SK287165B6 - Spôsob výroby sadru obsahujúceho výrobku so zvýšenou odolnosťou proti trvalej deformácii - Google Patents

Abstract

Vynález poskytuje spôsob výroby výrobku obsahujúceho vytvrdnutú sadru so zvýšenou odolnosťou proti trvalej deformácii pozostávajúci z vytvorenia zmesi obsahujúcej materiál síranu vápenatého, vodu a vhodné množstvo jedného alebo viacerých zlepšujúcich materiálov vybraných spomedzi kondenzovaných fosforečných kyselín, z ktorých každá obsahuje 2 alebo viacero jednotiek kyseliny fosforečnej; a solí alebo iónov kondenzovaných fosfátov, z ktorých každý obsahuje 2 alebo viacero fosfátových jednotiek. Zmes sa potom udržiava v podmienkach dostatočných na to, aby materiál síranu vápenatého vytvoril vytvrdnutý sadrovým materiál.

Description

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka spôsobu výroby výrobkov obsahujúcich vytvrdnutú sadru, napr. sadrových dosák, spevnených sadrových kompozitných dosák, omietok, opracovateľných materiálov, škárovacích materiálov a akustických obkladačiek a spôsobov a kompozícií na ich výrobu. Konkrétnejšie sa vynález týka spôsobu výroby takých sadru obsahujúcich výrobkov, ktoré majú zvýšenú odolnosť proti trvalej deformácii (napr. odolnosť proti priehybu) použitím jedného alebo viacerých zlepšujúcich materiálov. Niektoré výhodné uskutočnenia vynálezu sa týkajú výroby takých výrobkov hydratáciou pálenej sadry v prítomnosti vylepšujúceho materiálu, ktorý spôsobuje, že vytvrdnutá sadra vyrobená takou hydratáciou má zvýšenú pevnosť, odolnosť proti trvalej deformácii (napr. odolnosť proti priehybu) a rozmerovú stabilitu (napr. nezmršťovanie sa počas schnutia vytvrdnutej sadry). Vylepšujúci materiál poskytuje aj iné zlepšené vlastnosti a výhody pri príprave vytvrdnutých sadru obsahujúcich výrobkov. V alternatívnom uskutočnení vynálezu sa na vytvrdnutú sadru pôsobí jedným alebo viacerými zlepšovacími materiálmi, aby sa získala podobná, ak nie rovnaká zvýšená pevnosť, odolnosť proti trvalej deformácii (napr. odolnosť proti priehybu), rozmerová stabilita a iné zlepšené vlastnosti a výhody sadru obsahujúcich výrobkov. V niektorých uskutočneniach vynálezu obsahuje vytvrdnutý sadru obsahujúci výrobok podľa vynálezu pomerne vysoké koncentrácie chloridových solí, ale napriek tomu sa vyhýba škodlivým účinkom takých koncentrácií solí v sadru obsahujúcich výrobkoch vo všeobecnosti.

Doterajší stav techniky

Mnoho známych užitočných výrobkov obsahuje vytvrdnutú sadru (dihydrát síranu vápenatého) ako významnú a často ako najdôležitejšiu zložku. Vytvrdnutá sadra je napríklad najdôležitejšou zložkou papierom krytých sadrokartónových dosák používaných pri typických konštrukciách nasucho murovaných interiérových stien a stropov budov (pozrite napríklad americké patenty 4,009,062 a 2,985,219). Je tiež hlavnou zložkou kompozitných dosák a výrobkov zo sadry a celulózových vláken, ktoré sú opísané v americkom patente 5,320,677. Výrobky, ktoré vyplňujú a zahladzujú spoje medzi okrajmi sadrových dosák, často obsahujú veľké množstvá sadry (pozrite napr. americký patent 3,297,601). Akustické obkladačky vhodné na stropné podhľady môžu obsahovať značné podiely vytvrdnutej sadry, ako je opísané napríklad v amerických patentoch 5,395,438 a 3,246,063. Tradičné omietky vo všeobecnosti, napríklad na vytvorenie omietok interných stien budov, sa obyčajne opierajú o tvrdnutie sadry. Mnoho špeciálnych materiálov, napríklad materiál vhodný na modelovanie a odlievanie, ktoré možno presne opracovávať, ako je opísané v americkom patente 5,534,059, obsahuje veľké množstvá sadry.

Väčšina takých sadru obsahujúcich výrobkov sa pripravuje vytvorením zmesi pálenej sadry (hemihydrát síranu vápenatého a/alebo bezvodý síran vápenatý) a vody (a iných zložiek podľa vhodnosti), naliatím zmesi do požadovane tvarovanej formy alebo na plochu a nechaním zmesi stvrdnúť, čím vznikne vytvrdnutá (t. j. rehydrovaná) sadra reakciou pálenej sadry s vodou za vzniku matrice kryštalickej hydratovanej sadry (dihydrátu síranu vápenatého). Po tomto často nasleduje mierne zahrievanie, aby sa odstránila ostávajúca voľná (nezreagovaná) voda, čím sa získa suchý produkt. Je to práve žiaduca hydratácia pálenej sadry, ktorá umožňuje tvorbu vzájomne prepletenej matrice kryštálov sadry, čo dáva sadrovej štruktúre v sadru obsahujúcom výrobku pevnosť.

Všetky opísané sadru obsahujúce výrobky by sa mohli zlepšiť, keby sa zvýšila pevnosť ich sadrových kryštálových štruktúr, aby boli odolnejšie proti záťaži, ktorej môžu byť vystavené počas použitia.

Existuje tiež sústavná snaha odľahčiť mnohé sadru obsahujúce výrobky náhradou časti ich matrice z vytvrdnutej sadry materiálmi s nižšou hustotou (napr. expandovaným perlitom alebo vzduchovými dutinkami). V takých prípadoch existuje potreba zvýšiť pevnosť vytvrdnutej sadry nad normálne úrovne, aby sa udržala celková pevnosť výrobku na úrovni výrobku s vyššou hustotou, pretože je k dispozícii menšia masa vytvrdnutej sadry na zabezpečenie pevnosti vo výrobku s nižšou hustotou.

