CZ2001367A3 - Výrobek obsahující sádru se zvýąenou odolností proti trvalé deformaci, jeho sloľení a postup výroby - Google Patents

Description

Výrobek obsahující sádru se zvýšenou odolností proti trvalé deformaci, jeho složení a postup výroby

Oblast techniky

Tento vynález se týká způsobu výroby a složení výrobků obsahujících tuhou sádru, např. sádrových desek, vyztužených kompozitních sádrových desek, omítek, obrobitelných materiálů, materiálů na vytváření spojů a akustických obkladů, postupu jejich přípravy a jejich složení. Vynález se zvláště týká takových výrobků z tuhé sádry, které mají zvýšenou odolnost proti trvalé deformaci (např. odolnost proti průhybu) použitím jednoho nebo více vylepšovacích materiálů. Podle některých řešení, kterým se podle tohoto vynálezu dává přednost, vyrábění takových výrobků hydratací kalcinované sádry v přítomnosti vylepšovacího materiálu způsobí vznik tuhé sádry o zvýšené pevností, odolností k trvalé deformaci (např. odolnost proti průhybu) a rozměrové stabilitě (např. nesmršťuje se během sušení tuhé sádry). Vylepšovací látka také zajišťuje zlepšení dalších vlastností a výhod při výrobě tuhých výrobků obsahujících sádru. Při alternativním řešení podle vynálezu se na tuhou sádru působí jedním nebo více vylepšovacími látkami tak, aby vznikla podobná, pokud ne stejná, tedy zvýšená pevnost, odolnost k trvalé deformaci (např. odolnost proti průhybu), rozměrová stabilita a další zdokonalené vlastnosti a výhody výrobků obsahujících sádru. U některých řešení podle vynálezu mají výrobky obsahující tuhou sádru relativně vysoké koncentrace chloridů, avšak i tak se obecně škodlivé účinky takových solí výrobkům obsahujícím sádru vyhýbají.

Dosavadní stav techniky • · • · · ··· ··· ··· ·· ···· ·· · ·· ···

- 2 Mnoho dobře známých užitečných výrobků obsahuje sádru (dihydrát síranu vápenatého) jako významnou a často hlavní složku. Tuhá sádra je například hlavní složkou sádrokartonových desek užívaných běžně v suchých stěnových konstrukcích interiérových stěn a stropů budov (viz např. US patent 4,009,062 a 2,985,219). Je také hlavní složkou sádrových a celulozových desek a výrobků vyztužených vlákny, jak to popisuje US patent

5,320,677. Výrobky, jimiž se zaplňují a zahlazují spoje mezi hranami sádrových desek obsahují často hlavní podíl sádry (viz US patent 3,297,601). Akustické obklady vhodné pro zavěšené stropní podhledy mohou obsahovat značné množství tuhé sádry, jak to je například popsáno v US patentech 5,395,438 a 3,246,063. Tradiční omítky obecně, např. pro vytváření tvarovaných povrchů stěn uvnitř budov jsou obvykle závislé hlavně na tuhé sádře. Mnoho specialit jako například materiál k modelování a odlévání, který lze přesně obrábět jak to popisuje US patent 5,534,059, obsahuje podstatné množství sádry.

Většina takových výrobků obsahujících sádru je připravována vytvářením směsi kalcinované sádry (hemihydrát síranu vápenatého a/nebo bezvodý síran vápenatý) a vody (a dalších složek podle potřeby), a litím této směsi do forem požadovaného tvaru nebo na plochu a umožnění vytvrdnutí směsi na tuhou (tj. rehydratovat se) sádru, a to reakcí kalcinované sádry s vodou k vytvoření matrice krystalické hydratované sádry (dihydrát síranu vápenatého). Po tom často následuje mírné zahřívání k odstranění zbývající volné (nezreagované) vody pro získání suchého výrobku. Je to právě požadovaná hydratace kalcinované sádry, která umožní tuhým sádrovým krystalům vytvoření uzavřené matrice a tak výrobku obsahujícímu sádru propůjčí pevnost strukturní sádry.

Všechny výrobky ze sádry popsané výše se mohou získat, pokud se zvýší pevnost krystalových struktur tuhé sádry tak, aby byly během svého

- 3 používání pevnostně odolnější.

Také trvá stálý tlak na to, aby takové výrobky obsahující sádru byly lehčí, a to jejich nahrazováním materiály s nižší hustotou (např. expandovaný perlit nebo vzduchové dutiny) v části tuhé sádrové matrice. V takových případech je zapotřebí zvýšit pevnost tuhé sádry nad běžnou úroveň tak, aby se celková pevnost udržela na úrovni předešlého výrobku s vyšší hustotou, protože pak obsahují menší množství tuhé sádry podílející se na pevnosti výrobku o nižší hustotě.

Dále je zapotřebí v konstrukci mnoha těchto výrobků obsahujících sádru, a to zvláště za podmínek vyšší vlhkosti a teploty nebo i zatížení, vyšší odolnost proti trvalé deformaci (např. odolnost proti průhybu). Lidské oko většinou nevnímá průhyb sádrových desek menší než 0,1 palce průhybu na dvě stopy délky desky. Proto je u sádrových desek zapotřebí, aby byly odolné proti trvalé deformaci po celou dobu životnosti takového výrobku. Sádrové desky a obklady jsou například často skladovány nebo používány takovým způsobem, že jsou umístěny vodorovně. Pokud není tuhá sádrová matrice těchto výrobků dostatečně odolná k trvalé deformaci, zvláště při vysoké vlhkosti a teplotě, nebo i při zatížení, začne se výrobek mezi místy upevnění nebo podepření v konstrukci prohýbat. Může to být neznatelné, ale může to způsobit i obtíže při používání výrobku. U mnohých aplikací výrobků obsahujících sádru musejí být tyto výrobky schopné nést zatížení, např. izolaci nebo soustředěné zatížení, bez zřetelného průhybu. Proto trvá potřeba vyrábět tuhou sádru o zvýšené odolnosti k trvalé deformaci (např. odolnosti proti průhybu).

Je také nutná větší rozměrová stabilita tuhé sádry ve výrobcích sádru obsahujících, a to během jejich výroby, zpracování i komerčních aplikací. Zvláště při změnách teploty a vlhkosti se může tuhá sádra smršťovat a • · ·· · · · · · · ·· • · · · · ··♦··♦· ·· • · · ··· · ·· ·· ···· ·· · ·· ···

- 4 expandovat. Vlhkost, která se například dostane mezi krystaly sádrové matrice v sádrových deskách nebo obkládech vystavených vysoké vlhkosti a teplotě může zhoršit problém prohýbání roztažením navlhlé desky. Při přípravě výrobků z tuhé sádry je také přítomno značné množství volné (nezreagované) vody, která zbude po vytuhnutí sádry. Tato volná voda se obvykle následně odstraní mírným zahříváním. Jak odpařující voda opouští mezikrystalové plochy sádrové matrice, má tendenci přirozenými silami ztuhlou sádru smršťovat (tj. voda odděluje části k sobě přiléhajících krystalů tuhé sádry v matrici, což vede k těsnějšímu sevření vlivem odpaření vody).

Pokud je možno takové rozměrové nestabilitě předejít, nebojí minimalizovat, mohou z toho vyplynout mnohé výhody. Současné výrobní způsoby sádrových desek by například vedly k rychlejší výrobě, pokud by se během sušení nesmršťovaly a bylo by možné spoléhat na to, že si tyto požadované sádrové výrobky podrží přesný tvar a rozměry (např. pro použití při modelování a výrobě odlitků) a budou lépe sloužit svému účelu. Některé omítky určené na povrchy stěn interiérů budov by měly například výhodu v tom, že by se sušením nesmršťovaly , takže by bylo možno tyto omítky použít ve slabších vrstvách bez nebezpečí prasklin a nemusely by se používat ve více vrstvách s časovými prodlevami na sušení mezi nanášením jednotlivých vrstev.

Některé zvláštní typy výrobků obsahující sádru mají také další zvláštní problémy. Nižší hustota výrobků obsahujících sádru se například často dosahuje použitím napěňovacích látek pro vytvoření vodních bublin v kalcinovaných sádrových kaších (plovatelné vodní směsi), které při tuhnutí sádry výrobku vytvářejí odpovídající trvalé dutiny. To je často problémem, protože použité vodní pěny jsou přirozeně nestabilní a mnoho bublin může splynout a uniknout relativně zředěnou kaší (podobně jako bubliny v bublinové lázni) ještě před tím, než sádra ztuhne a musí se tudíž používat ·· · • · • · · φ · φ · · ·· • « · · · ♦····*· φ· • ΦΦ · · · · ♦· • · · · · · ·· · · ·· · ·

- 5 značné množství napěňovacího činidla, aby se požadovaná koncentrace dutin v tuhé sádře vytvořila, tedy k získání produktu o patřičné hustotě. To zvyšuje náklady a riziko nepříznivého účinku chemických napěňovacích činidel na ostatní složky nebo vlastnosti výrobků obsahujících sádru. V produktech obsahujících tuhou sádru by bylo žádoucí snížit množství napěňovacího činidla nutného k vytvoření určité koncentrace požadovaných dutin.

Dále je problematická výroba produktů obsahujících tuhou sádru vyráběnou ze směsí obsahujících vysoké koncentrace chloridových iontů (tj. alespoň 0,15 hmotnostních procent vzhledem ke hmotnosti síranu vápenatého ve směsi). Chloridové ionty nebo jejich sole mohou být nečistotami v samotném materiálu síranu vápenatého nebo vodě (např. mořská voda nebo podpovrchová voda obsahující solanku). Takovéto směsi nelze použít k výrobě stabilních výrobků z tuhé sádry.

K úpravě tuhé sádry pro zlepšení pevnosti, odolnosti k trvalé deformaci (např. odolnosti proti průhybu) a rozměrové stálosti je také zapotřebí nových a zdokonalených směsí a postupů.

Přestože existuje řada vynálezů, které řeší složení směsí a postupů jejich zpracování a minimalizují problémy uvedené výše, stále trvá potřeba zdokonalovat výrobky obsahující tvrdou sádru. Předložený vynález tyto potřeby splňuje.

Souhrn vynálezu

Předložený vynález se týká výrobků obsahujících tuhou sádru, složení směsi a postupu jejich přípravy. Každé z řešení vynálezu splňuje jeden nebo více těchto požadavků.

Výrobky podle vynálezu obsahující tuhou sádru a mající zvýšenou odolnost

- 6 Φ Φ Φ Φ · · · ··· • · · · · · · · · φ φ φ · · φ φ φ φ φ · · · k trvalé deformaci se připravují ze směsi síranu vápenatého a odpovídajícího množství jednoho nebo více vylepšovacích látek vybíraných z: kondenzovaných kyselin fosforečných, z nichž každá obsahuje 2 nebo více jednotek kyseliny fosforečné; a solí nebo iontů kondenzovaných fosfátů, z nich každý obsahuje 2 nebo více fosfátových jednotek.

Směs se potom udržuje za podmínek dostatečných k vytvoření zdokonaleného sádrového materiálu ze síranu vápenatého.

Tak, jak se zde používá termínu „síran vápenatý“, míní se tím anhydrit síranu vápenatého, hemihydrát síranu vápenatého, dihydrát síranu vápenatého, vápenaté a síranové ionty, nebo všechny jejich směsi.

S výhodou podle vynálezu je síranem vápenatým většinou hemihydrát síranu vápenatého. V takových případech se všechny výše popisované vylepšovací materiály podílejí na zvyšování odolnosti k trvalé deformaci vytvořené tuhé sádry. Některé z vylepšovacích materiálů (např. následující sole nebo jejich aniontové součásti jsou: trimetafosfát sodný (zde také nazývaný STMP), hexametafosfát sodný mající 6 až 27 opakujících se jednotek fosfátu (zde také nazývaný SHMP) a polyfosfát amonný mající 1000 až 3000 opakujících se fosfátových jednotek (zde nazývaný také APP)) jsou však výhodnější a dává se jim přednost, protože mají vyšší odolnost proti průhybu. Také APP má také stejnou odolnost proti průhybu vzhledem k STMP, i když se jej přidává pouze čtvrtina množství STMP.

U některých řešení, kterým se dává podle předloženého vynálezu přednost se toho dosahuje přidáním trimetafosfátových iontů ke směsi kalcinované sádry a vody, které se používají k výrobě výrobku obsahujícího tuhou sádru (tak, jak se zde používá termínu „kalcinovaná sádra, míní se tím hemihydrát síranu vápenatého modifikace alfa, hemihydrát síranu vápenatého modifikace beta, ve vodě rozpustný anhydrit síranu vápenatého nebo směsi kterýchkoliv z nich a termínem „tuhá sádra“ a „hydratovaná sádra“ se míní • · «· ···· 9 · ···· · · ····· « « · · · · · · ·· • · · · · ······· 9· • · ♦ 9 · · 9 99 ·· ···· ·· 9 · 9 ···

- 7 dihydrát síranu vápenatého). Pokud reaguje voda ve směsi s kalcinovanou sádrou spontánně a vytváří tuhou sádru, má tato tuhá sádra v porovnání s tuhou sádrou vytvořenou ze směsi neobsahující žádný trimetafosfátový iont neočekávaně zvýšenou pevnost, odolnost proti trvalé deformaci (např. odolnost proti průhybu) a rozměrovou stálost. Mechanismus tohoto zlepšení vlastností není znám.

Dále bylo neočekávaně zjištěno, že trimetafosfátový iont (jako např. APP) nezpomaluje rychlost tvorby tuhé sádry z kalcinované sádry. Pokud se skutečně přidávají poměrně vysoké koncentrace trimetafosfátových iontů ve vhodném rozmezí, zvětšuje se rychlost hydratace kalcinované sádry na tuhou sádru. Zvláště překvapující je vzrůst pevnosti tuhé sádry, protože se v oboru pracujícím se sádrou obecně myslelo, že látky s fosfáty zpomalují rychlost tvorby tuhé sádry a snižují pevnost vytvořené sádry. To ve skutečnosti platí pro mnoho látek, ale ne pro trimetafosfátový iont.

Způsob výroby produktů obsahujících tuhou sádru se zvýšenou pevností, odolností proti deformaci (např. odolnost proti průhybu) a rozměrovou stabilitou, podle vynálezu, spočívá vtom, že se vytvoří směs kalcinované sádry, vody a trimetafosfátového iontu a směs se udržuje za podmínek (např. teplotě nejlépe nižší než 120°F) postačujících ke konverzi kalcinované sádry na tuhou sádru.

Způsobů výroby sádrových desek majících jádro z tuhé sádry vložené mezi povlak papíru nebo jiného materiálu podle vynálezu spočívá vtom, že se plovoucí směs (kaše) kalcinované sádry, vody a trimetafosfátového nanese mezi dvě krycí fólie a nechá se ztuhnout a vysuší se.

Zatímco deska takto vyrobená má všechny požadované zdokonalené vlastnosti - zvýšenou pevnost, odolnost proti trvalé deformaci (např. odolnost

- 8 • · ·· · · · ·· ···· · · · ♦ · · • « · · · ······· · · • · · · e · · · · ·· ···· ·· · ·· ·♦· proti průhybu) a rozměrovou stabilitu - bylo pozorováno, že z neznámé příčiny, pokud taková deska z nějakého důvodu navlhne, nebo nebyla během výroby dostatečně vysušena, vazba mezi sádrovým jádrem a krycí fólií (obvykle to je papír) může ztratit pevnost nebo dokonce odpadnout, i když v ní je běžný předem nezgelovatělý škrob (např. kyselinou upravený škrob), který běžně přispívá k lepší integritě vazby mezi papírem a jádrem. Krycí fólie se potom od jádra oddělí, což je nepřijatelné. Naštěstí autoři vynálezu nalezli řešení i pro tento problém. Zjistili, že problému lze předejít vložením předem zgelovatělého škrobu do výrobní kaše. Tento škrob se potom po výsledném sádrovém jádru rozloží a neočekávaně se zjistilo, že se tím předejde zeslabení vazby mezi jádrem a krycí fólií.

Dále je předmětem vynálezu složení směsi a postup výroby i mnohem dokonalejší sádrové desky. Směs sestává z vody, kalcinované sádry, trimetafosfátového iontu a předem zgelovatělého škrobu. Postup výroby spočívá v tom, že se směs nanese mezi krycí fólie a výsledná kombinace se ponechá ztuhnout a vysušit.

V těch případech, kdy je požadováno vyrobit sádrovou desku o nižší hmotnosti, nabízí vynález směs a postup k jejich naplnění. Směs sestává z i vody, kalcinované sádry, trimetafosfátového iontu a vodné pěny, a postup spočívá v tom,že se tato směs nanese mezi krycí fólie a výsledná kombinace se ponechá ztuhnout a vysušit. Takové složení a postup zajistí desku o nižší hmotnosti, protože v odpovídajících vzduchových dutinách v tuhém sádrovém jádru výsledné desky vzniknou bubliny vodné pěny. Celková pevnost desky je větší než desky podle předchozích výrobních technologií s vodní pěnou vmíšenou do směsi, protože se zvýšená pevnost zajišťuje vmíšením trimetafosfátových iontů do směsi použité k vytvoření desky podle vynálezu. Stropní desky o tloušťce 1/2 palce vyrobené podle předloženého vynálezu mají například vyšší odolnost proti trvalé deformaci (např. odolnost proti průhybu) než 5/8 palcové stropní desky vyrobené z předchozích směsí a podle předchozích postupů. Předložený vynález tedy • · «· · · · ·· · • · · · · « ♦ · ·9 9

9 9 9 9 9 9 9 99 • 9 9 9 9 9 e φ 9 9 9 9 ·9

9999 99 9 99 999

- 9 zajišťuje podstatnou úsporu nákladů při výrobě stropních desek.

