CZ300325B6

CZ300325B6 - Sádrová kompozice a zpusob její prípravy

Info

Publication number: CZ300325B6
Application number: CZ20014652A
Authority: CZ
Inventors: Yu@Quiang; Veeramasuneni@Srinivas; Thomas Jones@Frederick
Original assignee: United States Gypsum Company
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2009-04-22
Also published as: CN1199901C; KR20020019926A; CN1366514A; BR0106100A; NO20016173D0; US6481171B2; US6387172B1; MY127747A; ES2290126T3; WO2001081264A1; KR100801036B1; MXPA01012924A; EP1202941B1; BR0106100B1; RU2263644C2; NO20016173L; DK1202941T3; PL351552A1; CA2376187A1; US20020112651A1

Abstract

Vytvrzená sádrová kompozice je pripravená zpusobem, pri kterém se pripravuje smes z alespon kalcinované sádry, vody a zlepšujícího materiálu voleného ze souboru zahrnujícího trimetafosfátovou slouceninu, polyfosfát amonný mající 500 až 3000 opakující se fosfátových jednotek, polykarboxylovou slouceninu, povrchove aktivní cinidlo a jejich kombinaci, pricemž hmotnostní pomer vody ke kalcinované sádre ve smesi je alespon približne 3:1 a smes se udržuje za podmínek postacujících k tomu, aby kalcinovaná sádra vytvorila provázanou matrici vytvrzené sádry.

Description

Vynález sc týká sádrových směsí a způsobů jejich přípravy. Zvláště se vynález týká vytvrzených sádrových směsí se zmenšenou hustotou a způsobů jejich přípravy.

kí Dosavadní stav techniky

Vytvrzená sádra (dihydrát síranu vápenatého) je dobře známým materiálem pro mnoho typů výrobků. Například je vytvrzená sádra hlavní složkou hotových výrobků vytvořených použitím tradičních omítek (například omítek vnitřních stěn budov) a také sádrokartonů, používaných při i? stavbě vnitřních stěn a stropů budov. Kromě toho je vytvrzená sádra hlavní součástí kompozitových panelů a výrobků tvořených směsí sádry a celuló/.ových vláken a je také součástí výrobků pro vyplněni a zahlazení spojů mezi hranami sádrokartonů. Četné speciální materiály, například vhodné k modelováni a k výrobě forem, které se přesně obrábějí, obsahují jako hlavní složku vy tvrzenou sádru.

21)

Výrobky, obsahující sádru, se zpravidla připravují vytvořením směsi kaleinované sádry' (heinibydrátu a/nebo anhydridů síranu vápenatého) a vody (a případně dalších složek). Směs se odlévá k získání požadovaného tvaru nebo se lije na povrchy, nechá se ztvrdnout, ke vzniku vytvrzené (například rebydrátované) sádry' reakcí kaleinované sádry s vodou k vytvořeni matrice krystalické hydralované sádry (dibydrátu síranu vápenatého), Žádoucí hydrataee kaleinované sádry umožňuje vytvoření provázané matrice („interloeking matrixd) ztvrdlých krystalů sádry; která dodává pevnost sádrovým strukturám ve výrobku obsahujícím sádru. K vypuzení zby lé volné (nezreagované) vody k získání suchého výrobku se používá mírného ohřevu.

Trvalým úsilím je takové výrobky obsahující sádru vylehčit zaváděním materiálů nižší hustoty (například expandovaného perlitu nebo vzduchových dutin) jako součásti vytvrzené sádrové matrice, například ke zlepšení zvukových a/nebo izolačních vlastností, stejně jako zlepšení manipulace a dopravy . Dosavadní snahy k podstatnému vylehčení výrobků obsahujících sádru nebyly plně úspěšné, neboť například i když je možno použít významných množství pěny k vytvoření dutin postačujících k dosažení nižší hustoty výrobků obsahujících sádru, nemohou takové výrobky dosud dosahovat žádoucích zvukových a izolačních vlastností. Výrobky obsahující sádru s nižší hustotou mají dosud sklon k nepříznivým charakteristikám způsobovaným poměrně velkým množstvím nadouvadel bez. dosahování v některých případech žádoucích výsledků. V nedávné době byl vynalezen sádrokarton vytvořený z vláknité kaleinované sádry podle amerie40 kélio patentového spisu ěíslo US 5 041 333. Příprava vláknité kaleinované sádry je časově náročná a nákladná, čímž se stalo používání vláknité kaleinované sádry na sádrokartony rovněž drahým.

Jiným problémem s vytvářením produktů s podstatně nižší hustotou obsahujících sádruje, že během jejich výroby, zpracování a obchodního použiti sc stala pochybnou rozměrová stálost. Například při přípravě vytvrzených sádrových výrobků zůstane obvykle významné množství volné (nezreagované) vody v matrici po vylvrzení sádry . Během sušení vytvrzené sádry k vypuzení nadbytku vody mají provázané krystaly vyl vržené sádry v matrici sklon k těsnějšímu vzájemnému posunu při odpařování vody. Přitom, když voda opouští mezilehlé krystalové prostory sádrové matrice, má matrice sklon ke smršťování působením přírodních sil vytvrzené sádry v důsledku zbývajícího kapilárního tlaku působeného vodou na sádrových kry stalech. Když se množství vody ve vodných kalcinovaných sádrových směsích zvýší je rozměrová stálost problematičtější.

- 1 C7. 300325 B6

Rozměrová stálost je znepokojující také u konečných vysušených produktů obzvláště za podmínek kolísavé teploty a v lhkosti, kdy je vytvrzená sádra náchylná například na roztahování a smršťování. Například vlhkost v mezikrystalických prostorech sádrové matrice sádrokartonu nebo obkladových desek vystavených vysoké vlhkosti může zesílit problém prohýbání tím, že způsoí buje roztahování panelu.

Kdyby se podařilo zabránit takové nestálosti nebo jí omezit na minimum, byly by výsledkem různé přednosti. Například stávající způsoby výroby sádrokartonu by produkovaly více výrobků, kdyby se panely během sušení nesmršťovaly, a kdyby na výrobky obsahující sádru bylo žádoucí m spolehnutí, žc si podrží přesný tvar a rozměry (například při výrobě sádrových modelů), což by lépe posloužilo jejich účelům.

Se zřetelem na shora uvedené je zřejmé, že v oboru existuje potřeba kompozice vytvrzené sádry vykazující nízkou hustotu bez nutnosti začlenění velkého množství plniva o nízké hustotě nebo vzduchových dutin vytvořených nadouvadlem. Je také potřeba takových směsí vytvrzované sádry s nízkou hustotou, které mají zlepšenou rozměrovou stálost, izolační a nebo zvukové vlastnosti. Předností vynálezu jsou dále objasněny.

2(i Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je vytvrzená sádrová směs připravená způsobem, při kterém sc připravuje smčs z alespoň kalcinované sádry; vody a zlepšujícího materiálu voleného ze souboru zahrnujícího trimelafosfátovoLi sloučeninu, polyfostát amonný mající 500 až 3000 opakující sc fosfátových jednotek, polykarboxylovou sloučeninu, povrchově aktivní činidlo a jejich kombinaci, přičemž hmotnostní poměr vody kc kalcinované sádře ve směsi je alespoň přibližně 3:1a směs sc udržuje za podmínek postačujících k tomu, aby kalcinovaná sádra vytvořila provázanou matrici vytvrzené sádry.

.«) Vynález se tedy týká vytvrzené sádrové směsi a způsobu její přípravy. Sádrová směs podle vynálezu má s výhodou nízkou hustotu a vykazuje zlepšenou rozměrovou stálost (například odolnost proti smršťování), zlepšené izolační a/ncbo zvukové vlastnosti.

Vynález se ledy týká sádrové směsi připravené způsobem, spočívajícím v tom, žc sc připraví směs z alespoň kalcinované sádry a vody, přičemž hmotnostní poměr vody ke kalcinované sádře ve směsi je alespoň přibližně 3:1. V tomto provedení sestává vytvrzená sádrová směs například z kalcinované sádry obsahující hmotnostně alespoň 30 % nevláknité kalcinované sádry. Směs se uchovává za podmínek postačujících k tomu, aby kalcinovaná sádra vytvořila vytvrzenou sádrovou matrici.

Vynález sc také týká vytvrzené sádrové směsi, připravené způsobem spočívajícím vc vytvoření směsi alespoň kalcinované sádry a vody. přičemž hmotnostní podíl vody kc kalcinované sádře jc alespoň přibližně 4,5:1. Směs se udržuje za podmínek postačujících k tomu, aby se z kalcinované sádry vytvořila vytvrzená sádrová matrice.

