PL197467B1

PL197467B1 - Sposób wytwarzania produktu o zwiększonej odporności, płyta gipsowa o zwiększonej odporności i sposób wytwarzania ukształtowanej płyty gipsowej

Info

Publication number: PL197467B1
Application number: PL346119A
Authority: PL
Inventors: Qiang Yu; Steven W. Sucech; Brent E. Groza; Raymond J. Mlinac; Frederick T. Jones; Frederick M. Boehnert
Original assignee: United States Gypsum Co
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 2008-04-30
Also published as: PL346119A1; ATE309969T1; IL141171A; RO121203B1; IL141171A0

Abstract

1. Sposób wytwarzania produktu o zwi ekszonej odporno sci na odkszta lcenie trwa le, korzystnie w postaci ukszta ltowanej matrycy zawieraj acej materia l na bazie siarczanu wapnia, wod e i przyspie- szacz, znamienny tym, ze: formuje si e mieszanin e z materia lu na bazie siarczanu wapnia, wody, przyspieszacza i z jednej lub wi ecej substancji wzmacniaj acych, w ilo sci od 0,004 do 2,0% wagowych, wybranych z grupy obejmuj acej: skondensowane kwasy fosforowe, z których ka zdy zawiera 2 lub wi ecej jednostek kwasu fosforowego; oraz sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których ka zdy zawiera 2 lub wi ecej jednostek fosforanowych, oraz ewentualnie z dalszych dodatków, przy czym mieszanina zawiera co najmniej 0,015% wagowego jonów chlorkowych lub ich soli, a % wagowe podano w przeliczeniu na mas e materia lu na bazie siarczanu wapnia, pozostawia si e mieszanin e do zestalenia materia lu z wytworzeniem ukszta ltowanej matrycy. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania produktu o zwiększonej odporności, płyta gipsowa o zwiększonej odporności i sposób wytwarzania ukształtowanej płyty gipsowej.

Dokładniej, wynalazek dotyczy tych produktów zawierających gips budowlany, które mają zwiększoną odporność na odkształcenie trwałe (np. odporność na uginanie) dzięki zastosowaniu jednej lub więcej substancji wzmacniających. Niektóre korzystne rozwiązania według wynalazku obejmują wytwarzanie takich produktów metodą hydratacji gipsu palonego w obecności substancji wzmacniającej, która powoduje, że gips budowlany wytwarzany metodą takiej hydratacji ma zwiększoną trwałość, odporność na odkształcenie trwałe (np. odporność na uginanie) i trwałość wymiarową (np. gips budowlany podczas suszenia nie kurczy się). Substancja wzmacniająca zapewnia także inne ulepszone właściwości i zalety w wytwarzaniu produktów zawierających gips budowlany. W alternatywnym rozwiązaniu według wynalazku, gips budowlany traktuje się jedną lub więcej substancjami wzmacniającymi, uzyskując podobną, jeśli nie taką samą, zwiększoną trwałość, odporność na odkształcenie trwałe (np. odporność na uginanie), trwałość wymiarową i inne ulepszone właściwości oraz zalety produktów zawierających gips. W niektórych rozwiązaniach według wynalazku produkt zawierający gips budowlany według wynalazku zawiera względnie wysokie stężenia soli chlorkowych, a mimo to nie posiada niekorzystnych właściwości powodowanych na ogół przez takie stężenia soli w produktach zawierających gips.

Wiele dobrze znanych, przydatnych produktów zawiera gips budowlany (dwuwodny siarczan wapnia) jako znaczący, i często przeważający, składnik. Np. gips budowlany stanowi główny składnik płyt kartonowo-gipsowych stosowanych w typowych konstrukcjach ścian działowych typu suchy mur i sufitów budynków (patrz np. opisy patentowe St. Zjedn. Ameryki P ł n. nr 4009062 i 2985219). Stanowi on także główny składnik warstwowych płyt gipsowych z włóknami celulozowymi i produktów ujawnionych w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki Płn. nr 5320677. Produkty, które wypełniają i wygładzają połączenia pomiędzy krawędziami płyt gipsowych często zawierają w przeważających ilościach gips (patrz np. opis patentowy St. Zjedn. Ameryki Płn. nr 3297601). Płyty akustyczne przydatne w sufitach podwieszanych mogą zawierać znaczące ilości gipsu budowlanego, co ujawniono np. w opisach patentowych St. Zjedn. Ameryki Płn. nr 5395438 i 3246063. Jakość tradycyjnych gipsów szpachlowych, np. do zastosowania do wewnętrznych ścian budynków pokrytych gipsem szpachlowym, na ogół zazwyczaj zależy od formowania gipsu budowlanego. Wiele specjalistycznych substancji, takich jak substancje przydatne do modelowania i formowania, które można dokładnie obrabiać skrawaniem, jak to ujawniono w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki Płn. nr 5534059, zawiera przeważające ilości gipsu.

Większość takich produktów zawierających gips wytwarza się metodą formowania mieszaniny gipsu palonego (półwodny siarczan wapnia i/lub bezwodny siarczan wapnia) i wody (i innych składników, jeśli to wymagane), wylania mieszaniny do formy o pożądanym kształcie lub na powierzchnię, i pozostawienia do stwardnienia, z wytworzeniem gipsu budowlanego (tj. powtórnie uwodnionego) na drodze reakcji gipsu palonego z wodą, co daje matrycę krystalicznego gipsu uwodnionego (dwuwodny siarczan wapnia). Następnie często stosuje się łagodne ogrzewanie w celu odprowadzenia pozostałej niezwiązanej (nieprzereagowanej) wody, uzyskując suchy produkt. Pożądana hydratacja gipsu palonego umożliwia powstanie prawidłowo ukształtowanej matrycy kryształów gipsu budowlanego, zatem zwiększa wytrzymałość struktury gipsu w produkcie zawierającym gips.

Wszystkie produkty zawierające gips opisane powyżej mogą posiadać lepsze własności jeśli wytrzymałość struktur krystalicznych ich składnika, gipsu budowlanego, zwiększy się w celu nadania im większej odporności na naprężenia, na które mogą być narażone podczas eksploatacji.

Ponadto, stale podejmuje się próby nadania wielu takim produktom zawierającym gips mniejszego ciężaru, dzięki zastosowaniu substancji o mniejszej gęstości (np. kruszywa perlitowego lub pęcherzyków powietrza) zamiast części ich matrycy z gipsu budowlanego. W takich przypadkach, istnieje potrzeba zwiększenia wytrzymałości gipsu budowlanego powyżej normalnego poziomu, właśnie w celu utrzymania wytrzymałości produktu ostatecznego na poziomie takim jak produktu o większej gęstości, ponieważ zawiera on w masie mniej gipsu budowlanego zapewniającego wytrzymałość w produkcie o mniejszej gę stoś ci.

Ponadto, istnieje potrzeba zwiększenia odporności na odkształcenie trwałe (np. odporności na uginanie) struktury wielu takich produktów zawierających gips, szczególnie w warunkach wysokiej wilgotności i temperatury, lub nawet obciążenia. Ludzkie oko zazwyczaj nie może spostrzec ugięcia

PL 197 467 B1 płyty zawierającej gips poniżej około 0,254 cm (0,1 cala) ugięcia na dwie stopy długości płyty. Zatem, istnieje zapotrzebowanie na produkty zawierające gips, które są odporne na odkształcenie trwałe w rozsądnym czasie eksploatacji takich produktów. Np. płyty zawierające gips i kasetony często przechowuje się lub stosuje w taki sposób, że umieszcza się poziomo. Jeśli matryca gipsu budowlanego w tych produktach nie jest dostatecznie odporna na odkszta ł cenie trwał e, szczególnie w warunkach wysokiej wilgotności i temperatury lub obciążenia, produkty mogą zacząć uginać się na powierzchni pomiędzy punktami zamocowania lub podparcia przez strukturę podtrzymującą. Może to być niewidoczne i powodować trudności w zastosowaniu produktów. W wielu zastosowaniach produktów zawierających gips muszą one posiadać zdolność do przenoszenia obciążeń, np. obciążeń izolujących lub kondensacyjnych, bez zauważalnego ugięcia. Zatem, istnieje ciągła potrzeba, uzyskania gipsu budowlanego o zwiększonej odporności na odkształcenie trwale (np. odporności na uginanie).

Istnieje także potrzeba zwiększenia trwałości wymiarowej gipsu budowlanego w produktach zawierających gips podczas ich wytwarzania, obróbki i zastosowań handlowych. Szczególnie w warunkach zmian temperatury i wilgotności, gips budowlany może kurczyć się lub rozszerzać. Np. wilgoć zawarta w szczelinach krystalicznych matrycy gipsowej płyty gipsowej lub kasetonu narażonych na wysoką wilgotność i temperaturę może nasilać problem uginania przez powodowanie rozszerzania nawilżonej płyty. Także, w wytwarzaniu produktów na bazie gipsu budowlanego zazwyczaj pozostaje znacząca ilość niezwiązanej (nieprzereagowanej) wody w matrycy po zestaleniu gipsu. Tę niezwiązaną wodę zazwyczaj potem odprowadza się przez łagodne ogrzewanie. Gdy odparowywana woda opuszcza szczeliny krystaliczne matrycy gipsowej, matryca wykazuje tendencję do kurczenia się pod wpływem naturalnych sił gipsu budowlanego (tj. woda oddziela od siebie części prawidłowo związanych kryształów gipsu budowlanego w matrycy, które następnie wykazują tendencję do zbliżania się do siebie w miarę odparowywania wody).

Jeśli takiej niestabilności wymiarowej można uniknąć lub można ją zminimalizować, uzyskuje się różne korzyści. Np. obecne metody produkcji płyt gipsowych byłyby bardziej wydajne jeśli płyty nie kurczyłyby się podczas suszenia, i produkty zawierające gips, które powinny zachować dokładny kształt i proporcje wymiarów (np. do zastosowania w modelowaniu i formowaniu) lepiej spełniałyby stawiane im wymagania. Także, np. niektóre gipsy szpachlowe do zastosowania na powierzchnie wewnętrznych ścian budynków, gdyby korzystnie nie kurczyły się podczas suszenia, można byłoby nakładać je grubszymi warstwami bez ryzyka popękania zamiast konieczności nakładania wielu cieńszych warstw z długimi przerwami w celu umożliwienia odpowiedniego wysuszenia kolejnych warstw.

Pewne poszczególne rodzaje produktów zawierających gips także stwarzają inne konkretne problemy. Np. mniejszą gęstość produktów zawierających gips często uzyskuje się stosując środki pieniące, w celu utworzenia wodnych pęcherzyków w zawiesinie gipsu palonego (mieszaniny w zawiesinie wodnej), uzyskując odpowiednie trwałe puste przestrzenie w produkcie podczas formowania gipsu budowlanego. Jest to często kłopotliwe, ponieważ stosowane wodne pianki są samoistnie nietrwałe, a więc wiele pęcherzyków może łączyć się i opuszczać względnie rozcieńczoną zawiesinę (jak pęcherzyki w łaźni z barbotażem) przed formowaniem gipsu budowlanego, należy stosować znaczące stężenia środków pieniących w celu otrzymania pożądanej ilości pustych przestrzeni w gipsie budowlanym tak, aby uzyskać produkt o pożądanej gęstości. Zwiększa to koszty i ryzyko niekorzystnego działania chemicznych środków pieniących na inne składniki lub właściwości produktów zawierających gips. Byłoby pożądane zmniejszenie ilości środka pieniącego potrzebnego do uzyskania pożądanej ilości pustych przestrzeni w produktach zawierających gips budowlany.

Istnieje także zapotrzebowanie na nowe i ulepszone kompozycje i metody wytwarzania produktów zawierających gips budowlany z mieszanin zawierających wysokie stężenia (tj. co najmniej 0,015 procenta wagowego w przeliczeniu na ciężar siarczanu wapnia w mieszaninie) jonów chlorkowych lub ich soli. Jony chlorkowe lub ich sole mogą stanowić zanieczyszczenia w samym siarczanie wapnia lub wodzie (np. woda morska lub zawierająca solankę woda podskórna) stosowanych w mieszaninie, których nie można było jak dotąd, przed zgłoszeniem niniejszego wynalazku, stosować do otrzymywania trwałych produktów zawierających gips budowlany.

Istnieje także zapotrzebowanie na nowe i ulepszone kompozycje i sposoby traktowania gipsu budowlanego w celu poprawy wytrzymałości, odporności na odkształcenie trwałe (np. odporności na uginanie) i trwałości wymiarowej.

Zatem, występuje ciągłe zapotrzebowanie na nowe i ulepszone produkty zawierające gips budowlany i kompozycje oraz sposoby do ich wytwarzania, które umożliwią rozwiązanie, uniknięcie lub minimalizację wskazanych powyżej problemów. Niniejszy wynalazek spełnia takie zapotrzebowanie.

PL 197 467 B1

Twórcy wynalazku nieoczekiwanie opracowali produkty zawierające gips budowlany oraz sposoby ich wytwarzania, niespodziewanie spełniające potrzeby opisane powyżej. Każde rozwiązanie według wynalazku spełnia jeden lub więcej z tych wymagań.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania produktu o zwiększonej odporności na odkształcenie trwałe, korzystnie w postaci ukształtowanej matrycy zawierającej materiał na bazie siarczanu wapnia, wodę i przyspieszacz, charakteryzujący się tym, że:

formuje się mieszaninę z materiału na bazie siarczanu wapnia, wody, przyspieszacza i z jednej lub więcej substancji wzmacniających, w ilości od 0,004 do 2,0% wagowych, wybranych z grupy obejmującej: skondensowane kwasy fosforowe, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; oraz sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych, oraz ewentualnie z dalszych dodatków, przy czym mieszanina zawiera co najmniej 0,015% wagowego jonów chlorkowych lub ich soli, a % wagowe podano w przeliczeniu na masę materiału na bazie siarczanu wapnia, pozostawia się mieszaninę do zestalenia materiału z wytworzeniem ukształtowanej matrycy.

Substancję wzmacniającą stosuje się korzystnie w ilości od 0,04 do 0,16% wagowego, korzystnie w ilości 0,08% wagowego w przeliczeniu na masę materiału na bazie siarczanu wapnia.

Korzystnie stosuje się substancję wzmacniającą zawierającą jeden lub więcej z następujących kwasów lub soli, lub ich części anionowych: trimetafosforan sodu, heksametafosforan sodu posiadający 6-27 powtarzalnych jednostek fosforanowych, pirofosforan tetrapotasu, tripolifosforan trisodudipotasu, tripolifosforan sodu, pirofosforan tetrasodu, trimetafosforan glinu, kwaśny pirofosforan sodu, polifosforan amonu posiadający 1000-3000 powtarzalnych jednostek fosforanowych lub kwas polifosforowy posiadający 2 lub bardziej powtarzalnych jednostek kwasu fosforowego.

Jako substancję wzmacniającą stosuje się korzystnie trimetafosforan sodu lub jego część anionową.

Korzystnie stosuje się ponadto w mieszaninie wstępnie żelowaną skrobię.

Korzystnie materiał na bazie siarczanu wapnia stanowi jedna lub więcej substancji takich jak: bezwodny siarczan wapnia; półwodny siarczan wapnia; lub jony wapnia i siarczanowe, korzystniej materiał na bazie siarczanu wapnia stanowi półwodny siarczan wapnia.

Korzystnie stosuje się substancję wzmacniającą zawierającą jedną lub więcej z następujących soli lub ich anionowych części: trimetafosforan sodu, heksametafosforan sodu posiadający 6-27 powtarzalnych jednostek fosforanowych i polifosforan amonu posiadający 1000-3000 powtarzalnych jednostek fosforanowych.

Korzystniej jako substancję wzmacniającą stosuje się trimetafosforan sodu lub jego część anionową.

Korzystnie mieszanina zawiera 0,02-1,5% wagowego jonów chlorkowych lub ich soli.

Przedmiotem wynalazku jest także płyta gipsowa o zwiększonej odporności na uginanie, zawierająca rdzeń umieszczony pomiędzy pokrywającymi go arkuszami, charakteryzująca się tym, że rdzeń zawiera ukształtowaną matrycę materiału na bazie gipsu budowlanego i ewentualnie równomiernie rozmieszczone puste przestrzenie, przy czym matryca zawiera mieszaninę z materiału na bazie siarczanu wapnia, wody, przyspieszacza i z jednej lub więcej substancji wzmacniających, w ilości od 0,004 do 2,0% wagowych, wybranych z grupy obejmującej: skondensowane kwasy fosforowe, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; oraz sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych, oraz z ewentualnie dalszych dodatków, przy czym mieszanina zawiera co najmniej 0,015% wagowego jonów chlorkowych lub ich soli, a % wagowe podano w przeliczeniu na masę materiału na bazie siarczanu wapnia w mieszaninie.

Korzystnie płyta zawiera substancję wzmacniającą w mieszaninie w ilości od 0,04 do 0,16% wagowego, a korzystniej w ilości 0,08% wagowego.

Korzystnie płyta zawiera substancję wzmacniającą zawierającą jeden lub więcej z następujących kwasów lub soli, lub ich anionowych części: trimetafosforan sodu, heksametafosforan sodu posiadający 6-27 powtarzalnych jednostek fosforanowych, pirofosforan tetrapotasu, tripolifosforan trisodudipotasu, tripolifosforan sodu, pirofosforan tetrasodu, trimetafosforan glinu, kwaśny pirofosforan sodu, polifosforan amonu posiadający 1000-3000 powtarzalnych jednostek fosforanowych lub kwas polifosforowy posiadający 2 lub więcej powtarzalnych jednostek kwasu fosforowego.

Korzystnie jako substancję wzmacniającą stosuje się trimetafosforan sodu lub jego część anionową.

PL 197 467 B1

Korzystnie płyta zawiera substancję wzmacniającą zawierającą jedną lub więcej z następujących soli, lub ich anionowych części: trimetafosforan sodu, heksametafosforan sodu posiadający 6-27 powtarzalnych jednostek fosforanowych i polifosforan amonu posiadający 1000-3000 powtarzalnych jednostek fosforanowych.

Korzystnie mieszanina ponadto zawiera wstępnie żelowaną skrobię.

Korzystnie mieszanina zawiera wstępnie żelowaną skrobię w ilości od 0,08 do 0,5% wagowego, a korzystniej w ilości od 0,16 do 0,4% wagowego.

Korzystnie mieszanina zawiera wstępnie żelowaną skrobię w ilości od 0,3% wagowego.

Korzystnie płyta zawiera rdzeń z równomiernie rozmieszczonymi pustymi przestrzeniami a mieszanina zawiera dodatkowo wodną piankę.

Korzystnie płyta zawiera piankę wodną utworzoną z zastosowaniem środka pieniącego, lub mieszanki środków pieniących, o wzorze

w którym X oznacza liczbę od 2 do 20, Y oznacza liczbę od 0 do 10 i oznacza 0 dla co najmniej 50% wagowych środka pieniącego lub mieszanki środków pieniących, i M oznacza, kation.

Korzystnie Y oznacza 0 dla 86 do 99% wagowych środka pieniącego, lub mieszanki środków pieniących.