Neočekávaně byla zjištěna další výhoda při přimíchávání trimetafosfátového iontu do směsi obsahující také vodnou pěnu. Jmenovitě bylo zjištěno, že ve výsledném výrobku obsahujícím sádru se vytvoří úměrně více vzduchových dutin (a celkově větší objem vzduchu v dutinách) na jednotku množství použité vodní pěny, pokud jsou trimetafosfátové ionty ve směsi. Příčina toho není známa, avšak výhodou je, že lze k získání požadovaného objemu vzduchových dutin v tuhém sádrovém výrobku použít méně pěnidla. To se na druhé straně obrazí v nižších výrobních nákladech a menším riziku nepříznivého účinku chemického pěnidla na složky nebo vlastnosti výrobku obsahujícího sádru.

Dále jsou předmětem vynálezu kompozitní desky obsahující tuhou sádru a výztužný materiál, jejichž výroba spočívá v tom, že se na plochu nanese směs, která sestává z výztužného materiálu, síranu vápenatého, vody a odpovídajícího množství jednoho nebo více vylepšovacích materiálů volených z kondenzovaných kyselin fosforečných, z nichž každá obsahuje 2 nebo více jednotek kyseliny fosforečné; a solí nebo iontů; kondenzovaných fosfátů, z nichž každý obsahuje 2 nebo více fosfátových jednotek. Směs se potom ponechá při podmínkách postačujících k vytvoření tuhé sádry ze síranu vápenatého.

Vynález se také týká kompozitních desek sestávajících z tuhé sádry a vystupujících částic, kdy se alespoň část tuhé sádry nalézá v dostupných dutinách vystupujících částic a okolo nich. Deska se připraví vytvořením nebo nanesením směsi na plochu, přičemž tato směs sestává z: vystupujících částic; hemihydrátu síranu vápenatého, jehož alespoň část je ve formě krystalů uvnitř dutin vystupujících částic a okolo nich; vody; a odpovídajícího množství jednoho nebo více vylepšovacích materiálů

- 10 ·· ····* ··· • · · ·· ······· · · ··· ··· · · · ·· ···· ·· · · · ··· volených ze skupiny sestávající z kondenzovaných kyselin fosforečných, z nichž každá sestává ze 2 nebo více jednotek kyseliny fosforečné; a solí nebo iontů kondenzovaných fosfátů, z nichž každý sestává ze 2 nebo více fosfátových jednotek. Směs se potom udržuje při takových podmínkách, aby hemihydrát síranu vápenatého vytvořil tuhou sádru, kde část této tuhé sádry uvnitř dostupných dutin vystupujících částic a okolo nich in sítu vytvoří hydratací hemihydrátu síranu vápenatého krystaly.

Vynález také zahrnuje obrobitelné výrobky obsahující sádru připravené vytvořením směsi obsahující škrob, částice ve vodě dispergovatelného polymeru, síran vápenatý, vodu a odpovídající množství jednoho nebo více vylepšovacích látek volených z kondenzovaných kyselin fosforečných, z nichž každá obsahuje 2 nebo více jednotek kyseliny fosforečné; a solí nebo iontů kondenzovaných fosfátů, z nichž každý obsahuje 2 nebo více fosfátových jednotek. Směs se potom ponechá za podmínek postačujících k tomu, aby se ze síranu vápenatého vytvořila tuhá sádra.

Vynález se také týká výrobku z tuhé sádry využívaného k začišťování spojů mezi hranami sádrových desek, kdy se tento výrobek k nanášení do spojů připraví ze směsi sestávající z pojivá, ředidla a neroztékavé látky, síranu vápenatého, vody a odpovídajícího množství jednoho nebo více vylepšovacích látek volených z kondenzovaných kyselin fosforečných, z nichž každá obsahuje 2 nebo více jednotek kyseliny fosforečné; a solí nebo iontů kondenzovaných fosfátů, z nichž každý obsahuje 2 nebo více fosfátových jednotek. Směs se potom ponechá za podmínek postačujících k tomu, aby síran vápenatý vytvořil tuhou sádru.

Vynález také zahrnuje akustické izolační obklady obsahující sádru připravené ze směsi sestávající ze zgelovatělého škrobu, minerální vlny, síranu vápenatého, vody a odpovídajícího množství jednoho nebo více vylepšovacích látek volených z kondenzovaných kyselin fosforečných, z φ φ ·

- 11 nichž každá obsahuje 2 nebo více jednotek kyseliny fosforečné; a solí nebo iontů kondenzovaných fosfátů, z nichž každý obsahuje 2 nebo více fosfátových jednotek. Směs se lije nebo nanese do formy. Směs se potom ponechá za podmínek postačujících k tomu, aby síran vápenatý vytvořil tuhou sádru.

Vynález také zahrnuje jiný typ akustických obkladů připravených tvářením nebo nanášením směsi ze zgelovatělého škrobu, expandovaných perlitových částic, vyztužujících vláken, síranu vápenatého, vody a odpovídajícího množství jednoho nebo více vylepšovacích látek volených z kondenzovaných kyselin fosforečných, z nichž každá obsahuje ze 2 nebo více jednotek kyseliny fosforečné; a solí nebo iontů kondenzovaných fosfátů, z nichž každý obsahuje ze 2 nebo více fosfátových jednotek do forem. Směs se potom udržuje v podmínkách postačujících k tomu, aby síran vápenatý vytvořil tuhou sádru.

Vynález také zahrnuje výrobky obsahující sádru, vyrobené tvářením směsi vylepšovacích materiálů, síranu vápenatého a vody. Zvláště se tato řešení týkají úpravy sádrových odlitků s vylepšovacím materiálem. Bylo zjištěno, že směs vylepšovacích materiálů, vody a dihydrátu síranu vápenatého dává výrobky z tuhé sádry mající zvýšenou pevnost, odolnost k trvalé deformaci (tj. odolnost proti průhybu) a rozměrovou stálost. Taková úprava sádrových odlitků po ztuhnutí může být provedena přídavkem vylepšovacího materiálu buď nastříkáním nebo tím, že se do odlitku z dihydrátu síranu vápenatého nechá vylepšovací látka nasáknout. V případě takové dodatečné úpravy se vylepšovací látka může vybírat ze skupiny sestávající z: kyselin fosforečných, z nichž každá obsahuje 1 nebo více jednotek kyseliny fosforečné; solí nebo iontů kondenzovaných fosfátů, z nichž každý obsahuje 2 nebo více fosfátových jednotek; a monobazické sole nebo monovalentního iontu orthofosfátu.

Vynález umožňuje připravit směs a postup výroby produktů obsahujících · · · • · 9 · 9 9 ♦

9 · 9 ♦ 9 9

9 9 99 99999

9 9 9 9 9

9999 99 9

9 9

- 12 sádru ze směsí obsahujících vysoké koncentrace chloridových iontů nebo jejich solí (tj. alespoň 0,015 hmotnostních procent vzhledem k hmotnosti síranu vápenatého ve směsi). Chloridové ionty nebo sole, použité pro směsi mohou být nečistotami v samotném síranu vápenatém, nebo ve vodě (např. mořská voda nebo podpovrchové vody obsahující solanku). Tyto směsi nemohly být před uvedením tohoto vynálezu používány k výrobě stabilních tuhých výrobků obsahujících sádru.

Při předchozí úpravě síranu vápenatého podle předloženého vynálezu bylo dále zjištěno, že některé vylepšovací materiály zpomalují hydratační rychlost vytváření tuhé sádry a nepříznivě působí na pevnost výrobků z tuhé sádry. Bylo objeveno, že toto zpomalení a nepříznivý účinek na pevnost mohou být zlepšovány nebo i obcházeny přidáváním urychlovače do směsi v patřičném množství a patřičným způsobem.

Sádrové desky mající požadovaný tvar mohou být vyrobeny podle předloženého vynálezu. Před uvedením tohoto vynálezu se tvar normální ploché sádrové desky běžně upravoval navlhčením desky vodou ke změkčení a zpružnění, a potom se upravoval tvar této desky podle požadavku a potom se čekalo na vysušení. Z této předchozí technologie pochází mnoho výrobních a instalačních nevýhod, protože vlhčení potřebné ke změkčení a zpružnění za účelem úprav na požadovaný tvar trvá značně dlouhou dobu, tj. alespoň jednu hodinu či více a není neobvyklé, že i dvanáct hodin. Navíc předchozí technologie neumožňují ovlivňovat snadnost úpravy požadovaného tvaru na desce. To jest, k úpravě tvaru desky na požadovaný tvar se vyžaduje větší síla, a pokud se vyvíjí větší síla, deska praská. Je tedy nutné nalézt postup a složení, které by zkrátily dobu vlhčení a zlepšily snadnost výroby a instalace sádrových desek požadovaného tvaru.

- 13 V souladu s předchozím řešení podle předloženého vynálezu lze například plochou sádrovou desku nastříkat vodným chloridovým roztokem obsahujícím jakýkoliv vylepšovací materiál (jak to je popsáno v tomto shrnutí předloženého vynálezu a v příkladech, které následují) ke změkčení této desky a jejího zpružnění. Změkčenou a pružnější desku lze snadněji upravovat na požadovaný tvar menší silou než u předchozích technologií a požadovaný tvar upravené desky se udrží i po vyschnutí desky, pro výhodný účinek vylepšovacího materiálu.

Popis výkresů

Obrázek 1 je diagramem zobrazujícím hmotnost vyrobených sádrových desek, včetně desek podle předloženého vynálezu.

Obrázek 2 je diagramem porovnávajícím odolnost sádrové desky vyrobené podle předloženého vynálezu z komerčně dostupných sádrových desek proti průhybu, kde jsou zkoušené desky instalovány běžnými sponkovacími a šroubovacími spoji používanými pro stropy.

Obrázek 3 je diagramem porovnávajícím odolnost proti průhybu sádrové desky podle předloženého vynálezu vyrobené z komerčně dostupných sádrových desek, kde jsou všechny zkoušené desky instalovány běžnými spoji F2100 (tj. lepidlem) používanými na stropy.

Obrázek 4 je diagramem porovnávajícím účinek odchylky sádrové desky průhybem vyrobené podle předloženého vynálezu a z komerčně dostupné sádrové desky.

Obrázek 5 je diagramem zobrazujícím účinek odchylky sádrové desky

- 14 upravené podle předloženého vynálezu z předem ztuhlé a vysušené sádry (tj. dihydrátu síranu vápenatého) průhybem.

Příklady provedení

Předložený vynález lze využívat k přípravě různých výrobků za využití směsí obsahujících tuhou sádru postupy podobnými těm, které již byly v oboru používány dříve. Podstatným rozdílem směsí a postupů některých řešení, kterým se dává podle tohoto vynálezu dává přednost oproti směsím a způsobům používaným pro přípravu různých výrobků z tuhé sádry dříve, je přítomnost trimetafosfátové soli, která v postupu podle vynálezu zajišťuje rehydrataci kalcinované sádry k vytvoření tuhé sádry v přítomnosti těchto trimetafosfátových iontů a je tudíž výhodou tohoto vynálezu. Co se týká ostatního, tedy směsi a postupu podle tohoto vynálezu, ty mohou být stejné jako odpovídající směsi a postupy podle technologií používaných dříve.

Trimetafosfátovou solí do směsi podle vynálezu zahrnutou může být jakákoliv ve vodě rozpustná trimetafosfátová sůl, která nereaguje nepříznivě s ostatními složkami směsi. Některými příklady vhodných solí jsou mezi jinými trimetafosfát sodný, trimetafosfát draselný, trimetafosfát amonný, trimetafosfát lithný, trimetafosfát hlinitý a dále i směs těchto solí. Jsou komerčně dostupné, například ze Solutia lne. v St. Louis, Missouri, dříve jednotka Monsanto Company v St. Louis, Missouri.

Pokud se má v praxi využívat některý z postupů, kterému se dává podle vynálezu přednost, rozpustí se trimetafosfátová sůl ve vodné směsi kalcinované sádry tak, aby se dosáhlo koncentrace trimetafosfátu od přibližně 0,004 do přibližně 2,0 procent hmotnostních, vzhledem ke • · ·· · · · ·· · • ♦ · · · · · · · · · • · · 9 9 9 9 9 99 • · 9 9 9 9 9999 9 9 99

9 9 9 9 9 9 99

99 99 99 9 99 999 kalcinované sádře. Koncentrace, které se dává přednost, je přibližně mezi 0,04 a přibližně 0,16 procenty. Ještě lepší je koncentrace přibližně 0,08 procent. Pokud to podle některých řešení podle vynálezu vyžaduje snadnější uskladňování a dodávání, může být trimetafosfátová sůl předem rozpuštěna ve vodě a do směsi přimíchána ve formě vodného roztoku.

Podle řešení, kterému se dává podle vynálezu přednost, vyžaduje se přítomnost trimetafosfátového iontu ve vodné směsi kalcinované sádry pouze během hydratace kalcinované sádry, kdy se vytváří tuhá sádra. Obvykle je nejběžnější a také se dává přednost vmíchání trimetafosfátu do směsi v časném stadiu, dostačující je však také vmíchání trimetafosfátu do směsi kalcinované sádry a vody i v poněkud pozdější fázi. Pro přípravu běžných sádrových desek se například voda a kalcinované sádra spojí v mísícím zařízení, dokonale se promíchají a potom se obvykle nanesou na krycí fólii na běžícím pásu a před hlavní částí rehydratačního procesu kalcinované sádry působícího vytvoření tuhé sádry se přes nanesenou směs položí druhá krycí fólie. I když je nejběžnější dávat trimetafosfáty do směsi během její přípravy v mísícím zařízení, postačí také přidávání těchto trimetafosfátů v pozdější fázi, např. stříkáním vodného roztoku iontů na nanesenou vodnou směs kalcinované sádry těsně před položením druhé krycí fólie na nanesenou vrstvu tak, že se vodný roztok trimetafosfátu vsákne do nanesené směsi a je už přítomen v okamžiku, kdy nastává hydratace a tvoří se tuhá sádra.

Další alternativní postup jak dostat trimetafosfát do směsi bude odborníkům znalým oboru zřejmý v průběhu vysvětlování rozsahu tohoto vynálezu. Je například možné předem pokrýt jednu nebo obě strany krycí fólie trimetafosfátovou solí tak, aby se trimetafosfátová sůl rozpustila a trimetafosfátový iont migroval směsí v okamžiku, kdy nanesená vodná směs kalcinované sádry přijde do kontaktu s krycí fólií. Jiným alternativním způsobem je smíchání trimetafosfátové soli se surovou sádrou ještě před tím, než se zahřeje k vytvoření kalcinované sádry, takže sůl je již přítomna v okamžiku, kdy se kalcinovaná sádra mísí s vodou a dochází k rehydrataci.

Jinými alternativními postupy, jak dostat trimetafosfátový iont do směsi je přidávání trimetafosfátu do tuhé sádry jakýmkoliv vhodným způsoem jako je například postřikování nebo nasáknutí tuhé sádry roztokem obsahujícím trimetafosfát. Bylo zjištěno, že trimetafosfátoný iont do tuhé sádry migruje i přes běžný papír, který se při výrobě tuhé sádry používá.

Kalcinovaná sádra ve vynálezu používaná může mít formu a koncentrace, které se běžně zjišťují jako vhodné pro odpovídající řešení podle předchozích způsobů. Může to být alfa modifikace hemihydrátu síranu vápenatého, beta modifikace hemihydrátu síranu vápenatého, ve vodě rozpustný anhydrit síranu vápenatého nebo směs kterýchkoliv z nich, a to z přírodního nebo syntetického zdroje. Pro některá řešení, kterým se dává přednost, se používá alfa modifikace hemihydrátu síranu vápenatého protože vytváří tuhou sádru o relativně vysoké pevnosti. U jiných řešení, kterým se dává přednost se používá beta modifikace hemihydrátu síranu vápenatého a ve vodě rozpustný anhydrit síranu vápenatého.

Při praktickém provádění vynálezu lze použít k dosažení požadovaných vlastností a usnadnění výroby i jiná běžná aditiva v potřebném množství jako například vodní pěnu, urychlovače tuhnutí, zpomalovače tuhnutí, rekalcinační inhibitory, pojivá, adheziva, dispergační prostředky, látky usnadňující zatékání či působící naopak, ředidla, baktericidy, fungicidy, prostředky k nastavení pH, barviva, vyztužující materiály, látky působící proti hořlavosti, hydrofobizační látky, plnidla a jejich směsi.