Vynález se týká také vytvrzené sádrové směsi připravené způsobem spočívajícím ve vytvoření směsi kalcinované sádry a vody; a zlepšujícího materiálu voleného zc souboru zahrnujícího trimethanfosfátovou sloučeninu, polyfosfát amonný; mající 500 až 3000 opakujících se fosfátových jednotek, polykarboxylovou sloučeninu, povrchově aktivní činidlo a jejich kombinaci. V tomto

5(i provedení vynálezu je hmotnostní podíl vody kc kalcinované sádře, použité k vytvoření směsi, alespoň přibližně 3:1, Směs se udržuje za podmínek postačujících k tomu. aby se /.kalcinované sádry vytvořila vytvrzená sádrová matrice.

Vynález se týká také vytvrzené sádrové směsi obsahující kontinuální fázi provázané sádrové matrice. Matrice zahrnuje sádru a dutiny po odpařené vodě. Je žádoucí, abv v matrici objem dutin

po odpařené vodě byl alespoň 69 % se zřetelem na objem odpařené vody („EWVV) podle stanovení níže popsanou zkouškou. Při tomto provedení vynálezu se vytvrzená sádrová kompozice vytváří například za použití kalcínované sádry obsahující alespoň hmotnostně alespoň 30 % nevláknité kalcínované sádry.

Vynález se týká také vytvrzené sádrové směsi obsahující kontinuální fázi provázané sádrové matrice. Matrice zahrnuje sádru a dutiny po odpařené vodě. Jc žádoucí, aby v matrici objem dutin po odpařené vodě byl alespoň 69 % podle zkoušky EWVV. Při tomto provedeni vynálezu se vytvrzená sádrová kompozice vytváří za použití zlepšujícího materiálu ze souboru zahrnujícího io trimetafosfátovou sloučeninu, polyfosfát amonný, mající 500 až 3000 opakujících se fosfátových jednotek, polykarboxylovou sloučeninu, povrchově aktivní činidlo a jejich kombinace.

Ještě déle se vynález týká vytvrzené sádrové kompozice obsahující kontimulání fází provázané vytvrzené sádrové matrice, přičemž matrice obsahuje sádru a dutiny po odpařené vodě, a objem is dutin po odpařené vodě je alespoň 80 % (například 80 až 97 %) se zřetelem na objem odpařené vody podle zkoušky EWVV.

Sádrová kompozice podle vynálezu může být například vc formě desky. Deska muže být provedena například jako stěnová deska, dveřní výplň, součást systému konstrukčních izolačních pane20 lú, zvukový obklad, izolační panel, lakový výrobek může sestávat /.několika desek (například jako vrstev). Výrobek může obsahovat druhou, hustší sádrovou desku, přičemž hustota druhé sádrové desky je větší než hustota desky obsahující sádrovou směs podle vynálezu.

Vynález objasňují, nijak však neomezují následující příklady praktického provedení pomocí přiložených obrázků.

Přehled obrázků na vý křesech

5o Na obr. I je schematicky znázorněn kompozit sestávající z vrstev sádrových desek podle jednoho provedení vvnáiezu.

Na obr. 2 je axonometrieký pohled na výrobek ve tvaru stropní obkládačky podle jiného provedení vynálezu.

Na obr. 3 je schematicky znázorněn laminovaný kompozit podle ještě dalšího provedeni vynálezu.

io Příklady provedeni vynálezu

Vynález se týká sádrové směsi nízké hustoty, kterou tvoří kontinuální fáze provázané matrice vytvrzené sádry a zlepšený objem dutin po odpařené vodě. Vy tvrzená sádrová smčs nízké hustoty se s výhodou připraví ze směsi (například suspenze), obsahující zvýšený poměr vody ke kalcino15 váné sádře.

Kaicinovaná sádra může být vláknitá nebo nevláknitá. Za nevláknitou kalcinovanou sádru se považuje obyčejná kaicinovaná sádra, která se může připravil obvyklými způsoby odpovídajícími stavu techniky v kalcinátoru (například v kotli nebo rotační peci) za tlaku okolí, způsobem popsa5« ným například v americkém patentovém spise číslo US 2 341 426. Vláknitá kaicinovaná sádra je popsána například v amerických patentových spisech číslo US 4 029 512 a US 5 041333. S výhodou tvoří složení sádrového kompozitu hmotnostně alespoň 30 % nevláknité kalcínované sádry. Výhodněji tvoří složeni sádrového kompozitu hmotnostně alespoň 50% nevláknité kalcinované sádry a v některých případech kalcínované sádry používané k přípravě suspenze (nebo

.) CZ 5WLV5 Bó směsi) ze které se sádrové směsi podie vynálezu odlévají, sestává v podstatě z nevláknité kalcinované sádry.

Kalcinovaná sádra může být ve formě hemihydrátu α-siranu vápenatého, hemihydrátu (i—síranu vápenatého, anhydritu ve vodě rozpustného síranu vápenatého nebo jejich směsí. S výhodou obsahuje kalcinovaná sádra alespoň 30 % β—hemihydrátu síranu vápenatého a výhodněji alespoň 50 % hemihydrátu β-síranu vápenatého. Podle některých provedení vynálezu sestává kalcinovaná sádra v podstatě z hemihydrátu β-síranu vápenatého.

iii Vytvrzená sádrová kompozice podle vynálezu se vyznačuje poměrně volnou a otevřenou strukturou účinkem objemu zesílených dutin po odpařené vodě v kontinuální fázi vytvrzenč sádrové matrici. Zlepšený objem vodních dutin může pocházet například z použití zvýšeného poměru vody ke kaleinované sádře ve směsi použité k přípravě sádrových kompozic. Provázanou matrici sádry tvoří krystaly jakékoli různé velikosti a tvaru, v závislosti poněkud na poměru vody ke kaleinované sádře vc směsi použité při přípravě sádrové kompozice. Například v některých provedeních vynálezu jsou krystaly poměrně dlouhé (například přibližně 10 až 40 μιη nebo delší alespoň v jednom směru), nebo může mít různé uspořádání, například jako jehlice, destičky nebo jejich kombinace.

2d Je významné, že vytvrzená sádrová kompozice podle vynálezu má žádoucí nízkou hustotu a přesto vykazuje postačující pevnost a odolnost proti mechanickým deformacím (například odolnost proti ohybu), což jc užitečné, přes zvětšený objem dutin po odpařené vodě v matrici vytvrzené sádry. Kromě toho vykazuje vytvrzená sádrová kompozice podle vynálezu rozměrovou stálost, takže odolává smršťování (například vlivem napětí při sušení) během přípravy vytvrzenč

2? sádrové kompozice, i se zřetelem ke zvýšenému obsahu vody, obsažené během přípravy vytvrzené sádrové směsi. Kromě toho dodává zvýšený objem dutin po odpařené vodě ve vytvrzenč sádrové kompozici směsi žádoucí zvukových vlastnosti, jelikož uvolněná struktura, související se zlepšeným objemem dutin po odpařené vodě, poskytuje zvětšený prostor ve vytvrzené sádrové kompozici pro absorpci zvuku, takže míra odraženého a pronikajícího zvuku v případě vytvrzenč tu sádrové kompozice podle vynálezu je snížená.

Vytvrzená sádrová směs podle vynálezu má kontinuální fázi provázaná vytvrzené sádrové matrice. Matrici tvoří sádra a zvětšený objem dutin po odpařené vodě. Objem dutin po odpařené vodě se projevuje v souvislé fázi, která vylučuje necelistvosti jiné, než jsou dutiny po odpařené vodě, jako jsou například necelistvosti vyvolané přítomností papírových vláken, vylehčovaciho plnidla nebo dutin vzduchu od pěny ve směsi. V některých provedeních jc objem dutin v matrici po odpařené vodě alespoň 69 % (například 69 až přibližně 97 %) podle testu EWVV, S výhodou je objem dutin v matrici po odpařené vodě 74 až 95 % podle testu EWVV. Například v některých případech je objem dutin v matrici po odpařené vodě 79 až. 89 % podle testu EWVV,

4(1

V některých provedeních se vytvrzená sádrová kompozice podle vynálezu připravuje způsobem spočívajícím ve vytvořeni směsi (například suspenze) kaleinované sádry a vody v hmotnostním poměru vody ke kaleinované sádře alespoň přibližně 3:1. Směs se udržuje za podmínek postačujíeíeh k tomu, aby se z kaleinované sádry vytvořila vytvrzená sádrová matrice. Hmotnostní poměr vody ke kaleinované sádře je s výhodou přibližně 3:1 až přibližné 12:1, obsahuje—li kalcinovaná sádra alespoň hmotnostně 30% nevláknité kaleinované sádry. Výhodněji je hmotnostní poměr vody ke kaleinované sádře přibližně 4,5:1 až přibližně 9:1 a ještě výhodněji je hmotnostní poměr vody ke kaleinované sádře, používaný k přípravě směsi přibližně 5:1 až. přibližně 8:1. V těchto provedeních je nevláknitou kalcinovanou sádrou s výhodou hemihydrát β-síranu vápenatého.