Okrem toho existuje potreba väčšej odolnosti proti stálej deformácii (napr. odolnosť proti priehybu) v štruktúre mnohých týchto sadru obsahujúcich výrobkov, najmä v podmienkach vysokej vlhkosti a teploty alebo dokonca záťaže. Ľudské oko väčšinou nie je schopné vnímať priehyb sadru obsahujúcej dosky menší ako približne 0,1 palca priehybu na dve stopy dĺžky dosky. Existuje teda potreba sadru obsahujúcich výrobkov, ktoré sú odolné proti stálej deformácii v priebehu životnosti takých výrobkov. Sadru obsahujúce dosky a obkladačky sa často skladujú alebo používajú spôsobom, keď sú umiestnené horizontálne. Ak matrica vytvrdnutej sadry v týchto výrobkoch nie je dostatočne odolná proti stálej deformácii, najmä pri vysokej vlhkosti a teplote, alebo dokonca záťaži, výrobky sa môžu začať prehýbať v oblastiach medzi bodmi, v ktorých sú upevnené na nosnú štruktúru, alebo v ktorých sa o ňu opierajú. Toto môže byť nevzhľadné a môže spôsobovať ťažkosti pri používaní výrobkov. Pri mnohých použitiach sadru obsahujúce výrobky musia byť schopné niesť záťaže, napríklad izolačné alebo kondenzačné záťaže, bez pozorovateľného prehýbania. Existuje te da sústavná potreba schopnosti vytvárať vytvrdnutú sadru so zvýšenou odolnosťou proti stálej deformácii (napr. odolnosťou proti priehybu).

Existuje aj potreba väčšej rozmerovej stability vytvrdnutej sadry v sadru obsahujúcich výrobkoch počas ich výroby, spracovania a komerčného použitia. Najmä v podmienkach meniacej sa teploty a vlhkosti sa môže vytvrdnutá sadra zmršťovať alebo rozťahovať. Napríklad vlhkosť v medzikryštálových priestoroch sadrovej matrice sadrovej dosky alebo dlaždice vystavenej vysokej vlhkosti a teplote môže zhoršiť problém prehýbania tým, že spôsobí rozťahovanie zvlhnutej dosky. Aj pri príprave výrobkov z vytvrdnutej sadry ostáva obyčajne značné množstvo voľnej (nezreagovanej) vody v matrici po vytvrdnutí sadry. Táto voľná voda sa obyčajne následne odstráni miernym zahrievaním. Keď odparujúca sa voda opúšťa medzikryštálové priestory sadrovej matrice, matrica má tendenciu zmršťovať sa prirodzenými silami vytvrdnutej sadry (t. j. voda držala od seba časti navzájom prepletených kryštálov sadry v matrici, ktoré majú potom tendenciu pri odparovaní vody sa približovať).

Ak by sa dalo takej rozmerovej nestabilite vyhnúť alebo ju minimalizovať, získali by sa rôzne výhody. Napríklad existujúce spôsoby výroby sadrových dosák by poskytovali viac výrobku, ak by sa dosky počas sušenia nezmršťovali, a sadru obsahujúce výrobky, ktoré majú mať schopnosť udržať presný tvar a rozmerové proporcie (napr. na použitie v modelovaní a výrobe foriem), by lepšie slúžili svojmu účelu. Tiež napríklad niektoré omietky určené na povrchy stien interiérov budov by mohli mať výhodu z nezmrašťovania sa počas schnutia, takže omietku by bolo možné aplikovať v hrubších vrstvách bez nebezpečenstva praskania namiesto toho, aby sa museli nanášať vo viacerých tenších vrstvách s dlhými časovými odstupmi, aby sa umožnilo dostatočné vyschnutie medzi aplikovaním vrstiev.

Niektoré konkrétne typy sadru obsahujúcich výrobkov majú aj iné osobitné problémy. Napríklad sadru obsahujúce výrobky s nižšou hustotou sa často vyrábajú s použitím penotvomých činidiel na vytvorenie vodných bubliniek v suspenziách pálenej sadry (tekuté vodné zmesi), ktoré dávajú zodpovedajúce trvalé dutinky vo výrobku, keď sa vytvorí vytvrdnutá sadra. Je často problémom, že vzhľadom na to, že použité vodné peny sú prirodzene nestabilné, a preto sa mnoho bubliniek môže pospájať a uniknúť z pomerne riedkej suspenzie (ako bublinky v bublinkovom kúpeli) pred vytvorením vytvrdnutej sadry, treba použiť značné koncentrácie penotvomých činidiel, aby sa získala požadovaná koncentrácia dutiniek vo vytvrdnutej sadre, aby sa získal výrobok požadovanej hustoty. Toto zvyšuje náklady a riziká nepriaznivých účinkov chemických penotvorných činidiel na iné zložky alebo vlastnosti výrobkov obsahujúcich sadru. Bolo by žiaduce mať možnosť znížiť množstvo penotvomého činidla potrebného na získanie žiadanej koncentrácie dutiniek vo výrobkoch obsahujúcich vytvrdnutú sadru.

Existuje aj potreba nových a zlepšených kompozícií a spôsobov na výrobu sadru obsahujúcich výrobkov vyrobených zo zmesí obsahujúcich vysoké koncentrácie (t. j. najmenej 0,015 % hmotnostných vzhľadom na hmotnosť materiálov síranu vápenatého v zmesi) chloridových iónov alebo ich solí. Chloridové ióny alebo ich soli môžu byť nečistotami v samotnom materiáli síranu vápenatého alebo vo vode (napr. morská voda alebo soľ obsahujúca podpovrchová voda) používanej v zmesi, ktorá sa pred predloženým vynálezom nedala používať na výrobu stabilných výrobkov obsahujúcich vytvrdnutú sadru.

Existuje aj potreba nových a zlepšených kompozícií a spôsobov na spracovanie vytvrdnutej sadry na zlepšenie pevnosti, odolnosti proti trvalej deformácii (napr. odolnosť proti priehybu) a rozmerovej stability.

Existuje teda trvalá potreba nových a zlepšených vytvrdnutú sadru obsahujúcich výrobkov a kompozícií a spôsobov na ich výrobu, ktoré riešia alebo sa vyhýbajú uvedeným problémom alebo ich minimalizujú. Predložený vynález spĺňa tieto potreby.