U některých řešení, kterým se podle vynálezu dává přednost a skládající se • 9 «9

9999 999 999# • 9 9 9999 9 9 9

9 9 9 9 9 9999 · 9 9 9 •99 99« ·«· ·· 9999 99 9 99 999

- 17 z postupu a směsí podle vynálezu, kde se pro přípravu sádrových desek používá jádro s tuhou sádrou proloženou mezi krycími fóliemi, se používá trimetafosfát v koncentraci a způsobem výše uvedeným. Co se týká ostatních záležitostí, lze směs i postup provozovat se stejnými složkami a se stejným postupem jako jsou odpovídající složení a postupy k přípravě sádrových desek podle předchozích technologií, například podle popisu v US patentu 4,009,062 a 2,985,219, který je zde uveden jako odkaz. Desky vyrobené s využitím směsi a postupu, kterému se podle vynálezu dává přednost, vykazují zlepšenou pevnost, odolnost proti trvalé deformaci a rozměrovou stálost.

U těch postupů a směsí pro přípravu sádrových desek, kterým se dává přednost, kde povrchová fólie desky sestává z papíru se také používá předem zgelovatělý škrob, aby se předešlo jinak mírně zvýšenému riziku odlepení papíru za extrémního vlhka. Předem zgelovatělý surový škrob se získá vařením ve vodě při teplotě alespoň 185 °F nebo jinými dobře známými postupy.

Některými příklady hotového předem zgelovatělého škrobu sloužící pro účely tohoto vynálezu jsou (označené obchodními jmény): škrob PCF1000 dostupný od firmy Lauhoff Grain Co. a škroby AMERIKOR 818 a HQM PREGEL, oba od firmy Archer Daniels Midland Co.

Pokud se používá způsobu, kterému se podle vynálezu dává přednost, je zgelovatělý škrob obsažen již ve vodné směsi kalcinované sádry v koncentraci přibližně od 0,06 do přibližně 0,5 hmotnostních procent vzhledem k hmotnosti kalcinované sádry. Koncentrace předem zgelovatělého škrobu, které se dává přednost je přibližně od 0,16 do přibližně 0,4 procent. Lepší je koncentrace přibližně 0,3 procenta. Pokud odpovídající řešení podle předchozích technologií obsahovaly také škrob, • 9 ♦ · ·· ♦ 99 9 • · · · 9 9 9 9 99«

9 999* 9 99 • · · 9 9 9999999 9* • 99 999999

9· 9999 99 9 9·999 který nebyl předem zgelovatělý (tak, jak to mnohé postupy dělaly), může tento předem zgelovatělý škrob podle řešení vynálezu sloužit také jako náhrada za všechen nebo část škrobu, který se v této předchozí technologii použil.

U těch řešení podle vynálezu, která používají k získání dutin ve výrobku z tuhé sádry k jeho vylehčení napěňovací činidlo, lze použít jakékoliv známé napěňovací činidlo vhodné k přípravě takového napěněného výrobku s tuhé sádry. Takových komerčně přímo dostupných napěňovacích činidel je dobře známo mnoho, např. od GEO Specialty Chemicals v Ambleru, Pennsylvania. Na další popisy vhodných napěňovacích činidel viz například: US patenty 4,676,835; 5,158,612; 5,240,639; a 5,643,510; a mezinárodní přihláška PCT WO 95/16515, publikovaná 22. června 1995.

K dosažení velké pevnosti sádrového výrobku se v mnohých případech dává přednost vytváření poměrně velkých dutin. K tomu lze dojít použitím napěňovacích činidel, která vytvářejících relativně nestálou pěnu v případě, že se dostane do styku kaší z kalcinované sádry. Toho se nejlépe dosáhne míšením hlavního podílu napěňovacího činidla o němž je známo, že vytváří poměrně nestabilní pěnu, s malým množstvím napěňovacího činidla o němž je známo, že vytváří poměrně stabilní pěnu. Takové napěňovací činidlo lze předem namíchat „mimo postup“, tj. odděleně od postupu přípravy napěňovaného sádrového výrobku. Přednost se však dává míchání takových napěňovacích činidel souběžně a trvale jakožto integrální součásti vlastního postupu. Toho lze například dosáhnout odděleným čerpáním toků různých napěňovacích činidel a následným spojením těchto toků dohromady, či se generátor pěny použije k vytvoření toku vodní pěny těsně před vpuštěním do směsi kaše kalcinované sádry. Mícháním takovýmto způsobem se k dosažení požadovaných charakteristik dutin ve výrobku z tuhé sádry může poměr napěňovacích činidel jednoduše a účinně nastavit

- 19 (například měněním průtoku jednoho nebo obou oddělených toků). Přesné nastavení se provádí jako odezva na zkoušky konečného výrobku, které stanoví, zda je takové nastavení potřebné. Další popis takového „on-line“ míchání a nastavení lze nalézt v US patentu 5,643,510 a v patentové přihlášce US 08/577,367 podané 22. prosince 1995.

Příkladem jednoho typu napěňovacího činidla schopného vytvořit nestabilní pěnu je látka obecného vzorce

ROSOs- M©(Q) kde R je arylová skupina obsahující od 2 do 20 uhlíkových atomů a M je kationt. R je přednostně alkylová skupina obsahující od 8 do 12 uhlíkových atomů.

Příkladem jednoho typu napěňovacího činidla vhodného k vytvoření stabilní pěny je látka obecného vzorce

CH₃(CH2)xCH2(OCH₂CH2)yOSO₃-M® (J) kde X je číslo od 2 do 20, Y je číslo od 0 do 10 a je větší než 0 alespoň u 50 hmotnostních procent napěňovacího činidla a M je kationt.

U některých řešení, kterým se podle vynálezu dává přednost se činidla o výše uvedených obecných vzorcích (Q) a (J) mísí dohromady tak, že napěňovací činidlo obecného vzorce (Q) a část napěňovacího činidla vzorce (J) u kterého je Y rovno 0 tak, aby spolu vytvořily 86 až 99 hmotnostních procent výsledné směsi napěňovacího činidla.

U některých řešení, kterým se podle vynálezu dává přednost se vodní pěna vytváří z předem namíchaného napěňovacího činidla majícího obecný vzorec

CH₃(CH2)xCH2(OCH₂CH2)yOSO₃-M@ (Z), kde X je číslo od 2 do 20, Y je číslo od 0 do 10 a 0 je alespoň pro 50 hmotnostních procent napěňovacího činidla a M je kationt. Y je 0 přednostně pro 86 až 99 hmotnostních procent napěňovacího činidla obecného vzorce (Z)·

- 20 ·· ·· ·9 9 ··« ♦ Φ · · · · ·ΦΦΦ· ♦Φ Φ Φ · Φ · φ >« • · ΦΦΦ· ΦΦΦΦ · φ φ * ·*Φ ΦΦΦ··· • Φ ·ΦΦ· ·· · ·Φ ···

U některých řešení vynálezu, jimž se dává přednost, kde jde o postup a směs pro přípravu kompozitových desek obsahujících tuhou sádru a částice vyztužujícího materiálu, se používá trimetafosfát v koncentracích a způsobem popsanými výše. Zvláště se dává přednost tomu, aby kompozitní výrobek obsahující tuhou sádru a vyčnívající částice měl alespoň část tuhé sádry uvnitř a okolo dostupných dutin ve vyčnívajících částicích. Vynalezená směs sestává z látek: vyčnívajících částic majících uvnitř dostupné dutiny; kalcinované sádry, jejíž alespoň část je ve formě krystalů uvnitř a okolo dutin vyčnívajících částic; a ve vodě rozpustné trimetafosfátové sole. Směs lze míchat s vodou, aby podle vynálezu vznikla směs vody, vyčnívajících částic majících uvnitř přístupnou dutinu, kalcinované sádry (jejíž alespoň část je ve formě krystalů uvnitř a okolo dutin vyčnívajících částic) a trimetafosfátu. Postup sestává z vytvoření takové směsi, jejího nanesení na plochu nebo do formy a jejího ztuhnutí a vyschnutí.

Směs může být připravována ze stejných složek a zpracovávána stejným způsobem jako odpovídající směsi a postupy pro přípravu kompozitových desek podle předchozích technologií popsaných například v US patentu

5,320,677, který je zde uveden jako odkaz.

U některých řešení podle vynálezu, kterým se dává přednost a kde jsou popsány postup a směs pro přípravu obrobitelného materiálu, se používá trimetafosfát ve výše uvedených koncentracích a směs se zpracovává postupem výše uvedeným. U některých způsobů takových řešení, kterým se dává přednost, obsahuje směs kalcinovanou sádru, ve vodě rozpustnou trimetafosfátovou sůl, škrob a částice ve vodě redispergovatelného polymeru. Směs může obsahovat vodu, kalcinovanou sádru, trimetafosfát, škrob a částice polymeru redispergovatelného ve vodě. Vytvořená směs se nanese na plochu nebo do formy a nechá se ztuhnout a vysušit. Kromě vmíšení trimetafosfátových solí a iontů, může být směs připravena se φφ ·· • · · ·· Φ *9 9 • · · 9 9 99

9 9 9 9 9 9 9 9 9 • · ΦΦΦΦ ΦΦΦΦ ΦΦΦ φ •ΦΦ ΦΦΦ ΦΦΦ

ΦΦ ΦΦΦΦ φφ φ φφ ΦΦ·

- 21 stejnými složkami a stejným postupem jako odpovídající směsi a postupy pro přípravu stropních omítkovin podle předchozích technologií, například tak, jak to je popsáno v US patentu 5,534,059, který je zde uveden jako odkaz.

Při řešení týkajícího se postupu a směsi pro výrobu materiálu použitého k začišťování spojů a hran sádrových desek podle vynálezu se použije trimetafosfátová sůl nebo iont o koncentraci popsané výše. Co se týká ostatních složek než jsou přidávané trimetafosfátové sole a ionty lze směs a postup provozovat se stejnými složkami a stejným způsobem jako odpovídající směsi a postupy k provádění začišťování spojů materiálů podle předchozích technologií, například tak, jak to je popsáno v US patentu 3,297,601, který je zde uveden jako odkaz. U některých způsobů řešení, kterým se dává přednost, sestává směs ze směsi kalcinované sádry, ve vodě rozpustné trimetafosfátové soli, pojidla, ředidla a neroztékavého činidla. Pro získání směsi kalcinované sádry, trimetafosfátového iontu, pojivá, ředidla a neroztékavého činidla lze vynalezenou směs mísit s vodou. Postup spočívá ve vytvoření takové směsi, její aplikace do spoje mezi hrany sádrové desky, jejím ztuhnutí a vysušení.

U takových řešení začišťování spojů, kterým se dává přednost, se volí pojivo, ředidlo a neroztékavé činidlo ze složek odborníkům dobře známých. Pojivém, kterému se dává přednost může být například běžné latexové pojivo s polyvinylacetátem a kopolymerem polyethylenu a vinylacetátu a ty mohou být použity vzhledem ke směsi v rozmezí přibližně od 1 do přibližně 15 hmotnostních procent. Příkladem vhodného ředidla je celulosové ředidlo, např. ethylhydroxyethylcelulosa, hydroxypropylmethylcelulosa, methylhydroxypropylcelulosa nebo hydroxyethylcelulosa použité v rozmezí přibližně od 0,1 do přibližně 2 hmotnostních procent vzhledem ke směsi. Příklady nezatékavých činidel jsou attapulgit, sepiolit, bentonit a • ·

- 22 montmorilonitové jíly aplikované v rozmezí přibližně od 1 do přibližně 10 hmotnostních procent vzhledem ke směsi.

U některých řešení, kterým se dává přednost se v postupu pro přípravu směsi na akustické obklady přidávají trimetafosfáty v koncentracích popsaných výše. U některých takových řešení, kterým se dává přednost, sestává směs z vody, kalcinované sádry, trimetafosfátu, zgelovatělého škrobu a minerální vlny nebo směsi vody, kalcinované sádry, trimetafosfátu, zgelovatělého škrobu, částic expandovaného perlitu a vláken použitých jako vyztužujícího materiálu. Postup sestává z vytvoření takové směsi, jejího nalití do formy a ztuhnutí a vysušení. S ohledem na další vmíšení trimetafosfátů může být směs i postup používány se stejnými složkami a stejným postupem jako odpovídající směsi a postupy pro výrobu akustických obkladů podle předchozích technologií, například tak, jak to je popsáno v US patentech 5,395,438 a 3,246,063, které zde jsou uvedeny jako odkazy.

K dalšímu objasnění některých řešení, kterým se dává podle vynálezu přednost, a k jejich porovnání s postupy a směsmi, které jsou mimo rozsah vynálezu, jsou zde uvedeny následující příklady. Pokud není uvedeno jinak, jsou koncentrace materiálů ve směsích uváděny ve hmotnostních procentech vzhledem k přítomné kalcinované sádře. Zkratka „STMP“ je určena pro trimetafosfát sodný a zkratka „TMP“ pro trimetafosfát.

Příklad 1

Laboratorní zkoušení krychelné pevnosti v tlaku

Vzorky výrobků připravených podle vynálezu a obsahujících sádru byly porovnány se vzorky připravenými různými postupy a o různém složení na pevnost v tlaku. Byl použit postup zkoušení podle ASTM C472-93.

- 23 Vzorky byly připraveny smísením: 500 g beta hemihydrátu síranu vápenatého, 0,6 g urychlovače tuhnutí obsahujícího jemně rozetřené částice dihydrátu síranu vápenatého potažené cukrem k udržení účinnosti a zahřátý podle popisu v US patentu č. 3,573,947, který je zde uveden jako odkaz.; a 0 g aditiva (kontrolní vzorky), 0,5 až 2 g STMP (vzorky podle vynálezu, kterému se dává přednost), nebo 0,5 až 2 g dalších fosfátových • · • · · · • · · · • · · · · • · · ····· • · · • · · · ·

- 24 aditiv (porovnávací vzorky). Potom byly vzorky smíseny se 700 ml vodovodní vody o teplotě 70 °F ve 2 litrové míchačce WARING, ponechány 5 sekund nasáknout a při malé rychlosti míšeny po dobu 10 sekund. Potom byla takto vytvořená kaše odlita do forem a připraveny zkušební krychle (o straně 2 palce). Po ztuhnutí hemihydrátu síranu vápenatého na sádru (dihydrát síranu vápenatého) se krychle vyjmuly z formy a vysušily ve větrané sušárně při 112 °F po dobu alespoň 72 hodin nebo do konstantní hmotnosti. Vysušené krychle měly hustotu 44 liber na kubickou stopu (pcf).

U každé suché krychle byla změřena pevnost v tlaku na zkušebním přístroji SATEC. Výsledky jsou uvedeny níže v tabulce 1 jako průměrné hodnoty ze tří zkoušených vzorků. Hodnoty pevnosti u kontrolních vzorků se měnily, protože bylo použito různých zdrojů beta modifikace hemihydrátu síranu vápenatého a/nebo různých šarží beta modifikace hemihydrátu síranu vápenatého. Výsledky v tabulce jsou uvedeny jako měření pevnosti v tlaku v jednotkách libry na čtvereční palec (psi) a procento změny pevnosti oproti odpovídajícímu kontrolnímu vzorku (%Δ). U měřených hodnot byla stanovena experimentální chyba přibližně ±5 % (tak například uvedená zvýšená pevnost oproti kontrolnímu vzorku o 10 % může být ve skutečnosti kdekoliv v rozmezí 5 až 15 %).

β ·

- 25 Tabulka 1

Pevnost v tlaku

přídavek	0% přídavek (psi)	0,1 % přídavek (psi; %Δ)	0,2 % přídavek (psi; %Δ)	0,4 % přídavek (psi; %Δ)	0,8 % přídavek (psi; %Δ)
STMP	987	1054;6,8	1075;8,9	1072;8,6	-
STMP	724	843;16,4	957;32,2	865:19,5	783;8,1
STMP	742	819;10,4	850;14,6	-	-
STMP	714	800;12,0	834;16,8	-	-
STMP	842	985;17,0	1005;19,4	1053:25,1	611:-27,4
STMP	682	803;17,7	826;21,1	887:30,1	-
fosfát sodný	950	951;0,1	929;-2,2	-	-
tripolyfosfát sodný	950	993;4,5	873;-8,1	-	-
hexametafát sodný	950	845;-11,1	552;-41,9	-	-
fosfát divápenatý	763	769;0,8	775;1,6	761:-0,3	-
fosfát dvojsodný	763	757;-0,8	728;-4,6	700:-8,3	-
fosfát vápenatý monohydrát	763	786;3,0	766:0,4	824;8,0

Hodnoty v tabulce 1 ukazují, že vzorky podle vynálezu (STMP) poukazují obecně na významně zvýšenou pevnost nad kontrolními vzorky, zatímco porovnávací vzorky obecně poukazují na velmi malé nebo žádné zvýšení pevnosti či dokonce významné snížení pevnosti.

• ·

- 26 Příklad 2

Odolnost proti trvalé deformaci (laboratorní zkouška odolnosti sádrové desky proti průhybu)

Vzorky desek obsahujících sádru podle vynálezu byly připraveny v laboratoři a porovnávala se jejich odolnost k trvalé deformaci se vzorky desek připravenými za použití postupů a směsí, které jsou mimo rozsah vynálezu.

