desky vyrobené podle předkládaného vynálezu mají prohnutí podstatné nižší, než je možno vnímat lidským okem, tj. méně než 8,3 mm/m.

I Λ

Přiklad 7

Odolnost proti vytažení hřebíku desky z výrobní linky

Ve výrobním závodu byla připravena další řada pěněných sádrových desek s povrchovou vrstvou papíru na typické produkční lince. Desky byly připravovány s použitím tří koncentrací trimetafosforečnanového iontu a byly porovnávány s kontrolními deskami (vyrobené bez přidaného trimetafosforečnanového iontu) z hlediska odolnosti proti vytažení hřebíku.

Kromě přidaného trimetafosforečnanového iontu při výrobě některých desek byly desky vyrobeny stejnými způsoby a se stejnými složkami, které jsou typické pro vyráběné sádrové desky podle dosavadního stavu techniky. Složky a jejích obsah v procentech hmotnostních byly stejné jak se uvádí v tabulce 4 výše. Způsob výroby desek byl popsán v příkladu 5.

Odolnost proti vytažení hřebíku byla určována metodou ASTM C473-95. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 7, a to pro vzorky podle vynálezu vyrobené s použitím různých koncentracích trímetafbsforečnanového iontu a pro kontrolní vzorky (nulový obsah trimetafosfbrečnanu sodného) vyrobené bezprostředně před a po vzorcích podle vynálezu.

Tabulka 7

Odolnost proti vytažení hřebíku u sádro vých desek z výrobní linky

Koncentrace STMP (% hmotn.)	Odolnost proti vytažení hřebíku (kg)
0 (před)	40,4
0,04	42,2
0,08	43,6
0,16	44,9
o (po)	40,9

Výsledky v tabulce 7 ukazují, že desky z výrobní linky podle vynálezu mají vyšší celkovou pevnost (odolnost proti vytažení hřebíku) ve srovnání s kontrolními deskami.

Příklad 8

Integrita vazby papíru na sádrovou desku z výrobní linky

Na typické plnoprovozní lince ve výrobním závodě byla připravena další řada pěněných sádrových desek s povrchovou vrstvou papíru. Desky byly vyráběny s použitím různých koncentrací trimetafosforečnanového iontu, předželatinizovaného škrobu a nepředželatinizovaného škrobu a byly porovnávány s kontrolními deskami (vyrobenými bez trimetafosforečnanového iontu nebo io předželatinizovaného škrobu) z hlediska integrity vazby mezi jádrem sádrové desky a krycím papírem z lícové strany po vystavení extrémně mokrým a vlhkým podmínkám.

S výjimkou přídavku trimetafosforečnanového iontu a předželatinizovaného škrobu a změny koncentrace nenředže!atinÍ7ovíiného škrobu při výrobě některých z těchto desek byly desky vyráběny způsoby a se složkami typickými pro výrobu sádrových desek podle dosavadního stavu techniky.

Složky ajejich obsah v procentech hmotnostních byly stejné jak se uvádí v tabulce 4 výše.

Způsob výroby desek byl popsán v příkladu 5.

Předže latin izovaný škrob použitý při testech byl PCF1000 dostupný komerčně u firmy Lauhoff ?n Grain Co. Jako nepředželatinizovaný škrob byl použit výrobek HI-BOND, za sucha mletý, kyselinou modifikovaný nepředželatin izovaný škrob, komerčně dostupný u firmy Lauhoff Grain Co.

Po výrobě desek na lince byly zdesek nařezány vzorky o rozměrech 102 x 152 x 12,7 mm (102 mm ve směru výrobní linky). Každý z těchto malých vzorků desek byl vystaven na celkové 25 ploše vnějšího povrchu krycího papíru z lícové strany úplně vodou nasáklé látce po dobu přibližně 6 hodin v prostředí 32 °C a relativní vlhkosti 90 % a potom byla mokrá látka odstraněna a ponechána ve stejném prostředí vyschnout až do dosažení konstantní hmotnosti (obvykle přibližně 3 dny). Na rubové straně vzorku desky byl proveden zářez hloubky 3,2 mm, 63,5 mm od hrany paralelně s jednou z hran o délce 152 mm. Jádro desky bylo potom přelomeno podél zářezu bez přetržení nebo namáhání papíru na lícové straně desky a větší (63,5 x 152 mm), kus vzorku desky byl potom otočen a tažen dolů, zatímco menší kus byl držen v klidu ve vodorovné poloze zadní stranou nahoru, čímž se lícový papír na lícové straně desky odtrhával z většího kusu. Síla byla zvyšována, dokud se dva díly desky úplně neoddělily. Lícový povrch větší desky byl potom prohlížen pro zjištění, na jakém procentu jeho plochy se lícový papír úplně odtrhl od jádra (ozna35 ěováno jako „čisté odtržení“)· Toto procento je uvedeno v tabulce 8 ve sloupci % selhání vazby.