Podstata vynálezu

Vynálezcovia neočakávane objavili spôsob výroby sadru obsahujúcich výrobkov, ktoré neočakávane spĺňajú uvedené potreby. Každé uskutočnenie vynálezu spĺňa jednu alebo viacero týchto potrieb.

Spôsob výroby výrobku obsahujúceho vytvrdnutú sadru podľa vynálezu so zvýšenou odolnosťou proti stálej deformácii v súlade s vynálezom obsahuje kroky vytvorenia zmesi materiálu síranu vápenatého, vody a vhodného množstva jedného alebo viacerých zlepšujúcich materiálov vybraných z nasledujúcich: kondenzované kyseliny fosforečné, z ktorých každá obsahuje 2 alebo viacero jednotiek kyseliny fosforečnej; a soli alebo ióny kondenzovaných fosfátov, z ktorých každý obsahuje 2 alebo viac fosfátových jednotiek.

Zmes sa potom udržiava v podmienkach dostatočných na to, aby materiál síranu vápenatého vytvoril zlepšený vytvrdnutý sadrový materiál.

Pojem „materiál síranu vápenatého“ v tu používanom význame znamená bezvodý síran vápenatý, hemihydrát síranu vápenatého, dihydrát síranu vápenatého; vápenaté a síranové ióny; alebo zmesi ktorýchkoľvek alebo všetkých z nich.

V niektorých uskutočneniach vynálezu je materiál síranu vápenatého väčšinou hemihydrát síranu vápenatého. V takých prípadoch všetky opísané zlepšujúce materiály poskytnú vytvorenej vytvrdnutej sadre zvýše ηύ odolnosť proti trvalej deformácii. Ale niektoré zlepšujúce materiály (napr. nasledujúce soli alebo ich aniónové časti: trimetafosfát sodný (tu označovaný aj ako STMP - sodium trimetaphosphate), hexametafosfát sodný so 6 až 27 opakujúcimi sa fosfátovými jednotkami (tu označovaný aj ako SHMP - sodium hexametaphosphate) a polyfosfát amónny s 1000 až 3000 opakujúcimi sa fosfátovými jednotkami (tu označovaný aj ako APP - ammonium polyphosphate)) poskytnú výhodné prínosy, napríklad väčšie zvýšenie odolnosti proti priehybu. APP poskytuje aj rovnakú odolnosť proti priehybu v porovnaní s STMP, dokonca aj pri pridaní v iba štvrtinovej koncentrácii oproti STMP.

V niektorých výhodných uskutočneniach predloženého vynálezu sa toto dosahuje pridaním trimetafosfátového iónu do zmesi pálenej sadry a vody, ktorá sa má použiť na vytvorenie výrobkov obsahujúcich vytvrdnutú sadru (pojem „pálená sadra“ tak, ako sa tu používa, znamená alfa hemihydrát síranu vápenatého, beta hemihydrát síranu vápenatého, vo vode rozpustný bezvodý síran vápenatý alebo zmesi ktorýchkoľvek alebo všetkých z nich, a pojmy „vytvrdnutá sadra“ a „hydratovaná sadra“ znamenajú dihydrát síranu vápenatého). Keď voda v zmesi spontánne zreaguje s pálenou sadrou za vzniku vytvrdnutej sadry, vytvrdnutá sadra má neočakávane zvýšenú pevnosť, odolnosť proti stálej deformácii (napr. odolnosť proti priehybu) a rozmerovú stabilitu v porovnaní s vytvrdnutou sadrou vytvorenou zo zmesi neobsahujúcej žiadny trimetafosfátový ión. Mechanizmus týchto zlepšení sa nezistil.

Navyše sa neočakávane zistilo, že trimetafosfátový ión (ako APP) nespomaľuje rýchlosť tvorby vytvrdnutej sadry z pálenej sadry. V skutočnosti pri pridaní pri pomerne vyšších koncentračných hladinách v rámci svojich užitočných koncentračných intervalov trimetafosfátový ión zvyšuje rýchlosť hydratácie pálenej sadry za vzniku vytvrdnutej sadry. Toto je osobitne prekvapujúce, rovnako ako zvýšenie pevnosti vytvrdnutej sadry, keďže sa v oblasti techniky sadry všeobecne myslelo, že fosforečné alebo fosfátové materiály spomaľujú tvorbu vytvrdnutej sadry a znižujú pevnosť vytvorenej sadry. Toto v skutočnosti platí pre väčšinu takých materiálov, ale nie pre trimetafosfátový ión.

Vo všeobecnosti teda niektoré výhodné uskutočnenia vynálezu poskytujú spôsob na výrobu vytvrdnutých sadru obsahujúcich výrobkov so zvýšenou pevnosťou, odolnosťou proti stálej deformácii (napr. odolnosťou proti priehybu) a rozmerovou stabilitou, pozostávajúci z nasledujúceho: vytvorenie zmesi pálenej sadry, vody a trimetafosfátového iónu a udržiavanie zmesi v podmienkach (napr. pri teplote výhodne menšej ako asi 120 °F) dostatočnej na to, aby sa pálená sadra premenila na vytvrdnutú sadru.

V niektorých výhodných uskutočneniach vynálezu je spôsob taký, že sa vytvorí sadrová doska obsahujúca jadro vytvrdnutej sadry vložené medzi krycími hárkami papiera alebo iného materiálu. Doska sa pripraví vytvorením tekutej zmesi (suspenzie) pálenej sadry, vody a trimetafosfátového iónu, jej uložením medzi krycie hárky a umožnením, aby výsledná zostava vytvrdia a vyschla.

Zatiaľ čo takto vytvorená doska má všetky žiaduce zlepšené vlastnosti zvýšenej pevnosti, odolnosti proti stálej deformácii (napr. odolnosti proti priehybu) a rozmerovú stabilitu, pozorovalo sa, že z neznámych dôvodov, keď taká doska z nejakých dôvodov zvlhla alebo neuschla počas výroby úplne, väzba medzi sadrovým jadrom a krycími hárkami (obyčajne pozostávajúcimi z papiera) môže stratiť pevnosť alebo dokonca zlyhať, dokonca aj keď doska obsahuje typický nepredželatínovaný škrob (napr. kyselinou modifikovaný škrob), ktorý za normálnych okolností prispieva k lepšej súdržnosti väzby papiera na jadro. Tieto krycie hárky by sa potom mohli odlepiť od dosky, čo by bolo neprijateľné. Našťastie vynálezcovia našli riešenie aj tohto možného sprievodného problému. Zistili, že problému sa možno vyhnúť zahrnutím predželatínovaného škrobu do výrobnej suspenzie. Tento škrob sa potom distribuuje v celom získanom sadrovom jadre a neočakávane sa zistilo, že to bráni slabnutiu väzby medzi jadrom a krycími hárkami.