Vzorky byly připraveny v 5 litrové míchačce WARING míšením těchto látek po dobu 10 sekund: 1,5 kg beta hemihydrátu síranu vápenatého, 2 g urychlovače tak, jak byl popsán v předešlém, 2 litrů vody z vodovodu a 0 g aditiva (kontrolní vzorky), 3 g STMP (vzorky podle vynálezu), nebo 3 g dalších aditiv (porovnávací vzorky). Potom byly takto připravené vzorky nality do forem k přípravě vzorků sádrových desek, každé o rozměrech 6x24x1/2 palce. Po tom, co hemihydrát síranu vápenatého ztuhnul za vytvoření sádry (dihydrát síranu vápenatého) byly desky vysušeny ve větrané sušárně při 112 °F do konstantní hmotnosti. Konečná hmotnost každé desky byla zaznamenána. Na tyto desky nebyl nanesen žádný krycí papír k zamezení vlivu krycího papíru na odolnost sádrových desek za vlhka.

Každá suchá deska se nechala ležet ve vodorovné poloze na dvou 1/2 palce širokých podpěrách, jejichž délka přesahovala celkovou šířku desky a to tak, že podpěry byly podloženy na obou koncích desky. V této poloze zůstaly desky po určenou dobu (v tomto případě 4 dny) za trvalé teploty 90 °F a 90 % relativní vlhkosti. Průhyb desky byl potom stanoven měřením vzdálenosti (v palcích) středu horního povrchu desky od imaginární vodorovné roviny sahající od horních hran obou konců desky. Předpokládá se, že odolnost proti trvalé deformaci tuhé sádrové matrice je nepřímo úměrná průhybu • ·

- 27 desky. Čím je průhyb větší, tím je nižší poměrná odolnost proti trvalé deformaci matrice tuhé sádrové desky.

Zkoušky odolnosti odolnosti k trvalé deformaci jsou uvedeny v tabulce 2 včetně složení a koncentrací (hmotnostní procenta vztažená na hmotnost hemihydrátu síranu vápenatého) aditiva, konečné hmotnosti desky a velikosti měřeného průhyb. Přidávané látky v porovnávacích vzorcích (mimo rozsah vynálezu) jsou představiteli dalších materiálů, které byly použity ve snaze zlepšit odolnost sádrových desek k průhybu za podmínek vysoké vlhkosti.

Tabulka 2

Průhyb sádrové desky

přídavek	přídavek (hmotnostní %)	hmotnost desky (g)	průhyb desky (palců)
žádné (kontrolní)	0	830	0,519
STMP	0,2	838	0,015
kyselina boritá	0,2	829	0,160
fosfát hlinito- sodný	0,2	835	0,550
vosková emulze	7,5	718	0,411
skelné vlákno	0,2	838	0,549
skelné vlákno + kyselina boritá	0,2 + 0,2	825	0,161

Hodnoty v tabulce 2 ukazují, že deska (STMP) připravená podle vynálezu byla mnohem odolnější k průhybu (a tím mnohem odolnější k trvalé

- 28 deformaci) než kontrolní deska a porovnávací desky, které jsou mimo oblast vynálezu. Deska připravená podle vynálezu má mimoto průhyb menší než 0,1 palce na dvě stopy délky desky a tedy nepostřehnutelný lidským okem.

Příklad 3

Odolnost proti trvalé deformaci (odolnost proti průhybu sádrových desek z výrobní linky)

Porovnání hmotnosti je znázorněno na obrázku 1 a odolnost proti průhybu takových výrobků je znázorněna na obrázcích 2 a 3. Výrobní hmotnost 1/2 palcových stropních sádrových desek pro interiéry podle předloženého vynálezu (tj. přimíšení trimetafosfátu ke kalcinované sádře a vodě) je stejná jako hmotnost interiérové 1/2 palcové sádrové desky SHEETROCK® vyrobené United States Gypsum Company. Průměrná 1/2 palcová interiérová stropní deska znázorněná na obrázku 1 je výrobek Gold Bond® High Strenght Ceilling Board vyrobená National Gypsum Company. Průměrná 5/8 palcová sádrová deska znázorněná na obrázku 1 je 5/8 palcová sádrová deska SHEETROCK® Firecode Type X vyrobená United States Gypsum Company.

Obrázek 2 je diagramem porovnávajícím odolnost proti průhybu sádrové desky podle předloženého vynálezu s komerčně dostupnou sádrovou deskou popsanou výše, kdy všechny zkoušené desky jsou instalovány za použití konvenčního sponkovacího a šroubovacího připevnění na strop.

Obrázek 3 je diagramem porovnávajícím odolnost proti průhybu sádrových desek podle předloženého vynálezu s komerčně dostupnými sádrovými deskami popsanými výše, kde všechny zkoušené desky byly instalovány za použití běžného dvousložkového uretanového lepidla F2100 určeného k připevňování na strop.

Sádrové desky a další konstrukční podrobnosti stropních konstrukcí použitých pro porovnávání průhybů zobrazené na obrázcích 2 a 3 jsou tyto:

A. Sádrová deska:

1. Deska 1/2 palce x 48 palců x 96 palců vyrobená podle předloženého vynálezu.

2. Deska 1/2 palce x 48 palců x 96 palců Gold Bond® High Strength Ceiling Board vyrobená National Gypsum Company.

3. Běžná sádrová deska 1/2 palce x 48 palců x 96 palců SHEETROCK® Firecode Type X vyrobená United States Gypsum Company.

4. Sádrová deska 5/8 palce x 48 palců x 96 palců SHEETROCK® vyrobená United States Gypsum Company.

B. Příhradové nosníky - 18 palců vysoké, 102 palců dlouhé, vyrobené z řeziva jmenovitých rozměrů 2 palce x 3 palce firmy R. J. Cole, lne. Spojovací prvky - USG Tuff Set HES Joint Compound. Spojovací páska USG Fiberglass Mesh Self-Adhering Joint Tápe (samolepící páska ze síta ze skelných vláken).

C. Nátěr odolný vlhkosti - #4512 Silver Vapor Barrier, položka 246900.

D. Izolace - Delta Blowing Insulation blowing wool, Rockwool minerál fiber (Nadouvaná izolační vata z minerálního vlákna).

E. Rozprašovací textura - USG SHEETROCK® Ceiling Spray Textuře QT medium póly.

F. Spojovací materiál - spony 1 palec s korunovou hlavou x 1 1/4 palce délka x Ga a #6 x 1 1/4 dlouhé vruty. F2100 dvousložkové uretanové lepidlo od firmy Foamseal, lne.

♦· ♦ 9

Stropní konstrukce

A. Na oba konce nosníků byly připojeny dvě čtveřice tak, aby se vytvořila příhradová konstrukce.

Β. K příhradové konstrukci bylo připevněno dvanáct (12) sádrových desek lepidlem F2100. Na sádrových deskách byl odměřen okraj o průměrné šířce 1 palec.

C. Stropní podhledová konstrukce byla opatrně zvednuta a umístěny nahoru na čtyři stěny zkonstruované předem tak, aby se vytvořil prostor 8 stop x 48 stop.

D. Stropní montážní celek byl na obvodu připevněn k horní desce stěn šrouby #8x3 1/2 palce. Pro připevnění sádrových desek ke konstrukci byl za použití šroubů a spon postaven druhý strop. Ten byl také vyzvednut a připevněn ke čtyřem (4) stěnám.

Za použití tří (3) kusů od každého typu sádrových desek na každý strop byly postaveny dva (2) podhledy. Jeden podhled byl připevněn mechanicky (viz obrázek 2) a druhý byl připevněn pouze uretanovým lepidlem F2100 (viz obrázek 3). Sádrové desky byly položeny tak, aby se na podhledu střídaly různé typy sádrových desek. Použity byly nosníky dlouhé 8 stop a 5 palců a 18 palců vysoké s roztečí 24 palců měřeno na střed.

Pro mechanicky připevněné stropy se použily spony s 1 palcovou korunovou hlavou x 1 1/4 palce délky x 16 Ga v 7 palcové rozteči podél okrajů a šrouby do stěn #6x1 1/4 palce délky s roztečí 12 palců podél nosníkových polí.

Stropy připevněné lepidlem měly přibližně 1 1/4 palcové okraje podél nosníků. Na sádrové spoje se použil okraj na jedné straně nosníkových polí a podél okraje na obou stranách nosníků.

Sádrové desky byly připevněny tak, aby papírem polepené hrany byly podél nosníkové kostry.

Počáteční poloha se změřila po umístění pásků na sádrové okraje. Podhledy byly potom natřeny ochranným nátěrem proti parám a potom nastříkány texturou. Druhé měření bylo provedeno bezprostředně po nastříkání texturou. Do horní strany konstrukce byla potom nafoukána izolace Rockwool. Pak bylo provedeno třetí měření. Během stříkání izolace se teplota a vlhkost zvýšily. Cílová teplota a vlhkost byly 90 °F a 90 % relativní vlhkosti. Tyto podmínky byly udržovány po dobu sedmi (7) dnů a přitom byly každé ráno a odpoledne měřeny odchylky. Po sedmi dnech byl prostor otevřen a uveden na okolní teplotu. Měření průhybu bylo prováděno další tři (3) dny a následně byla zkouška ukončena.

Jak je znázorněno na obrázcích 2 a 3, sádrové desky vyrobené podle předloženého vynálezu vykazují oproti ostatním sádrovým deskám značnou odolnost proti průhybu, která byla pod prahovou hodnotou 0,1 palce průhyb na dvě stopy délky desky, tedy lidským okem nepostřehnutelná.

Příklad 4

Laboratorní zkouška odolnosti sádrové desky proti poškrábání (tzv. hřebíková zkouška)

Laboratorně připravené vzorky běžných papírem pokrytých sádrových desek vyrobené podle vynálezu byly porovnávány s kontrolními deskami na odolnost hřebíkovou zkouškou. Tato odolnost je měřítkem kombinace pevnosti jádra sádrové desky, jejího papírového pokryvu a vazby mezi papírem a sádrou. Zkouškou se měří maximální síla potřebná k tažení u .:

• · *

• · ·· ·

- 32 hřebu s hlavou deskou až do prasknutí desky a provádí se podle ASTM

C473-95.

Kaše byly připraveny míšením v míchačce HOBART po dobu 40 sekund při střední rychlosti z těchto materiálů: 3,0 kg hemihydrátu síranu vápenatého beta modifikace; 5 g urychlovače předešle definovaného; 10 g škrobu LC211 (pšeničný škrob mletý za sucha upravený kyselinou bez předchozího zgelovatění, který byl běžně používán v předchozích technologiích při výrobě sádrových desek komerčně dostupných od Archer Daniels Midland Milling Co.); 20 g papíroviny jemně rozemleté v kladivovém mlýnu; 3 litrů vodovodní vody; 0 až 6 g STMP; a 0 až 30 g předem zgelovatělého kukuřičného škrobu PCF1000 komerčně dostupného od Lauhoff Grain Co.

Kaše takto připravené byly nality do forem na povrch papíru a potom se dal papír ještě na jejich povrch tak, aby se připravily vzorky plochých sádrových desek o rozměrech 14 x 24 x 1/2 palce. Na jedné straně byl vícevrstvový papír manila s vnějšími přehyby (multi-ply with manila outer plies) a na druhé straně byl novinový vícevrstvový papír (multi-ply newsline), oba běžné papíry používané v oboru výroby desek k přípravě sádrokartonů. Každá deska byla potom ponechána v peci při 350 °F až do ztráty 25 % hmotnosti a potom přenesena do pece na 112 °F a tam ponechána až k dosažení konstantní hmotnosti.

Byla změřena konečná hmotnost desky a provedena hřebíková zkouška. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 3.

Tabulka 3

Odolnost při hřebíkové zkoušce

I

obsah STMP (% hmotnostní)	škrob PCF100 (% hmotnostní)	hmotnost desky (lb.1000 ff2)	odolnost při hřebíkové zkoušce (Ib)
0	0	2465	150
0,1	0	2454	155
0,2	0	2326	158
0,1	0,5	2458	168
0,2	1,0	2495	176

Výsledky uvedené v tabulce 3 ukazují, že desky vyrobené podle vynálezu vykazují v porovnání s kontrolními deskami vyšší celkovou pevnost (odolnost při hřebíkové zkoušce).

• ·	• t	* «	•	& *
• · • ·	Φ · Φ	• · ♦ «	• • ·	•	Φ 9 9
• ·	• ·	• ·	··· ♦	9 f	9
• ·	•	• ·	•	•	φ
• ·	·♦ ··	• ·	•	·♦	•

Příklad 5

Rozměrová stálost sádrových desek z výrobní linky a odolnost proti trvalé deformaci

Papírem pokryté sádrové desky byly připraveny na výrobní lince v plném provozu v závodě na komerční výrobu sádrových desek. Desky byly připraveny s různými koncentracemi trimetafosfátového iontu a byly porovnávány s kontrolními deskami (připravenými bez trimetafosfátů) na rozměrovou stálost a odolnost k trvalé deformaci. Vyjma přídavku trimetafosfátů při přípravě některých desek byly tyto desky připraveny postupem a ze složek běžných při výrobních postupech podle předchozích technologií. Složky a jejich přibližný hmotnostní obsah (vyjádřené jako relativně úzké oblasti vzhledem k hmotnosti použité kalcinované sádry) jsou uvedeny v tabulce 4.

• · ♦ · 9 ·	·· ♦ · •	• ·	• * • ·	• ♦ • ·
f · * ·	9 9 9	• · « «	•	9 9 9 9 9
• ·	♦ ···	• ·	•	99

f • 9»

Tabulka 4

Složky pro výrobu sádrových desek

složka	hmotnostní %
hemihydrát síranu vápenatého modifikace beta	100
voda	94 - 98
urychlovač tuhnutí	1,1 -1,6
škrob	0,5-0,7
dispergační činidlo	0,20 - 0,22
papírovina	0,5-0,7
zpomalovač tuhnutí	0,07 - 0,09
napěňovací činidlo	0,02 - 0,03
trimetafosfát sodný („STMP“)	0-0,16
rekalcinační inhibitor	0,13-0,14

K tabulce 4: urychlovač tuhnutí sestává z jemně mletých částic dihydrátu síranu vápenatého potažených cukrem tak, jak to je popsáno v US patentu č. 3,573,947 v těch případech, kde není urychlovač během jeho přípravy zahříván; škrobem byl za sucha mletý škrob HI-BOND upravený kyselinou získaný od firmy Lauhoff Grain Co.; disperzním čiidlem byl DILOFLO, což je naftalen sulfonát získaný od GEO Specialty Chemicals z Ambleru, Pennsylvania; papírovinou byla papírovina jemně mletá v kladivovém mlýnu; zpomalovačem tuhnutí byl VERSENEX 80, komplexotvorná látka získaná od firmy Van Walters & Rogers z Kirklandu, Washington; napěňovacím činidlem byl WITCOLATE1276 získaný od firmy Witco Corp., z Greenwiche, Connecticut; trimetafosfát sodný byl dodán firmou Monsanto Co. ze St Louis, Missouri; a inhibitorem rekalcinace byl CERELOSE 2001, dextroza používaná k omezení rekalcinace konců desek během sušení.

- 36 Desky byly vyráběny na kontinuální výrobní lince: šíře čtyři stopy; průběžné přivádění a míšení složek do míchačky k vytvoření kaše (k vytvoření vodní pěny byla použita napěňovací látka z odděleného systému k vytvoření pěny; pěna byla potom zavedena do kaše přes míchačku); kontinuální nanášení kaše na papírovou krycí fólii (čelní papír) na běžícím pásu; umístění jiné papírové krycí fólie (spodní papír) přes pokrytou kaši vytvořilo 1/2 palce silnou desku; když hydratace hemihydrátu síranu vápenatého pokročila dostatečně daleko k vytvoření ztvrdlé kaše k přesnému odříznutí, došlo k odříznutí pohybující se desky a vznikla jednotlivá deska o rozměrech 12x4 stopy a tloušťce 1/2 palce; a sušení desek ve vyhřáté vícepatrové sušárně.

Odolnost proti trvalé deformaci desky byla potom stanovena měřením průhybu podle popisu v příkladu 2 vyjma toho, že zkoušenými deskami o rozměrech 1 stopa x 4 stopy (1 stopa byla ve směru chodu výrobní linky, tj. podélný směr) byly částmi odříznutými z výrobní desky. Měření průhybu bylo prováděno po stabilizaci desek v prostředí o teplotě 90 °F a 90 % relativní vlhkosti po dobu 24, 48 a 96 hodin. Výsledky pro vzorky podle vynálezu připravené s různými obsahy trimetafosfátu a pro kontrolní vzorky (0 % trimetafosfátu sodného) vyrobené bezprostředně před a po vzorcích podle vynálezu jsou uvedeny v tabulce 5.