V některých provedeních se vytvrzená sádrová kompozice podie vynálezu připravuje způsobem spočívajícím ve vytvoření směsi (například suspenze), která obsahuje vodu a vláknitou a/nebo nevláknitou kalcinovanou sádru v různých kombinacích nebo prostředcích s hmotnostním poměrem vody ke kaleinované sádře alespoň přibližně 4.5:1 až přibližně 12:1. S výhodou je hinotnost-4 (_/ JUIU25 Bó ní poměr vody ke kalcinované sádře při přípravě směsi podle vynálezu přibližně 5:1 až přibližně 8:1 a výhodněji 5:1 až 7:1.

S výhodou má vytvrzena sádrová kompozice podle vynálezu poměrně nízkou hustotu. Pouze jako příklad, nikoliv jako jakékoliv omezení, má sádrová kompozice hustotu přibližně 320 kg/nT nebo menší, jako je například 240 kg/m’ nebo v některých případech až 192 kg/m’ nebo méně.

Výhodně se vytvrzena sádrová kompozice podle vynálezu připravuje začleněním jednoho nebo několika zlepšujících materiálů do vodné směsi kalcinované sádry, k podpoře pevnosti a/nebo io rozměrové stálosti (například minimalizací smrštění vlivem napětí vyvolaných sušením) během přípravy vytvrzcnc sádrové směsi. Je žádoucí, aby zlepšující materiály byly voleny lak, aby nezpomalovaly rychlost nebo jinak nepříznivě neovlivňovaly tvoření vytvrzených sádrových kompozic podle vynálezu. Zlepšující materiál může být volen zc souboru zahrnujícího triinctafosfátovou sloučeninu, polyfosťát amonný, mající 500 až 3000 opakujících se fosfátových jedno15 tck. polykarboxylovou sloučeninu nebo povrchově aktivní činidlo. V praxi podle vynálezu je možno použít jeden nebo několik z každého typu zlepšujících materiálů. Stejně tak je možno používat kombinací zlepšujících materiálů. Například lze používat trimetafosfátovou sloučeninu, alespoň jeden polvfosfát amonný, polykarboxylovou sloučeniny a povrchové aktivní činidlo. Nebo například je možno používat polvfosfát amonný a alespoň jednu trimetafosfátovou sloučeni nimi, polykarboxylovou sloučeninu a povrchově aktivní činidlo.

Při přípravě vytvrzené sádrové kompozice může být zlepšující materiál přidán v jakémkoli vhodném množství do vodné směsi kalcinované sádry, například přibližně 0,01 % až přibližně 5 % se zřetelem na hmotnost kalcinované sádry. S výhodou se zlepšující přísada přidává nebo začleňuje do vodné směsi kalcinované sádry' v množství přibližně 0,1 % až přibližně 5 % se zřetelem na hmotnost kalcinované sádry a výhodněji se zlepšující materiál přidává nebo začleňuje do vodné směsi kalcinované sádry v množství přibližně 0.5% až přibližně 2% se zřetelem na hmotnost kalcinované sádry.

Přednost se dává obzvláště sloučenině trimeta fosfátu (například solí nebo jejímu aniontu). Začleňování trimetafosfátovc sloučeniny během hydrataee kalcinované sádry k vytvoření vytvrzené sádry vede ke zvýšení pevnosti, včetně odolnosti proti mechanickým deformacím (například prohnutí) vy tvrzené sádry. Z tohoto hlediska je zvětšení pevnosti, pozorované při použití trimetafosfátové sloučeniny, obzvlášť žádoucí vzhledem ke zmenšené hustotě a zvýšenému objemu dutin po odpaření vody v provázané matrici vytvrzené sádry. Trimeta fosfátová sloučenina může být ve formě soli. jako je například trimetafosfát sodný, trimetafosfát vápenatý, trimetafosfát sodno-vápenatý, trimetafosfát draselný, trimetafosfát amonný a trimetafosfát litliný. Použít lze kombinací těchto solí. V některých provedeních jc tri meta fosfátovou sloučeninou trimetafosťát sodný.

Případně začleněná trimetafosfátová sloučenina může být použila samotná nebo v kombinaci s alespoň jedním polyfosfatcm amonným s 500 až 3000 opaku jícími se jednotkami, s alespoň jednou polykarboxy lovou sloučeninu a/nebo s alespoň jedním povrchově aktivním činidlem. Případné množství trimetafosfátové sloučeniny přidané nebo začleněné do směsi vody a kalcinované sádry, použité k přípravě vytvrzené sádrové kompozice, je s výhodou přibližně 0,1 % až přibližně % se zřetelem na hmotnost kalcinované sádry a výhodněji je množství trimetafosfátové sloučeniny přidané nebo začleněné do vodné směsi kalcinované sádry přibližně 0,5 až přibližně I % se zřetelem na hmotnost kalcinované sádry.

5i) Polyfosťát amonný (například sůl nebo jeho aniont) má s výhodou přibližně 500 až 3000 opakujících se jednotek. Množství případně přidaného nebo začleněného polyfosfátu amonného do směsi vody a kalcinované sádry, použitého k přípravě vytvrzené sádrové kompozice, je s výhodou přibližně 0,1 až přibližně 2% se zřetelem na hmotnost kalcinované sádry a výhodněji je množství případně přidaného nebo začleněného polyfosfátu amonného do vodné směsi kaleino55 váné sádry přibližně 0,5 až přibližně 1 % se zřetelem na hmotnost kalcinované sádry.

- 5 C7 300325 B6

Polykarboxylová sloučenina (například kyselina, sůl nebo její aniontový podíl) obsahuje alespoň dvě karboxylátové soli nebo iontové skupiny a alespoň dvě skupiny karboxylové kyseliny nebo alespoň jednu karboxylátovou sůl nebo iontovou skupinu a alespoň jednu skupinu karboxylové kyseliny. S výhodou je polykarboxylová sloučenina rozpustná vc vodě. Polykarboxylové sloučeniny jsou výhodné, jelikož se má zato. že napomáhají vázat krystaly, když sc vytváří sádrová provázaná matrice. Výsledkem je. že polykarboxylové sloučeniny žádoucím způsobem zvyšují pevnost, čímž napomáhají k sníženi poškozování vytvrzené sádrové kompozice při manipulaci a zpracování a zlepšují rozměrovou stálost vytvrzené sádrové kompozice. Polykarboxylové slouio ceniny podle vynálezu mají molekulovou hmotnost přibližně 100 000 daltonů až přibližně 1 milion daltonů. Polykarboxylové sloučeniny s vyšší molekulovou hmotností jsou méně žádoucí, jelikož jc jejich viskosita příliš vysoká, zatímco polykarboxylové sloučeniny s nižší molekulovou hmotností (progresivně klesající pod 100 000 daltonů) jsou méně účinné.

is V některých provedeních má polykarboxylová sloučenina molekulovou hmotnost přibližné 200 000 až přibližné 700 000 daltonů s výhodou přibližně 400 000 až přibližně 600 000 daltonů (například přibližně 500 000 daltonů). Například, avšak bez záměru na jakémkoliv omezení, může být polykarboxylová sloučenina volena zc souboru zahrnujícího polyakryláty. polymctakryláty. polyethakryláty. nebo jejich kombinace. V některých provedeních jc polykarboxylovou sloučeninou polyakrylát a v tom případě má molekulovou hmotnost přibližně 200 000 daltonů až přibližně 700 000 daltonů. výhodněji přibližně 400 000 daltonů až přibližně 600 000 daltonů. Například vhodným polyakryhilem je ACRYSOl/ 644, (obchodní produkt společnosti Rohm & Haas Philadelphia. Pennsylvania).

Množství polykarboxylové sloučeniny, případně přidané nebo začleněné do směsi vody a kaieinované sádry, použité při výrobě vytvrzené sádrové kompozice, jc s výhodou přibližně 0,05 až přibližně 2 % se zřetelem na hmotnost použité kalcinované sádry a výhodněji je množství polykarboxylové sloučeniny, popřípadě přidané nebo začleněné do smčsi vody a kalcinované sádry použité při výrobě vytvrzené sádrové kompozice, s výhodou přibližně 0,1 až přibližně 0.4 % se ío zřetelem na hmotnost použité kalcinované sádry.