V niektorých svojich uskutočneniach teda vynález poskytuje spôsob výroby ešte viac zlepšenej sadrovej dosky. Spôsob pozostáva z vytvorenia zmesi vody, pálenej sadry, trimetafosfátového iónu a predželatínovaného škrobu, jej uloženia medzi krycie hárky a umožnenia získanej zostave vytvrdnúť a vyschnúť.

V prípadoch, keď je potrebné vyrobiť sadrovú dosku nižšej váhy, vynález poskytuje spôsob na dosiahnutie tohto cieľa. Spôsob pozostáva z vytvorenia zmesi vody, pálenej sadry, trimetafosfátového iónu a vodnej peny, jej uloženia medzi krycie hárky a umožnenia získanej zostave vytvrdnúť a vyschnúť. Taký spôsob poskytuje dosku nižšej hmotnosti, pretože bublinky vo vodnej pene majú za následok zodpovedajúce vzduchové dutinky vo vytvrdnutom sadrovom jadre získanej dosky. Celková pevnosť dosky je vyššia ako pri doske podľa doterajšieho stavu techniky vyrobenej pomocou vodnej peny v zmesi vzhľadom na zvýšenú pevnosť zabezpečenú zahrnutím trimetafosfátového iónu do zmesi na vytvorenie dosky podľa vynálezu. Napríklad stropné dosky s hrúbkou 1/2 palca vyrobené v súlade s predloženým vynálezom majú väčšiu odolnosť proti trvalej deformácii (napr. odolnosti proti priehybu) ako 5/8 palcové stropné dosky vyrobené pomocou kompozícií a spôsobov podľa doterajšieho stavu techniky. Predložený vynález teda poskytuje podstatné úspory nákladov na výrobu stropných dosák.

Neočakávane sa zistila aj ďalšia výhoda zahrnutia trimetafosfátového iónu do zmesí obsahujúcich vodnú penu. Konkrétne sa zistilo, že sa v získanom sadru obsahujúcom výrobku vytvorí úmerne viac vzduchových dutiniek (a väčší celkový objem vzduchu v dutinkách) na jednotkové množstvo použitej vodnej peny, keď sa do zmesi zahrnie trimetafosfátový ión. Dôvod uvedeného nie je známy, ale prínosným výsledkom je, že na vytvorenie požadovaného objemu vzduchu v bublinkách vo vytvrdnutom sadru obsahujúcom výrobku treba použiť menej penotvomého činidla. Toto zase znižuje výrobné náklady a riziká nepriaznivých účinkov chemických penotvomých činidiel na iné zložky alebo vlastnosti výrobkov obsahujúcich sadru.

V niektorých uskutočneniach vynález poskytuje spôsob výroby kompozitnej dosky obsahujúcej vytvrdnutú sadru a spevňujúci materiál, pričom spôsob obsahuje nasledovné kroky: tvarovanie alebo uloženie zmesi na povrch, pričom zmes obsahuje spevňujúci materiál, materiál síranu vápenatého, vodu a vhodné množstvo jedného alebo viacerých zlepšujúcich materiálov vybraných spomedzi nasledujúcich: kondenzované kyseliny fosforečné, z ktorých každá obsahuje 2 alebo viac jednotiek kyseliny fosforečnej; a soli alebo ióny kondenzovaných fosfátov, z ktorých každý obsahuje 2 alebo viac fosfátových jednotiek. Zmes sa potom udržiava v podmienkach dostatočných na to, aby materiál síranu vápenatého vytvoril vytvrdnutý sadrový materiál.

Vynález poskytuje aj spôsob výroby kompozitnej dosky obsahujúcej vytvrdnutú sadru a hostiteľské častice, pričom aspoň časť vytvrdnutej sadry je umiestnená vnútri a okolo prístupných dutín v hostiteľských časticiach. Doska sa pripravuje tvarovaním alebo uložením zmesi na povrch, pričom zmes obsahuje nasledujúce zložky: hostiteľské častice; hemihydrát síranu vápenatého, aspoň časť ktorého je vo forme kryštálov vnútri a okolo dutiniek hostiteľských častíc; voda; a vhodné množstvo jedného alebo viacerých zlepšujúcich materiálov vybraných zo skupiny pozostávajúcej z kondenzovaných fosforečných kyselín, z ktorých každá obsahuje 2 alebo viacero jednotiek kyseliny fosforečnej; a solí alebo iónov kondenzovaných fosfátov, z ktorých každý obsahuje 2 alebo viacero fosfátových jednotiek. Zmes sa potom udržiava v podmienkach dostatočných na to, aby hemihydrát síranu vápenatého vytvoril vytvrdnutú sadru, pričom časť vytvrdnutej sadry vnútri a okolo prístupných dutiniek v hostiteľských časticiach sa tvorí in situ hydratáciou kryštálov hemihydrátu síranu vápenatého vnútri a okolo dutiniek hostiteľských častíc.

Tento vynález poskytuje aj spôsob výroby obrábateľného výrobku obsahujúceho vytvrdnutú sadru, pričom spôsob obsahuje kroky tvarovania zmesi obsahujúcej škrob, častice vo vode dispergovateľného polyméru, materiál síranu vápenatého, vodu a vhodné množstvo jedného alebo viacerých zlepšujúcich materiálov vybraných z nasledujúcich: kondenzované kyseliny fosforečné, z ktorých každá obsahuje 2 alebo viacero jednotiek kyseliny fosforečnej; a soli alebo ióny kondenzovaných fosfátov, z ktorých každý obsahuje 2 alebo viac fosfátových jednotiek. Zmes sa potom udržiava v podmienkach dostatočných na to, aby materiál síranu vápenatého vytvoril vytvrdnutý sadrový materiál.