- 37 Tabulka 5

Zkoušky odolnosti sádrových desek z výrobní linky proti průhybu(desky o rozměrech 1 stopa x 4 stopy)

obsah STMP (% hmotn.)	průhyb desky po 24 hod. (palců)	průhyb desky po 48 hod. (palců)	průhyb desky po 96 hod. (palců)
0 (před)	3,45	3,95	5,27
0,004	3,23	3,71	5,19
0,008	2,81	3,31	4,58
0,016	1,72	1,91	2,58
0,024	0,96	1,12	1,61
0,04	0,49	0,68	0,82
0,08	0,21	0,24	0,29
0 (po)	3,65	4,58	6,75

Hodnoty v tabulce 5 ukazují, že desky připravené podle vynálezu byly oproti kontrolním deskám odolnější k průhybu (a tím vzestupně odolnější trvalé deformaci) tak, jak se zvyšoval obsah STMP.

Odolnost proti průhybu desek ze směsi a při postupu podle vynálezu jsou dále zobrazeny v tabulce 5A. Tabulka 5A ještě dále ukazuje průhyb, tj. odchylku za vlhka podle ASTM C473-95 sádrových desek z výrobní linky o rozměrech 1 stopa x 2 stopy a desek o stejném složení jako je uvedeno v tabulce 4. Tabulka 5A vykazuje stejný trend v odolnosti proti ohybu stanoveném podle ASTM C473-95 jako trendy v odolnosti proti průhybu u delších desek (1 stopa x 4 stopy), uvedené v obrázku 5.

- 38 Tabulka 5A

Výsledky zkoušky výchylky ve vlhku podle ASTM C473-95 u sádrových desek z výrobní linky

číslo pokusu	přídavek STMP (% hmotn.)	hmotnost suché desky lb/1000 stop2	výchylka ve vlhku po 48 hodinách (palců)
podélně	příčně
kontrolní před	0	1590	-0,306	-0,247
1	0,04	1583	-0,042	-0,034
2	0,08	1609	-0,027	-0,021
3	0,16	1583	-0,015	-0,014
kontrolní po	0	1585	-0,409	-0,145

Pro stanovení smrštění tloušťky a délky po sušení byly také měřeny (podle ASTM C473-95) jak vlhké desky z výroby 12 x 4 stopy, tak celkově vysušené desky z výrobní linky 12x4 stopy. Čím více se desky smrštily, tím byla menší jejich rozměrová stálost. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 6.

- 39 Tabulka 6

Smrštění sádrových desek z výrobní linky

obsah STMP	smrštění desky v šířce	smrštění desky v délce
(% hmotn.)	(palců/4 stopy)	(palců/12 stop)
0 (kontrolní)	0,13	0,38
0,004	0,06	0,38
0,008	0	0,31
0,016	0	0,25
0,024	0	0,25
0,040	0	0
0,080	0	0
0,16	0	0

.Hodnoty uvedené v tabulce 6 ukazují, že desky připravené podle vynálezu byly rozměrově stálejší než kontrolní desky. Při přídavku 0,04 % STMP a vyšším nebylo zjištěno žádné délkové nebo šířkové smrštění.

Příklad 6

Odolnost proti průhybu za vlhka a při kondenzaci (Sádrové desky z výrobní linky)

Další zkoušky ukazují odolnost proti průhybu, které vykazují směsi připravené při postupu podle vynálezu. Zvláště byly zkoušeny desky z výrobní linky ponechané v prostředí s řízenou kondenzací, na ochranné vrstvě proti vodní páře umístěné mezi stropní deskou a spoji. Postup této zkoušky je tento. Byl zkonstruován malorozměrový uzavřený atikový

- 40 ·♦ ♦· • 9 99 •9· • · · •99

99··<*· prostor. Tento atikový prostor byl navrchu a po stranách izolován a udržován na nízké teplotě, aby na stropě nastala řízená kondenzace. Plocha stropu byla 8 stop x 8 stop s orámováním 2 stopy x 8 stop a 24 palcovou roztečí. Zkušební prostor byl nahoře a po stranách uzavřen ochrannou vrstvou o tloušťce 6 tisícin palce proti vlhku a vlhkost ve zkušebním prostoru se zvyšovala dokud na stropě nezačala řízená kondenzace.

Na nosníky byly vedle sebe připevněny dvě desky zkoušeného materiálu 4 stopy x 8 stop Qedna zkušební a jedna kontrolní) s polyetylénovou ochrannou vrstvou proti páře o tloušťce 6 tisícin palce umístěnou přímo nad deskou. Konce desky nebyly připevněny. Pak byla vlhkost v části prostoru zvětšována vypařováním vody zvlhčovačem a teplota atiky snižována pomocí okenní klimatizační jednotky. Výstup par ze zvlhčovače byl nastaven na konstantní kondenzaci probíhající v ochranné vrstvě proti páře nad stropní deskou. Během zkoušky nebyla snaha udržovat konstantní teplotu a vlhkost. Na výsledky je proto nutno pohlížet jako na relativní měření odolnosti proti průhybu mezi zkušebními a kontrolními výrobky a nikoliv jako na pokus stanovit předpovědět míru průhybu v definovaném prostředí.

Průhyb stropu byl potom periodicky měřen ve třech místech podél desky (ve střední spáře mezi každým párem nosníků) a získáno tak celkově šest výchylek na jeden výrobek a jednu zkoušku. Pro každé měření průhybu byly také zaznamenávány teplota uzavřené atiky a prostoru.

Pro doplnění informace jsou uvedeny níže podmínky pro teoretický rosný bod (při konstantní teplotě prostoru 70 °F).

teplota prostoru	relativní vlhkost prostoru	teplota atiky
70 °F	50 %	51 °F
70 °F	60%	56 °F
70 °F	70 %	60 °F
70 °F	80 %	63 °F
70 °F	90 %	68 °F

Zkouška byla prováděna po dobu devatenácti dnů s těmito materiály: 1/2 palcová sádrová deska z výrobní linky podle předloženého vynálezu; a 5/8 palcová sádrová deska Firecode Type X podle předchozího popisu. Výsledky jsou uvedeny na obrázku 4 a znázorňují desku vyrobenou podle předloženého vynálezu s celkově nižším průhybem než u kontrolní desky, tj. desky 5/8 palce Firecode Type X popsanou dříve.

V této zkoušce byla zátěž 1,0 Ib.stopa'¹ položena na střed mezi nosníky ihned po měření osmého dne. Vložení této zátěže značně zvýšilo průhyb kontrolní desky, avšak na desku podle předloženého vynálezu mělo mnohem menší vliv. Jak je znázorněno na obrázků 4, sádrové desky vyrobené podle předloženého vynálezu mají výchylku průhybu značně menší než je pro lidské oko postřehnutelné, tj. méně než 0,1 palce na dvě stopy délky.

Příklad 7

Odolnost sádrové desky z výrobní linky hřebíkovou zkouškou

Z výrobní linky přímo ve výrobním závodě, která byla v plném provozu byla připravena další sada napěněných sádrových desek krytých papírem. Ke zkoušce protažení hřebíku byly připraveny desky se třemi koncentracemi trimetafosfátu a porovnávány s kontrolními deskami (připravenými beztrimetafosfátu).

·· «· ·· .

• · · · > ' I ί ! · · · · · · · • · · · · ···»· · « * ··· ··· · · ·· ···· ·· · .. ,

- 42 Co se týká postupu a složení, byly tyto desky připraveny podle běžné předchozí výrobní technologie pro sádrové desky vyjma přidání trimetafosfátu při přípravě některých desek. Složky a jejich hmotnostní poměr byly stejné jako je uvedeno v tabulce 4 výše. Způsob přípravy desek byl stejný jako je to popsáno v příkladu 5.

Odolnost na hřebíkovou zkoušku byla stanovena podle ASTM C473-95.

Výsledky jsou uvedeny v tabulce 7, a to pro vzorky vyrobené podle vynálezu s různými koncentracemi trimetafosfátu i pro kontrolní vzorky (0 % trimetafosfátu sodného) vyrobené bezprostředně před a po deskách podle vynálezu.

Tabulka 7

Odolnost sádrových desek z výrobní linky při hřebíkové zkoušce

obsah STMP	odolnost při hřebíkové
(% hmotn.)	zkoušce (Ib)
0 (před)	89
0,04	93
0,08	96
0,16	99
0 (PO)	90

Výsledky v tabulce 7 ukazují, že desky vyrobené podle vynálezu vykazují v porovnání s kontrolními deskami větší celkovou pevnost (odolnost při hřebíkové zkoušce).

• ·

- 43 Příklad 8

Neporušenost vazby papíru na sádrovou desku z výrobní linky

Na výrobní lince v plném provozu byla ve výrobním závodě připravena další sada napěněných sádrových desek krytých papírem. Desky byly připraveny za účelem zjišťování neporušenosti vazby mezi jádrem sádrové desky a čelním krycím papírem po vystavení extrémně vlhkému prostředí s různými koncentracemi trimetafosfátu, předem zgelovatělého škrobu a nezgelovatělého škrobu a byly porovnávány a kontrolními deskami (připravenými bez trimetafosfátu nebo předem zgelovatělého škrobu).

Vyjma přídavku trimetafosfátu a předem zgelovatělého škrobu a různých koncentrací škrobu, který nebyl předem zgelovatěný u některých desek, byly tyto desky připraveny postupem a ze složek běžných pro výrobu sádrových desek podle předchozí technologie. Složky a jejich hmotnostní poměry byly stejné jako je to uvedeno výše v tabulce 4. Postup přípravy desek byl stejný, jako to je popsáno v příkladu 5.

Předem zgelovatělým škrobem ve zkouškách byl výrobek PCF1000 komerčně dostupný od firmy Lauhoff Grain Co. Škrobem předem nezgelovatělým byl škrob HI-BOND, za sucha mletý, upravený kyselinou a předem nezgelovatělý komerčně dostupný od firmy Lauhoff Grain Co.

Po přípravě desek na výrobní lince byly z desek odříznuty vzorky o rozměrech 4 x 6 x 1/2 palce (4 palce byly ve směru chodu výrobní linky). Na každý z těchto menších vzorků desek bylo potom působeno tak, že celá plocha vnějšího povrchu krycího papíru z jeho čelní strany přišla do styku s látkou zcela nasáklou vodou po dobu 6 hodin v prostředí o teplotě 90 °F a 90 % relativní vlhkosti a po odstranění látky byla deska ponechána pomalu vyschnout ve stejném prostředí až k dosažení konstantní hmotnosti (obvykle 3 dny). Potom byl na zadní straně vzorku desky vytvořen zářez do jedné osminy hloubky na 2 1/2 palce od hrany rovnoběžně k jedné 6

··	··		•	• 9
• ♦	• 4	* ·		• φ
♦ ·	•	• «	• 9	• t
• · • 9 ««	4* · •	• · • · 9 ·	··<·· 9 •	• · · • · • 9

palcové hraně. Jádro desky bylo potom rozlomeno podél hodnoceného místa bez roztržení nebo namáhání papíru na čelní straně desky a potom byl větší kus (2 1/2x6 palců) vzorku desky otočen a stlačován dolů, zatímco menší kus byl držen stabilně a vodorovně zadním povrchem nahoru ve snaze namáhat čelní papír na čelní straně desky k odloupnutí od většího kusu. Síla se zvyšovala až se obě části desky zcela oddělily. Čelní povrch většího kusu se potom zkoušel za účelem stanovení na kolika procentech povrchu byl čelní papír zcela oddělen od jádra (jako „čisté odloupnutí“). Tato hodnota je uvedena v tabulce 8 jako „% špatné vazby“).

Tabulka 8

Kvalita vazby papíru na sádrovou desku z výrobní linky

obsah HI-BOND	obsah STMP	obsah PCF1000	% špatné
(% hmotn.)	(% hmotn.)	(% hmotn.)	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
0,60	0	0	83

Co se týká problému špatné vazby papíru s jádrem v extrémně vlhkém prostředí ukazují hodnoty v tabulce 8 toto: STMP problém zhoršuje; vzrůstající obsah předem nezgelovatělého škrobu (HI-BOND) problém nezmírňuje; přídavek trochy předem zgelovatělého škrobu (PCF1000) problém řeší nebo odstraňuje.

99 • 9	·· • 9	9· • 9	• •	• 9 9 9
• 9	9	• 9	• 9	• ·
9 · 9 9 9«	9 99· • 9 9 •99«	···· • •	9 9 9 • 9 • 9

Příklad 9

Pozdější úpravy dihydrátu síranu vápenatého

U některých alternativních řešení, kterým se dává podle předloženého vynálezu přednost, se odlitý dihydrát síranu vápenatého upravuje vodným roztokem trimetafosfátu způsobem postačujícím na to, aby se disperze roztoku trimetafosfátu v odlitém dihydrátu síranu vápenatého stejnoměrně rozložila, a tak se po opětném vysušení zvýšila pevnost, odolnost k trvalé deformaci, (např. odolnost proti průhybu) a rozměrová stálost tuhých sádrových výrobků. U odlitého dihydrátu síranu vápenatého zvláště upraveného trimetafosfátem bylo zjištěno zvýšení pevnosti, odolnosti k trvalé deformaci (např. odolnost proti průhybu) a rozměrové stálosti do té míry jako toho bylo dosaženo u řešení, kdy se trimetafosfáty přidávaly do kalcinované sádry. Řešení, u kterého se trimetafosfáty přidávají do tuhé sádry tak vytvářejí nový výrobek a postup k výrobě zdokonalených výrobků obsahujících sádru včetně, avšak neomezujíc se pouze na to, desek, panelů, omítek, obkladů, kompozitů sádry s celulozovými vlákny, atd. Každý výrobek na bázi sádry vyžadující přísnou regulaci odolnosti proti průhybu bude tudíž při způsobu řešení podle tohoto vynálezu výhodný. Úprava také zvyšuje pevnost sádrového odlitku o ~15 %. Trimetafosfátový iont lze do sádrového odlitku dodávat v množství 0,04 až 2,0 % (vzhledem k hmotnosti sádry) stříkáním nebo nasakováním vodného roztoku obsahujícího trimetafosfátový iont a potom opětně sádrový odlitek sušit.

9999 • 9 99 •99

99

99

999999 • ·· • · 99 • ·9999 •· •9

999

- 46 Jsou dva způsoby, jak dodatečně upravit tuhou sádru.

1) Štuk a další aditiva (suché) plus voda na vytvoření kaše

Φ

Pěna (pro snížení hmotnosti nebo hustoty)

Odlití sádry a její závěrečné ztuhnutí a vysušení

Φ

Dodatečná úprava STMP (postřik nebo nasáknutí)

Φ

Opětné vysušení odlité sádry

Φ

Zlepšený sádrový výrobek

2) Štuk a další aditiva (suché) plus voda na vytvoření kaše

Φ

Míšení, míchání (za mokra)

Φ

Odlití sádry a její závěrečné ztuhnutí a vysušení

Φ

Dodatečná úprava STMP (postřik povrchu)

Vysušení výrobku

Φ

Zlepšený sádrový výrobek

U obou z výše uvedených postupů se vodný roztok trimetafosfátu aplikuje přednostně v množství a způsobem dostatečnými k vytvoření obsahu 0,04 až 0,16 % hmotn. (vzhledem k hmotnosti dihydrátu síranu vápenatého) trimetafosfátového iontu v odlitku dihydrátu síranu vápenatého.

Výhoda ve zmenšení odchylky průhybem (tj. odolnosti proti průhybu) podle prvního způsobu je znázorněna na obrázku 5. Bylo vyrobeno a vyzkoušeno pět (5) desek o hmotnosti v rozmezí od 750 do 785 gramů. Na kontrolní desky nebyl po jejich odlití a závěrečném ztuhnutí a vysušení použit žádný roztok. Na desku ve ztuhlém a vysušeném odlitém stavu označenou jako deska pouze s vodou byla aplikována pouze voda jako postřik a potom byla opětně vysušena. Na desku tuhého a vysušeného sádrového odlitku označenou jako deska s roztokem STMP byl aplikován 1 % hmotn. roztok trimetafosfátu postřikem, a potom opětně vysušeno. Tuhá odlitá a vysušená deska označená jako roztok Gyp-STMP byla postříkána vodnou směsí ·· ·· · · · ·· ···· · · · ··· • · · ···· · · * · · · · ······· · • · · · · · · · ······ · · · · · ·

- 47 nasycené sádry obsahující 1 % hmotn. trimetafosfátu a sádrový odlitek potom opětně vysušen. Obecně se dává přednost tomu, aby roztok k postřiku obsahoval trimetafosfátový iont v rozmezí od 0,5 % do 2 %. Konečný obsah trimetafosfátového iontu k získání sádrového odlitku jak v deskách označených roztok STMP, tak označených roztok Gyp-STMP byl 0,2 % vzhledem k hmotnosti použitého štuku a 0,17 % vzhledem k hmotnosti výsledné tuhé sádrové desky.