Polykarboxylová sloučenina může být začleněna samotná nebo v kombinaci s jinými zlepšujícími materiály. Například může být polykarboxylová sloučenina začleněna spolu s trinietafosfátovou sloučeninou, s polyfosfátem amonným majícím 500 až 3000 opakujících se fosfátových jednotek (například 1000 až 3000 opakujících se fosfátových jednotek) a/ncbo s povrchově aktivním činidlem.

Při začlenění jednoho nebo několika povrchově aktivních činidel do směsi vody a kalcinované sádry héliem přípravy sádrové smčsi podle vynálezu poskytuje povrchově aktivní činidlo snížení ío povrchového napětí smčsi, což se projeví vc snížení sušicích napětí, takže smršťování vytvrzené sádrové smčsi je sníženo na minimum. V tomto ohledu se má zato. že snížením povrchového napětí vodné směsi kalcinované sádry se snižuje kapilární tlak, kterým působí kapalina na sádrové krystaly, jako je odpovídající reakce sádrových krystalů proti vodné kapalině, čímž se snižuje sklon provázané krystalické matriční struktury ke smršťování, když se nezreagovaná voda

4? z matrice odpařuje. Povrchově aktivní činidla, která jsou užitečná při provádění vynálezu, se s výhodou vyznačují schopností snižovat povrchové napětí vody na přibližně 40 dyn/ctn nebo níže. Výhodněji se povrchově aktivní činidlo vyznačuje schopnosti snižovat povrchové napětí vody na přibližně 35 dyn/cin nebo níže. Jakožto vhodná povrchově aktivní činidla, bez záměru na jakémkoliv omezení, se uvádějí povrchově aktivní činidla na bázi acetylenového glykolu, povr5(i chově aktivní činidla obsahující fluor a povrchově aktivní činidla obsahující křemík. Ve směsi, použité k přípravě vytvrzené sádrové kompozice podle vynálezu muže být zač leněno jedno nebo několik povrchově aktivních činidel a může se použít různých kombinací různých typů povrchově aktivních činidel.

-6 CZ 3U0325 B6

Příkladně je povrchově aktivním činidlem na bázi aeetylenového glvkolů DYNOI./ 604 (obchodní produkt společnosti Air Products of l.ehigh Valley, Pennsylvania). Například mohou byt povrchově aktivní činidla ve formě aniontových fluorových povrchově aktivních činidel typu alkylsulfonátu sodného (například LODYNE^R S 103 A), kationtová fluorová povrchově aktivní činidla typu alkylainoniového chloridu (například LODYNP/ S-106 A), nebo amfoterní fluorová povrchově aktivní činidla typu alkylamoniové kyseliny (například LODYNE^K S 100). Také například vhodným povrchově aktivním Činidlem jc směs fluor obsahujících povrchově aktivních činidel a křemík obsahujících povrchově aktivních činidel obchodně dostupná jako LODYNLÝ S-228M. Povrchově aktivní činidla série LODYNE^K jsou obchodní produkty společnosti Ciba.

ío Basilej. Švýcarsko.

Povrchově aktivní činidla mohou být použita v jakémkoli účinném množství. S výhodou je množství přidaného nebo začleněného povrchově aktivního činidla do směsi vody a kalcinované sádry přibližně 0.01 až přibližně 1 % a výhodněji je množství přidaného nebo začleněného povr15 chově aktivního činidla do směsi vody a kalcinované sádry' přibližně 0,05 až přibližně 0,2 % vždy se zřetelem na hmotnost kalcinované sádry. Zejména může být povrchově aktivní činidlo obsaženo v sádrové směsi jako jediný zlepšující materiál, nebo mů/.e být v kombinaci s ostatními zlepšujícími materiály, jako je například tri meta fosfátová sloučenina, nebo polyfosfát amonný mající 500 až 3000 opakujících se jednotek, (například 1000 až. 3000 opakujících se jednotek).

2o polykarboxylová sloučenina nebo jejich směsi.

Sádrová směs může obsahoval také případné aditivy, jako je například, avšak bez záměru na jakémkoliv omezení, výztužná přísada, pojivo, (například polymery jako latex), expandovaný perlit, vzduchové dutiny vytvořené vodnou pěnou, škrob, jako je předželatinovaný škrob nebo vláknité rouno (například v sádrové desce zc sádrové směsi podle vynálezu). Do vytvrzené sádrové kompozice mohou být začleněny různé kombinace těchto a případných aditiv. Tato aditiva mohou být začleněna do sádrových směsí, které obsahují popřípadě také jeden nebo několik zlepšujících materiálů.

to Do sádrové směsi podle vynálezu může být začleněn případně Výztužné aditivum ke zvýšení pevnosti a filtrační účinnosti během zpracování, jak o tom je podrobněji pojednáno dále. Výztužné aditivum může zahrnovat celulózová vlákna (například papír), minerální vlákna, jiná syntetická vlákna nebo jejich kombinace. Výztužná aditiva, jako jsou papírová vlákna, mohou být v jakémkoli vhodném množství. V některých provedeních je například výztužné aditivum obsa55 ženo v množství 2 až 1 5 % se zřetelem na hmotnost vytvrzené sádrové kompozice.

K dalšímu usnadnění snížení hustoty může vytvrzená sádrová kompozice obsahovat případně vzduchové dutiny vytvořené vodní pěnou (oproti dutinám vzniklým po odpaření vody). Obzvláště může být vodná pěna přidávána do vodné směsi kalcinované sádry během přípravy, jakou je běžná výroba desek. Použít lze v praxi podle vynálezu jakékoli vhodného nadouvadla, například PPM 33 (obchodní produkt společnosti (iPO speciality Chemicals Amblcr, Pennsylvania).

Přídavně může sádrová směs obsahovat škrob, jako je předželatinovaný škrob nebo kyselinou modifikovaný škrob. Předželatinovaný škrob zvyšuje pevnost vytvrzené a vysušené lité sádry a snižuje na minimum nebo vylučuje nebezpečí odlupování papíru za podmínek zvýšené vlhkosti (například vzhledem ke zvýšeným obsahům vody ke kalcinované sádře). Pracovníkům v oboru jsou známy způsoby předběžného želatinování surového škrobu, jako je například vaření surového škrobu ve vodě při teplotě alespoň přibližně 85 °C nebo jiné způsoby. Vhodnými příklady předželatinovaného škrobu jsou bez záměru na jakémkoliv omezení, škrob PCF1000 (obchodní

5i) produkt společnosti Lauhoff Grain Company) a AMERIKOR818 a HQM PREGEP (obchodní produkt společnosti Archer Daniels Midland Company). Předželatinovaný škrob se může používat v jakémkoli vhodném množství. Může být například přidán do směsi použité ke tvarování vytvrzované sádrové směsi tak, zeje obsažen v množství přibližně 0,5 až přibližné 10 % se zřetelem na hmotnost vytvrzené sádrové kompozice.

- 7 CZ 300323 B6

Sádrová směs může obsahovat také vláknité rouno. Vláknité rouno může byt tkané nebo netkané. Žádoucí jc. aby vláknité rouno sestávalo / materiálu, které může zmírnit expanzi sádrové směsi během hydratace. Například může mít vláknité rouno podobu papírového rouna, rouna ze skleněných vláken nebo rouna ze syntetických vláken. V některých provedeních je vláknité rouno netkané a obsahuje skelná vlákna. Je žádoucí, aby vláknité rouno bylo nanášeno na povrch během tvarování k vytvořeni plochého povrchu a ke zlepšení celistvosti, vzhledu a snadné rnanipulovatelnosti a provozního použití. Kromě toho může být vláknitého rouna použito jako exponovaného povrchu konečného produktu (například u stropních obkládaěek) a jako takové má estetický monolitický vzhled, který' může být žádoucím způsobem hladký. Případně použité vláknité rouno může mít vhodnou tloušťku. Například v některých provedeních má vláknité rouno tloušťku přibližně 0,076 až 3,81 mm.