Korzystnie płyta zawiera mieszaninę ponadto zawierającą wstępnie żelowaną skrobię i wodną piankę.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania ukształtowanej płyty gipsowej, charakteryzujący się tym, że:

formuje się mieszaninę z materiału na bazie siarczanu wapnia, wody, przyspieszacza i z jednej lub więcej substancji wzmacniających, w ilości od 0,004 do 2,0% wagowych, wybranych z grupy obejmującej: skondensowane kwasy fosforowe, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; oraz sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych oraz ewentualnie z dalszych dodatków, przy czym mieszanina zawiera co najmniej 0,015% wagowego jonów chlorkowych lub ich soli, a % wagowe podano w przeliczeniu na masę materiału na bazie siarczanu wapnia w mieszaninie, następnie tworzy się lub osadza formowaną mieszaninę pomiędzy pokrywającymi ją arkuszami, po czym pozostawia się mieszaninę do zestalenia materiału z wytworzeniem ukształtowanej matrycy pomiędzy arkuszami, następnie przygotowuje się jednorodny roztwór wodny zawierający wodę, co najmniej jedną sól chlorkową, środek zwilżający w stężeniu 0,05 do 0,3% wagowego w stosunku do masy roztworu i jedną lub więcej substancji wzmacniających, w stężeniu 0,05 do 0,5% wagowego, wybranych z grupy obejmującej: kwasy fosforowe, z których każdy zawiera 1 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych; i monozasadowe sole lub jednowartościowe jony ortofosforanów oraz ewentualnie dalsze dodatki, który nakłada się na płytę gipsową, a następnie nadaje się płycie gipsowej żądany kształt i pozostawia się ją do wyschnięcia uzyskując ukształtowaną płytę gipsową.

Korzystnie do nakładania stosuje się roztwór zawierający ponadto wstępnie żelowaną skrobię. Korzystnie do nakładania stosuje się roztwór zawierający ponadto środek przeciwpieniący. Korzystnie do nakładania stosuje się roztwór zawierający skrobię w stężeniu od 0,025 do 0,2% wagowego.

Korzystnie do nakładania stosuje się roztwór zawierający środek przeciwpieniący w stężeniu od 0,01 do 0,05% wagowego.

Korzystnie stosuje się roztwór zawierający sól chlorkową o stężeniu od 0,05 do 1,0% wagowego.

Korzystnie wytwarza się płytę gipsową pokrytą kartonem.

PL 197 467 B1

Korzystnie jednorodny roztwór wodny nakłada się tylko na jedną stronę płyty gipsowej.

Przedmiotem wynalazku jest także sposób wytwarzania ukształtowanej płyty gipsowej charakteryzujący się tym, że:

na płytę gipsową nakłada się jednorodny roztwór wodny zawierający wodę i środek zwilżający w stężeniu od 0,05 do 0,3% wagowego, następnie na płytę gipsową nakłada się jednorodny roztwór wodny zawierający wodę i co najmniej jedną sól chlorkową, po czym sporządza się roztwór zawierający jedną lub więcej substancji wzmacniających, w stężeniu od 0,05 do 0,5% wagowych w stosunku do masy roztworu, wybranych z grupy obejmującej: kwasy fosforowe, z których każdy zawiera 1 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych; i monozasadowe sole lub jednowartościowe jony ortofosforanów, oraz ewentualnie dalsze dodatki, który nakłada się na płytę gipsową, a następnie nadaje się płycie gipsowej żądany kształt i pozostawia się ją do wyschnięcia uzyskując ukształtowaną płytę gipsową.

Korzystnie roztwór zawierający dodatkowo wstępnie żelowaną skrobię także nakłada się na płytę gipsową przed suszeniem płyty.

Korzystnie roztwór zawierający dodatkowo środek przeciwpieniący także nakłada się na płytę gipsową przed suszeniem płyty.

Korzystnie nakłada się roztwór zawierający skrobię w stężeniu od 0,025 do 0,2% wagowego.

Korzystnie nakłada się roztwór zawierający środek przeciwpieniący w stężeniu od 0,01 do 0,05% wagowego.

Korzystnie wytwarza się płytę gipsową pokrytą kartonem.

Korzystnie sól chlorkową, jedną lub więcej substancję wzmacniającą i środek zwilżający nakłada się tylko na jedną stronę płyty gipsowej.

Tak więc, płytę gipsową według wynalazku, zawierającą gips budowlany, o zwiększonej odporności na odkształcenie trwale wytwarza się zgodnie z wynalazkiem przez uformowanie mieszaniny materiału z siarczanem wapnia, wody i odpowiedniej ilości jednej lub więcej określonych substancji wzmacniających.

Mieszaninę utrzymuje się następnie w warunkach wystarczających dla materiału z siarczanem wapnia do wytworzenia ulepszonego gipsu budowlanego.

Stosowany tu termin, „materiał z siarczanem wapnia” określa bezwodny siarczan wapnia; hemihydrat siarczanu wapnia; dwuwodny siarczan wapnia; jony wapnia i siarczanowe; lub ich mieszaniny lub wszystkie z nich.

W pewnym rozwiązaniu wedł ug wynalazku dotyczą cym materiał u z siarczanem wapnia stanowi on głównie półwodny siarczan wapnia. W takich przypadkach, wszystkie z substancji wzmacniających opisanych powyżej będą nadawać zwiększone odporności na odkształcenie trwałe tak utworzonemu gipsowi budowlanemu. Jednakże, pewne substancje wzmacniające (np. następujące sole, lub ich anionowe części: trimetafosforan sodu (określany tu także jako STMP), heksametafosforan sodu posiadający 6-27 powtarzalnych jednostek fosforanowych (określany tu także jako SHMP) i polifosforan amonu posiadający 1000-3000 powtarzalnych jednostek fosforanowych (określany tu także jako APP)) zapewnią korzystne właściwości takie jak zwiększenie odporności na uginanie. Także, APP daje taką samą odporność na uginanie jak STMP, nawet gdy doda się w ilości tylko jednej czwartej stężenia STMP.

Według pewnego korzystnego rozwiązania według niniejszego wynalazku, przeprowadza się to przez dodanie jonów trimetafosforanowych do mieszaniny gipsu palonego i wody stosowanej do uzyskania produktów zawierających gips budowlany (stosowany tu termin „gips palony” oznacza, zgodnie z zamiarem, alfa półwodny siarczan wapnia, beta pół wodny siarczan wapnia, rozpuszczalny w wodzie bezwodny siarczan wapnia, lub mieszaniny dowolnych lub wszystkich z nich, oraz terminy „gips budowlany” i „gips uwodniony” oznaczają, zgodnie z zamiarem, dwuwodny siarczan wapnia). Gdy woda w mieszaninie reaguje samorzutnie z gipsem palonym z wytworzeniem gipsu budowlanego, to ten gips budowlany ma nieoczekiwanie zwiększoną trwałość, odporność na odkształcenie trwałe (np. odporność na uginanie) i trwałość wymiarową, w porównaniu z gipsem budowlanym utworzonym z mieszaniny nie zawierającej jonów trimetafosforanowych. Mechanizm poprawy tych właściwości nie jest zrozumiały.

PL 197 467 B1

Ponadto, nieoczekiwanie stwierdzono, że jony trimetafosforanowe (jak APP) nie opóźniają szybkości powstawania gipsu budowlanego z gipsu palonego. Właściwie, w przypadku dodania we względnie większych stężeniach w ramach przydatnych zakresów, jony trimetafosforanowe faktycznie przyspieszają szybkość hydratacji gipsu palonego z wytworzeniem gipsu budowlanego. Jest to szczególnie zadziwiające, tak jak zwiększenie wytrzymałości gipsu budowlanego, ponieważ na ogół przyjmuje się, że fosforowe lub fosforanowe substancje opóźniają szybkość powstawania gipsu budowlanego i zmniejszają wytrzymałość utworzonego gipsu. Jest to właściwie słuszne dla większości takich substancji, lecz nie dla jonów trimetafosforanowych.

Zatem, na ogół, pewne korzystne rozwiązania według wynalazku zapewniają sposób wytwarzania produktu zawierającego gips budowlany o zwiększonej wytrzymałość, odporności na odkształcenie trwałe (np. odporność na uginanie) i trwałości wymiarowej, obejmujący: utworzenie mieszaniny gipsu palonego, wody i jonów trimetafosforanowych, oraz utrzymywanie mieszaniny w warunkach (np. temperatury korzystnie poniżej około 49°C (120°F)) wystarczających do konwersji gipsu palonego do gipsu budowlanego.

W pewnych korzystnych rozwiązaniach według wynalazku sposób jest jednym spośród sposobów wytwarzania płyty gipsowej zawierającej rdzeń gipsu budowlanego przełożony pomiędzy pokrywające arkusze kartonu lub innego materiału. Płytę wytwarza się przez utworzenie płynącej mieszaniny (zawiesiny wodnej) gipsu palonego, wody i jonów trimetafosforanowych, osadzenie jej pomiędzy pokrywającymi arkuszami i umożliwienie zestalenia i wyschnięcia uzyskanego zestawu.

Choć płyta tak wytworzona ma wszystkie pożądane ulepszone właściwości, tj. zwiększoną trwałość, odporność na odkształcenie trwałe (np. odporność na uginanie) i trwałość wymiarową, to obserwuje się, że z nieznanych powodów, gdy taka płyta z jakiejś przyczyny staje się wilgotna lub nie została z nieznanych powodów całkowicie osuszona podczas produkcji, wiązanie pomiędzy gipsowym rdzeniem i pokrywającymi arkuszami (zazwyczaj zawierającymi karton), może tracić wytrzymałość lub nawet pękać, nawet gdy płyta zawiera typową nie żelowaną wstępnie skrobię (np. skrobię modyfikowaną kwasem), która normalnie przyczynia się do lepszej integralności wiązania kartonu do rdzenia. Pokrywające arkusze mogą się następnie delaminować z płyty, co byłoby niedopuszczalne. Jednak twórcy wynalazku opracowali również rozwiązanie tego możliwego problemu ubocznego. Stwierdzono, że problemu można uniknąć przez wprowadzenie wstępnie żelowanej skrobi podczas produkcji zawiesiny. Skrobia zostaje następnie rozprowadzona w uzyskanym rdzeniu gipsowym, i nieoczekiwanie, stwierdzono, że pozwala to uniknąć osłabiania wiązania pomiędzy rdzeniem i pokrywającymi arkuszami.

Zatem, w pewnych rozwiązaniach wynalazek zapewnia sposób wytwarzania nawet jeszcze ulepszonej płyty gipsowej. Stosowana kompozycja zawiera mieszaninę wody, gipsu palonego, jonów trimetafosforanowych i wstępnie żelowanej skrobi. Sposób obejmuje utworzenie takiej mieszaniny, osadzenie jej pomiędzy pokrywającymi arkuszami i umożliwienie zestalenia i wyschnięcia uzyskanego zestawu.

W przypadkach gdy pożądane jest uzyskanie pł yty gipsowej o mniejszej wadze, wynalazek zapewnia sposób do realizacji tego celu. Stosowana kompozycja zawiera mieszaninę wody, gipsu palonego, jonów trimetafosforanowych i wodnej pianki, a sposób obejmuje utworzenie takiej mieszaniny, osadzenie jej pomiędzy pokrywającymi arkuszami oraz umożliwienie zestalenia i wyschnięcia uzyskanego zestawu. Taka kompozycja i sposób zapewniają płytę o mniejszej wadze, ponieważ pęcherzyki pianki wodnej występują w odpowiednich przestrzeniach powietrznych w rdzeniu gipsu budowlanego uzyskanej płyty. Ogólna wytrzymałość płyty jest większa niż dotychczasowej płyty wytwarzanej z dodatkiem wodnej pianki w mieszaninie, a to ze względu na zwiększoną trwałość zapewnioną przez dodanie jonów trimetafosforanowych do mieszaniny użytej do wytworzenia płyty według wynalazku. Np. płyty sufitowe o grubości 1,27 cm (1/2 cala) wykonane zgodnie z niniejszym wynalazkiem mają większą odporność na odkształcenie trwałe (np. odporność na uginanie) niż 1,59 cm (5/8 calowej) płyty sufitowe wykonane z zastosowaniem dotychczasowych 'kompozycji i sposobów. Zatem, niniejszy wynalazku daje znaczne oszczędności kosztu przy produkcji płyty sufitowej.

Nieoczekiwanie, stwierdzono inną korzyść dodania jonów trimetafosforanowych do mieszaniny także zawierającej piankę wodną. Mianowicie, stwierdzono, że proporcjonalnie więcej pęcherzyków powietrza (i większa objętość przestrzeni powietrznej) na jednostkę stosowanej pianki wodnej, powstaje w uzyskanym produkcie zawierającym gips, gdy do mieszaniny wprowadzi się jon trimetafosforanowego. Przyczyna tego zjawiska nie jest znana, lecz korzystnym efektem jest fakt, że mniej środka pieniącego trzeba stosować w celu uzyskania pożądanej objętości przestrzeni powietrznej w produkcie

PL 197 467 B1 zawierającym gips budowlany. To z kolei prowadzi do niższych kosztów produkcji i mniejszego ryzyka efektów ubocznych chemicznych środków pieniących na inne składniki lub właściwości produktu zawierającego gips.

W pewnych rozwiązaniach wynalazek zapewnia płytę warstwową zawierającą gips budowlany i substancję wzmacniającą, wytworzoną przez: utworzenie lub osadzenie mieszaniny na powierzchni, przy czym mieszanina zawiera substancję wzmacniającą, materiał z siarczanem wapnia, wodę i odpowiednią ilość jednej lub więcej substancji wzmacniających wybranych spośród skondensowanych kwasów fosforowych, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; oraz sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych. Mieszaninę utrzymuje się następnie w warunkach wystarczających do wytworzenia gipsu budowlanego z materiału z siarczanem wapnia.

Wynalazek także dostarcza płytę warstwową zawierającą gips budowlany i cząstki podstawowe, a co najmniej część gipsu budowlanego znajduje się wokół dostępnych pustych przestrzeni w cząstkach podstawowych. Płytę wytwarza się przez utworzenie lub osadzenie mieszaniny na powierzchni, przy czym mieszanina zawiera: cząstki podstawowe; półwodny siarczan wapnia, a co najmniej część z nich występuje w postaci kryształów w i wokół pustych przestrzeni cząstek podstawowych; wodę; i odpowiednią ilość jednej lub wię cej substancji wzmacniają cych wybranych spoś ród grupy skł adają cej się ze skondensowanych kwasów fosforowych, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; i sole lub jony skondensowanych fosforanów, przy czym każdy z nich zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych. Mieszaninę utrzymuje się następnie w warunkach wystarczających do wytworzenia gipsu budowlanego gipsu budowlanego z półwodnego siarczanu wapnia, dzięki czemu część gipsu budowlanego w i wokół dostępnych pustych przestrzeni w cząstkach podstawowych tworzy poprzez hydratację in situ kryształy półwodnego siarczanu wapnia w i wokół pustych przestrzeni cząstek podstawowych.

Możliwe jest również uzyskanie skrawalnego produktu zawierającego gips budowlany uzyskiwany przez utworzenie mieszaniny zawierającej skrobię, cząstki polimeru ponownie zdyspergowanego w wodzie, materiał z siarczanem wapnia, wodę i odpowiednią ilość jednej lub więcej substancji wzmacniających wybranych spośród: skondensowanych kwasów fosforowych, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; i soli lub jonów skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych. Mieszaninę utrzymuje się następnie w warunkach wystarczających do wytworzenia gipsu budowlanego z materiału z siarczanem wapnia.

Można również uzyskać produkt zawierający gips budowlany stosowany do wykonania spoiny pomiędzy krawędziami płyt gipsowych, przy czym produkt wytworzono przez zanurzenie w mieszaninie łączącej zawierającej spoiwo, zagęszczacz, środek poziomujący, materiał z siarczanem wapnia, wodę i odpowiednią ilość jednej lub więcej substancji wzmacniających wybranych spośród skondensowanych kwasów fosforowych, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; oraz sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek, fosforanowych. Mieszaninę utrzymuje się następnie w warunkach wystarczających do wytworzenia gipsu budowlanego z materiału z siarczanem wapnia.

Płyta według wynalazku może stanowić płytę akustyczną zawierającą gips budowlany uzyskaną przez utworzenie lub osadzenie na tacy mieszaniny zawierającej żelowaną skrobię, wełnę żużlową, materiał z siarczanem wapnia, wodę i odpowiednią ilość jednej lub więcej substancji wzmacniających wybranych spośród skondensowanych kwasów fosforowych, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; oraz sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych. Mieszaninę utrzymuje się następnie w warunkach wystarczających do wytworzenia gipsu budowlanego z materiału z siarczanem wapnia.

Można uzyskać również inny typ płyty akustycznej zawierającej gips budowlany uzyskanej przez utworzenie lub osadzenie na tacy mieszaniny zawierającej żelowaną skrobię, spęcznione cząstki perlitu, włóknisty środek wzmacniający, materiał z siarczanem wapnia, wodę i odpowiednią ilość jednej lub więcej substancji wzmacniających wybranych spośród skondensowanych kwasów fosforowych, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; oraz sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych. Mieszaninę utrzymuje się następnie w warunkach wystarczających do wytworzenia gipsu budowlanego z materiału z siarczanem wapnia.

PL 197 467 B1

Można uzyskać inne produkty zawierające gips budowlany produkowane przez utworzenie, mieszaniny substancji wzmacniającej, dwuwodnego siarczanu wapnia i wody. Dokładniej, to rozwiązanie wymaga traktowania odlewu gipsowego substancją wzmacniającą. Stwierdzono, że utworzenie mieszaniny substancji wzmacniającej, wody i dwuwodnego siarczanu wapnia daje produkty zawierające gips budowlany o zwiększonej wytrzymałości, odporności na odkształcenie trwałe (tj. odporność na uginanie) i trwałość wymiarową. Taką obróbkę po zestaleniu można przeprowadzić przez dodanie substancji wzmacniającej albo przez opryskiwanie lub namaczanie odlewu dwuwodnego siarczanu wapnia z zastosowaniem substancji wzmacniającej. W przypadku takiej obróbki po zestaleniu, substancję wzmacniającą można wybrać z grupy obejmującej: kwasy fosforowe, z których każdy zawiera 1 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych; oraz monozasadowe sole lub jednowartościowe jony ortofosforanowe.

W pewnych rozwiązaniach wynalazek zapewnia sposób wytwarzania produktów zawierających gips budowlany z mieszaniny zawierającej jony chlorkowe lub ich sole w dużych stężeniach (tj. co najmniej 0,015 procent wagowych w przeliczeniu na ciężar materiałów z siarczanem wapnia w mieszaninie). Jony chlorkowe lub ich sole mogą być zanieczyszczeniami w materiale z siarczanem wapnia jako takim lub wodzie (np. woda morska lub woda podskórna zawierająca solankę) stosowanych w mieszaninie, których przed niniejszym wynalazkiem nie moż na był o stosować do otrzymywania trwałych produktów zawierających gips budowlany.

W obróbce przed zestaleniem materiału z siarczanem wapnia zgodnie z niniejszym wynalazkiem, stwierdzono także, że pewne substancje wzmacniające będą zmniejszać szybkość hydratacji tworzenia gipsu budowlanego i niekorzystnie wpływać na wytrzymałość produktu zawierającego gips budowlany. Stwierdzono, że to opóźnianie i niekorzystny wpływ na wytrzymałość można poprawić lub nawet przezwyciężyć przez wprowadzenie do mieszaniny przyspieszacza w odpowiedniej ilości i w odpowiedni sposób.