-27 CZ 301489 B6

Tabulka 8

Selhání vazby papíru na sádrovou desku z výrobní linky

Koncentrace HI-BOND (% hmotn.)	Koncentrace STMP (% hmotn.)	Koncentrace PCF1000 (% hmotn.)	% selhání vazby (%)
0,60	0	0	87
0,60	0,08	0	97
0,96	0,08	0	97
0,60	0,08	0,16	42
0,60	0,08	0,32	0
0,28	0,08	0,32	20
1 0,60	0	0	83

Údaje v tabulce 8 ukazují, že co se týče selhání vazby papíru na jádro desky za extrémně mokrých podmínek, STMP problém odstraní; zvyšování koncentrace typického nepředželatinizovanéio ho škrobu (HI-BOND) problém nezmenší; přídavek předželatinizovaného škrobu (PCF1000) zmírní nebo odstraní tento problém.

Příklad 9

Dodatečné působení na d(hydrát síranu vápenatého

V některých alternativních výhodných provedeních podle předkládaného vynálezu se na omítku z dihydrátu síranu vápenatého působí vodným roztokem trimetafosforečnanového iontu takovým způsobem, aby bylo zajištěno stejnoměrné dispergování roztoku trimetafosforečnanového iontu do odlitku z dihydrátu síranu vápenatého, pro zvýšení pevnosti, odolnosti proti trvalé deformaci (například odolnosti proti průhybu) a rozměrové stálosti produktů obsahujících ztuhlou sádru po opakovaném sušení. Bylo zejména zjištěno, že působení trimetafosforečnanového iontu na omítku z dihydrátu síranu vápenatého zvyšuje pevnost, odolnost proti trvalé deformaci (například odolnost proti průhybu) a rozměrovou stálost v podobné míře. jako se dosahuje u provedení, při kterých se trimetafosforečnanový iont přidává do pálené sádry. Provedení, u kterého se trimetafosforecnanový iont přidává do ztuhlé sádry, tedy poskytuje nové materiály a způsoby výroby zlepšených výrobků s obsahem sádry, včetně bez omezení desek, panelů, omítek, dlaždic, kompozitních materiálů na bázi sádry a celulózových vláken apod. Proto bude toto provedení předto kládaného vynálezu prospěšné pro jakýkoli výrobek na bázi sádry, kde je nutné přísné řízení odolnosti proti průhybu. Toto dodatečné ošetření také zvýší pevnost sádrového odlitku o přibližně 15 %. Trimetafosforečnanový iont může být použit v koncentracích 0,04 až 2,0 % hmotnostních (vztaženo na hmotnost sádry) na sádrový odlitek postřikováním nebo máčením do vodného roztoku s obsahem trimetafosforečnanového iontu a potom novým vysušením sádrového odlitku.

Dále se uvádějí dva způsoby dodatečného ošetření ztuhlé sádry,

D

Omítka a jiné přísady (suché) plus voda za vytvoření kaše

I

Ψ

Vytvoření pěny (pro snížení hmotnosti nebo hustoty)

I

Odlití sádry/konečné tuhnutí a sušení i

Dodatečné ošetření STMP (postřik nebo máčení) ;

Další sušení sádrového odlitku

Sádrový výrobek s lepšími vlastnostmi

2)

Omítka a jiné přísady (suché) plus voda za vytvoření kaše i

v

Mísent/míchání (za mokra)

Odlití sádry/konečné tuhnutí i

Dodatečné ošetření STMP (postřik povrchu) i

Sušení sádrového výrobku i

Sádrový výrobek s lepšími vlastnostmi

V obou výše popsaných způsobech se vodný roztok trimetafosforečnanového iontu s výhodou nanáší v takovém množství a takovým způsobem, aby se dosáhlo koncentrace přibližně 0,04 až 0,l 6 % hmotnostních (vztaženo na hmotnost dihydrátu síranu vápenatého) trinietaťosforečnanového iontu v odlitém dihydrátu síranu vápenatého.

io Výhodné vlastnosti z hlediska snížení průhybu (tj, zvýšení odolnosti proti průhybu) prvního způsobu uvedeného výše se uvádějí v obr. 5. Bylo vyrobeno celkem pět desek, které byly testovány na průhyb jak je uvedeno v obr. 5. Vysušené desky měly hmotnost v rozmezí 750 až 785 g. Na kontrolní desky se nenanášel žádný roztok po ztuhnutí a vysušení odlité sádry. Deska označená jako „pouze voda byla ošetřena pouze vodou, která byla nastříkána na ztuhlou a vysušenou sádru a deska byla potom znovu vysušena. Deska označenájako roztok STMP byla ošetřena vodným roztokem trimetafosforečnanového iontu v koncentraci l % hmotnostní, který byl nastříkán na ztuhlou a vyschlou sádru, která byla potom znovu vysušena. Deska označená jako sádra roztok STMP měla obsah STMP 0,2 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost malty použité pro výrobu sádrového odlitku a OJ7 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost získané ztuhlé sádrové desky.