V některých provedeních jsou požadovány zvukové vlastnosti (například snížení hluku), například při použití sádrové kompozice podle vynálezu v některých stavebních dílech, jako jsou akustické obklady. Sádrová směs podle vynálezu vykazuje s výhodou součinitel snížení hluku alespoň 0,4 podle ASTM P. 1042 -92 a výhodněji blížící se 1,0. Například v některých provedeních sádrová směs podle vynálezu vykazuje součinitel snížení hluku alespoň přibližně 0,5, výhodněji alespoň 0,6. ještě výhodněji vykazuje součinitel snížení hluku alespoň přibližně 0,8 a ještě výhodněji vykazuje součinitel snížení hluku alespoň přibližně 0,9. Obecně se podle vynálezu akustická hodnota (měřená součinitelem snížení hluku) zvyšuje s objemem dutin po odpařené vodě ve vy tvrzené provázané struktuře sádrové matrice, stejně jako se zvyšováním poměru vody ke kalcinovanč sádře ve směsi použité k přípravě vytvrzené sádrové kompozice.

Vynález se také týká výrobku, který sestává ze sádrové kompozice podle vynálezu. Výrobek může být například ve formě sádrokarlonu, dveřní výplně, konstrukčního dílu systému izolovaných panelů, akustických obkladů, izolačního panelu a podobných výrobků.

Přídavně k vytvrzené sádrové kompozici podle vynálezu může výrobek obsahovat druhou vytvrzeiiou sádrovou kompozici, která je hustší než vytvrzená sádrová kompozice podle vynálezu. Například může být sádrová kompozice podle vynálezu a druhá, hustší sádrová kompozice zabudována do oddělených sádrových desek, které jsou vrstvené a tvoří ve výrobku kompozitové sádrové desky. S výhodou má druhá, hustší sádrová deska hustotu přibližně 320 kg/nf. výhodněji přibližné 479 kg/m a ještě výhodněji přibližně 639 kg/m'. Hustota druhé vytvrzené sádrové kompozice může být ještě vyšší, (alespoň přibližně 799 kg/m’, alespoň přibližně 959 kg/m’ nebo ještě vyšší). Na rozdíl od toho má vytvrzená sádrová kompozice podle vynálezu hustotu menší než přibližně 320 kg/m . například 240 kg/m’ nebo méně než přibližně 192 kg/m'.

Obsah husté sádrové desky je žádoucí, jelikož například tvoří obálku pro vytvarování sádrové směsi nižší hustoty podle vynálezu. Kromě toho vykazuje hustá sádrová deska pevnost ve vlhkém stavu, tedy během zpracování a pevnost v suchém stavu v konečném kompozitu. Zabudování husté sádrové desky také zvyšuje žádoucím způsobem protipožární odolnost a odolnost proti prohýbaní a přitom také odráží zvuk (zatímco sádrová deska s nižší hustotou podle vynálezu zvuk absorbuje), takže napomáhá k minimalizaci pronikání zvuku výrobkem obsahujícím kompozit sádrových desek.

Na obr. I je kompozit JO schematicky znázorněn. Kompozit JO obsahuje první sádrovou desku J2. kterou tvoří vytvrzená sádrová směs podle vynálezu a dále druhou sádrovou desku J4, kterou tvoří druhá vytvrzená sádrová směs, která je hustší než první sádrová směs pro první sádrovou desku J2. Případné může být mezi první sádrovou desku J2 a druhou sádrovou desku J4 vložena výztužná rohož (například porézní rouno) k usnadnění výroby první sádrové desky J_2 a ke zvýšení celkové pevnosti kompozitu JO. V kompozitu JO mohou mít první sádrová deska J2 a druhá sádrová deska J4 jakoukoli vhodnou tloušťku. Například první sádrová deska J2 může mít tloušťku 1,59 až 6,35 mm.

-8CZ 300325 36

První sádrová deska JJ má první povrch J6 první sádrové desky 12 a druhý povrch J_8 první sádrové desky JJ a druhá sádrová deska JJ má první povrch 20 druhé sádrové desky J4 a druhý povrch 22 druhé sádrové desky 14. První povrch J6 první sádrové desky JJ jc vc styku s prvním povrchem 20 druhé sádrové desky J4. Vláknité rouno 24 jc naneseno na druhém povrchu JJ první sádrové desky JJ. Kompozit JO obsahuje také lepenku 26 na druhém povrchu 22 druhé sádrové desky J4.

Na obr. 2 je znázorněn kompozit JO jako příklad výrobku, zvláště stropní obkladové desky 28. Podobně jako na obr. I obsahuje kompozit 10 druhou sádrovou desku J_4, první sádrovou desku JJ a vláknité rouno 24. Stropní obkladová deska 28 má okraj 30 k usnadnění montáže při použití jako kompozitu J_0.

Na obr. 3 jsou dva kompozity, první kompozit 1OA a druhý kompozit 1 OB spojené do laminovaného kompozitu 32 (obsahujícího více než jeden kompozit). Laminovaný kompozit 32 má první sádrovou desku s menší hustotou I2A a druhou sádrovou desku s menší hustotu JJJB a první sádrovou desku s větší hustotou 14A a druhou sádrovou desku s větší hustotou 14B. První lepenka 26A a druhá lepenka 26B jsou na prvním vnějším povrchu 22A a na druhém vnějším povrchu 22B první sádrové desky s větší hustotou I4A a druhé sádrové desky s větší hustotou 14B. Oba kompozity, první kompozit 10A a druhý kompozit I OB mohou být spojeny vhodným způsobem. Například může být první kompozit 10A s druhým kompozitem I OB spojen lepidlem 34. Ačkoli je lepidlo 34 znázorněno na obr. 3. je pracovníkům v oboru zřejmé, že první kompozit 1QA a druhý kompozit Ι0Β mohou být spojeny jakýmkoli jiným vhodným materiálem, například sádrou, klovatinou, latexem, pojivý a jinak. Je zřejmé, že v některých případech (například kde se používá zpracováni v několika stupních) může být první sádrová deska JJ vložena mezi první sádrovou desku s větší hustotou 14A a druhou sádrovou desku s větší hustotou 14B.

Při přípravě vytvrzené kompozice podle vynálezu se vytvoří směs (například kaše nebo suspenze) kalcinované sádry s vodou. Objem dutin po odpařené vodě ve vytvrzené sádrové kompozici podle vynálezu se mění v závislosti na poměru vody ke kalcinované sádře použité při přípravě vodné směsi kalcinované sádry, ze které se vytvrzovaná sádrová směs odlévá. Čím větší je poměr vody ke kalcinované sádře použitý při přípravě směsi, tím větší je objem dutin po odpařené vodě vc vytvrzené provázané sádrové matrici a tím nižší je hustota vy tvrzené sádrové kompozice.

Hmotnostní poměr vody ke kalcinované sádře obsahující s výhodou alespoň 30% nevláknité kalcinované sádry použité k přípravě směsi je alespoň přibližně 3:1 až přibližně 12:1. V některých provedeních je hmotnostní poměr vody ke kalcinované sádře, obsahující alespoň 30% nevláknité kalcinované sádry; použité k přípravě směsi alespoň přibližně 4.5:1 až přibližně 9:1. nebo je hmotnostní poměr vodv kc kalcinované sádře, obsahující alespoň 30% nevláknité kalcinované sádry; použité k přípravě směsi alespoň přibližně 5:1 až přibližně 8:1. Jc zřejmé, že v praxi se může použít různých poměrů vláknité a nevláknité kalcinované sádry. Vytváří—li se vytvrzená sádrová směs podle vynálezu zvíce než hmotnostně 70% vláknité kalcinované sádry, jc hmotnostní poměr vody ke kalcinované sádře, obsahující alespoň 30 % nevláknité kalcinované sádry, použité k přípravě směsi alespoň přibližně 4.5:1 až přibližně 12:1, nebo je s výhodou hmotnostní poměr vody ke kalcinované sádře v tomto provedení přibližně 4,5:1 až přibližně 9:1 a výhodněji přibližně 5:1 až přibližně 8:1.

Před odlitím směsi sc do vodné směsi kalcinované sádry vpraví jeden nebo několik zlepšujících materiálů, například trimetafosfátová sloučenina, polyfosfát amonný mající 500 až 3000 opakujících sc fosfátových jednotek, polykarboxylová sloučenina, povrchově aktivní činidlo nebo jejich kombinace. Množství zlepšujícího materiálu vpraveného do vodné směsi kalcinované sádry závisí s výhodou na hmotnostním množství kalcinované sádry přidané k vytvoření směsi.

Také sc před odlitím do vodné směsi kalcinované sádry mohou přidat případná aditiva, jako jsou například, tedy bez záměru na jakémkoliv omezení, výztužný materiál (jako jsou vlákna) pojivo (například polymery jako latex), expandovaný perlit, vodní pěna k vytvoření pěnových dutin ve

- 9 C/, 300325 136 vytvrzené matricové směsi, škrob (jako je předžclalinovaný škrob), urychlovače, zpožďovače, hiocidy, fungicidy, haktcricidy, činidla odolávající vodě, jiné přísady a jejich směsi podle uvážení pracovníků v oboru.