Stwierdzono także, że płytę gipsową posiadającą pożądany kształt można wykonać zgodnie z zaleceniami niniejszego wynalazku. Przed niniejszym wynalazkiem, kształt regularnej płaskiej płyty gipsowej typowo modyfikowano przez zwilżenie płyty wodą w celu jej osłabienia i nadania większej elastyczności i następnie modyfikowanie do pożądanego kształtu płyty oraz pozostawienie jej do wyschnięcia. Jednakże, ta wcześniejsza technika prowadzi do wielu wytwórczych i aparaturowych niedogodności, a to ponieważ zwilżanie wymagane do osłabienia płyty i nadania jej większej elastyczności, aby umożliwić modyfikację do pożądanego kształtu jest bardzo czasochłonne, tj. trwa co najmniej jedną godzinę lub więcej, a czasem i dwanaście godzin. Ponadto, dotychczasowa technika nie jest podatna na łatwe modyfikacje do pożądanego kształtu płyty. Jeśli płyta nie jest właściwie osłabiona, to trudno ją zmodyfikować do pożądanego kształtu. Tj. więcej siły jest wymagane do zmodyfikowania płyty do pożądanego kształtu, a jeśli przyłoży się zbyt dużą siłę, płyta ulegnie złamaniu. Zatem, istnieje wielkie zapotrzebowanie na sposoby i kompozycje, które zmniejszą czas nawilżania i zwiększą łatwość wytwarzania płyt gipsowych i uproszczą instalację do nadawania im pożądanego kształtu.

Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem według niniejszego wynalazku, np. płaską płytę gipsową można natryskiwać wodnym roztworem chlorku zawierającym dowolną substancję wzmacniającą (jak opisano powyżej w streszczeniu niniejszego wynalazku i w poniższych przykładach) w celu osłabienia płyty i nadania jej większej elastyczności. Osłabioną i bardziej elastyczną płytę można następnie łatwo modyfikować do pożądanego kształtu stosując mniejszą siłę niż we wcześniejszych technikach, a pożądany kszta ł t w zmodyfikowanej pł ycie bę dzie utrzymany po osuszeniu pł yty, a to ze wzglę du na korzystne efekty zastosowania substancji wzmacniającej.

Opis rysunków

Figura 1 przedstawia wykres obrazujący ciężar produktów z płyt gipsowych, w tym płyty gipsowej według niniejszego wynalazku.

Figura 2 przedstawia wykres porównujący odporność na uginanie płyty gipsowej wykonanej zgodnie z niniejszym wynalazkiem z dostępnymi w handlu płytami gipsowymi, przy czym wszystkie testowane płyty zamocowano stosując typowe klamrowe i skręcane przyłączenia do sufitu.

Figura 3 przedstawia wykres porównujący odporność na uginanie płyty gipsowej wykonanej zgodnie z niniejszym wynalazkiem z dostępnymi w handlu płytami gipsowymi, przy czym wszystkie testowane płyty zamocowano stosując typowe przyłączenie do sufitu F2100 (tj. adhezyjne).

PL 197 467 B1

Figura 4 przedstawia wykres porównujący efekt odchylenia typu ugięcia płyty gipsowej wykonanej zgodnie z niniejszym wynalazkiem i dostępnej w handlu płyty gipsowej.

Figura 5 przedstawia wykres obrazujący efekt odchylenia typu ugięcia traktowanej płyty gipsowej zgodnie z niniejszym wynalazkiem wytworzonej z płyty gipsowej zawierającej uprzednio uwodniony i osuszony gips (tj. dwuwodny siarczan wapnia).

Niniejszy wynalazek można zastosować z wykorzystaniem kompozycji i sposobów podobnych do stosowanych dotąd w tej dziedzinie do otrzymywania różnych produktów zawierających gips budowlany. Zasadniczą różnicę pomiędzy sposobami według niektórych korzystnych rozwiązań według wynalazku, a kompozycjami i sposobami stosowanymi dotąd w tej dziedzinie do otrzymywania różnych produktów zawierających gips budowlany stanowi zawartość soli trimetafosforanowej, która w sposobach według wynalazku powoduje rehydratację gipsu palonego, z wytworzeniem gipsu budowlanego zachodzącą w obecności jonów trimetafosforanowych i tym samym uzyskanie korzyści według wynalazku. Pod innymi względami kompozycje i sposoby według wynalazku mogą być takie same, jeśli to wymagane, jak kompozycje i metody znane dotąd w tej dziedzinie.

Sól trimetafosforanowa zawarta w kompozycjach według wynalazku może obejmować dowolną rozpuszczalną w wodzie sól trimetafosforanową, która nie oddziaływuje niekorzystnie z innymi składnikami kompozycji. Niektóre przykłady przydatnych soli obejmują trimetafosforan sodu, trimetafosforan potasu, trimetafosforan amonu, trimetafosforan litu, trimetafosforan glinu i i ich sole mieszane. Korzystny jest trimetafosforan sodu. Jest on łatwo dostępny w handlu np. od Solutia Inc. Z St. Louis, Missouri, poprzednio stanowiącej część Monsanto Company z St. Louis, Missouri.

Do zastosowania w praktyce, w jednym spośród korzystnych sposobów według wynalazku sól trimetafosforanową rozpuszcza się w wodnej mieszaninie gipsu palonego, z wytworzeniem stężenia jonów trimetafosforanowych od około 0,004 do około 2,0 procent wagowych w przeliczeniu na ciężar gipsu palonego. Korzystne stężenie jonów trimetafosforanowych wynosi od około 0,04 do około 0,16 procent. Korzystniejsze stężenie wynosi około 0,08 procent. Jeśli to pożądane, do łatwiejszego przechowywania i transportu w zastosowaniu praktycznym niektórych rozwiązań według wynalazku, sól trimetafosforanową można wstępnie rozpuścić w wodzie i wprowadzić do mieszaniny w formie roztworu wodnego.

Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem według wynalazku, jony trimetafosforanowe muszą występować tylko w wodnej mieszaninie gipsu palonego podczas hydratacji gipsu palonego, z wytworzeniem gipsu budowlanego. Zatem, podczas gdy zazwyczaj jest bardziej dogodne i zatem korzystne wprowadzanie jonów trimetafosforanowych do mieszaniny we wczesnym etapie, wystarczające jest także wprowadzenie jonów trimetafosforanowych do mieszaniny gipsu palonego i wody w nieco późniejszym etapie. Np. w wytwarzaniu typowych płyt gipsowych, wodę i gips palony umieszcza się razem w mieszalniku, miesza starannie i następnie zazwyczaj osadza na arkuszu pokrywającym na ruchomej taśmie i drugi arkusz pokrywający umieszcza się nad osadzaną mieszaniną zanim nastąpi przeważająca rehydratacja gipsu palonego, z wytworzeniem gipsu budowlanego. Podczas gdy najbardziej dogodne jest wprowadzenie jonów trimetafosforanowych do mieszaniny podczas jej przygotowywania w mieszalniku, wystarczające jest także dodanie jonów trimetafosforanowych w późniejszym etapie, np. przez natryskiwanie roztworu wodnego jonów na osadzaną wodną mieszaninę gipsu palonego bezpośrednio przed umieszczeniem drugiego arkusza pokrywającego nad osadzoną powłoką tak, aby wodny roztwór jonów trimetafosforanowych wsiąkał w osadzaną mieszaninę i były one obecne gdy nastąpi większościowa hydratacja, z wytworzeniem gipsu budowlanego.

Inne alternatywne metody wprowadzania jonów trimetafosforanowych do mieszaniny będą oczywiste dla fachowców w tej dziedzinie i oczywiście są objęte zakresem niniejszego wynalazku. Np. możliwe jest wstępne pokrycie jednego lub obu arkuszy pokrywających solą trimetafosforanową tak, aby sól rozpuszczała się i powodowała migrację jonów trimetafosforanowych poprzez mieszaninę, gdy osadzona powłoka wodnej mieszaniny gipsu palonego wchodzi w kontakt z arkuszem pokrywającym. Inna alternatywa obejmuje zmieszanie soli trimetafosforanowej z surowym gipsem nawet przed jego ogrzewaniem w celu wytworzenia gipsu palonego tak, aby sól była już obecna, gdy gips palony miesza się wodą w celu spowodowania rehydratacji.

Inne alternatywne metody wprowadzania jonów trimetafosforanowych do mieszaniny obejmują dodawanie jonów trimetafosforanowych do gipsu budowlanego z zastosowaniem dowolnych odpowiednich środków takich jak natryskiwanie lub namaczanie gipsu budowlanego roztworem zawierającym trimetafosforan. Stwierdzono, że jony trimetafosforanowe będą migrować do gipsu budowlanego poprzez typowe arkusze kartonowe stosowane w obróbce gipsu budowlanego.

PL 197 467 B1

Gips palony stosowany według wynalazku może występować w formie i stężeniach typowo przydatnych w odpowiednich rozwiązaniach znanych dotąd w tej dziedzinie. Może to być półwodny alfa siarczan wapnia, półwodny beta siarczan wapnia, rozpuszczalny w wodzie bezwodny siarczan wapnia lub mieszaniny dowolnych lub wszystkich z nich, z naturalnych lub syntetycznych źródeł. W niektórych korzystnych rozwiązaniach stosuje się półwodny alfa siarczan wapnia ze względu na jego zdolność zapewniania gipsu budowlanego o względnie wysokiej wytrzymałości. W innych korzystnych rozwiązaniach stosuje się półwodny beta siarczan wapnia lub mieszaninę beta półwodnego siarczanu wapnia i rozpuszczalnego w wodzie bezwodnego siarczanu wapnia.

W zastosowaniu praktycznym wedł ug wynalazku moż na stosować inne typowe dodatki w zwykłych ilościach w celu nadawania pożądanych właściwości i ułatwienia wytwarzania, takie jak np. pianka wodna, środki przyspieszające zestalanie, środki opóźniające zestalanie, inhibitory ponownego wypalania, spoiwa, lepiszcza, pomocnicze środki zawieszające, środki poziomujące lub nie poziomujące, zagęszczacze, środki bakteriobójcze, fungicydy, regulatory pH, barwniki, substancje wzmacniające, środki opóźniające zapłon, środki hydrofobowe, wypełniacze i ich mieszaniny.

W niektórych korzystnych rozwiązaniach według wynalazku, w których sposób i kompozycja przeznaczone są do wytwarzania płyty gipsowej zawierającej rdzeń z substancji zawierającej gips budowlany umieszczony pomiędzy pokrywającymi arkuszami, jony trimetafosforanowe stosuje się w stężeniach i w sposób opisany powyżej. Pod innymi względami, kompozycję i sposób można stosować w oparciu o te same składniki i w taki sam sposób, jeśli to wymagane, jak kompozycje i sposoby wytwarzania płyty gipsowej znane dotąd w tej dziedzinie, np. ujawnione w opisach patentowych St. Zjedn. Ameryki Płn. nr 4009062 i 2985219, których ujawnienia załącza się tu na zasadzie odsyłacza. Płyty wytwarzane z zastosowaniem tej korzystnej kompozycji i sposobu według wynalazku wykazują ulepszoną wytrzymałość, odporność na odkształcenie trwałe i trwałość wymiarową.

W korzystnych sposobach wytwarzania płyty gipsowej, w której arkusze pokrywające płytę zawierają papier, stosuje się także wstępnie żelowaną skrobię w celu uniknięcia nieznacznie zwiększonego ryzyka rozwarstwienia papieru w warunkach ekstremalnej wilgotności. Wstępne żelowanie surowej skrobi osiąga się przez gotowanie w wodzie w temperaturach co najmniej 85°C (185°F) lub z zastosowaniem innych dobrze znanych metod.

Niektóre przykłady łatwo dostępnych wstępnie żelowanych skrobi służących do celów według niniejszego wynalazku obejmują (identyfikowane przez ich nazwy handlowe): skrobię PCF1000 dostępną od Lauhoff Grain Co.; i skrobie AMERIKOR 818 i HQM PREGEL obie dostępne od Archer Daniels Midland Co.

Do stosowania w korzystnej praktyce według wynalazku, wstępnie żelowana skrobia znajduje się w wodnej mieszaninie gipsu palonego w stężeniu od około 0,08 do około 0,5 procenta wagowego w przeliczeniu na ciężar gipsu palonego. Korzystne stężenie wstę pnie żelowanej skrobi wynosi od około 0,16 do około 0,4 procenta. Korzystniejsze stężenie wynosi około 0,3 procenta. Jeśli odpowiednie rozwiązanie znane dotąd w tej dziedzinie także obejmuje skrobię, która nie była wstępnie żelowana (a jest takich wiele), wstępnie żelowana skrobia w rozwiązaniu według wynalazku może także służyć do zastąpienia całości lub części skrobi normalnie stosowanej jak dotąd w tej dziedzinie.

W rozwią zaniach wedł ug wynalazku, które wykorzystują ś rodek pienią cy do uzyskiwania pustych przestrzeni w produkcie zawierającym gips budowlany, w celu otrzymania mniejszego ciężaru, można stosować dowolne typowe środki pieniące znane jako przydatne w wytwarzaniu produktów budowlanych na bazie gipsu spienionego. Wiele takich środków pieniących jest dobrze znane i łatwo dostępnych w handlu, np. od GEO Specialty Chemicals w Ambler, Pennsylvania. W celu uzyskania dalszych opisów przydatnych środków pieniących patrz np.: opisy patentowe St. Zjedn. Ameryki Płn. nr 4676835; 5158612; 5240639 i 5643510; i opis patentowy PCT nr WO 95/16515 opublikowany 22 czerwca 1995.

W wielu przypadkach korzystne będzie uzyskanie względnie dużych pustych przestrzeni w produkcie gipsowym w celu ułatwienia zachowania jego wytrzymałości. Można to uzyskać stosując środek pieniący, który generuje pianę, tj. względnie nietrwały po skontaktowaniu z zawiesiną gipsu palonego. Korzystnie, przeprowadza się to przez przeważające ilości środka pieniącego, o którym wiadomo, że tworzy względnie nietrwałą pianę, z mniejszą ilością środka pieniącego dającego względnie trwałą pianę.

Taką mieszaninę środków pieniących można wstępnie zmieszać „poza procesem”, tj. niezależnie od procesu wytwarzania produktu na bazie gipsu spienionego. Jednakże, korzystne jest mieszanie takich środków pieniących jednocześnie i nieprzerwanie, w formie integralnej części procesu „w czasie

PL 197 467 B1 procesu”. Można to przeprowadzić, np. metodą pompowania oddzielnych strumieni różnych środków pieniących i połączenia strumieni razem w, lub bezpośrednio przed, generatorem piany, stosowanym w celu wytworzenia strumienia pianki wodnej, który następnie wprowadza się i miesza z zawiesiną gipsu palonego. Przez zmieszanie w ten sposób, proporcję środków pieniących w mieszance można łatwo i efektywnie regulować (np. poprzez zmianę szybkości przepływu jednego lub obu oddzielnych strumieni) w celu osiągnięcia pożądanych właściwości pęcherzyków w produkcie budowlanym na bazie gipsu spienionego. Taką regulację przeprowadza się zależnie od wyniku badania końcowego produktu mającego na celu określenie czy taka regulacja jest potrzebna. Dalszy opis takiego mieszania „w czasie procesu” i regulacji można znaleźć w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki Płn. nr 5643510 i będącym jednocześnie przedmiotem postępowania patentowego zgłoszeniu patentowym St. Zjedn. Ameryki Płn. nr 08/577367 złożonym 22 grudnia 1995.

Przykładowy jeden typ środka pieniącego, przydatnego do wytwarzania nietrwałej pianki, opisuje wzór

w którym R oznacza alkil zawierają cy od 2 do 20 atomów wę gla i M oznacza kation. Korzystnie, R oznacza alkil zawierający od 8 do 12 atomów w ęgla.

Przykładowy jeden typ środka pieniącego, przydatnego do wytwarzania trwałej pianki, opisuje wzór

CH₃ (CH₂) xCH₂ (OCH₂CH₂) _YOSO₃qM_@ (J) r w którym X oznacza liczbę od 2 do 20, Y oznacza liczbę od 0 do 10 i większą od 0 dla co najmniej 50 procent wagowych środka pieniącego i M oznacza kation.

W niektórych korzystnych rozwiązaniach według wynalazku środki pieniące o powyższych wzorach (Q) i (J) miesza się razem tak, aby środek pieniący o wzorze (Q) i środek pieniący o wzorze (J), w którym Y oznacza 0, razem tworzyły od 86 do 99 procent wagowych uzyskanej mieszanki środków pieniących.

W niektórych korzystnych rozwiązaniach według wynalazku piankę wodną wytwarza się ze wstępnie zmieszanego środka pieniącego o wzorze

CH₃ (CH₂) xCH₂ (OCH₂CH₂) _yoso₃qM_@ (z) , w którym X oznacza liczbę od 2 do 20, Y oznacza liczbę od 0 do 10 i oznacza 0 dla co najmniej 50 procent wagowych środka pieniącego i M oznacza kation. Korzystnie, Y oznacza 0 dla od 86 do 99 procent wagowych środka pieniącego o wzorze (Z).

W niektórych korzystnych rozwiązaniach według wynalazku, w których sposób i kompozycja przeznaczone są do wytwarzania warstwowej płyty zawierającej gips budowlany i cząstki substancji wzmacniającej, jony trimetafosforanowe stosuje się w stężeniach i w sposób opisany powyżej. Szczególnie korzystnie, w produkcie warstwowym zawierającym gips budowlany i cząstki podstawowe co najmniej część gipsu budowlanego znajduje się w i wokół dostępnych pustych przestrzeni w cząstkach podstawowych. Kompozycja według wynalazku zawiera mieszaninę: cząstek podstawowych posiadających dostępne puste przestrzenie; gips palony, którego co najmniej część występuje w postaci kryształów w i wokół pustych przestrzeni w cząstkach podstawowych; i rozpuszczalną w wodzie sól trimetafosforanową. Kompozycję można zmieszać z wodą w celu uzyskania mieszaniny według wynalazku wody, cząstek podstawowych posiadających dostępne puste przestrzenie, gips palony (którego co najmniej część występuje w postaci kryształów w i wokół pustych przestrzeni w cząstkach podstawowych) i jonów trimetafosforanowych. Sposób obejmuje utworzenie takiej mieszaniny, umieszczenie jej na powierzchni lub w formie i pozostawienie do zestalenia i wyschnięcia.

Pod innymi względami, kompozycję i sposób można stosować z wykorzystaniem takich samych składników i w taki sam sposób, jeśli to wymagane, jak kompozycje i metody do wytwarzania warstwowej płyty znane dotąd w tej dziedzinie, np. ujawnione w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 5320677, którego ujawnienie załącza się tu na zasadzie odsyłacza.

W niektórych korzystnych rozwiązaniach według wynalazku, w których sposób służy do wytwarzania skrawalnego materiału, jony trimetafosforanowe stosuje się w stężeniach i w sposób opisany powyżej. W niektórych korzystnych wariantach takiego rozwiązania kompozycja zawiera mieszaninę gipsu palonego, rozpuszczalnej w wodzie soli trimetafosforanowej, skrobi i cząstek polimeru

PL 197 467 B1 ponownie dyspergowanego w wodzie. Kompozycję można zmieszać z wodą do uzyskania mieszaniny wody, gipsu palonego, jonów trimetafosforanowych, skrobi i cząstek polimeru ponownie dyspergowanego w wodzie. Sposób obejmuje utworzenie takiej mieszaniny, osadzenie jej na powierzchni lub w formie i pozostawienie jej do zestalenia i wyschnię cia. W odniesieniu do rozwią zań innych niż dodanie soli trimetafosforanowych i jonów, kompozycję i sposób można zastosować z wykorzystaniem takich samych składników i w ten sam sposób, jeśli to wymagane, jak kompozycje i metody do wytwarzania skrawalnego materiału na bazie gipsu szpachlowego, znanego dotąd w tej dziedzinie, np. ujawnionego w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 5534059, którego ujawnienie załącza się tu na zasadzie odsyłacza.