Příklad 10

Ošetření materiálů s vysokým obsahem soli

Další provedení vynálezu se týkají výrobků s obsahem sádry připravených ze směsí materiálů na bázi síranu vápenatého a vody s obsahem vysokých koncentrací chloridových iontů nebo jejich solí (tj. alespoň 0,015 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost materiálů na bázi síranu vápenatého ve směsi). Chloridové ionty nebo jejich soli mohou být nečistoty obsažené v materiálu síranu vápenatého samotném nebo ve vodě (například mořské vodě nebo pod povrchové vodě s obsahem solí) obsazené ve směsi, která podle dosavadního stavu techniky nemohla byt pro výrobu stabilních výrobků na bázi ztuhlé sádry používána pro doprovodné potíže, jako jsou puchýře, špatná vazba k papíru, vypalování okrajů, nízká odolnost k trvalé deformaci, nízká pevnost a nízká rozměrová stálost.

Testy uváděné v tabulce 9 se týkají sádrových desek připravených a ošetřených stejným způsobem jak bylo popsáno v příkladu 2, s tím rozdílem, že byla do směsi spolu s různými množstvími trimetafosforečnanového iontu přidávána různá množství chloridového iontu. Průhyb byl měřen stejným způsobem, jak bylo popsáno v příkladu 2.

O

-C

Φ c

Ό

O

CO □

TJ

O o

co (X t—

W >

>

CO

Q

E c

N

O i_ trt >

CO

E

IM

Pevnost v tlaku usušených kostek (MPa)	m co	4,80	4,15	O) o cO	OJ o CM	I 4,22	l·- <0 Tt	4,71
Průhyb po vlhčení 48 h (mm)	co τ—	53,0	103,8	>152,4	>152,4	I 95,3	0,15	0,18
T > •η *-< § ° 0 E ω § E E O - >1— O θ'-. 0. N - co	0,17	00 cO o’	T“ oj	5T r- 'φ	6,94	o Cft V—	M· OJ	CM OJ
Hmotnost suché desky (3)	534	535	00 CM LO	o o LO	481	530	526	527
Přídavek STMP (% hmotn.)	o	o	O	O	o	o	o	CM O~
Přídavek chloridu sodného (% hmotn.)	o	CM o	0,5	o	o CM~	IO o	0,5	0,5

- ?7 CZ 301489 B6

Tabulka 9 - pokračování

Pevnost v tlaku usušených kostek (MPa)	co lO xt	o co Tt	CT> <N co	3,72	3,74	V- co	3,82
Průhyb po vlhčení 48 h (mm)	cO o	0,08	147,0	co co o	00 o	0,25	0,13
Příjem vody z místnosti 32 °C/90 % RH (% hmotn.)	m cn v—	1,89	co cn CN	3,07	2,91	2,99	2,96
Hmotnost suché desky (g)	oo lO	co o 10	509	!-- 509	505	501	500
Přídavek STMP (% hmotn.)	CO O	0,5	o	V”* o	0,2	0,4	0,8
Přídavek chloridu sodného (% hmotn.)	m o	0,5	oo o	0,8	00 o	0,8	00 o

Testy popsané v tabulce 10 ukazují, že ošetření trimetafosforečnanovým iontem dovolí použití směsi obsahujících vysoké koncentrace chloridových iontů nebo jejich solí. Desky byly vyrobeny a ošetřeny stejným způsobem jak se popisuje v příkladu 4 s tím rozdílem, že do směsi byla přidá5 vána různá množství chloridového iontu spolu s různými množstvími trimetafosforečnanového iontu. Integrita vazby mezi jádrem sádrové desky a lícovým krycím papírem byla testována stejným způsobem jak bylo popsáno v příkladu 8.

, 20 _

Výsledky testů vazby papíru na jádro u sádrových desek vyrobených v laboratoři o rozměru (610 x 356 x 12,7 mm) z různé malty s různým obsahem STMP, škrobu PCF1000 a LC-211 a přídavkem soli

Til

CZ 301489 Bó

Tabulka 11 ukazuje ošetření trimetafosforečnanovým iontem a škrobem PFC1000 materiálů s vysokým obsahem chloridů (0,008 až 0,18 % hmotnostních chloridu sodného v maltě), přičemž desky byly jinak připraveny a ošetřeny podobným způsobem jak bylo popsáno výše v příkladu 5.

Jak je uvedeno v tabulce 11, výsledky týkající se přírůstku síly potřebné pro vytažení hřebíku (měřeno stejným způsobem jako v příkladu 4, tj. ASTM C 473-95) poskytly zvýšení této síly stejně jako zvýšení pevnosti vazby (měřeno stejným způsobem jako v příkladu 8 při srovnání s kontrolními deskami bez chloridu sodného. Navíc se ošetřením trimetafosforečnanovým iontem získá významné zlepšení výsledků prohnutí za vlhka, i při koncentraci přidaného chloridu do

0,3 % hmotnostních.