Příklad 10

Úpravy materiálů obsahujících vysoké množství solí

Další řešení podle vynálezu se týkají výrobků obsahujících sádru připravených ze směsí síranu vápenatého a vody obsahující vysoké množství chloridových iontů nebo jejich solí. Chloridové ionty nebo jejich sole mohou být nečistotami v síranu vápenatém nebo ve vodě (např. mořská voda nebo podpovrchová voda obsahující solanku - (tj.· alespoň 0,015 procent hmotnostních vztaženo na hmotnost síranu vápenatého ve směsi, obvykleji 0,02 až 1,5 procent hmotnostních). Takto znečištěnou vodu nebo síran vápenatý nelze použít k výrobě stálých výrobků obsahujících sádru pro nepříznivé dopady jako jsou puchýře, porušování vazby s papírem, spálené konce, malá odolnost proti trvalé deformaci, malá pevnost a malá rozměrová stálost. Použitím směsi podle vynálezu lze takovéto vody nebo síran vápenatý znečištěný chloridovými ionty zpracovávat do výrobků obsahujících sádru.

Zkoušky uváděné v tabulce 9 se týkají sádrových desek připravených a zpracovaných stejným způsobem jak je to popsáno v příkladu 2 vyjma toho,

- 48 že do směsi bylo vedle různých množství trimetafosfátů přidáno různé množství chloridových iontů. Stejným způsobem jak to bylo popsáno v příkladu 2 byla zkoušena odchylka průhybem.

• ·

Ε >>» c N O i— cn o x

CO X

CN >

cn Φ o

L—

Ί3 ;TO

CN

X

CN

X

CN o

> o ιΌ '05 cn .x

Φ >cn □ o

N

O JZ 'Φ c u o cn

Σ3 X5

O zz o

CL Σ I— ω

CD ro

Z5

ZZ

OJ

ΙC ιΟ

u. o X)

Ό Φ cn >

E φ JX > 05 >1— Cl

Pevnost v tlaku suché kostky (psi) i	675	697	603	448	304	613	678	684	662	668	477	540	543	538	554
Výchylka průhybem ve vlhku po 48 hod. (palců)	0,445	2,086	4,086	>6	>6	3,752	0,006	0,007	0,005	0,003	5,786	0,014	0,007	0,010	0,005
Měření vody v prostoru 90/90 (% hmotn.)	0,17	88‘0	V“ o T“	4,74	6,94	1,90	1,94	1,92	1,95	1,89	2,93	3,07	2,91	2,99	2,96
Hmotnost suché desky (gramů)	534	535	528	500	481	530	526	527	518	508	509	509	505	501	500
Přídavek STMP (% hmotn.)	o	o	o	o	o	o	o	CN o	0,3	0,5	o	o”	0,2	'0,4	0,8
Přídavek chloridu sodného (% hmotn.)	o	0,2	0,5	1,0	CD CN	0,5 i	CO o	ID o’	0,5	0,5	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8

• ·

- 50 Zkoušky uvedené v tabulce 10 ukazují, že úpravy trimetafosfátem umožňují použití směsí obsahujících vysoké koncentrace chloridových iontů nebo jejich solí. Desky byly připraveny a upraveny stejným způsobem jako v příkladu 4 vyjma toho, že společně s přídavkem různých množství trimetafosfátů byla do směsi přidána různá množství chloridových iontů. Integrita vazby mezi jádrem sádrové desky a čelním krycím papírem byla zkoušena stejným způsobem jako je to popsáno v příkladu 8.

- 51 Tabulka 10

Výsledky zkoušek vazby papíru na jádro u laboratorně připravených sádrových desek (24 x 14 x 0,5) odlitých ze o ω co o _Q

O u_ v—

CM

I o —I

O O O

LL O CL

CL i— CD

Z5

ZJ >ω

Ztráta vazby	po navlhčení	a ve vlhku	(%)	CN	o	O		CD	CN	o
>>
X	X
N	o
05	Φ
>	c	Jxí
05	X	X
'05	X	>
i— ·*-*	O	Φ	5?
N	CL	>			O	o	O	CN	O	X	X
>.
X		X
N		o
05 >		'05 _c	D Jxí
05		TJ	X
'03		o	>
	o	-C	Φ
N	CL	co	>		X	o	CO	V“	CO	CD
X	X
N	ω	c
05	Φ	-4—<
>	c	O
05	X	E
«4—' '05	X	X
L. •4—*	O
N	X				O		CN	o	CN	X	CD
>
TJ
O	D			c
> Έ	o •w ω	o Q.	X o Φ	mot
Φ >u-	O	O o	c	X	O)	T“	CN		X	b-
>o	CL			v®	CN	00	V“	00	CJJ	O	X
	>	cd	X		o’	o’	CN	o	v‘	CN	x
ω
o
c o	Φ X	-Xí	o E		T“	o	9·	σ>	b-		X
E	O	ω	05		r^.	CT)	00	co	X	b-	X
D	Φ	O)		CN	CN	CN	CN	CN	CN	CN
ZE	ω	TJ		CN	CN	CN	CN	CN	CN	CN
	05
Φ > 05 Ό	O O		č 4—» Q		CN	CN	CN	CN	CN	CN	CN
O τα.	CM	E X		+ 0	CO +	o +	O +	O +	O +	O +
>uZ CL	PC	LC-	%)		0,2	0,2	CN Ó	CN CD	0,2	0,2	0,2
		_c
Φ		o
> 05	o_	E
2	X
>zz CL	ST	%)			o	o	O	0,1	0,1	0,2	0,2
		C ·+—'
Φ		o
> 03		E
2 >u_	a)	x:
o					CN	CD	CN	X	X	CD.
CL	ω				o	O	o'	o	o	o’

- 52 Tabulka 11 znázorňuje úpravy desek s trimetafosfátem a škrobem PFC 1000 obsahujících vysoké množství chloridů (0,08 až 0,16 % hmotn. chloridu sodného ve štuku), které byly jinak připraveny a upravovány podobným způsobem jako to bylo popsáno v příkladu 5. Jak je z tabulky 11 vidět, při porovnávání s kontrolními deskami neobsahujícími chlorid sodný vyústily výsledky úpravy ve zvýšenou pevnost zjištěnou hřebíkovou zkouškou (měřeno stejným způsobem jako v příkladu 4, tj. ASTM C473-95) a zajistily podobnou pevnost vazby (měřeno stejným způsobem jako v příkladu 8). Úprava trimetafosfátem dále zajišťuje značné zlepšení v hodnotě průhybu ve vlhku, a to až do obsahu chloridu 0,3 %.

- 53 Tabulka 11

Výsledky provozních zkoušek s vysokým obsahem soli v závodě na výrobu sádrových materiálů		Průhyb za vlhka i po 24 hod. (1’x4’)	(palců/4 stopy rozpětí)		3,25	2,45	5,25	11,5	>12,5	0,25	0,25	0,25	2,85	2,25	>12,5
Vazba papíru k jádru	% vad	(%)		13,6	15,3	13,7	22,4	31,8	30,3	32,8	19,5	15,1	11,5	25,4
Zatížení			14,8	13,30	11,20	11,50	9,00	8,10	11,40	12,20	12,40	14,90	10,10
Pevnost hřebíkovou zkouškou	S'		88,7	92,1	89,3	87,7	89,6	89,2	95,5	94,5	93,6	83,9	93,4
Hmotnost desky	o O cj O ’ο. Ή o £ ω		1581	1586	1577	1580	1574	1577	1567	1592	1609	1561	1619
Škrob PCF1000	(% hmotn.)		o	0,24	0,24	0,24	0,24	0,24	0,24	0,24	0,24 !	o	o
Škrob HI-BOND	(% hmotn.)		0,52	0,28	0,28	0,28	0,28	0,28	0,28	0,28	0,28 l	0,52	0,52
Přídavek STMP	(% hmotn.)		o	o	o	o	o	80‘0	0,08	0,08	o	o	o
Přídavek NaCI	(% hmotn.)		o	o	0,08	0,16	0,3'	0,3 __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________I	9Ι-Ό	0,08	o	o	0,3
Čas zkoušky			1 (kontrolní)	CN	CO		LO	o		co	σ>	10 (kontrolní)	v*·

- 54 I

Tabulka 12 udává hodnoty po úpravě deskových materiálů trimetafosfáty a PFC 1000 škrobem s vyšším (než v tabulce 11) obsahem chloridů (0,368 % hmotn. chloridu ve štuku), které byly co se týká ostatního připraveny a upravovány podobným způsobem jako to bylo popsáno v příkladu 5. Jak je v tabulce 12 uvedeno, výsledky úpravy vyústily ve zvýšenou pevnost hřebíkovou zkouškou (měřeno stejným způsobem jako v příkladu 4, tj. ASTM C473-95) a zajistily lepší pevnost vazby (měřeno stejným způsobem jako v příkladu 8) při porovnání s kontrolními deskami.

- 55 Tabulka 12

Výsledky provozních zkoušek s vysokým obsahem solí v závodě na výrobu desek	Vazba papíru k jádru	% vad			49,0	0,0	0,0	34,0	0,0	10,0
Zatížení	Ή'		14,10	16,70	14,40	10,90	19,70	19,5
Pevnost hřebíkovou zkouškou	S'		73	85	86	89	77	LO N-
Škrob PCF1000	(% hmotn.)		o	0,25	0,25	o	o	O
Škrob HI-BOND	(% hmotn.)		0,4	0,15	0,15	0,4	0,4	0,4
Přídavek STMP	(% hmotn.)		o	0,16	0,16	0,16	o	o
Koncentrace chloridu	(% hmotn.)		0,032	0,12	| 0,368	0,368	0,368	0,032
% zvýšení obsahu chloridů syntetická sádra	(% hmotn.)		o	50	100	100	100	o
Doba zkoušky			1 (kontrolní)	C\l	co		LO	6 (kontrolní)

• · ·

- 56 Příklad 11

Úpravy kalcinované sádry různými vylepšovacími látkami

V příkladech různých řešení, o kterých bylo diskutováno dříve, byl vylepšovací látkou trimetafosfátový iont. Obecně jsou však vylepšovacími látkami ty, které spadají do definice vylepšovacích látek o nichž bylo už pojednáno a které propůjčují kalcinované sádře výhodné vlastnosti (např. zvýšenou odolnost k trvalé deformaci). Obecně vhodnými takto prospěšnými látkami jsou kondenzované kyseliny fosforečné, obsahující 2 nebo více jednotek kyseliny fosforečné; a sole nebo ionty kondenzovaných fosfátů, kde každý z nich sestává ze 2 nebo více jednotek fosfátu.

Mezi specifické příklady takových vylepšovacích látek patří např. tyto kyseliny nebo sole či jejich aniontové součásti: Trimetafosfát sodný mající molekulární vzorec (NaPO₃)₃, hexametafosfát sodný mající 6 až 27 opakujících se fosfátových jednotek obecného vzorce Na_n+2P_nO₃n+i, kde n = 6 až 27, pyrofosfát tetradraselný vzorce K4P2O7, tripolyfosfát trisodnodidraselný vzorce Na₃K₂P₃O₁₀, tripolyfosfát sodný vzorce Na₅P₃O₁₀, pyrofosfát tetrasodný vzorce Na₄P₂O₇, trimetafosfát hlinitý vzorce AI(PO₃)₃, kyselý pyrofosfát sodný vzorce Na₂H₂P2O7, polyfosfát amonný mající 1000 až 3000 opakujících se fosfátových jednotek obecného vzorce (NH₄)_n+2PnO_3n+i, kde n = 1000 až 3000 nebo kyselina polyfosforečná mající 2 nebo více opakujících se jednotek kyseliny fosforečné obecného vzorce H_n+2PnO_3n+,, kde n je 2 nebo více.

Φ · · ·· ♦·····♦ ·· • ΦΦ Φ····· φ · ···· ·· · ·····

- 57 Výsledky při použití takovýchto vylepšovacích látek pro úpravu kalcinované sádry jsou uvedeny v tabulkách 13, 14 a 15.

V tabulce 13 byly použity k úpravě kalcinované sádry v postupu přípravy sádrových desek a krychlí různé vylepšovací látky. Desky byly připraveny a upravovány stejným způsobem jak to už bylo popsáno v příkladu 2. Krychle byly připraveny a upravovány stejným způsobem jak to už bylo popsáno v příkladu 1. Mimo obou těchto případů byly použity i různé další vylepšovací látky než trimetafosfát. Odchylka průhybem ve vlhku byla měřena stejným způsobem jak to už bylo popsáno v příkladu 2. Pevnost v tlaku byla měřena stejným způsobem jak to už bylo popsáno v příkladu 1.

V tabulce 14 byla k úpravě kalcinované sádry při přípravě sádrových desek a krychlí použita kyselina polyfosforečné. Desky byly připraveny a upravovány stejným způsobem jak to už bylo popsáno v příkladu 2. Krychle byly připraveny a upravovány stejným způsobem jak už to bylo popsáno v příkladu 1. Mimo obou těchto případů byly použity i různé další vylepšovací látky než trimetafosfát. Odchylka průhybem ve vlhku byla měřena stejným způsobem jak to už bylo popsáno v příkladu 2. Pevnost v tlaku byla měřena stejným způsobem jak to už bylo popsáno v příkladu 1.

V tabulce 15 byl k úpravě kalcinované sádry při přípravě sádrových desek a krychlí použit polyfosfát amonný („APP“). Desky byly připraveny a upravovány stejným způsobem jak to už bylo popsáno v příkladu 2. Krychle byly připraveny a upravovány stejným způsobem jak už to bylo popsáno v příkladu 1. Mimo obou těchto případů byly použity i různé další vylepšovací látky než trimetafosfát. Odchylka průhybem ve vlhku byla měřena stejným ·♦ ·♦ ·· · ·· · • · · φ · ♦ φ · ·· · • φ · · ♦ · · · ·· • · · · · φ ·φφ· « · ·· • · · · φ · · ·· ·♦ ·♦·· ·· ♦ ··Φ··

- 58 způsobem jak to už bylo popsáno v příkladu 2. Pevnost v tlaku byla měřena stejným způsobem jak to už bylo popsáno v příkladu 1.

Výsledky v tabulkách 13, 14 a 15 ukazují, že všechny zkoušené látky k úpravě kalcinované sádry při výrobě výrobků s tuhé sádry zapadající do definice vylepšovacích látek uvedených výše při porovnání s kontrolními výrobky a dodávají těmto výrobkům významnou odolnost k trvalé deformaci.

Výsledky laboratorních zkoušek sádrových krychlí (2 x 2 x 2) a desek (24 x 6 x 0,5) odlitých ze štuku s různými přídavky fosfátu a chloridu

Pevnost v tlaku suché krychle (psi)	745	552	CN CO	498	560	552	531	544	673	657	637	624	537	635	673	679	521	629	686	470	464	596
Odchylka pruhybem ve vlhku desátý den (palců)	0,016	i 0,019 I	800’0	0,021	0,137	0,201	0,286	0,436	0,521	0,595	1,385	1,425	1,641	1,734	1,796	2,219	2,875	3,126	3,867	0’9 <	>6,0	>6,0
Měřeni vody v prostoru 90/90 (% hmotn.)	0,06	0,09	1,93	2,08	0,11	0,07	0,09	0,18	0,02	0,11	0,16		0,13	0,13	0,22	0,19	0,23	0,13	0,24	0,67	0,53 i I	0,63
Zpomalené (-) neutrální (0) nebo urychlené (+)	0/+ i	1 1	+	+ /0	-/0	o/-	-/0	-/0	0/0	0/ +	0/0	0/0	i 1	0/0	+	+	0/ +	0/0	+ +	0/ +	+ + +	+
Hmotnost suché desky (gramů)	537,0	538,2	527,5	539,6	538,7	538,8	535,1	556,2	536,2	540,9	547,7	539,4	537,0	546,2	534,0	540,9	528,2	536,6	543,0 ; I	536,2	536,8	542,6
Přídavek (% hmotn.)	o'	θ'	0,5 a 0,1	0,5 a 0,1		o	θ'	o‘	o	V“ o”	θ'	o”	o	0,0	O*	θ'	o’	θ’	o	ó-	o	o
Fosfát nebo jiná specifikovaná chemikálie	Trimetafosfát sodný	Hexametafosfát sodný	Chlorid sodný + trimetafosfát sodný	Chlorid sodný + hexametafosfát sodný	Pyrofosfát tetrasodný	Tripolyfosfát trisodno didraselný	Tripolyfosfát sodný	Pyrofosfát tetrasodný	Trimetafosfát hlinitý	Dihydrogenfosfát draselný	Kyselý pyrofosfát sodný	Kyselina boritá	Fosfát trisodný	Kontrolní	Kyselina fosforečná	Dihydrogenfosfát sodný	Chlorid hořečnatý	Hydrogenfosfát disodný	Síran hlinitosodný	Chlorid zinečnatý	Chlorid hlinitý	Chlorid sodný

Tabulka 14

Výsledky laboratorních zkoušek sádrových krychlí (2 x 2 x 2) a desek (24 x 6 x 0,5) odlitých ze štuku s přídavkem kyseliny polyfosforečné

I Pevnost v tlaku I	suché krychle (psi)	767	781	842	708
nylka I	ybem ve vlhku	CO	CM	LO	CD
o		00	M·	CM	'ď
T5	o	co	O	O	O
o	Q.	o”	o”	o”	τ-'
řeni vody v I	storu 90/90	co	CO	O)	iO
>φ	O	o	T—	O	T—
2	Q.	o’	o'	o”	o”
pomalené (-) I	eutrální (0) nebo	o	o	O	o
N	c	o	o	O
otnost suché I	ky (gramů)	iO	CD	7“ LO”	co
E	V)	co”	σ>”	cm”
Φ	co	co	CO
I	•O	lo	io	LO	LO
Přídavek I	(% hmotn.)	0,0	0,02	0,05	το”
'CO		(kontrolní)	(předem smíchaná s vodou)	(předem smíchaná s vodou)	(předem smíchaná s vodou)
r		'Φ	'05	'05	'05
>o		c	c	c	C
Φ		>Q	>o	>Q	>CJ
		Φ	Φ	Φ	Φ
O
		O	o	O	o
o		‘tn	ω	</)	CD
o		£ >>	lyfo	lyfo	lyfo
o		c	O	O	O
Q.		Φ	Q.	Q.	Q.
05		05	05	05
c			C	C	C
Φ ω		N	sel	sel	sel
		Φ
		cd

- 61 • ♦ · ··♦« 9 9

Výsledky laboratorních zkoušek sádrových krychlí (2 x 2 x 2) a desek (24 x 6 x 0,5) odlitých ze štuku s přídavkem o _C -<D c c o E ro

4— ω

O Q.