Vodná směs kalcínované sádry, která obsahuje zlepšující materiál a ostatní případné přísady, sc míchá pokud možno za mokra a pak se odlije (například do tvaru desky). Během formování odlitku se případně na směs nanese vláknité rouno, jak je shora popsáno. Ke snížení nákladů 11a sušení se může případně mokrá sádra /filtrovat (například za tlaku 2,66 kPa až přibližně 6.65 kPa) k odstranění přebytečné vody po úplné hydrataci kalcínované sádry. Zfiltrovaný nebo nezflltrovaný sádrový odlitek se pak suší (v peci nebo v rotační peci) k vytvoření vysušené vytvrzené sádrové směsi.

Sádrová smčs podle vynálezu vykazuje významně rozměrovou stálost a je obzvláště odolná proti smršťování během výrobního procesu. Vytvrzená sádrová kompozice podle vynálezu vykazuje během výroby smrštění přibližně 2% nebo menší, s výhodou menší než 1 % a výhodněji menší než přibližně 0.1 % nebo menší. Obzvláště překvapuje, že sádrová směs s tak malou hustotou může být vyrobena s tak malým smrštěním.

Pracovníkům v oboru je zřejmé, že po vysušeni je možné další zpracování, Například může být vytvrzená sádrová smčs podle vynálezu opatřena povidlovým povlakem, pryskyřicí a/nebo silikátovou impregnací k vyztužení sádrové směsi a ke zlepšení fyzikálních, chemických a mechanických vlastností.

Pouze jako příklad je naznačeno schéma výrobního postupu desky z vytvrzené sádry o nízké hustotě:

Schéma 1 štuk, urychlovač a ostatní suché přísadv potřebná voda, rouno z papírových vláken 1 Acrysol 644 1

V pěna (roztok povrchově aktivních činidel) míchání / míšení (za mokra) odlití sádrv / konečné ztvrdnutí vysušení (vytvrzení)

K vytvoření kompozitu (například k použití jako výrobku) se opatří vlnitá papírová lepenka dvojitým přehybem u každého okraje. Přehnuté okraje se zahnou, aby vytvořily vanu. Hustá vrstva sádrové kaše se na papír nanese z deskového mísíce sádry v tloušťce a rozmístění určeném pracovníkem v oboru. Přebytečná vodná směs kalcínované sádry se odvede a zavede sc přídavný mísící proces k přidání další vody (a podle potřeby zlepšujících materiálů a/nebo případných shora popsaných aditiv) k připravení směsi k vytvoření vytvrzené sádrové kompozice podle vynálezu o nižší hustotě. Kaše pro vrstvu nižší hustoty se pak nanese na hustou vrstvu válečky a začišťovacími prostředky podle uvážení pracovníka v oboru. Případně sc může nanést tkané nebo netkané vláknité rouno.

l akový kompozit sc dá připravit na běžné výrobní lince sádrových desek k podrobení vylvrzovacimu procesu. Když je kompozit téměř hydralovaný. může se horní část desky o nízké hustotě případně perforovat ke zlepšení podmínek sušení a ke zlepšení vlastností tlumicích zvuk. Kompozit sc pak rozřeže na požadované délky, například deskovými noži nebo vysokotlakovými

- 10 CZ 30U325 B6 řezacími tryskami. Deska sc pak muže sušit s papírovou stranou dole a se stranou bez papíru nebo s vláknitým rounem nahoře.

Přídavná povrchová úprava závisí na použití výrobku. Jde li například o stropní obklad, je konečnou úpravou rozřezání na požadované rozměry; texturace. povlečení a balení. Povrchová úprava pro jiné použití může zahrnovat například laminování povrchu (papírovou stranou nahoru), spodní laminování (papírovou stranou dovnitř), úpravu rozměrů (koncovými pilami) a případně nátěry.

io Objem dutin po odpařené vodě vytvrzené sádrové směsi podle vynálezu se zjišťuje dále popsaným testem objemu dutin po odpařené vodě (EWVV). Použije se řádkovacťho elektronového mikroskopu a analýzy obrazu pomocí mikroskopu ke stanovení objemu dutin po odpařené vodě provázané matrice vytvrzené sádry. Test rozlišuje dutiny, které mohou být ve vytvrzené sádrové směsi vytvořeny například nadouvadly.

Při přípravě testu EWVV se napřed vyrobí vytvrzená sádrová kompozice. Vzorek vytvrzené sádrové kompozice se připraví pro analýzu řádkovaeím elektronovým mikroskopem (SEM) takto:

2i, Ve vysokém vakuu se napřed nanese vytvrzovač epoxidu (použije se Buliler epoxy) k odplynční v oddělených pohárcích. Po odplynční se epoxid a vytvrzovač smísí v poměru 6:1 za tlaku okolí během 5 minut v rotačních pohárcích s minimálním přívodem vzduchu. Pohárek, obsahující tuto směs a vzorek, umístěný na kaučukovém montážním pohárku sc podrobí vysokému vakuu. Epoxidová směs se nalije na sádrový vzorek pomocí dálkově ovládaného elektromotoru, který nakloní pohárek s epoxidem do polohy. Do komory s připouští pomalu vzduch a přidaný tlak vytlačí epoxid do všech prázdných prostorů, které tvoří vytvrzená sádra. Před vytvrzováním se do epoxidu zasune značka vzorku před vytvrzením, aby se zabránilo jakýmkoli pochybnostem v identifikaci vzorku, so Po vylvrzení se provede broušení lapováním 120 μιη, následované broušením postupně na kovových kotoučích s uloženým diamatovým práškem o velikosti 75, 45 a 15 μιη. Vzorek se obrousí dostatečnou měrou ke zviditelnění řezu sádrového vzorku.

Po broušení následuje leštěni za použití olejem ředěné diamatové kaše s částicemi o velikosti

9 μιη (30 minut) a I μιη (30 minut) METADI (obchodní produkt společnosti Buhler Lake Bluťť.

Illinois) na textilii 1'EXMET (také produkt společnosti Buliler) při 120 otáčkách za minutu.

Na vzorek se nanese tenká vrstva uhlíku za použití naprašovacíbo systému Denton Vacuum Desk II vybaveného připojeným zdrojem uhlíku. Pečlivě se dbá o rovnoměrné nanesení ublíkové4ii ho povlaku na vyleštěné výbrusy, aby se zabránilo kolísání jasu a kontrastu během získávání obrazu vzorku.

Každý vzorek se pak vybarví stříbrem k zajištění kontrastu pozadí během snímání elektronovým řádkovaeím mikroskopem SEM při 300-násobném zvětšení. Všechny vzorky se snímkují v Top45 con SM300 SEM vybaveným elektronovým detektorem solid statě rozptýleného pozadí. Snímky se roztřídí vizuálně tak, aby analyzovaná plocha byla pouze souvislá táze vytvrzené sádrové matrice obsahující její dutiny po odpaření vody a vylučující makroskopické necel istvosti například od vzduchových dutin nebo od papírových vláken, které nejsou součásti kontinuální fáze provázané matrice vytvrzené sádry. Analysa SEM se provede způsobem, který- popsal King a kol. su (..An Eťfcetive SEM Based image Analysis System for Quantitative Mineralogy Koná Powder airid Particíe. č. II, 1993) pomocí tam popsaného softwaru. Analýza obrazu poskytuje objem dutin po odpařené vodě v provázané matrici vytvrzené sádrové směsi.

Vynález objasňují, nijak však neomezují následující příklady praktického provedení

I I

(./ B6

Příklad I

Způsob přípravy laboratorního sádrového odlitku a různé testy

Vzorky vytvrzených kompozic s obsahem sádry se připraví způsobem podle vynálezu se zřetelem k jejich hustotě v suchém stavu, hodnot tlumení zvuku (NRC) a smrštění při sušení.

Sádrové odlitky se připraví za sucha smísením: 300 g hemihydrátu [í-síranu vápenatého. 2,0 g io urychlovače vytvrzení sestávajícího zjemně mletých částic dihydrátu síranu vápenatého povlečených cukrem k udržení účinnosti a zahřátých podle předpisu uvedeného v americkém patentovém spise číslo US 3 573 947 při různých poměrech vody ke Štuku (například ke kaleinované sádře).