Vynález poskytuje aj spôsob výroby výrobku obsahujúceho vytvrdnutú sadru na používanie na úpravu spojov medzi okrajmi sadrových dosák, pričom spôsob obsahuje kroky vkladania do spojov zmesi obsahujúcej spojivo, zahusťovadlo, činidlo proti egalizácii, materiál síranu vápenatého, vodu a vhodné množstvo jedného alebo viacerých materiálov vybraných spomedzi kondenzovaných fosforečných kyselín, z ktorých každá obsahuje 2 alebo viacero jednotiek kyseliny fosforečnej; a solí alebo iónov kondenzovaných fosfátov, z ktorých každý obsahuje 2 alebo viacero fosfátových jednotiek. Zmes sa potom udržiava v podmienkach dostatočných na to, aby materiál síranu vápenatého vytvoril vytvrdnutý sadrový materiál.

Vynález poskytuje aj spôsob výroby akustickej obkladačky obsahujúcej vytvrdnutú sadru, pričom spôsob obsahuje kroky tvarovania alebo liatia do formy zmesi obsahujúcej želatínovaný škrob, minerálnu vlnu, materiál síranu vápenatého, vodu a vhodné množstvo jedného alebo viacerých zlepšujúcich materiálov vybraných spomedzi kondenzovaných fosforečných kyselín, z ktorých každá obsahuje 2 alebo viacero jednotiek kyseliny fosforečnej; a solí alebo iónov kondenzovaných fosfátov, z ktorých každý obsahuje 2 alebo viacero fosfátových jednotiek. Zmes sa potom udržiava v podmienkach dostatočných na to, aby materiál síranu vápenatého vytvoril vytvrdnutý sadrový materiál.

Vynález poskytuje aj ďalší spôsob výroby akustickej obkladačky obsahujúcej vytvrdnutú sadru, pričom spôsob obsahuje kroky tvarovania alebo liatia do formy zmesi obsahujúcej želatínovaný škrob, častice expandovaného perlitu, vláknitý zosilňujúci prostriedok, materiál síranu vápenatého, vodu a vhodné množstvo jedného alebo viacerých zlepšujúcich materiálov vybraných spomedzi kondenzovaných fosforečných kyselín, z ktorých každá obsahuje 2 alebo viacero jednotiek kyseliny fosforečnej; a solí alebo iónov kondenzovaných fosfátov, z ktorých každý obsahuje 2 alebo viacero fosfátových jednotiek. Zmes sa potom udržiava v podmienkach dostatočných na to, aby materiál síranu vápenatého vytvoril vytvrdnutý sadrový materiál.

Vynález tiež poskytuje spôsob výroby výrobkov obsahujúcich vytvrdnutú sadru vytvorením zmesi zlepšujúceho materiálu, dihydrátu síranu vápenatého a vody. Špecifickejšie, tieto uskutočnenia zahŕňajú spracovanie sadrových odliatkov zlepšujúcim materiálom. Zistilo sa, že vytvorenie zmesi zlepšujúceho materiálu, vody a dihydrátu síranu vápenatého poskytuje vytvrdnutú sadru obsahujúce výrobky so zvýšenou pevnosťou, odolnosťou proti stálej deformácii (napr. odolnosťou proti priehybu) a rozmerovou stabilitou. Také dodatočné spracovanie možno uskutočniť pridaním zlepšujúceho materiálu buď poprašovaním, alebo namáčaním odliatku z dihydrátu síranu vápenatého zlepšujúcim materiálom. V prípade takého spracovania po vytvrdnutí možno zlepšujúci materiál vybrať zo skupiny pozostávajúcej z nasledujúcich zložiek: kyseliny fosforečné, z ktorých každá obsahuje 1 alebo viacero jednotiek kyseliny fosforečnej; a soli alebo ióny kondenzovaných fosfátov, z ktorých každý obsahuje 2 alebo viac fosfátových jednotiek; a monobázické soli alebo jednomocné ióny ortofosfátov.

SK 287165 Β6

V niektorých uskutočneniach vynález poskytuje spôsob výroby výrobkov obsahujúcich vytvrdnutú sadru zo zmesí obsahujúcich vysoké koncentrácie chloridových iónov alebo ich solí (t. j. najmenej 0,015 % hmotnostných na základe hmotnosti materiálov síranu vápenatého v zmesi). Chloridové ióny alebo ich soli môžu byť nečistotami v samotnom materiáli síranu vápenatého alebo vo vode (napr. morská voda alebo soľ obsahujúca podpovrchová voda) používanej v zmesi, ktorá sa pred predloženým vynálezom nedala používať na výrobu stabilných výrobkov obsahujúcich vytvrdnutú sadru.

Pri spracovaní materiálu síranu vápenatého podľa predloženého vynálezu sa ďalej zistilo, že niektoré zlepšujúce materiály spomaľujú rýchlosť hydratácie pri tvorbe vytvrdnutej sadry a nepriaznivo ovplyvňujú pevnosť vytvrdnutého výrobku obsahujúceho sadru. Zistilo sa, že toto spomaľovanie a nepriaznivý dopad na pevnosť možno zmierniť alebo dokonca potlačiť zahrnutím urýchľovača do zmesi vo vhodnom množstve a vhodným spôsobom.

Ďalej sa zistilo, že v súlade s teóriou predloženého vynálezu možno vyrobiť sadrovú dosku s požadovaným tvarom. Pred týmto vynálezom sa tvar bežnej sadrovej dosky väčšinou upravoval navlhčením dosky vodou, aby sa doska oslabila a zvýšila sa jej pružnosť, a potom úpravou tvaru dosky podľa potreby a nechaním dosky vyschnúť. Táto technika podľa doterajšieho stavu však prináša mnohé výrobné a inštalačné nevýhody, pretože máčanie potrebné na zoslabenie dosky a zvýšenie jej pružnosti, aby ju bolo možné upraviť na požadovaný tvar, trvá značne dlhý čas, t. j. aspoň hodinu alebo viac, pričom trvanie dvanásť hodín nie je neobvyklé. Okrem toho táto technika podľa doterajšieho stavu nie je prístupná ľahkej úprave požadovaného tvaru dosky. Ak doska nie je riadne zoslabená, je ťažké upravovať tvar dosky podľa potreby. Teda na úpravu tvaru dosky je potrebná vyššia sila a ak sa použije priveľká sila, doska sa zlomí. Existuje preto veľká potreba spôsobov a kompozícií, ktoré znížia čas zvlhčovania a zlepšia ľahkosť výroby a inštalácie sadrovej dosky požadovaného tvaru.