Pevnost v tlaku suché krychle (psi)	912	937	924	O O)	956	967	998	907	948	998	1017
Odchylka průhybem ve vlhku	0,694	0,045	0,020	0,005	0,005	0,003	0,005	0,005	0,006	0,006	0,002
Měřeni vody v prostoru 90/90	0,35	0,35	0,37	0,37	0,28	0,30	0,33	0,35	0,30	0,31	0,35
Zpomalené (-) neutrální (0) nebo	0/0	0/0	0/0	0/0	0/0	0/0	0/0	0/0	0/0	0/0	0/0
Hmotnost suché desky (gramů)	540,7	532,5	536,3	539,7	541,3	546,7	538,2	533,5	546,9	538,3	537,4
Přídavek (% hmotn.)	0,0	0,01	0,03	0,05	θ'	0,2	0,4	0,05	o'	0,2	0,4
Polyfosfát amonný („APP)	Kontrolní	Prášek APP (nejprve smíchán s vodou)	Prášek APP (nejprve smíchán s vodou)	Prášek APP (nejprve smíchán s vodou)	Prášek APP (nejprve smíchán s vodou)	Prášek APP (nejprve smíchán s vodou)	Prášek APP (nejprve smíchán s vodou)	Prášek APP (nejprve smíchán se štukem)	Prášek APP (nejprve smíchán se štukem)	Prášek APP (nejprve smíchán se štukem)	Prášek APP (nejprve smíchán se štukem)

9< 99 • 9 9

9 «

•

9

9· 9 • 9 9

99

- 62 Příklad 12

Úpravy odlitků dihydrátu síranu vápenatého různými vylepšovacími látkami

Obecně kterákoliv z vylepšovacích látek, které spadají do definice vylepšovacích látek o nichž bylo už pojednáno udílejí úpravou odlitkům dihydrátu síranu vápenatého výhodné vlastnosti (např. zvýšenou odolnost k trvalé deformaci a zvýšenou pevnost). Obecně vhodnými výhodnými látkami jsou: kyseliny fosforečné, obsahující 1 nebo více jednotek kyseliny fosforečné; sole nebo ionty kondenzovaných fosfátů, kde každý z nich obsahuje 2 nebo více jednotek fosfátu; a monobazické sole nebo monovalentní ionty orthofosfátů.

Výsledky použití takových vylepšovacích látek k úpravě odlitků dihydrátu síranu vápenatého jsou uvedeny v tabulce 16.

V tabulce 16 je uvedeno mnoho různých látek použitých k úpravě tuhého a vysušeného dihydrátu síranu vápenatého ve formě desek a krychlí. Desky byly připraveny stejným způsobem jak to už bylo popsáno v příkladu 2 a zkoušeny byly dále stejným způsobem jako v příkladu 9. Krychle byly připraveny stejným způsobem jak to už bylo popsáno v příkladu 1 a upravovány dále způsobem podobným tomu, který byl popsán v příkladu 9. Mimo obou těchto případů byly použity i různé další vylepšovací látky než trimetafosfát. Odchylka průhybem ve vlhku byla měřena stejným způsobem jak to už bylo popsáno v příkladu 2. Pevnost v tlaku byla měřena stejným způsobem jak to už bylo popsáno v příkladu 1.

Výsledky v tabulce 16 ukazují, že všechny zkoušené látky k úpravě kalcinované sádry při výrobě výrobků s tuhé sádry zapadající do definice vylepšovacích látek uvedených výše dodávají těmto výrobkům v porovnání s kontrolními výrobky významnou odolnost k trvalé deformaci a významné zvýšení pevnosti.

··		99	9	·«
♦	9	• ·	9 9	9	• 9 9
• ·	•	9 ·	9 9	9 «
•	9	9	• < 9	9999	9 9 9
•	•	9	9 9	9	9 ·
*·	999 9	»9	•	99 ·

Výsledky laboratorních zkoušek sádrových krychlí (2 x 2 x 2) a desek (24 x 6 x 0,5) odlitých ze štuku s přídavkem

-C o '>.

c π > o > co ίΟ.

D >CD C >o Φ

CQ Ό

O Ό

CO zs p ’ίΟ o co o £ ω ,O

Pevnost v tlaku suché krvchle (osi)	CM r·»	697				710	708	624	657	611	576	724	754	567	CM LO
Odchylka Drůhvbem ve vlhku	0,016	0,019	0,017	0,011	0,012	0,025	0,029	0,065	0,123	0,345	0,393	0,674	1,082	1,385	6,385
Měření vody v Drostoru 90/90 (%	0,5	0,9	0,3	0,6	0,4		0,2	0,4	0,6	o	0,2	0,7	0,6	2,3	b*
Hmotnost suché deskv (aramů)	537,0	538,2	538,7	556,2	542,1	545,6	487,5	534,7	540,5	486,6	543,9	541,3	532,8	559,9	539,4
Přídavek (% hmotn.)	0,4	0,4	0,4	o’	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,0	0,4	0,4	0,4 |	0,4
Fosfát nebo jiná specifikovaná chemikálie	Trimetafosfát sodný	Hexametafosfát sodný	Pyrofosfát tetradraselný	Pyrofosfát tetrasodný	Kyselý pyrofosfát sodný	Dihydrogenfosfát sodný	Dihydrogenfosfát draselný	Kyselina fosforečná	Tripolyfosfát sodný	Kyselina boritá	Kontrolní	Hydrogenfosfát disodný	Fosforečnan trisodný	Chlorid hořečnatý	Chlorid sodný

·· ·· ·· · ·· · >··* · · · *··· • e · · » · 4 · · · • · ♦ · · · ···· · · « · > · · <·· · 4 · ·· ···· ·· · ·« ···

- 64 Odborníci vidí, že při výrobě výrobků obsahujících sádru podle tohoto vynálezu lze používat širokého rozmezí pH, tj. vyššího nebo rovného 3,5.

Při výrobě sádrových desek podle předloženého vynálezu je provozní oblast pH přednostně mezi 5,0 a 9,0 a lépe mezi 6,5 a 7,5.

Příklad 13

Předcházení zpomalení a snížení pevnosti

Při úpravách předběžného tuhnutí síranu vápenatého podle předloženého vynálezu bylo dále zjištěno, že některé vylepšovací látky při tvorbě tuhé sádry zpomalují rychlost hydratace a nepříznivě ovlivňují pevnost výrobků obsahujících sádru. Bylo objeveno, že toto zpomalování a nepříznivý účinek na pevnost lze omezit nebo případně mu i předejít přidáním vhodného množství urychlovače do směsi, a to vhodným způsobem. To je uvedeno v následující tabulce 17. Kaše byla připravena podle výše uvedeného příkladu 1 a jako vylepšovací látka byl použit hexametafosfát sodný. Část kaše byla zkoušena podle ASTM C472 ke stanovení času potřebného k dosažení 98 % hydratace tuhé sádry. Jiný podíl kaše byl použit k přípravě krychle ke zkoušce pevnosti v tlaku podle příkladu 1. Za tímto účelem lze použít kteroukoliv známou látku k urychlení tuhnutí sádry. Urychlovač, kterému se pro tuto příležitost dává přednost je definován v předešlém příkladu 1.

- 65 Tabulka 17

Účinek urychlovače při předcházení zpomalování a zmenšování pevnosti

přídavek urychlovače (% hmotn.)	přídavek SHMP (% hmotn.)	čas potřebný k	pevnost tuhé kostky (psi)
98 % tuhé (minut)	hydrataci sádry
0	0	23,3	558
0	0,08	31,1	358
0,05	0,08	18,7	660
0,10	0,08	15,9	739
0,25	0,08	13,1	808
0,50	0,08	12,2	907

Příklad 14

Udělení požadovaného tvaru sádrové desce

Dále bylo objeveno, že podle technologie předloženého vynálezu lze vyrobit sádrovou desku mající požadovaný tvar. Před známostí předloženého vynálezu bylo možno upravovat tvar běžné ploché sádrové desky máčením desky vodou ke změkčení desky a jejího zpružnění, načež se upravoval tvar podle požadavku a potom se opět čekalo až deska vyschne. Tato předchozí technologie ovšem působí mnoho výrobních a instalačních potíží, protože vyžadované namáčení ke změkčení desky a jejího zpružnění k tomu, aby bylo možné upravovat její tvar vyžaduje značnou dobu, tj. alespoň jednu hodinu nebo více a není neobvyklá ani potřeba dvanácti hodin. Předchozí • · • · · · ······· «· · ···· ··· • · · · · · ···· · · ♦· ··· ··· · ·· ·· ···· · · · · · · ·

- 66 technologie nejsou navíc pro úpravu požadovaného tvaru desky snadno ovlivnitelné. Pokud deska není patřičně změkčena, je obtížné upravovat ji na požadovaný tvar. K úpravě tvaru je tedy zapotřebí větší síly, a pokud se použije větší síly, deska praskne. Je tedy zapotřebí takový postup a takové složení, které zkrátí dobu vlhčení a zlepší jednoduchost výroby a instalace desek o požadovaném tvaru.

Podle řešení, kterému se podle předloženého vynálezu dává přednost se může například plochá sádrová deska postříkat vodným roztokem chloridu obsahujícího jakoukoliv vylepšovací látku (podle výše uvedených popisů příkladů a shrnuti předloženého vynálezu) ke změkčení desky a jejího zpružnění. Změkčenou a zpružnělou desku lze snadno upravovat na požadovaný tvar za použití menší síly než při předchozích technologiích a přitom požadovaný tvar upravené desky po jejím vysušení pro účinek vylepšovací látky vydrží, zvláště z důvodu odolnosti proti trvalé deformaci.

Zvláště bylo například objeveno, že 5/16“, 3/8“ a 1/2“ silné běžné sádrové desky mohou být upravovány na požadovaný tvar změkčením této sádrové desky postříkáním roztokem chloridu nebo kombinací různých chloridů (jako je například chlorid sodný, chlorid vápenatý, chlorid horečnatý, chlorid draselný, chlorid hlinitý, atd.) obsahující vylepšovací látku popsanou předešle. K dosažení nejlepších výsledků k získání rychlého a účinného změkčení lze použít smáčecí prostředky (jako například smáčedlo Tergitol NP-9 od Union Carbide Chemical & Plastic Company, lne.; Neodol® 1 - 7 a Neodol® 1 - 5 od Shell Chemical Company a Iconol TDA-6 a Iconol DA-6 od BASF Corporation). Ke zlepšení konečné vazby papíru na jádro a zlepšení pevnosti upravené desky lze použít škrob (jako například Stapol 580 a Stapol 630 od A. E. Stanley Manufacturing Company). Pokud • · · · · · · • ·· ······· ·

- 67 nastane problém s pěněním z důvodu pěnicích charakteristik smáčecí látky může se odpěňovač přidávat do roztoku sole.

U řešení, kterému se dává přednost se výše uvedený solný roztok a další látky vylepšující vlastnosti aplikují na jednu stranu desky, zatímco druhá strana desky se ponechá, aby se pro pevnost v tahu neupravené strany desky zamezilo prasknutí během úpravy tvaru desky.

Upravovanou deskou může být například jakákoliv běžná papírem krytá sádrová deska (sádrokarton) s jakýmikoliv běžnými aditivy a složením. U řešení, kterému se dává přednost má deska uvnitř vyztužující materiály jako jsou například samostatná vlákna (např. skelná, z papíroviny a/nebo syntetická vlákna).

Podle předloženého vynálezu se může upravovat jakýkoliv tvar desky o jakémkoliv rozměru nebo tloušťce. Podle řešení, kterému se podle předloženého vynálezu dává přednost, mohou být 5/16“, 3/8“ a 1/2“ papírem kryté sádrové desky (sádrokartonové) upravovány působením „ohýbacího“ roztoku obsahujícího (vzhledem k hmotnosti roztoku) 0,05 % hmotn. chloridu sodného, 0,05 % hmotn. trimetafosfátu sodného, 0,05 % hmot, povrchově aktivní látky Tergitol NP-9 (smáčedlo a 0,025 % hmotn. a Stapolu 580 (upravený kukuřičný škrob) po jedné straně. Sádrokartonové desky 4’ x 4’ USG SHEETROCK® o různých tloušťkách určené na stěny se postřikují ohýbacím roztokem, jemuž se podle předcházejícího popisu dává přednost, způsobem dostatečným k nasáknutí 2 liber ohýbacího roztoku u 5/16“ desek, přibližně 4 liber u 3/8“ desek a 6 liber u 1/2“ desek. Zkoušky probíhaly působením na jednu stranu stěnové sádrové desky a výsledky měly stejnou úroveň jak v případech, kdy byla upravována čelní strana tak zadní strana. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 18.

·

Jak je uvedeno v tabulce 18, tvar stěnových desek o různé tloušťce lze upravovat podle požadavku úpravou podle předloženého vynálezu. Jak je ukázáno, je doba potřebná od aplikace vazebného roztoku k ohýbání desky záležitostí spíše minut než hodin, oproti předcházejícím technologiím.

Minimální poloměr ohýbání (tj. stupeň dosaženého ohnutí; čím menší poloměr ohnutí, tím většího stupně ohnutí je možno dosáhnout) je pro každou tloušťku desky uveden v tabulce 18. V každém případě je minimální poloměr značně menší než jakého bylo možno dosáhnout u předešlých známých technologií. Je obvyklé, že desky mohou být ohýbány dále při menší šířce.

Postup úpravy a instalace sádrových desek na konstrukci podle způsobu, kterému se dává přednost je následující.

Vezme se chlorid, škrob, vylepšovací látka, smáčedlo a požadované množství vody

Ψ

Jemně se spolu zamíchají tak, aby se získal homogenní ohýbací roztok

Φ

Ohýbací roztok se nastříká na jednu stranu sádrové desky a čeká se 5 až 25 minut

Φ

Sádrová deska se ohýbá na požadované zakřivení, nainstaluje se a ponechá přirozeně vysýchat

Vhodné hmotnostní složení roztoku: 0,05 až 1 % chloridu; 0,05 až 0,3 % smáčedla; 0,05 až 0,5 % vylepšovací látky; 0,025 až 0,2 % škrobu. Pokud • · · · · · · · · ···· · · · ··« • · · ···· ·· • · · · · ······· ·

- 69 to je nutné, může ohýbací roztok obsahovat odpěňovač (např. FoamMaster od firmy Henkel Corporation) v množství 0,01 až 0,05 % hmotnostních.

S výhodou podle předloženého vynálezu, mohou být chlorid, smáčedlo a vylepšovací látka na desku aplikovány odděleně, společně nebo jedna látka po druhé kdykoliv před sušením.

- 70 Tabulka 18

Čekací doba a minimální poloměr ohýbání sádrových desek různých tlouštěk upravovaných ohýbacím roztokem podle předloženého vynálezu

tloušťka desky (palců)	přibližná čekací doba mezi aplikací roztoku a ohýbáním desky	minimální poloměr ohýbání po celé délce (palců)	minimální poloměr ohýbání po celé šířce (palců)
5/16“	5 minut	20“	16“
3/8“	15 minut	24“	20“
1/2“	25 minut	36“	28“

Vynález byl podrobně popsán se zvláštním zřetelem na jistá řešení, kterým se dává přednost, avšak různé změny a úpravy nemohou ovlivnit ducha a rozsah vynálezu.