Vzorky se smísí s různým množstvím vody z vodovodu o teplotě přibližně 21 °C' v 5 litrovém mísiči WARING s prodlevou 5 sekund a mísí se 10 až 25 sekund. Množství vody a štuku (napříi? klad kaleinované sádry ) se mění k dosažení směsí v poměru 1:1 až přibližně 9:1. Takto vytvořené kaše se odlévají do žádaných forem k získání sádrových odlitků (kotoučů o průměru 152,4 mm a o tloušťce 12.7 mm). Po vytvrzení hemihydrátu síranu vápenatého na sádrové odlitky (dihydrát síranu vápenatého) kotoučky z formy vyjmou a suší se v pícce s nuceným oběhem vzduchu při teplotě přibližně 44.4 °C alespoň 24 hodin, nebo dokud se nepřestane jejich hmotnost měnit.

2o Vysušené sádrové odlitky se pak podrobí testu EWVV, měření hustoty, NCR a smrštění při sušení.

Hustota sádry se získá měřením jejího objemu a hmotnosti. Smrštění sádry se vypočte z. rozdílu jejího rozměru před a po sušení. Hodnota NCR sádrového odlitku se získá ze standardního testu zkumavkové impedance (způsobem ASTM E 1042-92). Objem dutin po odpařené vodě vytvrzené sádrové směsi podle vynálezu se zjišťuje shora popsaným testem objemu dutin po odpařené vodě (EWVV).

Výsledky EWVV jsou uvedeny v tabulce 1 jako průměry tří testovaných vzorků. Výsledky se to týkají sádrových vzorků přibližně 87% čistoty (s přibližně 13 % nečistot). EWVV je přímo závislý na čistotě kaleinované sádry, použité k přípravě provázané vytvrzené sádrové matrice. Očekává se tedy. že hodnoty EWVV budou vyšší u kaleinované sádry vyšší čistoty. Očekává sc, žc hodnoty EWVV budou nižší u kaleinované sádry mající větší podíl nečistot.. Z každého vzorku se analyzuje 10 snímků při 300--násobném zvětšení a těchto 10 snímků se podrobí analýze obrazu, jak shora popsáno u testu EWVV. Naměřené hodnoty jsou průměry z 10 analyzovaných snímků a odhaduje se jejich experimentální chyba přibližně ± 5% vztaženo k samotnému testu EWVV,

V tabulkách znamená:

-4o TMI’ trimetafosfát sodný

APP polyfosfát amonný

PC' po ly( akrylovou kyselinu) o molekulové hmotnosti přibližně 500 000 a

S povrchové aktivní činidlo schopné snížit povrchové napětí vody, směsi kaleinované sádry, ze které je vytvrzená sádra odlila na přibližně 40 dyn/em.

V následující tabulce je ve sloupci I číslo příkladu, ve sloupci II množství kaleinované sádry v gramech, vc sloupci III množství vody v gramech, ve sloupci IV poměr vody ke kaleinované sádře, ve sloupci V suchá hmotnost přísad v procentech se zřetelem na hmotnost kaleinované sádry.

5(1

Tabulka I

1	-! II	—η III	IV	V TMP APP s	PC	EWVV
1	300	300	1	--	....	....	....	0,509
2	300	600	2	....	....	....	....	0,611
3	300	900	3	0.2	....	—-	....	0,741
4	300	1200	4	0.5	0.5	....	....	0,774
5	300	1500	5	1	1	....	....	0,841
6	300	1800	6	1	....	0?	....	0j845
7	300	2100	7	1	....	°)²	0.01	0,848
a	300	2400	8	1	....	0,25 r	0.01	0,874
9	300	2700	9	1	....	0 3	0.01	0,882

Hodnoty v tabulce I ukazují kolísání objemu dutin po odpařené vodě v provázané matrici vytvrzené sádry při změnách poměru vody ke kalcinované sádře. Je patrno, že UWVV u vytvrzené sádrové kompozice roste s poměrem vody ke štuku směsi, ze které je vytvrzená sádrová kompozice odlita. Údaje také ukazují, že k připravení vytvrzené provázané matrice sádry s velmi vysokým stupněm dutin po odpařené vodě je možno použít neočekávaně vysokých poměrů vody kc štuku. lakové směsi jsou výhodné vzhledem k nízké hustotě a/nebo zvukovým vlastnostem, jak je patrno z údajů v tabulce II (sloupce I až V mají stejný význam jako v tabulce I, ve sloupci VI

K.) je smrštění v %. ve sloupci VII hodnota NRC a ve sloupci VIII hustota v pel).

CZ 300325 R6

VIII

[ 54,3 I

1 30,6 1

P 1 a 1 1 1 1 l

r^- CN

1 1 ( < 1 ( 1 1

t a 1 1

a < a 1 4 ( ( 1 1 1

fO Γ

1 1 J a a a I 1 a

1 1 l a a 1

1 a a :

1 1 a 1 J a a a P a

LO to i—

a a p a a 1 a

a a a a a 1 a 1 a

a a

LO

a a f

a r a 1 1 1 a 1 ( 1 1

1 1 a 1 a a

P a » a » 1 a

CO

a 1 a a a a a 1

s

a • 1

a 1 1 1 a 1 1 » ř

1 1 a 1 a a l

a a a a a p 1 1 1 I

Ht 1 >

CN C>

»— CN ·, o

CO CN •a o

L a a a a a » >

1 1 1 1 a a a

1 J 1 I 1 a

1 P a p P 1 v

m CN o

• a 1

1 1 1 b

a t a

1 1 1 a 1 a a 1

CO σ'

a P a a p a a a

a a a

: a

O^- CO O

a » a

1 t i a 1 l a

a > a

CD CO ď

CO *d O

a P 1 | a »

<0 tn o

1 1 1

CO to <□

w >

o

Lfl o“

O

o

CN

o

O

co, ď?

o

O

t“ Λ a™ CO

o

O

r* in

CN

to LO

Ό

o

I 1 P 1 1 a a a a

r-x to to

Ό

ω

1 1 1 1 1 1

1 * a a » 1

1 1 a a a 1 ( a

1 1 r a r 1 t i

a 1 1 1 1 1 t j

T“ o o‘

1 1 1 1 a * a

1

p a 1 5

1 I P p a P a p

CN Ó

1 1 l a 1

a a 1

< l 1 a

in O O

a *

1 1 1 1 1 )

a a a a a a a

LÍD o o

P p 1 a

CN <O CJ

1 a a

LfD O_ o

O O

tn <J o

1 1

LfD O ó

u ťL > 0. CU <£

4 1 « 4 > 1 1 l 1 1

t a 1 4 í t f 1 1

a p a 1 • a a a a r

4 1 1 1 a 1 a

o a· o

1 s ; 1

1

1 1 a 1 1

1 1 1 1 1 1 1

CN π O

a p p

1 1 1 ► 1 I

1 P 1 1 a l

CN o

a 1 i 1 a a a l 1

a 1 a 1 a 1 » 1

ro o

CN o

a a 1 l 1 1 1

1 1 a 1 a a 1 « 1

CN v O

a í

CD O

CN σ

ro ó*

1 1 1 1 1 1 P i a 1

co o

»

1 • a 1 1 1 4

1 1 1 a * a 1 a •

a a a a a a 1

1 i 1 1 1 a a

a a a a a 1

1 (

a a p

tn o

» 1 i a a 1 t

r 1 a a 1

a a a a a 1 1 p

lO O

1

a p

O ·<

1

a 1

o r·*

1 a p P a a

4 a * a 1

1 1

m cj

a a

a P a p a » a 1

1 a

CL S H

1 t

1 a 1 4 *

1 P P a P 1 a

O

a a a

1 1 1

L a a

1Ώ cT

1 1 i 5 1 1 l

1 b b

1

1 a a 1 l a a

to o

i <1 1 a t a

p 1 a

o_

a 1 1 1 1

a a a t I a 1

a 1

o Γ'

tn o

J a 1

in Ó“

tn “<□

Lf> O

a 1 1 a l 1

Γ“* o

I ΛΙ ^;

T”

CN

CO

co

fO

co

N

o·

Ν’

'í

'ř

íO

LO

lO

ω

tO

<o

r·

r>

00

ω

00

CD

O

o

I III

o o CJ

o o (D

o o CD

o o <JD

o o Φ

o o CN r*

o o CN r~

O O CN r*

O o

o o ΓΝ Γ*

o o m T“

O o LO

O O !_O

O o LO

o o 00

o o 05

o o ω

o o co

o o ca

o o a^- cs

o o <N

o o CN

o o Ν’ fN

o o CN

O O r- CN

o o o CD

►—l Ή

o o CD

O o cd

O O cd

O O CD

O O cd

o o CD

O o CD

o o co

o o eo

O o co

o o co

o o CD

O O Cl

o o CD

o o eo

O o eo

o o CD

O O O

o o CD

o o Cl

o o CD

O o CD

O O CD

M

T~·

ÍN

CO

θ’

in

<O

Γ-'·

00

CD

O

a“

CN T—

co r-

θ’

lO

ω

t^-

CO ť

<n Τ’»

o CN

CN

CN CN

CO CN

O* CN

irt CN

to CN

r* CN

CO CN

14CZ 300325 B6

Tabulka H objasnilje přípravu vylvrzených sádrových kompozic s různými poměry vody ke šluku a s různými zlepšujícími materiály podle vynálezu. Pro porovnáni jsou uvedeny sádrové směsi, které neobsahují zlepšující materiály.