- ti CZ 301489 B6

Tabulka 11

Testování sádry s vysokým obsahem soli v poloprovozním měřítku

Průhyb 24 h za vlhka 30,5x122 cm

E o OJ OJ V- E E

LO oí CO

OJ CN TO

133,4

292,1

LO rC co Λ

6,4

LI- TO

xr to’

72,4

57,2

>317,5

Vazba papíru na jádro Zatížení % poruch

<D CO

CO LO

o- m

22,4

co cO

co cd cO

TO Ol co

19,5

ť-“ tn

TO

25,4

O)

6,72

o to

00 O TO

5,22

4,09

TO TO cd

TO T— TO

5,54

5,63

6,76

4,59

--—--- Pevnost vytažení hřebíku

CQ

40,3

TO T

40,5

39,8

40,7

40,5

43,4

o> oí 'T

TO Ol

ad co

42,4

Hmotnost desky

E O)

on o- O-

LO r^ h-~

o- r-

OJ r- O-

7,69

r-

TO TO

co tC

7,86

co TO O-

r— cn o-

Škrob PCF1000

% hmotn.

o

OJ o

0,24

0,24

0,24

0,24

0,24

0,24

0,24

O

o

Škrob HI-BOND

c o E 1Σ

0,52

OO Ol o

OO OJ o

0,28

i 0,28

co OJ o

TO OJ cd

0,28

0,28

0,52

0,52

Přídavek STMP

% hmotn.

o

o

o

o

o

0,08

0,08

co o o

o

o

o

Přídavek NaCi

% hmotn.

o

o

80Ό

0,16

co o

CO o

0,16

co o cd

o

o

0,3

Pokus

1 (kontrola)

OJ

co

LO

TO

TO

cn

10 (kontrola)

-

CZ JU1489 Bó

Příklad 11

Ošetření pálené sádry různými látkami zlepšujícími vlastnosti s

V příkladu podle výhodných provedení vynálezu diskutovaném výše je látkou zlepšující vlastnosti trimetafosforečnanový iont. Obecně však výhodné výsledky (například zvýšenou odolnost vůči trvalé deformaci) poskytnou při působení na pálenou sádru jakékoliv materiály zlepšující vlastnosti, které spadají do výše uvedené definice látek zlepšujících vlastnosti. Obecně využitelné látky zlepšující vlastnosti jsou kondenzované kyseliny fosforečné, z nichž každá obsahuje dvě nebo více jednotek kyseliny fosforečné a soli nebo ionty kondenzovaných fosforečnanů, které vždy obsahují dvě nebo více fosforečnanových jednotek.

Konkrétními příklady těchto látek zlepšujících vlastnosti isou například následující kyseliny nebo soli nebo jejich aniontové Části: trimetafosforečnan sodný s molekulovým vzorcem (NaPO₃)j, hexametafosforečnan sodný s 6 až 27 opakujícími se fosforeěnanovými jednotkami molekulového vzorce Na_n+2pnOi_n+i, kde n = 6 až 27, dvoj fosforečnan draselný molekulového vzorce K4P2O7, trípolyfosforečnan sodnodraselný molekulového vzorce NaiK^PiOio, tripolyfosforeenan sodný molekulového vzorce Na^P₃O|₀, difosforečnan sodný molekulového vzorce NaaPO?, trimeta29 fosforečnan hlinitý molekulového vzorce A1(PO₃)₃, kyselý pyrofosforečnan sodný molekulového vzorce NaiPhPíO?, polyfosforečnan amonný s 1000 až 3000 opakujícími se fosforečnanovýini jednotkami molekulového vzorce (Nlfiý^PnCfo,.,. kde n = 1000 až 3000 nebo kyselina polyfosforečná s2 nebo více opakujícími se jednotkami kyseliny fosforečné molekulového vzorce H_n+2PnO_3n+l, kde n je 2 nebo více.

Výsledky použití těchto látek zlepšujících vlastnosti při působení na pálenou sádru jsou uvedeny v tabulkách 13, 14 a 15. V tabulce 13 byly použity různé materiály zlepšující vlastnosti pro působení na pálenou sádru při výrobě sádrových desek a kostek. Desky byly vyráběny a ošetřovány stejným způsobem jako bylo popsáno výše v příkladu 2. Kostky byly vyráběny a ošetřovány stej30 ným způsobem jako bylo popsáno výše v příkladu 1. V obou případech se experiment lišil v tom, že namísto trimetafosforečnanového iontu byly použity různé látky zlepšující vlastnosti. Průhyb za vlhka by] měřen stejným způsobem jak bylo popsáno výše v příkladu 2. Pevnost v tlaku byla měřena stejným způsobem jak bylo popsáno výše v příkladu 1.