W niektórych korzystnych rozwiązaniach według wynalazku, w których sposób służy do wytwarzania materiału stosowanego do wykonania spoiny pomiędzy krawędziami płyt gipsowych, sól trimetafosforanową lub jony stosuje się w stężeniach opisanych powyżej. W. odniesieniu do rozwiązań innych niż dodanie soli trimetafosforanowych i jonów, kompozycję i sposób można zastosować z wykorzystaniem takich samych składników i w ten sam sposób, jeśli to wymagane, jak kompozycje i sposoby wytwarzania materiału na spoiwo wykończeniowe znane dotąd w tej dziedzinie, np. ujawnione w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 3297601, którego ujawnienie załącza się tu na zasadzie odsyłacza. W niektórych korzystnych wariantach takich rozwiązań kompozycja zawiera mieszaninę gipsu palonego, rozpuszczalnej w wodzie soli trimetafosforanowej, spoiwa, zagęszczacza i środka poziomującego. Kompozycję można zmieszać z wodą do uzyskania mieszaniny gipsu palonego, jonów trimetafosforanowych, spoiwa, zagęszczacza i środka poziomującego. Sposób obejmuje utworzenie takiej mieszaniny, wprowadzanie jej do spoiny pomiędzy krawędziami płyt gipsowych i pozostawienie jej do zestalenia i wyschnięcia.

W takich korzystnych rozwiązaniach spoiwa wykończeniowego, spoiwo, zagęszczacz i środek poziomujący są wybrane spośród składników dobrze znanych fachowcom w dziedzinie spoiw. Np. spoiwo może stanowić typowe spoiwo lateksowe, przy czym korzystny jest poli(octan winylu) i kopolimer etylen(octan winylu) i stanowić w zakresie od około 1 do około 15 procent wagowych kompozycji. Przykładem przydatnego zagęszczacza jest zagęszczacz celulozowy, np. etylohydroksyetyloceluloza, hydroksypropylometyloceluloza, metylohydroksypropyloceluloza lub hydroksyetyloceluloza, stanowiący w zakresie od około 0,1 do około 2 procent wagowych kompozycji. Przykłady odpowiednich środków nie poziomujących obejmują atapulgit, sepiolit, bentonit i glinki montmorylonitowe, stanowiące w zakresie od okoł o 1 do okoł o 10 procent wagowych kompozycji.

W niektórych korzystnych rozwiązaniach według wynalazku, w których sposób służy do wytwarzania płyty akustycznej, jony trimetafosforanowe występują w stężeniach opisanych powyżej. W niektórych korzystnych wariantach takich rozwiązań kompozycja zawiera mieszaninę wody, gipsu palonego, jonów trimetafosforanowych, żelowanej skrobi i wełny mineralnej lub mieszaninę wody, gipsu palonego, jonów trimetafosforanowych, żelowanej skrobi, cząstek kruszywa perlitowego i włóknisty środek wzmacniający. Sposób obejmuje utworzenie takiej mieszaniny, wylanie jej na tacę i pozostawienie jej do zestalenia i wyschnięcia. W odniesieniu do rozwiązań innych niż dodanie jonów trimetafosforanowych, kompozycję i sposób można zastosować z wykorzystaniem takich samych składników i w ten sam sposób, jeś li to wymagane, jak kompozycje i metody wytwarzania pł yty akustycznej znane dotąd w tej dziedzinie, np. ujawnione w opisach patentowych St. Zjedn, Ameryki nr 5395438 i 3246063, których ujawnienia załącza się tu na zasadzie odsyłacza.

Podane poniżej przykłady przedstawia się w celu ilustracji niektórych korzystnych rozwiązań według wynalazku i w celu porównania ich z sposobami i kompozycjami nie objętymi zakresem wynalazku. Jeśli nie wskazano tego inaczej, stężenia substancji w kompozycjach i mieszaninach podano w procentach wagowych w przeliczeniu na ciężar gipsu palonego. Skrót „STMP” oznacza trimetafosforan sodu i skrót „TMP” oznacza trimetafosforan.

P r z y k ł a d 1.

Wytrzymałość na ściskanie sześcianu badawczego

Próbki produktów zawierających gips wytworzono zgodnie z wynalazkiem i porównano, w zakresie wytrzymałości na ściskanie, z próbkami wytworzonymi z zastosowaniem różnych metod i kompozycji. Stosowano procedurę badawczą zgodną z ASTM C472-93.

Próbki wytworzono metodą mieszania na sucho: 500 g półwodnego beta siarczanu wapnia; 0,6 g przyspieszacza zestalania zawierającego drobno zmielone cząstki dwuwodnego siarczanu wapnia, pokryte cukrem w celu utrzymania sprawności i ogrzewania jak to ujawniono w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 3573947, który niniejszym wprowadza się tu na zasadzie odsyłacza;

PL 197 467 B1 i 0 g dodatku (próbki kontrolne), 0,5-2 g STMP (korzystne próbki według wynalazku), lub 0,5-2 g innych dodatków fosforanowych (próbki porównawcze). Następnie próbki zmieszano z 700 ml wody kranowej o temperaturze 21°C (70°F), w mieszalniku WARING o pojemności 2 litrów, pozostawiono do namięknięcia przez 5 sekund i mieszano powoli przez 10 sekund. Tak utworzone zawiesiny odlewano do form, w celu przygotowania sześcianów (długość krawędzi 5,08 cm (2 cale)). Po zestaleniu półwodnego siarczanu wapnia z wytworzeniem gipsu (dwuwodnego siarczanu wapnia), sześciany wyjęto z form i osuszono w przewiewnym piecu, w temperaturze 44,4°C (112°F) przez co najmniej 72 godziny lub aż do stałej masy. Osuszone sześciany posiadały gęstość około 20 kg (44 funtów) na 0,028 m³ (stopa, sześcienna, (pcf)).

Wytrzymałość na ściskanie każdego suchego sześcianu zmierzono stosując urządzenie badawcze SATEC. Wyniki przedstawiono w Tabeli 1 poniżej, w postaci średnich wartości dla trzech testowanych próbek. Wartości wytrzymałości próbek kontrolnych różniły się, z uwagi na zastosowanie beta półwodnego siarczanu wapnia z różnych źródeł i/lub różnych serii beta półwodnego siarczanu wapnia. Wyniki w Tabeli przedstawiono w jako zmierzone wartości wytrzymałości na ściskanie w Pa (funty na cal kwadratowy (psi)) i procent zmiany wytrzymałości w stosunku do stosownej kontroli (%Δ). Wartości zmierzone oszacowano aby błąd doświadczalny mieścił się w zakresie około +/-5% (zatem, podana wytrzymałość większa od próbki kontrolnej o 10% może mieć faktycznie dowolną wartość w zakresie 5-15%).

T a b e l a 1

Wytrzymałość na ściskanie

Dodatek	0% dodatku (Pa (psi))	0,1% dodatku (Pa (psi); %Δ)	0,2% dodatku (Pa (psi); %Δ)	0,4% dodatku (Pa (psi); %Δ)	0,8% dodatku (Pa (psi); %Δ)
STMP	6805·10³	7267· 10³	7412· 10³	7391·10³	_-
	(987)	(1054); 6,8	(1075); 8,9	(1072); 8,6
STMP	4992· 10³	5812·10³	6598· 10³	5964· 10³	5399· 10³
	(724)	(843); 16,4	(957); 32,2	(865); 19,5	(783); 8,1
STMP	5116·10³	5647· 10³	5860· 10³	_-	_-
	(742)	(819);10,4	(850); 14,6
STMP	4923· 10³	5516·10³	5750· 10³	_-	_-
	(714)	(800); 12,0	(834); 16,8
STMP	5805·10³	6791 ·10³	6929· 10³	7260· 10³	4213· 10³
	(842)	(985); 17,0	(1005); 19,4	(1053); 25,1	(611); -27,4
STMP	4702· 10³	5536· 10³	5695· 10³	6111·10³	_-
	(682)	(803); 17,7	(826); 21,1	(887); 30,1
fosforan sodu	6550·10³	6557·10³	6405· 10³	_-	_-
	(950)	(951); 0,1	(929); -2,2
Tripolifosforan	6550·10³	6846· 10³	6019· 10³	-	-
sodu	(950)	(993); 4,5	(873); -8,1
heksametafosforan	6550·10³	5826· 10³	3806· 10³	_-	_-
sodu	(950)	(845); -11,1	(552);-41,9
difosforan wapnia	5261 ·10³	5302· 10³	5343· 10³	5247· 10³	_-
	(763)	(769); 0,8	(775); 1,6	(761); -0,3
fosforan disodowy	5261 ·10³	5219·10³	5019· 10³	4826· 10³	_-
	(763)	(757); -0,8	(728); -4,6	(700); -8,3
monohydrat	5261 ·10³	5419·10³	5281·10³	5681·10³	-
monofosforanu wapnia	(763)	(786); 3,0	(766); 0,4	(824); 8,0

Dane w Tabeli 1 ilustrują, że próbki według wynalazku (STMP) na ogół wykazują znacznie zwiększoną trwałość w stosunku do próbek kontrolnych, podczas gdy próbki porównawcze na ogół

PL 197 467 B1 wykazują bardzo małe lub żadne zwiększenie wytrzymałości lub nawet znaczące zmniejszenie wytrzymałości.

P r z y k ł a d 2A.

Wytwarzanie próbek płyt zawierających gips

Próbki płyt zawierających gips wytworzono w laboratorium zgodnie z wynalazkiem i porównano pod względem odporności na odkształcenie trwałe, z próbką płyty wytworzoną z zastosowaniem metody i kompozycji nie objętych zakresem według wynalazku.

Próbki wytworzono przez mieszanie w mieszalniku WARING o pojemności 5 litrów, przez 10 sekund, powoli: 1,5 kg półwodnego beta siarczanu wapnia; 2 g przyspieszacza opisanego powyżej; 2 litrów wody kranowej; i 0 g dodatku (próbki kontrolne), 3 g STMP (próbki według wynalazku) lub 3 g innych dodatków (próbki porównawcze). Tak utworzoną zawiesinę wylano na tace, w celu otrzymania próbki płaskiej płyty gipsowej, każda o wymiarach około 15,2 x 61 x 1,27 cm (6 x 24 x 1/2 cala). Po zestaleniu półwodnego siarczanu wapnia z wytworzeniem gipsu (dwuwodny siarczan wapnia), płyty osuszono w piecu w 44,4°C (112°F), do stałej wagi. Rejestrowano końcową zmierzoną wagę każdej płyty. Na te płyty nie nakładano żadnych pokryć kartonowych, w celu uniknięcia wpływu pokryć kartonowych na badanie ugięcia płyt gipsowych w warunkach dużej wilgotności.

P r z y k ł a d 2B

Badanie odporności na odkształcenie trwałe (odporność na uginanie Laboratoryjnej płyty gipsowej)

Każdą osuszoną płytę położono poziomo na dwóch podporach o szerokości 1,27 cm (1/2 cala), których długość przedłużono na całą szerokość płyty, z jednym podparciem na każdym końcu płyty. Płyty pozostawiono w tej pozycji przez określony przedział czasu (w tym Przykładzie, 4 dni) poddając je ciągle warunkom otoczenia: temperaturze 32,2°C (90°F) i 90% względnej wilgotności. Następnie zakres ugięcia płyty określano metodą pomiaru odległości (w centymetrach/calach) środka górnej powierzchni płyty od hipotetycznej płaszczyzny poziomej rozciągającej się pomiędzy górnymi krawędziami końców płyty. Odporności na odkształcenie trwałe matrycy płyty gipsu budowlanego uważa się za odwrotnie proporcjonalną do zakresu ugięcia płyty. Zatem im większy zakres ugięcia, tym niższa jest względna odporność na odkształcenie trwałe matrycy płyta badanego gipsu budowlanego.

Testy odporności na odkształcenie trwałe przedstawiono w Tabeli 2, obejmują one kompozycję i stężenie (procent wagowych w przeliczeniu na ciężar półwodnego siarczanu wapnia) dodatku, końcowy ciężar płyty i zakres zmierzonego ugięcia. Dodatki stosowane do próbek porównawczych (nie objętych zakresem według wynalazku) są reprezentatywne dla innych substancji, które zastosowano w celu próby poprawienia odporności płyty gipsowej na uginanie w warunkach wysokiej wilgotności.

T a b e l a 2

Zakres ugięcia płyty gipsowej

Dodatek	Dodatek (% wagowe)	Waga płyty (g)	Ugięcie płyty (cm (cale))
brak (kontrola)	0	830	1,32 (0,519)
STMP	0,2	838	0,038 (0,015)
kwas borowy	0,2	829	0,41 (0,160)
fosforan sodowo glinowy	0,2	835	1,40 (0,550)
emulsja woskowa	7,5	718	1,04 (0,411)
włókno szklane	0,2	838	1,39 (0,549)
włókno szklane + kwas borowy	0,2 + 0,2	825	0,41 (0,161)

Dane w Tabeli 2 ilustrują, że płyta (STMP) wytworzona według wynalazku była znacznie bardziej odporna na ugięcie (i zatem znacznie bardziej odporna na odkształcenie trwałe) niż płyta kontrolna i płyty porównawcze nie objęte zakresem niniejszego wynalazku. Ponadto, płyta wytworzono według wynalazku wykazuje ugięcie znacznie poniżej 0,254 cm (0,1 cala) ugięcia na dwie stopy długość płyty i zatem nie zauważalnego dla ludzkiego oka.

PL 197 467 B1

P r z y k ł a d 3.

Odporność na odkształcenia trwałe (odporność na ugięcie płyty gipsowej z linii produkcyjnej)

Porównanie ciężaru produktu pokazano w Fig. 1, a odporność na uginanie takich produktów pokazano na Fig. 2 i 3. Ciężar produktu wewnętrznej płyty sufitowej 1,27 cm (1/2 cala), według niniejszego wynalazku (tj. zmieszanie trimetafosforanu z gipsem palonym i wodą) jest taki sam, jak wewnętrznej płyty gipsowej 1,27 cm (1/2 cala) SHEETROCK® normalnie produkowanej przez United States Gypsum Company. Zwykła wewnętrzna płyta sufitowa o grubości 1,27 cm (1/2 calowa) pokazana na Fig. 1 to płyta sufitowa Gold Bond® High Strength produkowana przez National Gypsum Company. Zwykła płyta gipsowa o grubości 1,59 cm (5/8 calowa) pokazana na Fig. 1 to SHEETROCK® 1,59 cm (5/8 cala) Firecode Type X płyta gipsowa produkowana przez United States Gypsum Company.

Figura 2 przedstawia wykres porównania odporności na uginanie płyty gipsowej wykonanej według niniejszego wynalazku z dostępnymi w handlu płytami gipsowymi opisanymi powyżej, w którym wszystkie testowane płyty zamocowano stosując typowe klamrowe i skręcane przyłączenie do sufitu.

Figura 3 przedstawia wykres porównania odporności na uginanie płyty gipsowej wykonanej według niniejszego wynalazku z dostępnymi w handlu płytami gipsowymi opisanymi powyżej, w którym wszystkie testowane płyty zamocowano stosując typowe F2100 dwuczęściowe uretano-adhezyjne przyłączenie do sufitu.

Płyty gipsowe i inne szczegóły konstrukcyjne do budowania sufitów stosowane w porównaniu ugięcia pokazane na Fig. 2 i 3 są następujące:

A. Płyta gipsowa 1. 1,27 cm (1/2 cala) x 121,9 cm (48 cali) x 243,8 cm (96 cali), wykonana według niniejszego wynalazku.

2. 1,27 cm (1/2 cala) x 121,9 cm (48 cali) x 243,8 cm (96 cali) płyta sufitowa o wysokiej wytrzymałości Gold Bond® National Gypsum Company.

3. 1,27 cm (1/2 cala) x 121,9 cm (48 cali) x 243,8 cm (96 cali) zwykła płyta gipsowa SHEETROCK® wyprodukowana przez United States Gypsum Company.

4. 1,59 cm (5/8 cala) x 121,9 cm (48 cali) x 243,8 cm (96 cali) SHEETROCK® Firecode Type X. płyta gipsowa produkowana przez United States Gypsum Company.

B. Belka 45,7 cm (18 cali) wysokości x 259,1cm (102 cale) długości, wytwarzana z nominalnego 5,1 cm (2 cale) x 7,62 cm (3 cale) drewna przez R. J. Cole, Inc. Joint Compound - USG Tuff Set HES Joint Compound. Taśma łącząca - USG Fiber-glass Mesh Self-Adhering Joing Tape.

C. Farba nie przepuszczająca wody - #4512 Silver Vapor Barrier, numer 246900.

D. Izolacja - wdmuchiwana izolacja z wełny z włókien mineralnych Rockwool (Delta Blowing Insulation).

E. Spraj teksturujący - sufitowy spraj teksturujący USG SHEETROCK® QT medium poly.

F. Łączniki - klamry 2,54 cm (1 cal) szerokości x 3,18 cm (1 1/4 cala) długości x Ga., i wkręty do suchego muru #6 x 3,18 cm (1 1/4 cala długości). F2100 dwuczęściowe uretano-adhezyjne od Foamseal, Inc.

Konstrukcja sufitu

A. 2 x 4 sztuki przyłączono do obu końców belek, uzyskując belkową ramę.

B. Dwanaście (12) płyt gipsowych przyłączono do ramy belkowej stosując adhezyjne F2100. Średnie złącza o szerokości 2,54 cm (1 cala) zmierzono na płytach gipsowych.

C. Sufit ostrożnie podniesiono i umieszczono na górze uprzednio zbudowanych czterech ścian tworzących pokój 2,438 m (8 stóp) x 14,63 m (48 stóp).

D. Układ sufitu przyłączono do górnej powierzchni ścian stosując wkręty #8 x 8,89 cm (3 1/2 cala) na obwodzie. Drugi sufit zmontowano stosując wkręty i spinki do przyłączenia płyt gipsowych do belek. Tę konstrukcję także podniesiono do góry i przyłączono do czterech (4) ścian.

Dwa (2) sufity zmontowano stosując trzy (3) arkusze każdego typu płyty gipsowej na każdym suficie. Jeden sufit zamocowano mechanicznie (patrz Fig. 2), podczas gdy inny zamocowano stosując tylko spoiwo F2100 uretano-adhezyjne (patrz Fig. 3). Płyty gipsowe ułożono przemiennie rodzajami płyt gipsowych, wzdłuż sufitów. Stosowane belki miały 2,56 m (8 stóp 5 cali) długości na 45,7 cm (18 cali) wysokości i były umieszczone co 61,0 cm (24 cale) od środka („o.c.”).

Do mechanicznego mocowania sufitu użyto klamer o wymiarach 2,54 cm (1 cal) szerokości x 3,18 cm (1 1/4 cala) dł ugości x 16 Ga., co 17,8 cm (7 cali) o.c., wzd ł u ż brzegów i wkrę tów do suchego muru #6 o długości 3,18 cm (1 1/4 cala), co 30,5 cm (12 cali) o.c. wzdłuż belki.