Údaje v tabulce II dále dokládají, že vytvrzené sádrové směsi o nízké hustotě je možno připravovat způsobem podle vynálezu. Údaje také dokládají, že zvyšuje—Ii se podíl vody ke štuku použitý ve vodných směsích kalcinované sádry, ze kterých se vytvrzované sádrové kompozice odlévají, klesá jejich hustota. Snížení hustoty je způsobeno větším objemem dutin ve vytvrzené sádrové směsi po odpařené vodě, použije- li se větších poměrů vody ke štuku.

Z údajů také vyplývá, že lepších zvukových vlastností měřených hodnotou NRC. je možno dosáhnout u vytvrzenýeh sádrových kompozic při větším poměru vody ke štuku podle vy nálezu. Je zřejmé, že hodnoty NRC. uvedené v tabulce II, platí pro provázanou matrici vytvrzené sádry samotnou, bez dalších přísad absorbujících zvuk. jako jsou papírová vlákna nebo podobná aditiva is v těchto směsích, které přispívají ke zvukovým vlastnostem. Vyšší hodnoty NRC provázané matrice vylvrzených sádrových kompozic umožňují produkci akustických sádrových obkladů o nízké hustotě s vysokými hodnotami NRC, a které mohou být dále vy lepšovány z hlediska k jejich zvukového chování volbou adiliv a jinými technickými prostředky známými v oboru ke zlepšení akustické výkonnosti. Alternativně lze u směsí s vysokým NRC podle vynálezu používat zo méně papíru nebo jiných známých akustických pomocných prostředků a přesto docilovat li akustických obkladů průmyslových standardů nebo je převyšovat.

Kromě toho jsou vytvrzené sádrové kompozice o nízké hustotě. Vyrobené s použitém zlepšujících materiálů podle vynálezu, méně náchylné ke smršťování než vytvrzené sádrové kompozice

2? o nízké hustotě vy robené bez zlepšujících materiálů. Podle vy nálezu se mohou vy rábět vytvrzené sádrové kompozice jakéhokoli tvaru nebo rozměrů, včetně například desek, akustických obkladů, panelů, dveřních výplní nebo podobných výrobků s normovanými rozměry a tolerancemi bez významného smrštěni a souvisejícími ztrátami, například ve zmetcích.

.ta I když je vynález popsán se zaměřením na výhodná provedení, je pracovníkům v oboru zřejmé, že lze použít modifikací výhodných provedení a vynález může být proto provozován jinak, než. je příkladně popsáno. Vynález tedy zahrnuje všechny modifikace v rámci patentových nároků.

Průmyslová využitelnost

Vytvrzené sádrové kompozice pro výrobu sádrových výrobků s vynikajícími pevnostními i zvukovými vlastnostmi.

Claims

1. Vytvrzená sádrová kompozice, vyznačující se tím. že je připravená způsobem, při kterém se připravuje směs z alespoň kalcinované sádry; vody a zlepšujícího materiálu voleného ze souboru zahrnujícího trimetafosfátovou sloučeninu, polyfosfát amonný mající 500 až 3000 opakujících se fosfátových jednotek, polykarboxylovou sloučeninu, povrchově aktivní činidlo a jejich kombinaci, přičemž hmotnostní poměr vody ke kalcinované sádře ve směsi je alespoň přibližně 3:1, a směs se udržuje za podmínek postačujících k tomu, aby kalcinovaná sádra vytvořila provázanou matrici vytvrzené sádry.

2. Vytvrzená sádrová kompozice podle nároku I, vyznačující se tím, že zlepšujícím materiálem je irimetafosfát sodný a alespoň jeden polyfosfát amonný mající 1000 až 3000 opakujících se jednotek.

3. Vytvrzená sádrová kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že polykarboxylovou sloučeninou je polyakrylát o molekulové hmotnosti 200 000 dallonů až 700 000 daltonů,

4. Vytvrzená sádrová kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím. že povrchově aktivní činidlo se volí ze souboru zahrnujícího povrchově aktivní činidla na bázi acetylenového gly kolu. povrchově aktivní činidla obsahuj íeí fluor, povrchově aktivní činidla obsahující křemík a jejich kombinace.

5. Vytvrzená sádrová kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, Žc povrchově aktivní činidlo má schopnost snižovat povrchové napětí vody na přibližné 40 dyn/cm nebo méně.

6. Vytvrzená sádrová kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím. že má součinitel snižování zvuku alespoň 0,4 podle ASTM E 1042 92.

7. Vytvrzená sádrová kompozice podle nároku I. vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu přísadu zc souboru zahrnujícího vláknité rouno, pojivo, expandovaný perlit, škrob, výztužnou přísadu, vzduchové dutiny vytvořené vodní pěnou.

8. Vytvrzená sádrová kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že hmotnostní poměr vody ke kalcinované sádře použitý k přípravě směsi je 4,5:1 až 9:1.

9. Vytvrzená sádrová kompozice podle nároku I. vyznačující se tím. že obsahuje alespoň 50 % β heinihydrátu síranu vápenatého se zřetelem na hmotnost kalcinované sádry;

10. Výrobek obsahující sádrovou desku, vyznačující se tím, že sádrová deska obsahuje sádrovou kompozici podle nároku 1.

11. Výrobek podle nároku 10, vyznačující se tím, že obsahuje druhou sádrovou desku, jejíž hustota je vetší než hustota sádrové kompozice.

12. Výrobek podle nároku 11, vyznačující se tím, že druhá sádrová deska má hustotu alespoň 320 kg/m'. a že sádrová kompozice má hustotu menší než 320 kg/m'.

13. Výrobek podle nároku II. vyznačující se tím, že obsahuje přídavně vlnitou lepenku na druhé sádrové desce.

14. Výrobek podle nároku 11. vyznačující se tím, že obsahuje třetí sádrovou desku a hustota této třetí sádrové desky je větší než hustota sádrové kompozice.

- 16 CZ 300325 Ró

15. Výrobek podle nároku 14. vyznaču jící se tím, že obsahuje druhou sádrovou kompozici o hustotě menší než je hustota druhé sádrové desky a třetí sádrové desky.

16. Vytvrzená sádrová kompozice podle nároku 1. vyznačující sc tím, že množství zlepšujícího materiálu, použitého k vytvoření směsi je 0,01 až 5 % se zřetelem na hmotnost kalcinováné sádry.

17. Vytvrzená sádrová kompozice podle nároku I, vyznačující se tím, že zlepšuj íeím materiálem je trimetafosťátová sloučenina a polykarboxylová sloučenina nebo polyfosfát amonný mající 500 až 3000 opakujících sc fosfátových jednotek a polykarboxylová sloučenina.

18. Vytvrzená sádrová kompozice podle nároku I, vyznačující sc tím. že hmotnostní poměr vody kc kalcinované sádře pro přípravu směsi je 3:1 až 12:1.

19. Vytvrzená sádrová kompozice podle nároku 1. vyznačující se tím, že hmotnostní poměr vody ke kalcinované sádře pro přípravu směsi je 5:1 až 8:1.

20. Vytvrzená sádrová kompozice podle nároku I. v y z n a Č u j í c í se t í m . že se sádrová kompozice smršťuje nejvýše o 2 %.

21. Způsob přípravy sádrové kompozice, vyznačující s c tím, že se připravuje směs z alespoň kalcinované sádry', vody a zlepšujícího materiálu voleného ze souboru zahrnujícího triinetafosfátovou sloučeninu, polyfosfát amonný mající 500 až 3000 opakujících se fosfátových jednotek, polykarboxylovou sloučeninu, povrchově aktivní činidlo a jejich kombinace, přičemž hmotnostní poměr vody ke kalcinované sádře ve siněsi je alespoň 3:1, a směs se udržuje za podmínek postačujících k tomu, aby kalcinovaná sádra vytvořila provázanou matrici vytvrzené sádry;

1 výkres