Podľa výhodného uskutočnenia predloženého vynálezu možno napríklad postriekať plochú sadrovú dosku vodným roztokom chloridu obsahujúcim akýkoľvek zlepšujúci materiál (podľa opisu uvedeného skôr a v neskôr uvedených príkladoch), aby sa doska zoslabila a zvýšila sa jej pružnosť. Zoslabená a pružnejšia doska sa potom dá ľahšie upravovať na požadovaný tvar menšou silou ako podľa doterajšieho stavu techniky a požadovaný tvar v upravenej doske sa udrží po vyschnutí dosky v dôsledku priaznivých účinkov zlepšujúceho materiálu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Obrázok 1 je graf zobrazujúci hmotnosť výrobkov - sadrových dosák vrátane sadrovej dosky podľa predloženého vynálezu.

Obrázok 2 je graf porovnávajúci odolnosť proti priehybu sadrovej dosky vyrobenej podľa predloženého vynálezu s komerčne dostupnými sadrovými doskami, kde všetky testované dosky sú inštalované pomocou konvenčných upevnení na strop pomocou skôb a skrutiek.

Obrázok 3 je graf porovnávajúci odolnosť proti priehybu sadrovej dosky vyrobenej podľa predloženého vynálezu s komerčne dostupnými sadrovými doskami, kde všetky testované dosky sú inštalované pomocou konvenčného stropného upevnenia F2100 (t. j. pomocou lepidla).

Obrázok 4 je graf porovnávajúci účinok priehybu sadrovej dosky vyrobenej podľa predloženého vynálezu a komerčne dostupnej sadrovej dosky.

Obrázok 5 je graf zobrazujúci účinok spracovania sadrovej dosky podľa predloženého vynálezu pripravenej zo sadrovej dosky obsahujúcej vopred vytvrdnutú a vysušenú dosku (t. j. dihydrát síranu vápenatého) na priehyb.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Predložený vynález možno uskutočniť použitím kompozícií a spôsobov podobných tým, ktoré sa používali v doterajšom stave techniky na prípravu rôznych výrobkov obsahujúcich vytvrdnutú sadru. Podstatný rozdiel v kompozíciách a metódach niektorých výhodných uskutočnení tohto vynálezu oproti kompozíciám a metódam používaným v doterajšom stave techniky na prípravu rôznych výrobkov obsahujúcich vytvrdnutú sadru je, že sa zahrnie aj trimetafosfát, aby sa zabezpečilo, že v metódach podľa vynálezu rehydratácia pálenej sadry za vzniku vytvrdnutej sadry prebieha v prítomnosti trimetafosfátového iónu a tým prináša výhody vynálezu. V iných ohľadoch môžu byť kompozície a spôsoby vynálezu rovnaké ako zodpovedajúce kompozície a metódy doterajšieho stavu techniky.

Trimetafosfátová soľ zahrnutá do kompozícií podľa vynálezu môže obsahovať akúkoľvek vo vode rozpustnú trimetafosfátovú soľ, ktorá neinteraguje nepriaznivo s inými zložkami kompozície. Príkladmi užitočných solí sú medzi inými trimetafosfát sodný, trimetafosfát draselný, trimetafosfát amónny, trimetafosfát lít ny, trimetafosfát hlinitý a ich zmiešané soli. Uprednostňuje sa trimetafosfát sodný. Je ľahko komerčne dostupný, napríklad od Solutia Inc., St. Louis, Missouri, bývalá jednotka spoločnosti Monsanto Company, St. Louis, Missouri.

Pri použití jednej z výhodných metód podľa vynálezu v praxi sa rozpustí trimetafosfátová soľ vo vodnej zmesi pálenej sadry, čím sa získa trimetafosfátový ión v koncentrácii od asi 0,004 do asi 2,0 % hmotnostných vzhľadom na hmotnosť pálenej sadry. Výhodná koncentrácia trimetafosfátového iónu je od asi 0,04 do asi 0,16 %. Ešte výhodnejšia koncentrácia je okolo 0,08 %. Ak je to potrebné kvôli ľahšiemu skladovaniu a dodávanie v realizácii niektorých uskutočnení vynálezu, trimetafosfátová soľ môže byť vopred rozpustená vo vode a zavedená do zmesi vo forme vodného roztoku.

V súlade s výhodným uskutočnením vynálezu musí byť trimetafosfátový ión prítomný vo vodnej zmesi pálenej sadry iba počas hydratácie pálenej sadry za vzniku vytvrdnutej sadry. Preto hoci je obyčajne najvhodnejšie a teda najvýhodnejšie zavádzať trimetafosfátový ión do zmesi v skorom štádiu, je tiež dostačujúce zaviesť trimetafosfátový ión do zmesi pálenej sadry a vody v neskoršom štádiu. Napríklad pri príprave typických sadrových dosák sa voda a pálená sadra privádzajú spolu do miešacieho zariadenia, dôkladne sa zmiešajú a potom sa obyčajne ukladajú na krycí hárok na pohyblivom páse a druhý hárok sa kladie na uloženú zmes skôr, ako dôjde k hlavnej časti rehydratácie pálenej sadry za vzniku vytvrdnutej sady. Zatiaľ čo je najjednoduchšie zaviesť trimetafosfátový ión do zmesi počas jej prípravy v miešacom prístroji, je tiež dostačujúce pridať trimetafosfátový ión v neskoršom štádiu, napr. rozprašovaním vodného roztoku iónu na uloženú vodnú zmes pálenej sadry pred položením druhého krycieho hárku na uloženú masu, takže vodný roztok trimetafosfátového iónu presiakne do uloženej zmesi a bude prítomný, keď prebehne väčšina hydratácie za vzniku vytvrdnutej sadry.