V tabulce 14 byla pro ošetření pálené sádry při výrobě sádrových desek a kostek použita kyselina póly fosforečná. Desky byly vyrobeny a ošetřeny stejným způsobem jako bylo popsáno výše v příkladu 2. Kostky byly připraveny a ošetřeny stejným způsobem jak bylo popsáno výše v příkladu 1. V obou případech se experiment lišil vtom, že namísto trimetafosforečnanového iontu byly použity různé látky zlepšující vlastnosti. Průhyb za vlhka byl měřen stejným způsobem jak bylo popsáno výše v příkladu 2. Pevnost v tlaku byla měřena stejným způsobem jak bylo popsáno výše v příkladu 1.

V tabulce 15 byl pro ošetření pálené sádry při výrobě sádrových desek a kostek použit polyfosforečnan amonný (APP). Desky byly vyrobeny a ošetřeny stejným způsobem jako bylo popsáno výše v příkladu 2. Kostky byly připraveny a ošetřeny stejným způsobem jak bylo popsáno výše v příkladu 1. V obou případech se experiment lišil vtom, že namísto trimetafosforečnanového iontu byly použity různé látky zlepšující vlastnosti. Průhyb za vlhka byl měřen stejným způsobem jak bylo popsáno výše v příkladu 2. Pevnost v tlaku byla měřena stejným způsobem jak bylo popsáno výše v příkladu 1.

Výsledky v tabulkách 13, 14 a 15 ukazují, že všechny testované materiály při použití pro ošetření pálené sádry při výrobě produktů s obsahem ztuhlé sádry spadají do definice látek zlepšujících vlastnosti uvedené výše a způsobují podstatné zvýšení odolnosti proti trvalé deformaci ve srovnání s kontrolami.

-33 CZ 301489 Bó

CZ JU14S5I Bb

Tabulka 13 - pokračování

35C7. 301489 B6

>

o

E x:

IN 'TO .tf o

E

E rCN

CN

UO

X o

V

CO >

tf)

TO

ÍD

E

E m

x

X τ—

LO >1

-t-J tf)

O 'TO >

O b_

Ό

TO tf) o

x:

'TO

C x

O

E

TO

ZJ cz

TO c

>o

TO ol o

4—· (fí

Φ

-t-J

J=

O c

ΙΟ <*—

TO ίΟ jd o

oi

E

TO >

TO

Ό

LO	TO	Q
τ—
TO	>	E
	0 TO	'> cz IN
_Q	tf)
TO		1—
I-	>1	tf)

Pevnost

vysušených

kostek v tlaku

nT X Σ

6,28

6,46

6,37

6,21

i 6,59

CD co CD

6,88

6,25 i-

co io cd

6,88

O l<

X

o

-Q >x

uz C

re

?

CO co

re-

co

co

QO

co

cO

ID

ID

ID

X

Ό

iD

x—

T—‘

O

t—

V

τ-

r·

O

o u

-i—*

>

E

l·-

O

o

o

o

o

O

ό

O

o~

Cl

CN

re N

O

CL

X

>. n o

’-»—· tň O

QC 5?

c

>

c

o

ií>

IO

Γ-

r-

00

o

CO

LD

O

X—

in

O

E

CO

co

Η)

co

CN

co

co

CO

CO

co

co

fc

(A

Φ

(U

X

o

o’

o

o

o

o

o

O

o

o

o

>1—

fc

O Q

Sč

CL

N

CN

CO

f—

c

o

v

Lm

X

c

3

o

0)

>

>,

o

o

o

o

O

o

o

o

o

o

O

+

re

>

3

o

o

o

o

O

o

o

o

o

o

o

E

N

O

o

Φ

X

CL

-Ω

0)

N

c

t.

co

re

O)

O

r-

ID

co

b-

(O

h-

CN

ID

O)_

co

N-

c +-

X o

cd

CN

CD

<d

^7

cd

oo

CO

cd

cd

o

3

<r

CO

CO

co

•n·

re-

co

CO

•re

co

co

E

(rt

UJ Φ

ID

(D

<D

ID

ID

io

CD

ID

ID

(D

IO

X

Ό

>>

re

T·

> Μ-»

re

C

tf) -N

re

o E

o

O

03

05

--

CN

re-

05

τ-

CM

Nr_

O c

c re

X

CO

O

o

o

o

o

cd

o

Ο

O

o'

5

•o

S

ΪΣ

CL

---.

□

Z3

3

3 o

no

3 o

3 O

3 O

3 O

o

O 4J

o 4-*

O

o

X)

Ό

TJ

TJ

n

re

(0

(5

re

X

o >

o >

O >

O >

o >

o >

E

E

E

E

X

(rt

ω

(rt

CO

(rt

co

w

tf)

ω

(rt

<

<rt

(rt

«

crt

crt

0

trt

(rt

tň

(rt

—

re>

re)

re

re

re>

re)

re>

re)

re)

re)

>h c

E

E

£

E

E

E

£

E

E

E

c

(0

crt

re

w

co

(rt

(rt

crt

(Z)

(0

O

φ

Φ

Φ

Φ

Φ

Φ

Φ

Φ

Φ

0)

E

>

>

>

>

>

>

>

>

>

>

re

Ι-

ι-

Ι-

(—

Ι-

L.