PL 197 467 B1

Do adhezyjnie przyłączonego sufitu użyto około 3,18 cm (1 1/4 calowych) złączy wzdłuż belki. Złącza użyto po jednej stronie belki i wzdłuż złącza po obu stronach belki przy brzegach gipsu.

Płytę gipsową przyłączono z zastosowaniem owiniętych papierem krawędzi zorientowanych równolegle do cięciw belki.

Początkową pozycję zmierzono po oklejeniu brzegów gipsu. Następnie sufity pomalowano farbą nie przepuszczającą wody i następnie zastosowano spraj teksturujący. Drugi odczyt wykonano bezpośrednio po teksturowaniu. Następnie nadmuchnięto izolację Rockwool na szczyt belek. Następnie wykonano trzeci odczyt. Temperaturę i wilgotność zwiększono podczas wdmuchiwania izolacji. Docelowa temperatura i wilgotność wynosiły 32,2°C (90°F) i 90% wilgotności względnej. Te warunki utrzymywano przez siedem (7) dni, podczas których mierzono odchylenia codziennie rano i wieczorem. Po siedmiu dniach, pomieszczenie otwarto i doprowadzono do temperatury otoczenia. Pomiary ugięcia wykonywano przez trzy (3) dalsze dni i następnie badanie zakończono.

Jak pokazano na Fig. 2 i 3, płyty gipsowe wykonane według niniejszego wynalazku wykazały znaczącą odporność na uginanie w stosunku do innych płyty gipsowych i wartości były niższe od progu około 0,254 cm (0,1 cala) ugięcia na dwie stopy długość płyty, zauważalnego dla ludzkiego oka.

P r z y k ł a d 4.

Odporność na wyciąganie gwoździ laboratoryjnej płyty gipsowej

Laboratoryjnie uzyskane próbki typowych płyt gipsowo-kartonowych wytworzone według wynalazku porównywano z płytami kontrolnymi pod względem odporności na wyciąganie gwoździ. Odporność na wyciąganie gwoździ jest miarą kombinacji wytrzymałości rdzenia gipsowego płyty, przykrywającego arkuszy kartonowych i wiązania pomiędzy kartonem i gipsem. Badanie obejmowało pomiar maksymalnej siły wymaganej do wyciągnięcia gwoździa za łeb poprzez płytę aż do wystąpienia przeważającego pęknięcia płyty i prowadzono je zgodnie z ASTM C473-95.

Wytworzono zawiesiny przez zmieszanie w mieszalniku HOBART przez 40 sekund przy średniej prędkości: 3,0 kg półwodnego beta siarczanu wapnia; 5 g opisanego powyżej przyspieszacza; 10 g skrobi LC-211(zmielona na sucho, zmodyfikowana kwasem, nie żelowana wstępnie skrobia pszeniczna typowo występująca w znanych preparatach do płyt gipsowych i dostępna w handlu od Archer Daniels Midland Milling Co.); 20 g drobno zmielonego w młynie młotkowym włókna papierowego; 3 litry wody kranowej; 0-6 g STMP; i 0-30 g wstępnie żelowanej skrobi kukurydzianej PCF1000 dostępnej w handlu od Lauhoff Grain Co.

Tak utworzoną zawiesinę wylano na tace na wierzch z kartonu i następnie na ich zewnętrzną powierzchnię nałożono karton w celu przygotowania płaskich próbek płyty gipsowej, każdej o wymiarach około 35,6 x 61,0 x 1,27 cm (14 x 24 x 1/2 cala). Karton na jednej powierzchni wielokrotnie pokryto warstwami manila, a karton na drugiej powierzchni wielokrotnie pokryto warstwami newsline, z których oba to typowe kartony stosowane do otrzymywania płyty kartonowo-gipsowej w przemyś le płyt gipsowych. Każdą płytę następnie utrzymywano w temperaturze 176,7°C (350°F) w piecu, aż do 25% utraty masy i następnie przeniesiono i utrzymywano w temperaturze 44,44°C (112°F) w piecu, aż do uzyskania stałej masy.

Zmierzono końcowy ciężar płyty i odporność na wyciąganie gwoździ. Wyniki przedstawiono w Tabeli 3.

T a b e l a 3

Odporność na wyciąganie gwoździ

Stężenie STMP (% wagowe)	Skrobia PCF1000 (% wagowe)	Waga płyty (kg (funty)/92,9 m²(1000 stóp²))	Odporność na wyciąganie gwoździ (kg (funty))
0	0	1118,1 (2465)	68 (150)
0,1	0	1113,1 (2454)	70,3 (155)
0,2	0	1055 (2326)	71,7 (158)
0,1	0,5	1114,9 (2458)	76,2 (168)
0,2	10		79,8 (176)

Wyniki w Tabeli 3 pokazują, że płyty wytworzone według wynalazku wykazują większą wytrzymałość ogólną (odporność na wyciąganie gwoździ) w porównaniu z płytami kontrolnymi.

PL 197 467 B1

P r z y k ł a d 5.

Trwałość wymiarowa i odporność na odkształcenie trwałe płyty gipsowej z linii produkcyjnej Gipsowo-kartonowe płyty spieniane wytworzono w typowej linii produkcyjnej o standardowej wielkości do wytwarzania płyt gipsowych na skalę przemysłową. Wytworzone płyty zawierały różne stężenia jonów trimetafosforanowych i porównano je z płytami kontrolnymi (wytworzonymi bez jonów trimetafosforanowych) pod względem trwałości wymiarowej i odporności na odkształcenie trwałe. Oprócz dodawanie jonów trimetafosforanowych podczas wytwarzania niektórych z płyt, płyty otrzymano stosując metody i składniki typowe do znanych dotąd w dziedzinie produkcji płyt gipsowych. Składniki i ich przybliżone zawartości procentowe (wyrażone we względnie wąskich zakresach w przeliczeniu na ciężar stosowanego gipsu palonego) wymieniono w Tabeli 4.

T a b e l a 4

Składniki do produkcji płyty gipsowej

Składnik	% wag owe
beta półwodny siarczan wapnia	100
woda	94 - 98
przyspieszacz zestalania	1,1 - 1,6
skrobia	0,5 - 0,7
dyspergator	0,20 - 0,22
włókno papierowe,	0,5 - 0,7
opóźniacz zestalania	0,07 - 0,09
środek pieniący	0,02 - 0,03
trimetafosforan sodu („STMP”)	0 - 0,16
inhibitor rekalcynacji	0,13 - 0,14

W Tabeli 4: przyspieszacz zestalania zawierał drobno zmielone, pokryte cukrem cząstki dwuwodnego siarczanu wapnia, jak to ujawniono w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 3573947, w którym przyspieszacza nie ogrzewano podczas jego otrzymywania; skrobię stanowił a zmielona na sucho, zmodyfikowana kwasem skrobia HI-BOND dostępna od Lauhoff Grain Co.; dyspergator stanowił DILOFLO, sulfonian naftalenu otrzymano od GEO Specialty Chemicals z Ambler, Pennsylvania; włókno papierowe było drobno zmielonym w młynie młotkowym włóknem papierowym; środek opóźniający zestalanie to VERSENEX 80, a środek chelatujący otrzymano z firmy Van Walters & Rogers z Kirkland, Washington; ś rodek pienią cy to WITCOLATE1276, otrzymano od Witco Corp. Z Greenwich, Connecticut; trimetafosforan sodu dostarczyła Monsanto Co. Z St. Louis, Missouri; i inhibitor rekalcynacji to CERELOSE 2001, dekstrozę stosowano w celu zmniejszenia rekalcynacji końcówek płyty podczas suszenia.

Płyty wytworzono na ciągłej linii produkcyjnej o szerokości 1,22 m (cztery stopy) metodą: ciągłego wprowadzania i mieszania składników w mieszalniku, z wytworzeniem wodnej zawiesiny (środek pieniący zastosowano w celu uzyskania wodnej pianki w oddzielnym układzie wytwarzania piany; pianę następnie wprowadzono do zawiesiny poprzez mieszalnik); ciągłego osadzenia zawiesiny na kartonowym arkuszu pokrywającym (karton wierzchni) na ruchomej taśmie; umieszczenia drugiego kartonowego arkusza pokrywającego (karton spodni) nad osadzaną zawiesinę, uzyskując płytę o grubości 1,27 cm (1/2 cala); gdy hydratacja półwodnego siarczanu wapnia, z wytworzeniem dwuwodnego siarczanu wapnia była wystarczająco zaawansowana tak, aby uzyskana zawiesina była wystarczająco twarda w celu dokładnego pocięcia, przesuwającą się płytę cięto w celu otrzymania konkretnych płyt o wymiarach około 3,658 m x 1,219 m (12 x 4 stopy) i gruboś ci 1,27 cm (1/2 cala); pł yty suszono w ogrzewanym wielopoziomowym piecu.

Następnie określono odporność na odkształcenie trwałe płyt mierząc ugięcie, jak to opisano w Przykł adzie 2, z tą róż nicą , ż e badane pł yty był y przycię te do wymiarów 0,305 m x 1,219 m (1 stopa x 4 stopy) (1 stopa odpowiada kierunkowi linii produkcyjnej, tj. kierunkowi do niej równoległ emu) z pł yt produkcyjnych. Pomiary ugięcia prowadzono po klimatyzowaniu płyt w warunkach temperatury 32,2°C (90°F) i 90% wilgotności względnej przez 24, 48 i 96 godzin. Wyniki przedstawiono w Tabeli 5 dla

PL 197 467 B1 próbek według wynalazku wytworzonych przy różnych stężeniach jonów trimetafosforanowych i próbek kontrolnych (0% trimetafosforanu sodu) wytworzonych bezpośrednio przed i po próbkach według wynalazku.

T a b e l a 5

Ugięcie płyty gipsowej z linii produkcyjnej (płyta 0,305 m x 1,219 m - płyta 1 stopa x 4 stopy)

stężenie STMP (% wagowe)	Ugięcie płyty po 24 godzinach cm (cale)	Ugięcie płyty po 48 godzinach cm (cale)	Ugięcie płyty po 96 godzinach cm (cale)
0 (przed)	8,76 (3,45)	10,03 (3,95)	13,39 (5,27)
0,004	8,20 (3,23)	9,42 (3,71)	13,20 (5,19)
0,008	7,14 (2,81)	8,40 (3,31)	11,63 (4,58)
0,016	4,37 (1,72)	4,85 (1,91)	6,55 (2,58)
0,024	2,44 (0,96)	2,85 (1,12)	4,09 (1,61)
0,04	1,24 (0,49)	1,73 (0,68)	2,08 (0,82)
0,08	0,53 (0,21)	0,61 (0,24)	0,74 (0,29)
0 (po)	9,27 (3,65)	11,63 (4,58)	17,14 (6,75)

Dane w Tabeli 5 ilustrują, że płyty wytworzone według wynalazku były wzrastająco bardziej odporne na ugięcie (i zatem wzrastająco bardziej odporne na odkształcenie trwałe), niż płyty kontrolne, przy zwiększeniu stężenia STMP.

Odporność na uginanie uzyskana dzięki kompozycjom i sposobom według niniejszego wynalazku przedstawiono obszernie w Tabeli 5A. Dokładniej, Tabela 5A wskazuje ugięcie, tj. odchylenie po nawilżeniu zgodnie z ASTM C473-95, płyty gipsowej z linii produkcyjnej o wymiarach 0,3048 m x 0,610 m (1 stopa x 2 stopy) i o skł adzie podanym powyż ej w Tabeli 4. Tabela 5A potwierdza te same tendencje w odporności na uginanie względem ASTM C473-95 jak tendencje w odporności na uginanie dla dłuższych płyt ((0,3048 m x 1,219 m (1 stopa x 4 stopy)) jak pokazano w Fig. 5.

T a b e l a 5A

Wyniki badania ugięcia nawilżonej płyty gipsowej ASTM C 473-95 z linii produkcyjnej

Numer badania	Dodatek STMP (% wagowe)	Sucha płyta Waga kg/92,9 m²(funty/1000 stóp²)	Ugięcie nawilżonej przez 48 godzin cm (cal)
równoległe	poprzeczne
Kontrola	0	721,2	-0,778	-0,627
przed		(1590)	(-0,306)	(-0,247)
1	0,04	718,03 (1583)	-0,107 (-0,042)	-0,086 (-0,034)
2	0,08	729,8 (1609)	-0,069 (-0,027)	-0,053 (-0,021)
3	0,16	718,03 (1583)	-0,038 (-0,015)	-0,036 (-0,014)
Kontrola	0	718,94	-16,279	-0,091
po		(1585)	(-6,409)	(-0,036)

Obie zmoczone płyty produkcyjne 3,658 m x 1,219 m (12 x 4 stopy) i osuszone na koniec płyty z linii produkcyjnej 3,658 m x 1,219 m (12 x 4 stopy) tak ż e zmierzono (zgodnie z ASTM C473-95) w celu okreś lenia wielkoś ci skurczenia się w szerokoś ci i dł ugoś ci po osuszeniu. Im bardziej pł yty kurczyły się, tym mniejsza była ich trwałość wymiarowa. Wyniki przedstawiono w Tabeli 6.

PL 197 467 B1

T a b e l a 6

Kurczenie się płyty gipsowej z linii produkcyjnej

Stężenie STMP (% wagowe)	Kurczenie się szerokości płyty cm/1,219 m (cale/4 stopy)	Kurczenie się długości płyty cm/3,658 m (cale/12 stóp)
0 (kontrola)	0,33 (0,13)	0,965 (0,38)
0,004	0,152 (0,06)	0,965 (0,38)
0,008	0	0,787 (0,31)
0,016	0	0,635 (0,25)
0,024	0	0,635 (0,25)
0,040	0	0
0,080	0	0
0,16	0	0

Dane w Tabeli 6 pokazują, że płyty wytworzone według wynalazku miały większą trwałość wymiarową niż płyty kontrolne. Przy 0,04% i większym dodatku STMP, nie obserwowano żadnego kurczenia się w długości lub szerokości.

P r z y k ł a d 6.

Odporność na uginanie w warunkach nawilżenia i kondensacji (płyta gipsowa z linii produkcyjnej)

Dodatkowe badanie ilustruje odporność na uginanie uzyskaną dzięki zastosowaniu kompozycji i sposobów według niniejszego wynalazku. Dokładniej, badano płytę sufitową z linii produkcyjnej, w warunkach wystą pienia kontrolowanej kondensacji przy przegrodzie dla pary wodnej umieszczonej pomiędzy płytą sufitową i spoinami. Sposób wykonania tego badania był następujący. Zbudowano małe pomieszczenie i strych. Przestrzeń strychu uszczelniono na jego szczycie i po bokach i utrzymywano schłodzoną, uzyskując kontrolowaną kondensację przy suficie. Powierzchnia sufitu wynosiła 2,438 m x 2,438 m (8 stóp x 8 stóp), z obramowaniem 0,610 m x 2,438 m (2 stopy x 8 stóp) i 60,96 cm (24 calami) o.c. Przestrzeń pomieszczenia zamknięto 0,0152 cm (6 milicalową) polietylenową przegrodą dla pary wodnej na jego szczycie i po bokach, i zwiększono wilgotność w pomieszczeniu, uzyskując kontrolowaną kondensację przy suficie.

Dwie płyty z badanej substancji o wymiarach 1,219 m x 2,438 m (4 stopy x 8 stóp) (jeden produkt badany i jedna kontrola) przyłączono obok siebie do belek, z 0,0152 cm (6 milicalową) polietylenową przegrodą dla pary wodnej umieszczoną bezpośrednio powyżej płyty. Końców płyty nie zamocowano. Wilgotność w części pomieszczenia następnie zwiększono z zastosowaniem nawilżacza z parą wodną, podczas gdy temperaturę na strychu obniż ono, stosując urządzenie do klimatyzacji powietrza. Wyrzut pary z nawilżacza uregulowano aż do uzyskania stałej kondensacji przy przegrodzie dla pary wodnej powyżej płyty sufitowej. Nie wykonano żadnych prób mających na celu utrzymanie stałej temperatury i wilgotność w czasie trwania badania. Wyniki należy zatem traktować jako względną miarę odporności na uginanie produktów badanych i kontrolnych, i nie należy ich wykorzystywać do prognozowania wielkości ugięcia w określonych warunkach otoczenia.

Ugięcie sufitu następnie mierzono okresowo dla trzech miejsc wzdłuż płyty (na środku przęsła pomiędzy każdą parą belek), uzyskując ogółem sześć odczytów ugięcia na produkt na badanie. Temperaturę obudowy strychu i pomieszczenia także rejestrowano przy każdym pomiarze ugięcia.

W celu dodatkowej informacji poniż ej podano teoretyczne warunki punktu rosy (przy założeniu stałej temperatury pomieszczenia 21,1°C (70°F).

Temperatura	Wilgotność względna	Temperatura
pomieszczenia	w pomieszczeniu	strychu
21,1°C (70°F)	50%	10,6°C (51°F)
21,1°C (70°F)	60%	13,3°C (56°F)
21,1°C (70°F)	70%	15,6°C (60°F)
21,1°C (70°F)	80%	17,2°C (63°F)
21,1°C (70°F)	90%	20,0°C (68°F)

PL 197 467 B1

Badanie przeprowadzano przez dziewiętnaście dni, stosując następujący materiał: 1,27 cm (1/2 calową) produkcyjną płytę gipsową wykonaną według niniejszego wynalazku; 1,588 cm (5/8 calową) płytę gipsową Firecode Type X opisaną uprzednio.

Wyniki pokazano na Fig. 4 i wskazują one, że płyta wykonana według niniejszego wynalazku wykazuje konsekwentnie mniejsze ugięcie niż kontrola, tj. 1,588 cm (5/8 calowa) płyta gipsowa Firecode Type X opisana uprzednio.

W tym badaniu rozmieszczono obciążenie 0,45 kg na 0,3 m (1,0 funta/stop ę ) na ś rodku przę s ł a pomiędzy każdą belką bezpośrednio po odczycie w dniu 8. Zastosowanie tego obciążenia znacznie zwiększyło ugięcie płyty kontrolnej, ale dużo mniej wpłynęło na płytę według niniejszego wynalazku. Jak pokazano na Fig. 4, płyty gipsowe wykonane według niniejszego wynalazku wykazują odchylenie ugięcia znacznie mniejsze od zauważalnego dla ludzkiego oka, tj. poniżej 0,254 cm (0,1 cala) na 0,61 m (2 stopy) długości.

P r z y k ł a d 7.

Odporność na wyciąganie gwoździ płyty gipsowej z linii produkcyjnej

Inny zestaw pokrytych kartonem piankowych płyt gipsowych wytworzono w typowej przemysłowej linii produkcyjnej w fabryce płyt gipsowych. Płyty wytworzono stosując trzy stężenia jonów trimetafosforanowych i porównano z kontrolnymi płytami (wytworzonymi bez jonów trimetafosforanowych) pod względem odporności na wyciąganie gwoździ.

Za wyjątkiem dodania jonów trimetafosforanowych do wytwarzania pewnych płyt, płyty wytworzono stosując metody i składniki typowe dla dotychczasowych metod i składników produkcji płyt gipsowych. Składniki i ich wagowe zawartości procentowe były takie same jak wyszczególnione w powyższej Tabeli 4. Sposób wytwarzania płyt był taki jak opisano w Przykładzie 5.