Ďalšie alternatívne spôsoby zavedenia trimetafosfátového iónu do zmesi budú zrejmé osobám s bežnými skúsenosťami z danej oblasti techniky a budú sa samozrejme považovať za pokryté rozsahom predloženého vynálezu. Možno napríklad vopred natrieť jeden alebo oba krycie hárky trímetafosfátovou soľou, takže soľ sa rozpustí a spôsobí migráciu trimetafosfátového iónu cez zmes, keď masa vodnej zmesi pálenej sadry príde do styku s krycími hárkami. Ďalšou alternatívou je zmiešať trimetafosfátovú soľ so surovou sadrou ešte pred jej zahriatím za vzniku pálenej sadry, takže soľ bude už prítomná, keď sa pálená sadra mieša s vodou, aby došlo k rehydratácii.

Medzi ďalšie alternatívne metódy zavedenia trimetafosfátového iónu do zmesi patrí pridanie trimetafosfátového iónu do vytvrdnutej sadry akýmkoľvek vhodným prostriedkom, napríklad nasprejovaním alebo nasiaknutím vytvrdnutej sadry roztokom obsahujúcim trimetafosfát. Zistilo sa, že trimetafosfátový ión migruje do vytvrdnutej sadry cez konvenčné papierové hárky používané pri spracovaní vytvrdnutej sadry.

Pálená sadra používaná vo vynáleze môže byť vo forme a v koncentráciách typicky považovaných za vhodné v príslušných uskutočneniach predchádzajúceho stavu techniky. Môže to byť alfa hemihydrát síranu vápenatého, beta hemihydrát síranu vápenatého, vo vode rozpustný bezvodý síran vápenatý alebo zmesi ktorýchkoľvek alebo všetkých z nich, z prírodných alebo syntetických zdrojov. V niektorých výhodných uskutočneniach sa používa alfa hemihydrát síranu vápenatého, pretože poskytuje vytvrdnutú sadru s pomerne vysokou pevnosťou. V ďalších výhodných uskutočneniach sa používa beta hemihydrát síranu vápenatého alebo zmes beta hemihydrátu síranu vápenatého a vo vode rozpustného bezvodého síranu vápenatého.

Aj ďalšie konvenčné aditíva možno použiť pri uskutočňovaní vynálezu vo zvyčajných množstvách, aby sa získali žiadané vlastnosti a aby sa uľahčila výroba, napríklad vodná pena, urýchľovače tvrdnutia, spomaľovače tvrdnutia, inhibítory rekalcinácie, spojivá, lepidlá, dispergačné pomôcky, egalizačné prostriedky alebo prostriedky proti egalizácii, zahusťovadlá, baktericídy, fungicídy, činidlá upravujúce pH, farbivá, spevňovacie materiály, spomaľovače horenia, látky odpudzujúce vodu, plnivá a ich zmesi.

V niektorých výhodných uskutočneniach, kde metóda a kompozícia slúži na výrobu sadrových dosák obsahujúcich jadro z materiálu obsahujúceho vytvrdnutú sadru uložené medzi krycími hárkami, sa používa trimetafosfátový ión v opísaných koncentráciách a opísaným spôsobom. Z iných hľadísk možno použiť kompozíciu a metódu s tými istými zložkami a rovnakým spôsobom ako zodpovedajúce kompozície a metódy na prípravu sadrových dosák podľa doterajšieho stavu techniky, ako je napríklad opísané v amerických patentoch 4,009,062 a 2,985,219, ktoré sa týmto zahŕňajú odkazom. Ďosky vyrobené pomocou tejto výhodnej kompozície a metódy podľa vynálezu vykazujú zlepšenú pevnosť, odolnosť proti permanentnej deformácii a rozmerovú stabilitu.

Vo výhodných metódach a kompozíciách na prípravu sadrovej dosky, kde povrchové hárky dosky pozostávajú z papiera, sa používa aj predželatínovaný škrob, aby sa zabránilo inak mierne zvýšenému riziku odlepovania papiera v podmienkach mimoriadnej vlhkosti. Predželatinácia surového škrobu sa dosahuje varením vo vode pri teplotách najmenej 185 °F alebo inými známymi metódami.

Niektoré príklady na ľahko dostupné predželatínované škroby, ktoré slúžia účelom predloženého vynálezu, sú (identifikované komerčnými názvami): škrob PCF1000, dostupný od Lauhoff Grain Co.; a škroby AMERIKOR 818 a HQM PREGEL, oba k dispozícii od firmy Archer Daniels Midland Co.

Pri použití podľa výhodného uskutočnenia vynálezu sa predželatínovaný škrob pridá do vodnej zmesi pálenej sadry pri koncentrácii od asi 0,08 do asi 0,5 % hmotnostných na základe hmotnosti pálenej sadry. Výhodná koncentrácia predželatínovaného škrobu je od asi 0,16 do asi 0,4 %. Ešte výhodnejšia koncentrácia je okolo 0,3 %. Ak príslušné uskutočnenie podľa doterajšieho stavu techniky obsahuje aj škrob, ktorý nebol predželatínovaný (ako je to v mnohých prípadoch), predželatínovaný škrob v uskutočnení podľa vynálezu môže slúžiť aj na náhradu celého množstva alebo časti množstva škrobu používaného podľa doterajšieho stavu techniky.

V uskutočneniach vynálezu, ktoré využívajú penotvomé činidlo na získanie dutiniek vo výrobku obsahujúcom vytvrdnutú sadru na zabezpečenie nižšej hmotností, možno použiť ktorékoľvek zo známych penotvorných činidiel vhodných na prípravu penových výrobkov z vytvrdnutej sadry. Mnoho takých penotvomých činidiel je známych a ľahko dostupných komerčne, napríklad od firmy GEO Specialty Chemicals, Ambler, Pennsylvánia. Ďalšie vhodné penotvomé činidlá pozrite napríklad v nasledujúcich zdrojoch: americké patenty 4,676,835; 5,158,612; 5,240,639 a 5,643,510; a medzinárodnú patentovú prihlášku PCT WO 95/16515, uverejnenú 22. júna 1995.

V mnohých prípadoch bude výhodné vytvárať v sadrovom výrobku pomerne veľké dutinky, aby sa udržala jeho pevnosť. Toto možno docieliť použitím penotvomého činidla, ktoré vytvára penu, ktorá je pri kontakte so suspenziou pálenej sadry pomerne nestabilná. Toto sa výhodne dosahuje zmiešaním značného množstva penotvomého činidla, ktoré tvorí pomerne nestabilnú penu, s menším množstvo penotvomého činidla, ktoré tvorí pomerne stabilnú penu.