ί-

k_

k-

Ο.

CL

Ο.

Ο.

CL

Ο.

CL

Ο.

Q.

Ql

c

Φ

5?

0)

5?

Φ

φ

Φ

Φ

ΪΓ

<D

re

c

c

c

c

X

c

C

c

c

C

c

-s

Τ'·

T'

τ'

Τ'

T-

Ό Q)

CL

CL

CL

CL

CL

0_

CL

CL

□_

X

CL

0-

Q_

CL

CL

CL

Q_

CL

CL

X

O M—

ΠΪ

<

<

<

<

<

<

<

<

<

<

tň

0

re

-X

re.

re

re

O

Φ

Φ

Φ

Φ

0)

Φ

Φ

CD

CD

Φ

>.

io

re)

re)

írt

írt

10

re)

re)

re>

re)

c

re

re

•re

re

re

-re

re

•re

re

re

O

o

Ur

c_

k.

1—

1-

CL

X

CL

CL

CL

CL

Ol

Q.

CL

CL

X

. 37 .

Příklad 12

Působení na odlitek dihydrátu síranu vápenatého různými látkami zlepšujícími vlastnosti

Obecně poskytnou výhodné výsledky (například zvýšenou odolnost vůči trvalé deformaci) při působení na odlitý dihydrát síranu vápenatého jakékoliv materiály zlepšující vlastnosti, které spadají do výše uvedené definice látek zlepšujících vlastnosti. Obecně využitelné látky zlepšující vlastnosti jsou kondenzované kyseliny fosforečné, z nichž každá obsahuje dvě nebo více jednotek tli nalizx inntir L· nnJun ττ/χν/ nnóz>ti fncfnrannonn Ltoró v vři v riKcohlIII rlvA /ii nvov ivznij nviiuvutv τ uiij vij i voi vi w* iua 11+, mvi v·· τ ι-v j λ_» , ~ nebo více fosforeěnanových jednotek.

Výsledky použití těchto látek zlepšujících vlastnosti při působení na odlitý dihydrát síranu vápenatého jsou uvedeny v tabulce 16.

V tabulce 16 byly použity různé materiály zlepšující vlastnosti pro působení na ztuhlý a vysušený dihydrát síranu vápenatého ve formě sádrových desek a kostek. Desky byly vyráběny stejným způsobem jako bylo popsáno výše v příkladu 2 a ošetřovány stejným způsobem jako v příkladu 9. Kostky byly vyráběny stejným způsobem jako bylo popsáno výše v příkladu 1 a ošetřovány stej20 ným způsobem jak bylo popsáno v příkladu 9, V obou případech se experiment lišil v tom, že namísto trimetafosťorečnanového iontu byly použity různé látky zlepšující vlastnosti. Průhyb za vlhka byl měřen stejným způsobem jak bylo popsáno výše v příkladu 2. Pevnost v tlaku byla měřena stejným způsobem jak bylo popsáno výše v příkladu 1.

2? Výsledky v tabulce 16 ukazují, že všechny materiály spadající do definice látek zlepšujících vlastnosti uvedené výše způsobují výrazné zlepšení odolnosti proti trvalé deformaci a výrazný vzrůst pevnosti v porovnání s kontrolami při použití pro ošetření ztuhlých a vysušených odlitků dihydrátu síranu vápenatého.

_

CZ JU14SV tJO

Výsledky laboratorních testů pro dodatečně ošetřené sádrové kostky (51 x 51 x 51 mm) a desky (610 x 152 x 12,7 mm) odlité z hmoty s různým přídavkem fosforečnanů a chloridů

Tabulka 16 - pokračování

.40.

CL JUWOV DO

Vynález byl podrobně popsán se zvláštním ohledem na jeho některá výhodná provedení, ale mělo by hýl zřejmé, že v rámci vynálezu je možno uskutečnit řadu jeho variací a modifikací.

Claims (51)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Kompozice pro výrobu produktu obsahujícího ztuhlou sádru vytvářející vzájemně provázanou matrici se zlepšenou odolností proti průhybu a/nebo trvalé deformaci a/nebo zvýšenou pevností, vyznačující se tím, že obsahuje směs

   15 materiálu na bázi síranu vápenatého, vody, a jedné nebo více látek zlepšujících vlastnosti, zvolených z následujících solí nebo jejich anionlo20 vých částí; trimetaťosťorečnan sodný, trimetafosforečnan hlinitý, trimetafosťorečnan lithný polvfosforečnan amonný s 1000 až 3000 opakujícími se fosforečnanovými jednotkami, trimetafosforečnan draselný nebo trimetafosforečnan amonný.
2. 2. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiál na bázi síranu vápe25 natého obsahuje jednu nebo více z látek; anhydritová forma síranu vápenatého; hemihydrat síranu vápenatého; dihydrát síranu vápenatého; nebo ionty vápníku a síranové ionty.
3. 3. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiálem na bázi síranu vápenatého je hemihydrat síranu vápenatého.
4. 4. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiál na bázi síranu vápenatého obsahuje dihydrát síranu vápenatého.
5. 5. Kompozice podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že látka zlepšu35 jící vlastnosti je zvolena ze skupiny jedné nebo více z následujících solí nebo jejich aniontových částí; trimetafosforečnan sodný a polyfosforečnan amonný s 1000 až 3000 opakujícími se fosforečnanovými jednotkami.
6. 6. Kompozice podle některého z nároků laž4. vyznačující se tím, žc látka