Odporność na wyciąganie gwoździ określono zgodnie z ASTM C473-95. Wyniki przedstawiono w Tabeli 7 dla próbek według wynalazku wytworzonych z zastosowaniem różnych stężeń jonów trimetafosforanowych i próbek kontrolnych (0% trimetafosforanu sodu) wytworzonych bezpośrednio przed i po próbkach wedł ug wynalazku.

T a b e l a 7

Odporność na wyciąganie gwoździ z płyty gipsowej z linii produkcyjnej

Stężenie STMP (% wagowe)	Odporność na wyciąganie gwoździ kg; (funty)
0 (przed)	40,37 (89)
0,04	42,184 (93)
0,08	43,545 (96)
0,16	44,90 (99)
0 (po)	40,82 (90)

Wyniki z Tabeli 7 pokazują, że płyty produkcyjne wytworzone zgodnie z wynalazkiem wykazywały większą ogólną wytrzymałość (odporność na wyciąganie gwoździ) w porównaniu z płytami kontrolnymi.

P r z y k ł a d 8.

Integralność wiązania z kartonem płyty gipsowej z linii produkcyjnej

Inny zestaw pokrytych kartonem piankowych płyt gipsowych wytworzono w typowej przemysłowej linii produkcyjnej w fabryce płyt gipsowych. Płyty wytworzono stosując różne stężenia jonów trimetafosforanowych, wstępnie żelowaną skrobię i nie żelowaną wstępnie skrobię oraz porównano z płytami kontrolnymi (wytworzonymi bez jonów trimetafosforanowych lub wstępnie żelowanej skrobi) pod względem integralności wiązania pomiędzy rdzeniem płyty gipsowej i jej czołowym kartonem pokrywającym po kondycjonowaniu w bardzo wilgotnych i nawilżających warunkach.

Z wyją tkiem dodania jonów trimetafosforanowych i wstępnie żelowanej skrobi i nie żelowanej wstępnie skrobi w zmiennych stężeniach przy wytwarzaniu pewnych płyt, płyty wytworzono stosując metody i składniki typowe dla dotychczasowych metod i składników produkcji płyty gipsowej. Składniki i ich wagowa zawartość procentowa były takie same jak wyszczególnione w powyższej Tabeli 4. Sposób wytwarzania płyt opisano w Przykładzie 5.

PL 197 467 B1

Jako wstępnie żelowaną skrobię w tych testach stosowano PCF1000, dostępną w handlu z Lauhoff Grain Co. Jako nie żelowaną wstępnie skrobię stosowano HI-BOND, zmieloną na sucho, modyfikowaną kwasem nie żelowaną wstępnie skrobię dostępną w handlu z Lauhoff Grain Co.

Po wytworzeniu płyt w linii produkcyjnej, próbki o wymiarach 10,16 cm x 15,24 cm x 1,27 cm (4 x 6 x 1/2 cala (4 cale w kierunku linii produkcyjnej)) odcięto od płyty. Każda z tych mniejszych próbek płyty była potem kondycjonowana przez utrzymywanie całkowitego pola zewnętrznej powierzchni kartonu pokrywającego po jego stronie czołowej w kontakcie z tkaniną całkowicie nasączoną wodą przez około 6 godzin w środowisku o temperaturze 32,2°C (90°F) i 90 procentowej wilgotności względnej, a następnie usunięto wilgotną tkaninę umożliwiając próbce płyty powolne wysuszenie w takim samym środowisku aż do osiągnięcia stałej wagi (zazwyczaj około 3 dni). Nacięcie o głębokoś ci 0,318 cm (jednej ósmej cala) wykonano nastę pnie na tylnej powierzchni próbki pł yty 6,35 cm (2,5 cala) od i równolegle do jednej z 15,24 centymetrowych (6 calowych) krawędzi. Rdzeń płyty zebrano następnie wzdłuż nacięcia bez przerywania lub naprężania kartonu na stronie czołowej płyty, i większy (6,35 cm x 15,24 cm (2,5 x 6 cali)) kawałek próbki płyty obracano następnie i wymuszano ruch do doł u podczas gdy mniejszy kawał ek utrzymywano stacjonarnie i poziomo wzglę dem jego tylnej powierzchni, próbując sforsować czoło kartonu na stronie czołowej płyty w celu oddarcia od większego kawałka. Siłę zwiększano aż do całkowitego oddzielenia dwóch kawałków płyty. Czołowa powierzchnia większego kawałka była następnie badana w celu określenia procentowej zawartości jej powierzchnia kartonu czołowego została całkowicie odciągnięta od rdzenia (przedstawione jako „czyste oddarcie”). Tę wartość procentową przedstawiono w Tabeli 8 jako „% rozklejenia”.

T a b e l a 8

Uszkodzenie wiązania kartonu płyty gipsowej z linii produkcyjnej

Wysokozwiązane stężenie (% wagowe)	Stężenie STMP (% wagowe)	Stężenie PCF1000 (% wagowe)	% rozklejenia (%)
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

Dane w Tabeli 8 wskazują, że pod względem problemu uszkodzenia wiązania kartonu do rdzenia po kondycjonowaniu w bardzo wilgotnych warunkach: STMP nasila problem; zwiększenie stężenia typowej nie żelowanej wstępnie skrobi (wysokozwiązana) nie zmniejsza problemu; dodanie pewnej ilości wstępnie żelowanej skrobi (PCF1000) zmniejsza lub eliminuje problem.

P r z y k ł a d 9.

Późniejsza obróbka dwuwodnego siarczanu wapnia

W pewnych alternatywnych korzystnych rozwiązaniach według niniejszego wynalazku, odlew dwuwodnego siarczanu wapnia traktuje się wodnym roztworem jonów trimetafosforanowych, w sposób wystarczający do jednorodnego zdyspergowania roztworu jonów trimetafosforanowych w odlewie dwuwodnego siarczanu wapnia, w celu zwiększenia wytrzymałości, odporności na odkształcenie trwałe (np. odporność na uginanie) i trwałości wymiarowej produktów zawierających gips budowlany po ponownym wysuszeniu. Dokładniej, traktowanie odlewu dwuwodnego siarczanu wapnia jonami trimetafosforanowymi zwiększa wytrzymałość, jak stwierdzono, odporność na odkształcenie trwałe (np. odporność na uginanie) i trwałość wymiarową w zakresie podobnym do osiąganego w rozwią zaniach, w którym jony trimetafosforanowe dodaje się do gipsu palonego. Zatem, rozwią zanie, w którym jony trimetafosforanowe dodaje się do gipsu budowlanego daje nowe kompozycje i sposoby wytwarzanie ulepszonych produktów zawierają cych gips, obejmują ce, lecz nie ograniczają ce się do nich, płyty, panele, gipsy szpachlowe, kasetony, złożone produkty gipsowe z włóknami celulozowymi itp. Zatem, dowolny produkt na bazie gipsu, który wymaga ścisłej kontroli odporności na uginanie, wykorzysta zalety rozwiązania według niniejszego wynalazku. Obróbka zwiększa także wytrzymałość odlewu gipsowego o ~15%. Jony trimetafosforanowe można wprowadzić w ilości

PL 197 467 B1

0,04-2,0% (w przeliczeniu na ciężar gipsu) do odlewu gipsowego przez opryskiwanie lub namaczanie, stosując wodny roztwór zawierający jony trimetafosforanowe i następnie ponownie susząc odlew gipsowy.

Dwie metody dalszej obróbki gipsu budowlanego są następujące:

1) Tynk szlachetny i inne dodatki (na sucho) plus woda w celu otrzymania zawiesiny i

Piana (dla redukcji wagi lub gęstości) i

Odlew gipsowy/gotowy i wysuszony kształt i

Późniejsza obróbka STMP (oprysk lub namaczanie) i

Ponowne suszenie odlewu gipsowego i

Ulepszony produkt gipsowy

2) Tynk szlachetny i inne dodatki (na sucho) plus woda w celu otrzymania zawiesina i

Mieszanie (na mokro) i

Odlew gipsowy/gotowy kształt i

Późniejsza obróbka STMP (oprysk powierzchni) i

Suchy produkt gipsowy i

Ulepszony produkt gipsowy

W obu z powyż szych metod, roztwór wodny jonów trimetafosforanowych korzystnie stosuje się w ilości i sposobem wystarczającym do uzyskania stężenia około 0,04-0,16% wagowych (w przeliczeniu na ciężar dwuwodnego siarczanu wapnia) jonów trimetafosforanowych w odlewie dwuwodnego siarczanu wapnia.

Korzyści ze zmniejszenia odchylenia typu ugięcia (tj. odporności na uginanie) według pierwszego powyższego sposobu przedstawiono na Fig. 5. Pięć (5) płyt wykonano i testowano na odchylenie typu ugięcia jak pokazano na Fig. 5. Osuszone płyty ważyły w zakresie 750 do 785 gramów. Płyty kontrolne nie miały żadnego nałożonego roztworu po końcowym zestaleniu i wysuszeniu odlewu gipsowego. Płytę identyfikowaną jako płyta tylko z wodą natryskiwano tylko wodą na zestalony i osuszony odlew gipsowy, i następnie ponownie wysuszano. Płyta identyfikowana jako płyta z roztworem STMP miała 1% wagowy jonów trimetafosforanowych w roztworze wodnym natryskiwanym na zestalony i osuszony odlew gipsowy, i następnie była ponownie wysuszona. Płyta identyfikowana jak roztwór Gyp-STMP miała wodną mieszaninę nasyconą gipsem i zawierała 1% wagowo jonów trimetafosforanowych nakładanych w postaci oprysku na zestalony i osuszony odlew gipsowy, i następnie była ponownie wysuszona. Na ogół, korzystne jest dysponowanie roztworem do natryskiwania zawierającym jony trimetafosforanowe w stężeniu w zakresie 0,5% do 2%. Końcowa ilość jonów trimetafosforanowych zarówno w płycie z roztworem STMP jak i Gyp-STMP wynosiła 0,2% na bazie wagi tynku szlachetnego użytego do otrzymywania odlewu gipsowego i 0,17% na bazie wagi uzyskanej gipsowej płyty budowlanej.

P r z y k ł a d 10.

Obróbka materiałów o dużej zawartości soli

Inne rozwiązania według wynalazku dotyczą produktów zawierających gips budowlany wytworzony z mieszaniny materiałów z siarczanem wapnia i wody zawierających jony chlorkowe lub ich sole w dużych stężeniach (tj. co najmniej 0,015 procenta wagowego w przeliczeniu na ciężar materiałów z siarczanem wapnia w mieszaninie, bardziej typowo 0,02-1,5 procenta wagowego). Jony chlorkowe lub ich sole mogą być zanieczyszczeniami w materiale z siarczanem wapnia jako takim lub wodzie (np. woda morska lub zawierająca solankę woda podskórna) stosowanym w mieszaninie, które przed niniejszym wynalazkiem nie mogły być użyte do otrzymywania, trwałych produktów zawierających gips budowlany, a to ze względu na uboczne problemy takie jak pęcherze, odklejenie powłoki kartonowej, nadpalanie końców, mała odporność na odkształcenie trwałe, mała wytrzymałość i mała trwałość wymiarowa.

Testy opisane w Tabeli 9 dotyczą płyty gipsowe wytworzonej i potraktowanej w taki sam sposób jak opisano w Przykładzie 2, z tym wyjątkiem, że różne ilości jonu chlorkowego wprowadzono do mieszaniny wraz z różnymi ilościami jonów trimetafosforanowych. Odchylenie typu ugięcia testowano w taki sam sposób jak opisano w Przyk ł adzie 2.

PL 197 467 B1

T a b e l a 9

Wyniki badań laboratoryjnych sześcianów gipsowych (2 x 2 x 2)/rdzenia płyty 61 cm x 15,2 cm x 1,27 cm (24 x 6 x 0,5 cala) wylewanej z tynku szlachetnego, z różnymi dodatkami STMP i chlorku sodu

Dodatek chlorku sodu (% wagowe)	Dodatek STMP (% wagowe)	Ciężar suchej płyty (gramy)	Wychwyt wody w pomieszczeniu 90/90 (% wagowe)	Ugięcie po 48 godzinach nawilżania (cm (cale))	Wytrzymałość suchych sześcianów na zgniatanie (Pa (psi))
0	0	534	0,17	1,13 (0,445)	4654·10³ (675)
0,2	0	535	0,88	5,30 (2,086)	4806·10³ (697)
0,5	0	528	1,91	10,38 (4,086)	4158-10³ (603)
1,0	0	500	4,74	>15,24 (>6)	3089·10³ (448)
2,0	0	481	6,94	>15,24 (>6)	2096·10³ (304)
0,5	0	530	1,90	9,53 (3,752)	4227·10³ (613)
0,5	0,1	526	1,94	0,015 (0,006)	4675·10³ (678)
0,5	0,2	527	1,92	0,018 (0,007)	4716-10³ (684)
0,5	0,3	518	1,95	0,013 (0,005)	4564· 10³ (662)
0,5	0,5	508	1,89	0,008 (0,003)	4606· 10³ (668)
0,8	0	509	2,93	14,70 (5,786)	3289·10³ (477)
0,8	0,1	509	3,07	0,036 (0,014)	3723·10³ (540)
0,8	0,2	505	2,91	0,018 (0,007)	3744·10³ (543)
0,8	0,4	501	2,99	0,025 (0,010)	3709·10³ (538)
0,8	0,8	500	2,96	0,013 (0,005)	3820·10³ (554)

Testy wskazane w Tabeli 10 pokazują, że obróbka z zastosowaniem jonów trimetafosforanowych umożliwia wykorzystanie mieszanin zawierających jony chlorkowe lub ich sole w dużych stężeniach. Płyty wytworzono i potraktowano w taki sam sposób według Przykładu 4, z tym wyjątkiem, że różne ilościach jonu chlorkowego wprowadzono do mieszaniny wraz z różnymi ilościami jonów trimetafosforanowych. Integralność wiązania pomiędzy rdzeniem płyty gipsowej i jej czołem kartonu pokrywającego testowano w taki sam sposób jak opisano w Przykładzie 8.

T a b e l a 10

Wyniki badań sklejenia kartonu z rdzeniem gipsowym płyty (61 x 35,6 x 1,27 cm), wylewanej w laboratorium z tynku szlachetnego, przy różnym dodatku STMP, PCF 1000 i skrobi LC-211 i soli

Dodatek soli (% wagowe)	Dodatek STMP (% wagowe)	Dodatek PCF1000 LC-211 (% wagowe)	Ciężar suchej płyty (gramy)	Wychwyt wody po 5 dniach w pomieszczeniu 90/90 (% wagowe)	Rozklejanie po 5 dniach (%)	Rozklejanie po 3 godzinach nawilżania (%)	Rozklejanie po 3 dniach nawilżania (%)	Rozklejanie po zmoczeniu i nawilżaniu (%)
0	0	0,2 & 0,2	2271	0,29	0	5	0	2
0,2	0	0,2 & 0,2	2290	0,81	1	0	0	0
0,6	0	0,2 & 0,2	2284	2,12	2	8	0	0
0,2	0,1	0,2 & 0,2	2269	0,87	0	1	2	1
0,6	0,1	0,2 & 0,2	2267	1,95	2	3	0	0
0,6	0,2	0,2 & 0,2	2271	2,07	3	0	3	2
1,0	0,2	0,2 & 0,2	2285	3,61	9	14	3	10

PL 197 467 B1

Tabela 11 przedstawia obróbkę z zastosowaniem jonów trimetafosforanowych i skrobi PFC 1000 o wysokiej materiałami zawartości soli chlorkowych (0,08 do 0,16% wagowych chlorku sodu w tynku szlachetnym) pł yt, które był y w przeciwnym razie wytworzone i potraktowane w sposób podobny do uprzednio opisanego w Przykładzie 5. Jak pokazano w Tabeli 11, wyniki obróbki co do zwiększenia wytrzymałości na wyciąganie gwoździ (zmierzonej w taki sam sposób jak w Przykł adzie 4, tj. ASTM C 473-95) i dają podobne zachowanie wiązania (zmierzone w taki sam sposób jak w Przykładzie 8) w porównaniu z płytami kontrolnymi bez chlorku sodu. Następnie, obróbka jonami trimetafosforanowymi dała znaczące ulepszenie co do ugięcia po nawilżeniu, nawet gdy dodano aż 0,3% soli chlorkowej.

T a b e l a 11

Wyniki badań instalacji próbnej pilotowego urządzenia do produkcji gipsu o dużej zawartości soli

Czas próby	Dodatek soli NaCl	Dodatek STMP	Skrobia wysokozwiązana	Skrobia PCF 1000	Waga płyty (kg/92,9 m²(funty/MSF))	Odporność na wyciąganie gwoździ kg (funty)	Sklejenie papieru do rdzenia	Ugięcie po 24 h nawil- żania (2,54 cm x10,16 cm (1 cale x 4 cale)) (cm/1, 22 m przęsła (cale/4 stopy przęsła))
	(% wagowe)	(% wagowe)	(% wagowe)	(% wagowe)			obciążenie (kg (funty))	% rozklejenia
1 kontrola	0	0	0,52	0	717 (1581)	40,2 (88,7)	6,7 (14,8)	13,6	8,26 (3,25)
2	0	0	0,28	0,24	719 (1586)	41,8 (92,1)	6,0 (13,3)	15,3	6,22 (2,45)
3	0,08	0	0,28	0,24	715 (1577)	40,5 (89,3)	5,1 (11,2)	13,7	13,33 (5,25)
4	0,16	0	0,28	0,24	717 (1580)	39,8 (87,7)	5,2 (11,5)	22,4	29,21 (11,5)
5	0,3	0	0,28	0,24	714 (1574)	40,6 (89,6)	4,1 (9,0)	31,8	>31,75 (>12,5)
6	0,3	0,08	0,28	0,24	715 (1577)	40,5 (89,2)	3,7 (8,1)	30,3	0,635 (0,25)
7	0,16	0,08	0,28	0,24	711 (1567)	43,3 (95,5)	5,2 (11,4)	32,8	0,635 (0,25)
8	0,08	0,08	0,28	0,24	722(1592)	42,9 (94,5)	5,5 (12,2)	19,5	0,635 (0,25)
9	0	0	0,28	0,24	730 (1609)	42,4 (93,6)	5,6 (12,4)	15,1	7,24 (2,85)
10 kontrola	0	0	0,52	0	708 (1561)	38,0 (83,9)	6,8 (14,9)	11,5	5,72 (2,25)
11	0,3	0	0,52	0	734 (1619)	42,4 (93,4)	4,6 (10,1)	25,4	>31,75 (>12,5)

Tabela 12 wskazuje obróbkę z zastosowaniem jonów trimetafosforanowych i skrobi PFC 1000 nawet bardziej (niż pokazano w Tabeli 11) chlorkowych materiałów (0,368% wagowych soli chlorkowej w tynku szlachetnym) p ł yt, które był y w przeciwnym razie wytworzone i potraktowano sposobem podobnym do uprzednio opisanego w Przykładzie 5. Jak pokazano w Tabeli 12, wyniki obróbki co do zwiększenia wytrzymałości na wyciąganie gwoździ (zmierzone w taki sam sposób jak w Przykładzie 4, tj. ASTM C473-95) i dają lepsze zachowanie wiązania (zmierzone w taki sam sposób jak w Przykładzie 8) w porównaniu z płytami kontrolnymi.