	- “Ul- -X-	·· ·« ·· · ·· • · · · ·*· · • · · · · · ··♦· · · • · · · · · · ···»»· · ♦ 9 9 9
1/2“ deska	průměrná 1/2“	průměrná 5/8“
podle vynálezu	stropní interiérová deska	sádrová deska
Obr. 1	Hmotnost výrobku liber na 1000 stop2
Obr. 2	odchylka v palcích	1/2“ deska podle vynálezu

porovnání průhybu sponkovaného a šroubovaného stropu dnů při vysoké vlhkosti odchylka v palcích

Obr. 3 odchylka v palcích 1/2“ deska podle vynálezu dnů při vysoké vlhkosti porovnání průhybu stropu s F2100

Obr. 4 počáteční zatížení počáteční zatížení (1 Ib.stopa'²) (1 Ib.stopa'²) dnů za vlhka (68/75)

Rosný bod vyvolaný na stropě při zkoušce průhybu 1/2“ desky podle vynálezu v porovnání s 5/8“ typem X celková odchylka průhybm (palců)

	-><-	♦· ·· «· · • · · · · · · • · · · · · · • · ♦ · * ♦··♦·» • · · · · · • · · · · · ·♦ *>
deska podle vynálezu
Obr. 2	odchylka v palcích	1/2“ deska podle vynálezu

porovnání průhybu sponkovaného a šroubovaného stropu dnů při vysoké vlhkosti odchylka v palcích

Claims (53)

1. Patentové nároky

   1. Postup výroby výrobků obsahujících tuhou sádru majících zvýšenou odolnost proti trvalé deformaci vyznačující se tím, že se:

   vytvoří směs síranu vápenatého, vody, urychlovače a nejméně jedné vylepšovací látky vybrané ze skupiny sestávající z: kondenzovaných kyselin fosforečných, z nichž každá obsahuje 2 nebo více jednotek kyseliny fosforečné; a solí nebo iontů kondenzovaných fosfátů, z nichž každý obsahuje 2 nebo více fosfátových jednotek a tato směs se uchová za podmínek dostatečných k tomu, aby síran vápenatý vytvořil do sebe vzájemně zapadající matrici tuhé sádry, přičemž vylepšovací látky jsou ve směsi přítomné v takovém množství a v takové míře, aby tento výrobek obsahující tuhou sádru měl větší odolnost proti trvalé deformaci než výrobek, který by ve své matrici tuto vylepšovací látku neobsahoval, a urychlovač je obsažen v takovém množství a v takové míře, aby měl výrobek obsahující tuhou sádru větší pevnost než výrobek, který by ve své matrici tento urychlovač neobsahoval.
2. 2. Postup podle nároku 1 vyznačující se tím, že se koncentrace vylepšovací látky ve směsi pohybuje od přibližně 0,004 do přibližně 2,0 procent hmotnostních vzhledem k hmotnosti síranu vápenatého.
3. 3. Postup podle nároku 1 vyznačující se tím, že se koncentrace vylepšovací látky ve směsi pohybuje od přibližně 0,04 do přibližně 0,16 procent hmotnostních vzhledem k hmotnosti síranu vápenatého.

   ·· ·· ··· ·· • » · · · · · • · · · · * · · • · * · ······· ·

   -Λ¹! -X-
4. 4. Postup podle nároku 1 vyznačující se tím, že je koncentrace vylepšovací látky ve směsi přibližně 0,08 procent hmotnostních vzhledem k hmotnosti síranu vápenatého.
5. 5. Postup podle nároku 1 vyznačující se tím, že vylepšovací látkou je jedna nebo více z následujících kyselin nebo solí či jejich aniontových částí: trimetafosfát sodný, hexametafosfát sodný mající 6 až 27 opakujících se fosfátových jednotek; pyrofosfát tetradraselný, tripolyfosfát trisodno didraselný, tripolyfosfát sodný, pyrofosfát tetrasodný, trimetafosfát hlinitý, kyselý pyrofosfát sodný, polyfosfát amonný mající 1000 až 3000 opakujících se fosfátových jednotek nebo kyselina polyfosforečná mající 2 nebo více opakujících se jednotek kyseliny fosforečné.
6. 6. Postup podle nároku 1 vyznačující se tím, že směs dále obsahuje předem zgelovatělý škrob.
7. 7. Postup podle nároku 1 vyznačující se tím, že síran vápenatý obsahuje nejméně jednu z těchto látek: anhydrit síranu vápenatého, hemihydrát síranu vápenatého nebo vápenaté nebo síranové ionty.
8. 8. Postup podle nároku 1 vyznačující se tím, že síranem vápenatým je hemihydrát síranu vápenatého.
9. 9. Postup podle nároku 8 vyznačující se tím, že vylepšovací látkou je jedna nebo více z následujících solí nebo jejich aniontových částí: trimetafosfát sodný, hexametafosfát sodný mající 6 až 27 opakujících se fosfátových jednotek; polyfosfát amonný mající 1000 až 3000 opakujících se fosfátových jednotek.
10. 10. Postup podle nároku 1 vyznačující se tím, že směs dále obsahuje « · 0· · · 9 999 • 999 ♦······ • * 9 9 · · 9··· « 9 · 9« <······ ·* ··· ···«··

    99 ···· 99 ♦ ·····

    -Ψτalespoň 0,015 procent hmotnostních (vzhledem k hmotnosti síranu vápenatého ve směsi) chloridových iontů nebo jejich solí.
11. 11. Postup podle nároku 1 vyznačující se tím, že směs obsahuje 0,02 až 1,5 procent hmotnostních (vzhledem k hmotnosti síranu vápenatého ve směsi) chloridových iontů nebo jejich solí.
12. 12. Výrobek obsahující tuhou sádru připravený podle postupu uvedeného v nároku 10.
13. 13. Sádrová deska mající zvýšenou odolnost proti průhybu mající jádro uložené mezi krycími fóliemi, vyznačující se tím, že jádro sestává z matrice tuhé sádry a deska byla připravena postupem skládajícím se z:

    vytvoření a nanesení směsi mezi krycí fólie, kde tato směs obsahuje síran vápenatý, vodu, urychlovač a jeden nebo více z vylepšovacích látek vybíraných ze skupiny sestávající z: kondenzovaných kyselin fosforečných, z nichž každá má 2 nebo více jednotek kyseliny fosforečné; a solí nebo iontů kondenzovaných fosfátů, z nichž každý má 2 nebo více fosfátových jednotek; a udržení směsi v podmínkách dostatečných pro to, aby síran vápenatý vytvořil uzavřenou matrici tuhé sádry;

    přičemž vylepšovací látky jsou přítomny ve směsi v takovém množství a takovým způsobem, aby sádrová deska měla větší odolnost proti průhybu než kdyby tato látka ve směsi nebyla obsažena;

    a urychlovač je přítomen v .takovém množství a v takové míře, aby sádrová deska měla větší pevnost než pokud by tento urychlovač ve směsi nebyl.
14. 14. Sádrová deska podle nároku 13 vyznačující se tím, že se obsah vylepšovací látky ve směsi pohybuje v rozmezí přibližně od 0,004 do • · · přibližně 2,0 procent hmotnostních, vztaženo na hmotnost síranu vápenatého.
15. 15. Sádrová deska podle nároku 13 vyznačující se tím, že se obsah vylepšovací látky ve směsi pohybuje v rozmezí přibližně od 0,04 do přibližně 0,16 procent hmotnostních, vztaženo na hmotnost síranu vápenatého.
16. 16. Sádrová deska podle nároku 13 vyznačující se tím, že obsah vylepšovací látky ve směsi je přibližně 0,08 procent hmotnostních, vztaženo na hmotnost síranu vápenatého.
17. 17. Sádrová deska podle nároku 13 vyznačující se tím, že vylepšovací látkou je jedna nebo více z následujících kyselin nebo solí nebo jejich aniontových částí: trimetafosfát sodný, hexametafosfát sodný mající 6 až 27 opakujících se fosfátových jednotek; pyrofosfát tetradraselný, tripolyfosfát trisodno didraselný, tripolyfosfát sodný, pyrofosfát tetrasodný, trimetafosfát hlinitý, kyselý pyrofosfát sodný, polyfosfát amonný mající 1000 až 3000 Opakujících se fosfátových jednotek nebo kyselina polyfosforečná mající 2 nebo více opakujících se jednotek kyseliny fosforečné.
18. 18. Sádrová deska podle nároku 13 vyznačující se tím, že síran vápenatý obsahuje jednu nebo více z těchto látek: anhydrit síranu vápenatého, hemihydrát síranu vápenatého nebo vápenaté nebo síranové ionty.
19. 19. Sádrová deska podle nároku 13 vyznačující se tím, že síranem vápenatým je hemihydrát síranu vápenatého.

    «· 4 · · * · ♦· ♦ ···· · ♦ · · v · » · · 4 · · * ♦ « 4 · 9 9 ♦······ 9 · «· ·««· ·· · ♦ » ♦ ·· - \V

    -Λ«-
20. 20. Sádrová deska podle nároku 19 vyznačující se tím, že vylepšovací látkou je jedna nebo více z následujících solí nebo jejich aniontových částí: trimetafosfát sodný, hexametafosfát sodný mající 6 až 27 opakujících se fosfátových jednotek; polyfosfát amonný mající 1000 až 3000 opakujících se fosfátových jednotek.
21. 21. Sádrová deska podle nároku 13 vyznačující se tím, že směs dále obsahuje alespoň 0,015 procent hmotnostních (vzhledem k hmotnosti síranu vápenatého ve směsi) chloridových iontů nebo jejich solí.
22. 22. Sádrová deska podle nároku 13 vyznačující se tím, že směs obsahuje 0,02 až 1,5 procent hmotnostních (vzhledem k hmotnosti síranu vápenatého ve směsi) chloridových iontů nebo jejich solí.
23. 23. Sádrová deska podle nároku 21 vyznačující se tím, že směs dále obsahuje předem zgelovatělý škrob.
24. 24. Sádrová deska podle nároku 13 vyznačující se tím, že směs dále obsahuje předem zgelovatělý škrob.
25. 25. Sádrová deska podle nároku 24 vyznačující se tím, že koncentrace předem zgelovatělého škrobu ve směsi se pohybuje přibližně v rozmezí od 0,08 do přibližně 0,5 procent hmotnostních vztaženo na hmotnost síranu vápenatého.
26. 26. Sádrová deska podle nároku 24 vyznačující se tím, že koncentrace předem zgelovatělého škrobu ve směsi se pohybuje přibližně v rozmezí od 0,16 do přibližně 0,4 procent hmotnostních vztaženo na hmotnost síranu vápenatého.

    • ·

    -Η-χ -
27. 27. Sádrová deska podle nároku 24 vyznačující se tím, že koncentrace předem zgelovatělého škrobu ve směsi je přibližně 0,3 procent hmotnostních vztaženo na hmotnost síranu vápenatého.
28. 28. Sádrová deska podle nároku 13 vyznačující se tím, že její jádro má v sobě dutiny stejnoměrně rozložené; a dále směs obsahuje vodnou pěnu.
29. 29. Sádrová deska podle nároku 28 vyznačující se tím, že vodná pěna byla vytvořena napěňovací látkou nebo směsí napěňovacích látek obecného vzorce

    CH₃(CH2)xCH2(OCH2CH2)yOSO₃-M@ kde X je číslo od 2 do 20, Y je číslo od 0 do 10 a je 0 alespoň u 50 hmotnostních procent napěňovací látky nebo směsi napěňovacích látek.
30. 30. Sádrová deska podle nároku 29 vyznačující se tím, že Υ je 0 v rozmezí od 86 do 99 procent hmotnostních napěňovací látky nebo směsi napěňovacích látek.
31. 31. Sádrová deska podle nároku 13 vyznačující se tím, že směs obsahuje dále předem zgelovatělý škrob a vodní pěnu.
32. 32. Postup výroby tvarovaných sádrových desek sestávající z:

    přípravy homogenního roztoku obsahujícího vodu, alespoň jednu chloridovou sůl, smáčedlo a jednu nebo více vylepšovacích látek vybíraných ze skupiny sestávající z: kyselin fosforečných , z nichž každá má 1 nebo více jednotek kyseliny fosforečné; solí nebo iontů kondenzovaných fosfátů, z nichž každý má 2 nebo více jednotek fosfátu; a monobazických solí nebo monovalentních iontů orthofosfátů, a aplikace homogenního vodného roztoku na sádrovou desku v dostatečném množství a v takové míře, aby se sádrová deska změkčila a

    -Xumožnilo se jí změnit tvar, úpravy tvaru sádrové desky podle požadavku, a umožnění vysušení sádrové desky za účelem získání tvarované sádrové desky, přičemž chloridové sole, vylepšovací látky nebo látek a smáčedla se aplikují na sádrovou desku v takovém množství a v takové míře, aby tato deska v kratší době a dosáhla upraveného tvaru a měla větší odolnost proti trvalé deformaci než deska, na kterou nebyly aplikovány chloridová sůl, vylepšovací látky a smáčedla.
33. 33. Postup podle nároku 32 vyznačující se tím, že aplikovaný roztok dále obsahuje předem zgelovatělý škrob.
34. 34. Postup podle nároku 32 vyznačující se tím, že aplikovaný roztok dále obsahuje odpěňovač.
35. 35. Postup podle nároku 32 vyznačující se tím, že aplikovaný roztok obsahuje roztok chloridu v koncentraci od 0,05 do 1,0 % hmotnostních.
36. 36. Postup podle nároku 32 vyznačující se tím, že aplikovaný roztok obsahuje roztok smáčedla v koncentraci od 0,05 do 0,3 % hmotnostních.
37. 37. Postup podle nároku 32 vyznačující se tím, že aplikovaný roztok obsahuje roztok vylepšovací látky v koncentraci od 0,05 do 0,5 % hmotnostních.
38. 38. Postup podle nároku 33 vyznačující se tím, že aplikovaný roztok obsahuje roztok škrobu v koncentraci od 0,025 do 0,2 % hmotnostních.

    • · aplikovaný roztok

    4 4 4·

    4 4· •i * • ·4 •·444· • · · » 4 4 • f **

    4 I ·44 *!- ··

    4 ·4
39. 39. Postup podle nároku 34 vyznačující se tím, že obsahuje roztok odpěňovače v koncentraci od 0,01 do 0,05 % hmotnostních.
40. 40. Postup podle nároku 32 vyznačující se tím, že sádrová deska je pokryta papírem.
41. 41. Postup podle nároku 32 vyznačující se tím, že homogenní roztok je aplikován pouze na jednu stranu sádrové desky.
42. 42. Tvarovaná sádrová deska připravená postupem podle nároku 32.
43. 43. Postup výroby tvarovaných sádrových desek sestávající z:

    aplikace homogenního roztoku obsahujícího vodu a smáčedlo na sádrovou desku, aplikace homogenního roztoku obsahujícího vodu a alespoň jednu chloridovou sůl na sádrovou desku, aplikace homogenního roztoku obsahujícího jednu nebo více vylepšovacích látek na sádrovou desku před vysušením sádrové desky volených ze skupiny sestávající z: kyselin fosforečných, z nichž každá má 1 nebo více jednotek kyseliny fosforečné; solí nebo iontů kondenzovaných fosfátů, z nichž každý má 2 nebo více fosfátových jednotek; a monobazických solí nebo monovalentních iontů orthofosfátů, úpravy tvaru sádrové desky podle požadavku, a umožnění vysušení sádrové desky za účelem vytvoření tvarované sádrové desky, přičemž chlorid vylepšovací látky a smáčedla se na sádrovou desku aplikují v takovém množství a v takové míře, aby se dosažený upravený tvar sádrové desky měl větší odolnost proti trvalé deformaci než v případě, kdy nebyl aplikován chlorid, vylepšovací látka a smáčedlo.

    ♦ * · • ·
44. 44. Postup podle nároku 43 vyznačující se tím, že roztok, který obsahuje předem zgelovatělý škrob, se aplikuje na sádrovou desku před vysušením této desky.
45. 45. Postup podle nároku 43 vyznačující se tím, že roztok, který obsahuje odpěňovač, se na sádrovou desku aplikuje před vysušením této desky.
46. 46. Postup podle nároku 43 vyznačující se tím, že aplikovaný roztok obsahující chloridy obsahuje chlorid v koncentraci od 0,05 do 1,0 % hmotnostních vztaženo na roztok.
47. 47. Postup podle nároku 43 vyznačující se tím, že aplikovaný roztok obsahující smáčedlo obsahuje smáčedlo v koncentraci od 0,05 do 0,3 % hmotnostních vztaženo na roztok.
48. 48. Postup podle nároku 43 vyznačující se tím, že aplikovaný roztok obsahující vylepšovací látku obsahuje vylepšovací látku v koncentraci od 0,05 do 0,5 % hmotnostních vztaženo na roztok.
49. 49. Postup podle nároku 44 vyznačující se tím, že aplikovaný roztok obsahující škrob obsahuje škrob v koncentraci od 0,025 do 0,2 % hmotnostních vztaženo na roztok.
50. 50. Postup podle nároku 45 vyznačující se tím, že aplikovaný roztok obsahující odpěňovadlo obsahuje odpěňovadlo v koncentraci od 0,01 do 0,05 % hmotnostních vztaženo na roztok.

    ~ V2_-
51. 51. Postup podle nároku 43 vyznačující se tím, že sádrovou deskou je deska pokrytá papírem (sádrokarton).
52. 52. Postup podle nároku 43 vyznačující se tím, že chlorid, vylepšovací látka nebo látky a smáčedlo se aplikují pouze na jednu stranu sádrové desky.
53. 53. Tvarovaná sádrová deska připravená postupem podle nároku 43.