   40 zlepšující vlastnosti obsahuje jednu nebo více z trimetafosforečnanových solí nebo iontů.
7. 7. Kompozice podle některého z nároků 1 až 6, vy zn ač u j í c í se t í m , že koncentrace látky zlepšující vlastnosti ve směsi je od 0,004 do 2,0% hmotnostních, vztaženo na hmotnost materiálu na bázi síranu vápenatého.
8. 8. Kompozice podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že koncentrace látky zlepšující vlastnosti ve směsi je od 0,04 do 0,16% hmotnostních, vztaženo na hmotnost materiálu na bázi síranu vápenatého.

   50
9. 9. Kompozice podle některého z nároků 1 až 6, vy znač u j í c í se t í m , že koncentrace látky zlepšující vlastnosti ve směsi je 0,08 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost materiálu na bázi síranu vápenatého.
10. 10. Kompozice podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že látkou

    55 zlepšující vlastnosti je alespoň jedna trimetafosforečnanová sloučenina.

    -41 CZ 301489 B6
11. 11. Kompozice podle nároku 10, vyznačující se tím, že trimetafosforecnanová sloučenina je trimetafosforečnan sodný.

    5
12. 12. Kompozice podle nároků 1, 2 a 5 až 11, vyznačující se tím, že materiálem na bázi síranu vápenatého je pálená sádra.
13. 13. Kompozice podle nároku 12, vyznačující se tím, že obsahuje množství trimetafosforečnanové sloučeniny od 0,004 do 2,0 % hmotnostního, vztaženo na hmotnost pálené sádry.

    ¹!'
14. 14. Kompozice podle nároku 13, v y z n a č u j í c í se t í m , že koncentrace trimetafosforečnanové sloučeniny ve směsi je od 0,04 do 0,16 % hmotnostního, vztaženo na hmotnost pálené sádry.
15. 15 15. Kompozice podle nároku 14, vyznačující se tím, že koncentrace trimetafosforečnanové sloučeniny ve směsi je přibližně 0,08 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost pálené sádry.
16. 16. Kompozice podle některého z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že dále obsa20 huje alespoň jedno pěnotvomé činidlo.
17. 17. Kompozice podle nároku 16, vyznačující se tím, že penotvorné činidlo má vzorec

    CH₂(CH₂)_xCH₂(OCH₂CH₂)_YOSCl· kde X je číslo od 2 do 20, Y je číslo od 0 do 10 a má hodnotu 0 u alespoň 50 % hmotnostních pěnotvomého činidla nebo směsi pěnotvorných činidel, a M je kationt.

    io
18. 18. Kompozice podle nároku 17, vyznačující se tím, že Y má hodnotu 0 u 86 až 99 % hmotnostních pěnotvomého činidla.
19. 19. Kompozice podle některého z nároků 1 až 18, vyznačující sc tím, že dále obsahuje vodnou pěnu.
20. 20. Kompozice podle některého z nároků laž!9, vyznačující sc tím, že dále obsahuje škrob.
21. 21. Kompozice podle některého z nároků 1 až 20, vyznačující se tím, že dále obsa40 huje předželatinizovaný škrob,
22. 22. Kompozice podle nároku 21. vyznačující sc tím, že množství předželatinizovaného škrobu je od 0,08 do 0,5 % hmotnostního, vztaženo na hmotnost pálené sádry.

    45
23. 23. Kompozice podle nároku 22, vyznačující se tím, že množství předželatinizovaného škrobu je od 0,16 do 0,4 % hmotnostního, vztaženo na hmotnost pálené sádry.
24. 24. Kompozice podle nároku 23, vyznačující se tím, že množství předželatinizováného škrobu je 0,3 % hmotnostního, vztaženo na hmotnost pálené sádry.
25. 25. Kompozice podle některého z nároků 1 až 24, vyznačující se tím, že dále obsahuje částice polymeru redispergovatelného vodou.
26. 26. Kompozice podle některého z nároků 1 až 25, vyznačující se tím, že dále obsa55 huje pojivo, zahušťovadlo a prostředek proti stékání.