PL 197 467 B1

T a b e l a 12

Wyniki badań instalacji próbnej do produkcji płyt o dużej zawartości soli

Czas próby	Duży % chlorku Gips syntetyczny	Sól chlorkowa Stężenie	Dodatek STMP	Skrobia wysokozwiązana	Skrobia PCF- 1000	Odporność na wyciąganie gwoździ	Sklejenie kartonu z rdzeniem gipsowym
obciążenie	% rozklejenia
	(% wagowe)	(% wagowe)	(% wagowe)	(% wagowe)	(% wagowe)	kg (funty)	kg (funty)	(%)
1 (kontrola)	0	0,032	0	0,4	0	33 (73)	6,4 (14,10)	49,0
2	50	0,12	0,16	0,15	0,25	39 (85)	7,6 (16,70)	0,0
3	100	0,368	0,16	0,15	0,25	39 (86)	6,5 (14,40)	0,0
4	100	0,368	0,16	0,4	0	40 (89)	4,9 (10,90)	34,0
5	100	0,368	0	0,4	0	35 (77)	8,9 (19,70)	0,0
6 (kontrola)	0	0,032	0	0,4	0	34 (75)	8,8 (19,5)	10,0

P r z y k ł a d 11.

Obróbka gipsu palonego z zastosowaniem różnych substancji wzmacniających

W przykładzie korzystnych rozwiązań uprzednio omówionych, substancją wzmacniają cą jest jon trimetafosforanowy. Jednakże, na ogół, dowolne substancji wzmacniające, które objęte są ogólną definicją substancji wzmacniających, uprzednio omówionych, dadzą korzystny wyniki (np. zwiększoną odporność na odkształcenie trwałe) w obróbce gipsu palonego. Na ogół przydatnymi substancjami wzmacniającymi są skondensowane kwasy fosforowe, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; oraz sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych.

Specyficzne przykłady takich substancji wzmacniających obejmują np. następujące kwasy lub sole, lub ich anionowe części: trimetafosforan sodu o cząsteczkowym wzorze (NaPO3)3, heksametafosforan sodu mający 6-27 powtarzalnych jednostek fosforanowych i o cząsteczkowym wzorze Nan+2PnO3n+1, w którym n=6-27, pirofosforan tetrapotasu o cząsteczkowym wzorze K4P2O7, tripolifosforan trisodu-dipotasu o cząsteczkowym wzorze Na3K2P3O10, tripolifosforan sodu o cząsteczkowym wzorze Na5P3O10, pirofosforan tetrasodu o cząsteczkowym wzorze Na4P2O7, trimetafosforan glinu o cząsteczkowym wzorze Al(PO3)3, pirofosforan sodu o cząsteczkowym wzorze Na2H2P2O7, araoniowy polifosforan mający 1000-3000 powtarzalnych jednostek fosforanowych i o cząsteczkowym wzorze (NH4)n+2PnO3n+1, w którym n=1000-3000, lub polikwas fosforowy mający 2 lub więcej powtórzeń jednostek kwasu fosforowego i o cząsteczkowym wzorze Hn+2PnO3n+1, w którym n oznacza 2 lub więcej.

Wyniki stosowania takich substancji wzmacniających do traktowania gipsu palonego przedstawiono w Tabelach 13, 14 i 15.

W Tabeli 13 wskazano różne substancje wzmacniają ce użyte do traktowania gipsu palonego w procesie przygotowania płyt gipsowych i sześcianów. Płyty wytworzono i potraktowano w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykładzie 2. Sześciany wytworzono i potraktowano w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykładzie 1. Za wyjątkiem tych obu przypadków, stosowano raczej różne odmienne substancje wzmacniające niż właśnie jony trimetafosforanowe. Odchylenie typu ugięcia po nawilżeniu zmierzono w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykładzie 2. Wytrzymałość na ściskanie zmierzono w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykładzie 1.

W Tabeli 14 przedstawiono uż ycie polikwasu fosforowego do traktowania gipsu palonego w procesie przygotowania płyt gipsowych i sześcianów. Płyty wytworzono i potraktowano w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykładzie 2. Sześciany wytworzono i potraktowano w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykładzie 1. Za wyjątkiem obu przypadków, użyto raczej różnych odmiennych substancji wzmacniających niż właśnie jonów trimetafosforanowych. Odchylenie typu ugięcia po nawilżeniu zmierzono w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykładzie 2. Wytrzymałość na ściskanie zmierzono w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykładzie 1.

PL 197 467 B1

W Tabeli 15 przedstawiono uż ycie amoniowego polifosforanu („APP”) do traktowania gipsu palonego w procesie przygotowania płyt gipsowych i sześcianów. Płyty wytworzono i potraktowano w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykł adzie 2. Sześ ciany wytworzono i potraktowano w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykładzie 1. Za wyjątkiem obu przypadków, użyto raczej różnych odmiennych substancji wzmacniających niż właśnie jonów trimetafosforanowych. Odchylenie typu ugięcia po nawilżeniu zmierzono w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykładzie 2. Wytrzymałość na ściskanie zmierzono w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykładzie 1.

Wyniki w Tabelach 13, 14 i 15 pokazują, że wszystkie materiały testowane objęte definicją powyższych substancji wzmacniających, w przypadku użycia do traktowania gipsu palonego przy wytwarzaniu produktów zawierających gips budowlany, powodują, że produkty te wykazują znaczące odporności na odkształcenie trwałe w porównaniu ze związkami kontrolnymi.

T a b e l a 13

Wyniki badań laboratoryjnych sześcianów gipsowych (2 x 2 x 2) i płyt 61 cm x 15,2 cm x 1,27 cm (24 cale x 6 cali x 0,5 cala) wylewanych z tynku szlachetnego, z różnymi dodatkami fosforanowymi i chlorkowymi

Sole fosforanowe lub inne wyspecyfikowane środki chemiczne	Ilość dodatku (% wagowe)	Ciężar suchej płyty (gram)	Zwolnienie (-), brak wpływu (0) lub przyspieszenie(+)	Wychwyt wody w pomieszczeniu 90/90 (% wagowe)	Ugięcie po dziesięciu dniach nawilżania (cm (cale))	Wytrzymałość suchych sześcianów na zgniatanie (Pa (psi))
1	2	3	4	5	6	7
Trimetafosforan sodu	0,1	537,0	0/+	0,06	0,041 (0,016)	5137 (745)
Heksametafosforan sodu	0,1	538,2	--	0,09	0,048 (0,019)	3806-10³ (552)
Chlorek sodu i trimetafosforan sodu	0,5 i 0,1	527,5	+	1,93	0.020 (0,008)	4282· 10³ (621)
Chlorek sodu i heksametafosforan sodu	0,5 i 0,1	539,6	-/0	2,08	0,053 (0,021)	3434-10³ (498)
Tetrapirofosforan potasu	0,1	538,7	-/0	0,11	0,348 (0,137)	3861 ·10³ ( 560)
Tripolifosforan trisodowo dipotasowy	0,1	538,8	-/0	0,07	0,511 (0,201)	3805·10³ ( 552)
Tripolifosforan sodu	0,1	535,1	-/0	0,09	0,726 (0,286)	3661 ·10³ ( 531)
Tetrapirofosforan sodu	0,1	556,2	-/0	0,18	1,107 (0,436)	3751 ·10³ ( 544)
Trimetafosforan glinu	0,1	536,2	0/0	0,02	1,323 (0,521)	4640·10³ (673)
Diwodorofosforan tripotasowy	0,1	540, 9	0/+	0,11	1,511 (0,595)	4530·10³ (657)
Sól sodowa kwasu pirofosforowego	0,1	547,7	0/0	0,16	3,518 (1,385)	4392·10³ (637)
Kwas borowy	0,1	539,4	0/0	0,15	3,620 (1,425)	4302· 10³ (624)
Fosforan trisodowy	0,1	537,0	--	0,13	4,168 (1,641)	3702·10³ ( 537)
Kontrola	0,0	546,2	0/0	0,13	4,404 (1,734)	4378·10³ (635)
Kwas fosforowy	0,1	534,0	+	0,22	4,562 (1,796)	4640· 10³ (673)
Diwodorofosforan monosodowy	0,1	540,9	+	0,19	5,636 (2,219)	4682·10³ (679)
Chlorek magnezu	0,1	528,2	0/+	0,23	7,303 (2,875)	3592· 10³ ( 521)
Monowodorofosforan disodowy	0,1	536,6	0/0	0,13	7,94 (3,126)	4337·10³ (629)

PL 197 467 B1 cd. tabeli 13

1	2	3	4	5	6	7
Siarczan sodowo glinowy	0,1	543,0	+ +	0,24	9,82 (3,867)	4730· 10³ (686)
Chlorek cynku	0,1	536,2	0/+	0,67	>15,24 (>6,0)	3241 ·10³ (470)
Chlorek glinu	0,1	536,8	+++	0,53	>15,24 (>6,0)	3199·10³ (464)
Chlorek sodu	0,1	542,6	+	0,63	>15,24 (>6,0)	4109· 10³ ( 596)

T a b e l a 14

Wyniki badań laboratoryjnych sześcianów gipsowych (2 x 2 x 2)/płyt 61 cm x 15,2 cm x 1,27 cm (24 cale x 6 cali x 0,5 cala) wylewanych z tynku szlachetnego z dodatkiem kwasu polifosforowego

Kwas polifosforowy	Ilość dodatku (% wagowe)	Ciężar suchej płyty (gram)	Zwolnienie (-), brak wpływu (0) lub przyspieszenie (+)	Wychwyt wody w pomieszczeniu 90/90 (% wagowe)	Ugięcie po dwóch tygodniach nawilżania (cm (cale))	Wytrzymałość su- chych sześcianów na zgniatanie (Pa (psi))
Bez kwasu fosforowego (kontrola)	0,0	536,5	0/0	0,06	1,735 (0,683)	5288· 10³ (767)
Kwas polifosforowy (mieszany najpierw z wodą)	0,02	539,6	0/0	0,13	0,107 (0,042)	5385· 10³ (781)
Kwas polifosforowy (mieszany najpierw z wodą)	0,05	535,1	0/0	0,09	0,064 (0,025)	5805· 10³ (842)
Kwas polifosforowy (mieszany najpierw z wodą)	0,1	542,3	-/0	0,15	0,117 (0,046)	4882· 10³ (708)

T a b e l a 15

Wyniki badań laboratoryjnych sześcianów gipsowych (2 x 2 x 2)/płyt 61cm x 15,2 cm x 1,27 cm), (24 cale x 6 cali x 0,5 cala) wylewanych z tynku szlachetnego, z dodatkiem polifosforanu amonu.

Polifosforan amonu (APP)	Ilość dodatku (% wagowe)	Ciężar suchej płyty (gram)	Zwolnienie (-), brak wpływu (0) lub przyspieszenie (+)	Wychwyt wody w pomieszczeniu 90/90 (% wagowe)	Ugięcie po dwóch tygodniach nawilżania (cm(cale))	Wytrzymałość suchych sześcianów na zgniatanie (·10³ Pa(psi))
1	2	3	4	5	6	7
Kontrola	0,0	540,7	0/0	0,35	1,763 (0,694)	6288 (912)
Proszkowy APP (mieszany najpierw z wodą)	0,01	532,5	0/0	0,35	0,114 (0,045)	6460 (937)
Proszkowy APP (mieszany najpierw z wodą)	0,03	536,3	0/0	0,37	0,051 (0,020)	6370 (924)
Proszkowy APP (mieszany najpierw z woda)	0,05	539,7	0/0	0,37	0,013 (0,005)	6212 (901)
Proszkowy APP (mieszany najpierw z woda)	0,1	541,3	0/0	0,28	0,013 (0,005)	6591 (956)
Proszkowy APP (mieszany najpierw z woda)	0,2	546,7	0/0	0,30	0,008 (0,003)	6667 (967)

PL 197 467 B1 cd. tabeli 15

1	2	3	4	5	6	7
Proszkowy APP (mieszany najpierw z wodą)	0,4	538,2	0/0	0,33	0,013 (0,005)	6881 (998)
Proszkowy APP (mieszany najpierw z tynkiem szlachetnym)	0,05	533,5	0/0	0,35	0,013 (0,005)	6254 (907)
Proszkowy APP (mieszany najpierw z tynkiem szlachetnym)	0,1	546,9	0/0	0,30	0,015 (0,006)	6536 (948)
Proszkowy APP (mieszany najpierw z tynkiem szlachetnym)	0,2	538,3	0/0	0,31	0,015 (0,006)	6881 (998)
Proszkowy APP (mieszany najpierw z tynkiem szlachetnym)	0,4	537,4	0/0	0,35	0,005 (0,002)	7012(1017)

P r z y k ł a d 12

Obróbka odlewu dihydratu siarczanu wapnia z zastosowaniem różnych substancji wzmacniających

Na ogół, dowolne substancji wzmacniające objęte ogólną, uprzednio omówioną definicją substancji wzmacniających dadzą korzystne wyniki (np. zwiększoną odporność na odkształcenie trwałe i zwiększoną trwałość) w obróbce odlewu dwuwodnego siarczanu wapnia. Na ogół, przydatnymi substancjami wzmacniającymi są: kwasy fosforowe, z których każdy zawiera 1 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych; i monozasadowe sole lub jednowartościowe jony ortofosforanowe.

Wyniki zastosowania takich substancji wzmacniających do traktowania odlewu dwuwodnego siarczanu wapnia przedstawiono w Tabeli 16.

W Tabeli 16 przedstawiono róż ne odmienne materiał y uż yte do traktowania zestalonego i osuszonego dwuwodnego siarczanu wapnia w postaci płyt i sześcianów. Płyty wytworzono w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykładzie 2 i następnie potraktowano w taki sam sposób jak w Przykładzie 9. Sześciany wytworzono w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykładzie 1 i nastę pnie potraktowano sposobem podobnym to uż ytego w Przykł adzie 9. Za wyją tkiem obu przypadków, użyto raczej różnych odmiennych substancji wzmacniających niż właśnie jonów trimetafosforanowych. Odchylenie typu ugięcia po nawilżeniu zmierzono w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykładzie 2. Wytrzymałość na ściskanie zmierzono w taki sam sposób jak uprzednio opisano w Przykł adzie 1.

Wyniki w Tabeli 16 pokazują, że wszystkie materiały testowane objęte definicją powyższych substancji wzmacniających, w przypadku użycia do traktowania zestalonego i osuszonego odlewu dwuwodnego siarczanu wapnia, powodują, że uzyskane produkty wykazują znaczące odporności na odkształcenie trwałe i znaczące zwiększoną trwałość w porównaniu ze związkami kontrolnymi.

T a b e l a 16

Wyniki badań laboratoryjnych sześcianu gipsowego (2 x 2 x 2)/płyty (24 x 6 x 0,5) wylewanej z tynku szlachetnego, traktowanego po wytworzeniu różnymi dodatkami fosforanowymi i chlorkowymi

Sole fosforanowe lub inne wyspecyfikowane środki chemiczne	Ilość dodatku (% wagowe)	Ciężar suchej płyty (g)	Wychwyt wody w pomieszczeniu 90/90 (% wagowe)	Ugięcie po dziesięciu dniach nawilżania (cm (cale))	Wytrzymałość suchych sześcianów na zgniatanie (Pa (psi))
1	2	3	4	5	6
Trimetafosforan sodu	0,4	537,0	0,5	0,041 (0,016)	4999· 10³ (725)
Heksametafosforan sodu	0,4	538,2	0,9	0,048 (0,019)	1708-10³ (697)
Pirofosforan tetrapotasowy	0,4	538,7	0,3	0,043 (0,017)	-
Pirofosforan tetrasodowy	0,4	556,2	0,6	0,028 (0,011)	-
Sól sodowa kwasu pirofosforowego	0,4	542,1	0,4	0,030 (0,012)	-
Diwodorofosforan monosodowy	0,4	545,6	1,5	0,064 (0,025)	4895-10³ (710)

PL 197 467 B1 cd. tabeli 16

1	2	3	4	5	6
Diwodorofosforan monopotasowy	0,4	487,5	0,2	0,074 (0,029)	4882· 10³ (708)
Kwas fosforowy	0,4	534,7	0,4	0,165 (0,065)	4302· 10³ (624)
Tripolifosforan sodu	0,4	540,5	0,6	0,312 (0,123)	4530·10³ (657)
Kwas borowy	0,4	486,6	0,1	0,876 (0,345)	4213· 10³ (611)
Kontrola	0,0	543,9	0,2	0,998 (0,393)	3971 ·10³ (576)
Monowodorofosforan disodowy	0,4	541,3	0,7	1,712 (0,674)	4992· 10³ (724)
Fosforan trisodowy	0,4	532,8	0,6	2,748 (1,082)	5199·10³ (754)
Chlorek magnezu	0,4	559,9	2,3	3,518 (1,385)	3909·10³ (567)
Chlorek sodu	0,4	539,4	7,7	16,218 (6,385)	3592·10³ (521)

Fachowcy w dziedzinie uznają, że przy wytwarzaniu produktów zawierających gips budowlany zgodnie z niniejszym wynalazkiem, można stosować szeroki zakres pH, tj. powyżej lub równy 3,5.

Do wytwarzania płyty gipsowej zgodnie z niniejszym wynalazkiem, roboczy zakres pH będzie korzystnie wynosił około 5,0 do 9,0, a korzystniej około 6,5 do 7,5.

P r z y k ł a d 13.

Przezwyciężenie opóźniania i zmniejszania wytrzymałości W obróbce przed zestaleniem materiał u z siarczanem wapnia zgodnie z niniejszym wynalazkiem, stwierdzono też, że pewne substancje wzmacniające będą zmniejszać szybkość hydratacji przy powstawaniu gipsu budowlanego i niekorzystnie wpływać na wytrzymałość produktu zawierającego gips budowlany. Stwierdzono, że to opóźnianie i niekorzystny wpływ na wytrzymałość można poprawić lub nawet przezwyciężyć przez wprowadzenie do mieszaniny przyspieszacza w odpowiedniej ilości i w odpowiedni sposób. Pokazano to w nastę pują cej Tabeli 17. Zawiesinę przygotowano zgodnie z Przykładem 1 i heksametafosforan sodu uż yto jako substancję wzmacniającą . Część zawiesiny testowano stosując ASTM C 472 w celu określenia czasu niezbędnego do osiągnięcia 98%-owej hydratacji gipsu budowlanego. Inną część zawiesiny użyto do otrzymywania sześcianów zgodnie z Przykł adem 1, w celu testowania wytrzyma ł o ś ci na ś ciskanie. Do tego celu moż na stosować dowolny z materiałów znanych jako przydatne do zwiększania szybkości powstawania gipsu budowlanego. Korzystnym przyspieszaczem do tego celu jest przyspieszacz uprzednio zidentyfikowany powyżej w Przykł adzie 1.

T a b e l a 17

Wpływ przyspieszacza na zmniejszanie efektu opóźniania i zmniejszanie wytrzymałości

Dodatki przyspieszacza (% wagowe)	Dodatki SHMP (% wagowe)	Czas wymagany do osiągnięcia 98% nawilżenia gipsu budowlanego (minuta)	Wytrzymałość suchego sześcianu (Pa (psi))
0	0	23,3	3847· 10³ (558)
0	0,08	31,1	2468· 10³ (358)
0,05	0,08	18,7	4551 ·10³ (660)
0,10	0,08	15,9	5095· 10³ (739)
0,25	0,08	13,1	5571 ·10³ (808)
0,50	0,08	12,2	6254· 10³ (907)

P r z y k ł a d 14.