    CZ 3U1489 Bó
27. 27. Kompozice podle některého z nároků 1 až 26, vyznačující se tím, že dále obsahuje urychlovač.

    s
28. 28. Kompozice podle některého z nároků 1 až 27, vyznačující se tím, že dále obsahuje alespoň 0,015 % hmotnostního chloridových iontů nebo jejich solí. vztaženo na hmotnost materiálu na bázi síranu vápenatého.
29. 29. Kompozice podle nároku 28, vyznačující se tím, že obsahuje 0,02 až 1,5% io hmotnostního chloridových iontů nebo jejich solí, vztaženo na hmotnost materiálu na bázi síranu vápenatého.
30. 30. Kompozice podle některého z nároků 1 až 29, vyznačující se tím, že dále obsahuje minerální vlnu.
31. 31. Kompozice podle některého z nároků 1 až 30, vyznačující s c tím, že dále obsahuje částice expandovaného perlitu a vláknitý vyztužující prostředek.
32. 32. Produkt vyrobený z kompozice podle některého z nároků 1 až 31.
33. 33. Produkt podle nároku 32, vyznačující se tím, že obsahuje stejnoměrně rozptýlené póry.
34. 34. Produkt podle nároku 32 nebo 33, vyznačující se tím, že tímto produktem je sádrová deska.
35. 35. Sádrová deska podle nároku 34, vyznačující se tím, že je vyrobena z kompozice podle nároku 10.

    jo
36. 36. Sádrová deska podle nároku 35, vyznačující se tím, že je vyrobena z kompozice podle nároku 12.
37. 37. Sádrová deska podle nároku 36, vyznačující se tím, že je vyrobena z kompozice podle nároku 13.
38. 38. Sádrová deska podle nároků 35a37, vyznačující se tím, že trimetafosforečnanová sloučenina je zvolena ze skupiny trimetafosforečnan sodný, trimetafosforečnan lithný, trimetafosforečnan draselný, trimetafosforečnan amonný a trimetafosforečnan hlinitý nebo jejich směsí.
39. 40 39. Sádrová deska podle nároku 38, vyznačující se tím, že trimetafosforečnan je trimetafosforečnan sodný.

    40. Sádrová deska podle některého z nároků 35 až 39, vyznačující se tím, že dále obsahuje předželatinizový škrob.
40. 41. Sádrová deska podle nároku 40, vyznačující se tím, že množství předželatinizovaného škrobu je od 0,08 do 0,5 % hmotnostního, vztaženo na hmotnost pálené sádry.
41. 42. Sádrová deska podle nároku 41, vyznačující se tím, že množství předželatinizo50 váného škrobu je od 0,16 do 0.4 % hmotnostního, vztaženo na hmotnost pálené sádry.
42. 43. Sádrová deska podle nároku 42, vyznačující se tím, že množství předželatinizovaného škrobu jc 0,3 % hmotnostního, vztaženo na hmotnost pálené sádry.

    - 43 CZ 301489 Bó
43. 44. Sádrová deska podle některého z nároků 35 až 43, vyznačující se tím, že ztuhlá sádra obsahuje stejnoměrně rozptýlené póry.
44. 45. Sádrová deska podle nároku 44, vyznačující sc tím, že ztuhlá sádra je dále 5 vytvořena z alespoň jednoho pěnotvomého činidla vzorce

    CH₃(CH₂)xCH₂(OCH₃CH₂)yOSO₃ M‘, kde X je číslo od 2 do 20, Y je číslo od 0 do 10 a má hodnotu 0 u alespoň 50 % hmotnostních tn pěnotvomého cmídla nebo směsi pěnotvorných činidel, a M je kationt.
45. 46. Sádrová deska podle nároku 45, vyznačující se tím, žeYmá hodnotu 0 u 86 až 99 % hmotnostních pěnotvomého činidla.

    15
46. 47. Sádrová deska podle některého z nároků 35 až 46, vyznačující se tím, že ztuhlá sádra je ve formě materiálu jádra sendvičově uloženého mezi krycí vrstvy.
47. 48. Sádrová deska podle nároku 47, vyznačující se tím, že krycí vrstvy obsahují papír.
48. 49. Sádrová deska podle některého z nároků 35 až 48, vyznačující se tím, že dále obsahuje propojující matrici.
49. 50. Sádrová deska podle některého z nároků 35 až 49, vyznačující se tím, že dále 25 obsahuje alespoň 0,015 % hmotnostního chloridových iontů nebo jejich solí, vztaženo na hmotnost ztuhlé sádry.
50. 51. Sádrová deska podle některého z nároků 35 až 50, vyznačující se tím, že dále obsahuje 0,02 až 1,5 % hmotnostního chloridových iontů nebo jejich solí, vztaženo na hmotnost

    30 ztuhlé sádry.
51. 52. Sádrová deska podle některého z nároků 35 až 51, vyznačující se tím, žerná odolnost proti průhybu měřenou metodou ASTM C473-95 jako průhyb desky o rozměrech 305 x 610 x 12,7 mm sušené při teplotě 44 °C do konstantní hmotnosti, vodorovně položené a podlože35 né na kratších koncích desky podložkou o šířce 12,7 mm podpírající celou šířku desky, po Čtyřech dnech sušení při 32 °C a relativní vlhkosti 90 %, menší než 2,54 mm na 61 cm délky desky.