Nadawanie pożądanego kształtu płycie gipsowej

Następnie stwierdzono, że płytę gipsową mającą pożądany kształt może wykonać zgodnie z wytycznymi wedł ug niniejszego wynalazku. Przed niniejszym wynalazkiem, kształ t zwykł ej, pł askiej płyty gipsowej typowo modyfikowano metodą zwilżania płyty wodą, w celu osłabienia płyty i nadania

PL 197 467 B1 jej większej elastyczności i następnie modyfikowania płyty do pożądanego kształtu i potem odczekania na wyschnięcie płyty. Jednakże, dotychczasowa technika prowadzi do wielu wytwórczych i aparaturowych niedogodności, a to z uwagi na zwilżanie wymagane do osłabienia płyty i nadania jej większej elastyczności aby umożliwić modyfikację do pożądanego kształtu, jest bardzo czasochłonne, tj. trwa co najmniej jedną godzinę lub więcej, a czasem i dwanaście godzin. Ponadto, dotychczasowa technika nie jest łatwo podatna na modyfikacje do pożądanego kształtu płyty. Jeśli płyta nie jest właściwie osłabiona, to trudno ją zmodyfikować do pożądanego kształtu, tj. konieczne jest użycie większej siły w celu zmodyfikowania płyty do pożądanego kształtu, a jeśli przyłoży się zbyt dużą siłę, płyta ulegnie zerwaniu. Zatem, istnieje wielkie zapotrzebowanie na metody i kompozycje, które zmniejszą czas nawilżania, polepszą łatwość wytwarzania i uproszczą instalację do nadawania pożądanego kształtu płyt gipsowych.

Według korzystnego rozwiązania według niniejszego wynalazku np. płaską płytę gipsową można pomalować sprajem z wodnym roztworem chlorku, zawierającym dowolną substancję wzmacniającą (jak opisano w powyższych przykładach i streszczeniu według niniejszego wynalazku) do osłabienia płyty i nadania jej większej elastyczności. Osłabioną i bardziej elastyczną płytę można następnie łatwo modyfikować do pożądanego kształtu, z mniejszą siłą niż w dotychczasowych technikach i pożądany kształt zmodyfikowanej płyty zostanie utrzymany po osuszeniu płyty, ze względu na korzystny wpływ substancji wzmacniającej, szczególnie odporności na odkształcenie trwałe.

Dokładniej, np. Stwierdzono, że zwykłą płaską płytę gipsową o grubości 0,795 cm (5/16 cala), 0,953 cm (3/8 cala) lub 1,27 cm (1/2 cala) można modyfikować do pożądanego kształtu metodą osłabiania płyty gipsowej przez opryskiwanie płyty roztworem soli chlorkowej lub kombinacją różnych roztworów soli chlorkowych (takich jak chlorek sodu, chlorek wapnia, chlorek magnezu, chlorek potasu, chlorek glinu, itp.) zawierających substancję wzmacniającą jak uprzednio opisano. W celu osiągnięcia najbardziej korzystnych wyników można nakładać środek zwilżający (taki jak surfaktant Tergitol NP-9 od Union Carbide Chemical & Plastic Company, Inc.; Neodol® 1-7 i Neodol® 1-5 od Shell Chemical Company i Iconol TDA-6 i Iconol DA-6 od BASF Corporation), uzyskując szybko i efektywnie efekt osłabiania. Można stosować skrobię (taką jak Stapol 580 i Stapol 630 od A. E. Staley Manufacturing Company) w celu poprawienia końcowego sklejenia kartonu z rdzeniem i zwiększenia wytrzymałości modyfikowanej płyty. Roztwór soli może zawierać środek przeciwpieniący, jeśli pienienie staje się problemem z uwagi na pieniące właściwości środków zwilżających.

W korzystnym rozwiązaniu, powyższy roztwór soli i inne stosowane substancje nakłada się na jedną stronę płyty, podczas gdy druga strona nie jest nimi traktowana, w celu utrzymania wytrzymałości na rozciąganie nietraktowanej strony płyty, w celu zapobieżenia przerywania płyty podczas modyfikacji jej kształtu.

Traktowaną płytą może być np. dowolna typowa płyta gipsowo-kartonowa, z dowolnymi typowymi dodatkami i preparatami gipsowymi dla takiej płyty. Według korzystnego rozwiązania, płyta ma wewnętrzne substancje wzmacniające, takie jak oddzielne włókna (np. szklane, papierowe i/ lub syntetyczne włókna).

Według niniejszego wynalazku można modyfikować kształty płyt gipsowych o dowolnych wymiarach i grubościach. Według korzystnego rozwiązania według niniejszego wynalazku, kształt płyty gipsowo-kartonowej 0,795 cm (5/16 cala), 0,953 cm (3/8 cala) lub 1,27 cm (1/2 cala) zmodyfikowano przez traktowanie jednej strony płyty gipsowej roztworem „zginającym” zawierającym (na bazie całkowitej wagi roztworu) 0,05% wagowego chlorku sodu, 0,05% wagowego trimetafosforanu sodu, 0,05% wagowego Tergitol NP-9 surfaktant (środek zwilżający), i 0,025% wagowego Stapol 580 (modyfikowanej skrobi kukurydzianej). Arkusze płyty ściennej gipsowo-kartonowej, 1,22 m x 1,22 m (4 stopy x 4 stopy), od USQ SHEETROCK®, o róż nej gruboś ci pomalowano sprajem, z korzystnym roztworem zginającym identyfikowanym powyżej, w sposób wystarczający do nasiąknięcia płyty 0,795 cm (5/16 cala) około 0,9 kg (2 funtami) roztworu zginającego, płyty 0,953 cm (3/8 cala) około 1,8 kg (4 funtami) roztworu zginającego i płyty 1,27 cm (1/2 cala) około 2,7 kg (6 funtami) roztworu zginającego. Testy przeprowadzono przez traktowanie jednej strony ściennej płyty gipsowej, a wyniki były takie same bez względu na to czy traktowano stronę przednią czy tylną. Wyniki przedstawiono w Tabeli 18.

Jak pokazano w Tabeli 18, kształt ściennej płyty gipsowej o różnych grubościach można modyfikować jak to pożądane po obróbce według niniejszego wynalazku. Jak pokazano, czas niezbędny pomiędzy nałożeniem roztworu zginającego i zgięciem płyty był raczej w minutach niż w godzinach jak dotąd w tej dziedzinie techniki.

PL 197 467 B1

Minimalny promień zagięcia (tj. pomiar stopnia osiąganego zagięcia; im mniejszy promień tym większy stopień osiąganego zagięcia) pokazano w Tabeli 18 dla każdej grubości płyty. W każdym przypadku, minimalny promień jest znacznie mniejszy niż można by osiągnąć stosując uprzednio znane techniki. Jak zazwyczaj, płyty można zagiąć potem w nieodłącznie słabszym kierunku wzdłuż szerokości.

Korzystny sposób obróbki i instalacji płyty gipsowej w miejscu zamontowania przedstawia się następująco.

Odmierzyć sole chlorkowe, skrobię, substancję wzmacniającą, środek zwilżający i pożądaną ilość wody Delikatnie zmieszać je razem uzyskując jednorodny roztwór zginający Nanieść sprajem roztwór zginający na jedną stronę płyty gipsowej czekać przez 5-25 minut

Zgiąć płytę gipsową do pożądanego kształtu zakrzywienia, zamontować płytę i umożliwić jej naturalne wyschnięcie

Skład roztworu wagowo; 0,05-1% soli chlorkowej; 0,05-0,3% środka zwilżającego; 0,05-0,5% substancji wzmacniającej; 0,025-0,2% skrobi. Jeśli to konieczne można też dodać do roztworu zginającego środek przeciw pienieniu (np. z Henkel Corporation) w ilości 0,01-0,05% wagowych roztworu.

Sól chlorkową, środek zwilżający i substancję wzmacniającą można nakładać na płytę oddzielnie, wspólnie lub kilkakrotnie w dowolnym czasie przed suszeniem płyty, uzyskując korzyści według niniejszego wynalazku.

T a b e l a 18

Czas oczekiwania i minimalny kąt zgięcia płyt gipsowych o różnych grubościach potraktowano roztworem zginającym według niniejszego wynalazku

Grubość płyty (cm (cale))	Czas oczekiwania pomiędzy nakładaniem roztworu i zgięciem płyty	Minimalny kąt zgięcia wzdłużnego (cm (cale))	Minimalny w szerokości kąt zgięcia (cm (cale))
0,795 (5/16)	5 minut	49 (20)	39 (16)
0,953 (3/8)	15 minut	59 (24)	49 (20)
1,27 (1/2)	25 minut	88 (36)	69 (28)

Wynalazek opisano szczegółowo w odniesieniu do konkretnych korzystnych rozwiązań, lecz należy zwrócić uwagę, że można przeprowadzać zmiany i modyfikacje w ramach myśli przewodniej i zakresu wynalazku.

Claims

1. Sposób wytwarzania produktu o zwiększonej odporności na odkształcenie trwałe, korzystnie w postaci ukształtowanej matrycy zawierającej materiał na bazie siarczanu wapnia, wodę i przyspieszacz, znamienny tym, że:

PL 197 467 B1

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że substancję wzmacniającą stosuje się korzystnie w ilości od 0,04 do 0,16% wagowego.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że substancję wzmacniającą stosuje się korzystnie w ilości 0,08% wagowego w przeliczeniu na masę materiału na bazie siarczanu wapnia.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się substancję wzmacniającą zawierającą jeden lub więcej z następujących kwasów lub soli, lub ich części anionowych: trimetafosforan sodu, heksametafosforan sodu posiadający 6-27 powtarzalnych jednostek fosforanowych, pirofosforan tetrapotasu, tripolifosforan trisodu-dipotasu, tripolifosforan sodu, pirofosforan tetrasodu, trimetafosforan glinu, kwaśny pirofosforan sodu, polifosforan amonu posiadający 1000-3000 powtarzalnych jednostek fosforanowych lub kwas polifosforowy posiadający 2 lub bardziej powtarzalnych jednostek kwasu fosforowego.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że jako substancję wzmacniającą stosuje się korzystnie trimetafosforan sodu lub jego część anionową.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto w mieszaninie stosuje się wstępnie żelowaną skrobię.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał na bazie siarczanu wapnia stanowi jedna lub więcej substancji takich jak: bezwodny siarczan wapnia; półwodny siarczan wapnia; lub jony wapnia i siarczanowe.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał na bazie siarczanu wapnia stanowi korzystnie półwodny siarczan wapnia.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że stosuje się substancję wzmacniającą zawierającą jedną lub więcej z następujących soli lub ich anionowych części: trimetafosforan sodu, heksametafosforan sodu posiadający 6-27 powtarzalnych jednostek fosforanowych i polifosforan amonu posiadający 1000-3000 powtarzalnych jednostek fosforanowych.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że korzystnie jako substancję wzmacniającą stosuje się trimetafosforan sodu lub jego część anionową.

11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszanina zawiera 0,02-1,5% wagowego jonów chlorkowych lub ich soli.

12. Płyta gipsowa o zwiększonej odporności na uginanie, zawierająca rdzeń umieszczony pomiędzy pokrywającymi go arkuszami, znamienna tym, że rdzeń zawiera ukształtowaną matrycę materiału na bazie gipsu budowlanego i ewentualnie równomiernie rozmieszczone puste przestrzenie, przy czym matryca zawiera mieszaninę z materiału na bazie siarczanu wapnia, wody, przyspieszacza i z jednej lub więcej substancji wzmacniających, w ilości od 0,004 do 2,0% wagowych, wybranych z grupy obejmującej: skondensowane kwasy fosforowe, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; oraz sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych, oraz z ewentualnie dalszych dodatków, przy czym mieszanina zawiera co najmniej 0,015% wagowego jonów chlorkowych lub ich soli, a % wagowe podano w przeliczeniu na masę materiału na bazie siarczanu wapnia w mieszaninie.

13. Płyta gipsowa według zastrz. 12, znamienna tym, że korzystnie zawiera substancję wzmacniającą w mieszaninie w ilości od 0,04 do 0,16% wagowego.

14. Płyta gipsowa według zastrz. 12, znamienna tym, że korzystnie zawiera substancję wzmacniającą w mieszaninie w ilości 0,08% wagowego.

15. Płyta gipsowa według zastrz. 12, znamienna tym, że zawiera substancję wzmacniającą zawierającą jeden lub więcej z następujących kwasów lub soli, lub ich anionowych części: trimetafosforan sodu, heksametafosforan sodu posiadający 6-27 powtarzalnych jednostek fosforanowych, pirofosforan tetrapotasu, tripolifosforan trisodu-dipotasu, tripolifosforan sodu, pirofosforan tetrasodu, trimetafosforan glinu, kwaśny pirofosforan sodu, polifosforan amonu posiadający 1000-3000 powtarzalnych jednostek fosforanowych lub kwas polifosforowy posiadający 2 lub więcej powtarzalnych jednostek kwasu fosforowego.

16. Płyta gipsowa według zastrz. 15, znamienna tym, że korzystnie jako substancję wzmacniającą stosuje się trimetafosforan sodu lub jego część anionową.

17. Płyta gipsowa według zastrz. 12, znamienna tym, że materiał na bazie siarczanu wapnia stanowi jedna lub więcej substancji takich jak: bezwodny siarczan wapnia; półwodny siarczan wapnia; lub jony wapnia i siarczanowe.

18. Płyta gipsowa według zastrz. 12, znamienna tym, że materiał na bazie siarczanu wapnia stanowi korzystnie półwodny siarczan wapnia.

PL 197 467 B1

19. Płyta gipsowa według zastrz. 18, znamienna tym, że zawiera substancję wzmacniającą zawierającą jedną lub więcej z następujących soli, lub ich anionowych części: trimetafosforan sodu, heksametafosforan sodu posiadający 6-27 powtarzalnych jednostek fosforanowych i polifosforan amonu posiadający 1000-3000 powtarzalnych jednostek fosforanowych.

20. Płyta według zastrz. 19, znamienny tym, że korzystnie jako substancję wzmacniającą stosuje się trimetafosforan sodu lub jego część anionową.

21. Płyta gipsowa według zastrz. 12, znamienna tym, że mieszanina zawiera 0,02-1,5% wagowego jonów chlorkowych lub ich soli.

22. Płyta gipsowa według zastrz. 12, znamienna tym, że mieszanina ponadto zawiera wstępnie żelowaną skrobię.

23. Płyta gipsowa według zastrz. 19, znamienna tym, że korzystnie mieszanina zawiera wstępnie żelowaną skrobię w ilości od 0,08 do 0,5% wagowego.

24. Płyta gipsowa według zastrz. 23, znamienna tym, że korzystnie mieszanina zawiera wstępnie żelowaną skrobię w ilości od 0,16 do 0,4% wagowego.

25. Płyta gipsowa według zastrz. 23, znamienna tym, że korzystnie mieszanina zawiera wstępnie żelowaną skrobię w ilości od 0,3% wagowego.

26. Płyta gipsowa według zastrz. 12, znamienna tym, że zawiera rdzeń z równomiernie rozmieszczonymi pustymi przestrzeniami a mieszanina zawiera dodatkowo wodną piankę.

27. Płyta gipsowa według zastrz. 26, znamienna tym, że zawiera piankę wodną utworzoną z zastosowaniem środka pieniącego, lub mieszanki środków pieniących, o wzorze w którym X oznacza liczbę od 2 do 20, Y oznacza liczbę od 0 do 10 i oznacza 0 dla co najmniej

50% wagowych środka pieniącego lub mieszanki środków pieniących, i M oznacza kation.

28. Płyta gipsowa według zastrz. 27, znamienna tym, że korzystnie Y oznacza 0 dla 86 do 99% wagowych środka pieniącego, lub mieszanki środków pieniących.

29. Płyta gipsowa według zastrz. 12, znamienna tym, że zawiera mieszaninę ponadto zawierającą wstępnie żelowaną skrobię i wodną piankę.

30. Sposób wytwarzania ukształtowanej płyty gipsowej, znamienny tym, że:

31. Sposób według zastrz. 30, znamienny tym, że do nakładania stosuje się roztwór zawierający ponadto wstępnie żelowaną skrobię.

32. Sposób według zastrz. 30, znamienny tym, że do nakładania stosuje się roztwór zawierający ponadto środek przeciwpieniący.

33. Sposób według zastrz. 31, znamienny tym, że do nakładania stosuje się korzystnie roztwór zawierający skrobię w stężeniu od 0,025 do 0,2% wagowego.

PL 197 467 B1

34. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że do nakładania stosuje się korzystnie roztwór zawierający środek przeciwpieniący w stężeniu od 0,01 do 0,05% wagowego.

35. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że stosuje się roztwór zawierający sól chlorkową o stężeniu od 0,05 do 1,0% wagowego.

36. Sposób według zastrz. 30, znamienny tym, że wytwarza się płytę gipsową pokrytą kartonem.

37. Sposób według zastrz. 30, znamienny tym, że jednorodny roztwór wodny nakłada się tylko na jedną stronę płyty gipsowej.

38. Sposób wytwarzania ukształtowanej płyty gipsowej znamienny tym, że:

na płytę gipsową nakłada się jednorodny roztwór wodny zawierający wodę i środek zwilżający w stężeniu od 0,05 do 0,3% wagowego, następnie na płytę gipsową nakłada się jednorodny roztwór wodny zawierający wodę i co najmniej jedną sól chlorkową, po czym sporządza się roztwór zawierający jedną lub więcej substancji wzmacniających, w stężeniu od 0,05 do 0,5% wagowych w stosunku do masy roztworu, wybranych z grupy obejmującej: kwasy fosforowe, z których każdy zawiera 1 lub więcej jednostek kwasu fosforowego; sole lub jony skondensowanych fosforanów, z których każdy zawiera 2 lub więcej jednostek fosforanowych; i monozasadowe sole lub jednowartościowe jony ortofosforanów, oraz ewentualnie dalsze dodatki, który nakłada się na płytę gipsową, a nastę pnie nadaje się pł ycie gipsowej żądany kształ t i pozostawia się ją do wyschnięcia uzyskując ukształtowaną płytę gipsową.

39. Sposób według zastrz. 38, znamienny tym, że roztwór zawierający dodatkowo wstępnie żelowaną skrobię także nakłada się na płytę gipsową przed suszeniem płyty.

40. Sposób według zastrz. 38, znamienny tym, że roztwór zawierający dodatkowo środek przeciwpieniący także nakłada się na płytę gipsową przed suszeniem płyty.

41. Sposób według zastrz. 39, znamienny tym, że nakłada się roztwór korzystnie zawierający skrobię w stężeniu od 0,025 do 0,2% wagowego.

42. Sposób według zastrz. 40, znamienny tym, że nakłada się roztwór korzystnie zawierający środek przeciwpieniący w stężeniu od 0,01 do 0,05% wagowego.

43. Sposób według zastrz. 38, znamienny tym, że stosuje się roztwór zawierający sól chlorkową o stężeniu od 0,05 do 1,0% wagowego.

44. Sposób według zastrz. 38, znamienny tym, że wytwarza się płytę gipsową pokrytą kartonem.

44. Sposób według zastrz. 38, znamienny tym, że sól chlorkową, jedną lub więcej substancję wzmacniającą i środek zwilżający nakłada się tylko na jedną stronę płyty gipsowej.