Takú zmes penotvomých činidiel možno namiešať osobitne od procesu prípravy výrobku zo spenenej sadry. Je však výhodné miešať také penotvomé činidlá súbežne a kontinuálne ako integrálnu súčasť procesu. Toto možno dosiahnuť napríklad čerpaním osobitných tokov rôznych penotvomých činidiel a spájaním týchto tokov v generátore peny alebo bezprostredne pred generátorom peny, ktorá sa potom zavádza do suspenzie pálenej sadry a mieša sa s ňou. Miešaním takýmto spôsobom možno jednoducho a účinne upraviť pomer penotvomých činidiel (napríklad zmenou prietoku jedného alebo oboch oddelených tokov), čím sa dosiahnu žiadané charakteristiky dutiniek vo vytvorenom výrobku zo spenenej sadry. Taká úprava sa urobí ako reakcia na skúšku hotového výrobku, keď sa určí, či je taká úprava potrebná. Ďalší opis takého „spriahnutého“ miešania a nastavovania možno nájsť v americkom patente 5,643,510 a v súbežne podanej americkej patentovej prihláške 08/577,367 podanej 22. decembra 1995.

Príklad jedného typu penotvomého činidla vhodného na generovanie nestabilných pien má vzorec

ROSO₃’M⁺ (Q), kde R je alkylová skupina obsahujúca od 2 do 20 atómov uhlíka a M je katión. R je výhodne alkylová skupina obsahujúca od 8 do 12 atómov uhlíka.

Príklad jedného typu penotvomého činidla vhodného na generovanie stabilných pien má vzorec

CH₃(CH₂)_XCH₂(OCH₂CH₂)_YOSO₃M⁺ (J), kde X je číslo od 2 do 20, Y je číslo od 0 do 10 a je väčšie ako 0 v aspoň 50 % hmotnostných penotvomého činidla a M je katión.

V niektorých výhodných uskutočneniach vynálezu sa penotvomé činidlá so vzorcami (Q) a (J) uvedenými skôr spolu zmiešajú, takže penotvomé činidlo so vzorcom (Q) a časť penotvomého činidla vzorca (J), kde Y je 0, spolu tvoria od 86 do 99 % hmotnostných výslednej zmesi penotvomých činidiel.

V niektorých výhodných uskutočneniach vynálezu bola vodná pena vytvorená z predmiešaného penotvomého činidla so vzorcom

CH₃(CH₂)_xCH₂(OCH₂CH₂)_yOSO3M⁺ (Z), kde X je číslo od 2 do 20, Y je číslo od 0 do 10 a je 0 v aspoň 50 % hmotnostných penotvomého činidla a M je katión. Y je výhodne 0 v od 86 do 99 % hmotnostných penotvomého činidla so vzorcom (Z).

V niektorých výhodných uskutočneniach, kde metóda a kompozícia slúži na výrobu kompozitných dosák obsahujúcich vytvrdnutú sadra a častice spevňujúceho materiálu, sa používa trimetafosfátový ión v opísaných koncentráciách a skôr opísaným spôsobom. Je osobitne výhodné, keď kompozitný výrobok obsahuje vytvrdnutú sadra a hostiteľské častice, pričom aspoň časť vytvrdnutej sadry je umiestnená vnútri a okolo prístupných dutín v hostiteľských časticiach. Kompozícia podľa vynálezu obsahuje zmes nasledujúcich zložiek: hostiteľské častice s prístupnými dutinkami; pálená sadra, aspoň časť ktorej je vo forme kryštálov vnútri a okolo dutiniek v hostiteľských časticiach; a vo vode rozpustná trimetafosfátová soľ. Kompozíciu možno miešať s vodou, čím sa získa podľa vynálezu zmes vody, hostiteľských častíc s prístupnými dutinkami, pálenej sadry (aspoň časť ktorej je vo forme kryštálov vnútri a okolo dutiniek v hostiteľských časticiach) a trimeta fosfátového iónu. Metóda obsahuje vytvorenie takej zmesi, jej uloženie na plochu alebo do formy a umožnenie jej vytvrdnutia a vyschnutia. Z iných hľadísk možno použiť kompozíciu a metódu s tými istými zložkami a rovnakým spôsobom ako zodpovedajúce kompozície a metódy na prípravu kompozitných dosák podľa doterajšieho stavu techniky, ako je napríklad opísané v americkom patente 5,320,677, ktorý sa týmto zahŕňa odkazom.

V niektorých výhodných uskutočneniach vynálezu, kde metóda a kompozícia je určená na prípravu obrábateľného materiálu, sa používa trimetafosfátový ión v koncentráciách a spôsobom opísaným skôr. V niektorých výhodných formách takých uskutočnení kompozícia obsahuje zmes pálenej sadry, vo vode rozpustnej trimetafosfátovej soli, škrobu a častíc vo vode dispergovateľného polyméru. Kompozíciu možno zmiešať s vodou, čím sa získa podľa vynálezu zmes vody, pálenej sadry, trimetafosfátového iónu, škrobu a častíc vo vode dispergovateľného polyméru. Metóda obsahuje vytvorenie takej zmesi, jej uloženie na plochu alebo do formy a umožnenie jej vytvrdnutia a vyschnutia. Z hľadísk iných ako zahrnutie trimetafosfátových solí a iónov, kompozíciu a metódu možno použiť kompozíciu a metódu s tými istými zložkami a rovnakým spôsobom ako zodpovedajúce kompozície a metódy na prípravu obrábateľných sadrových materiálov podľa doterajšieho stavu techniky, ako je napríklad opísané v americkom patente 5,534,059, ktorý sa týmto zahŕňa odkazom.

V niektorých výhodných uskutočneniach vynálezu, kde sa metóda a kompozícia používajú na výrobu materiálu používaného na úpravu spojov medzi okrajmi sadrových dosák, sa používa trimetafosfátová soľ alebo ión v opísaných koncentráciách. Z hľadísk iných ako zahrnutie trimetafosfátových solí a iónov, kompozíciu a metódu možno použiť kompozíciu a metódu s tými istými zložkami a rovnakým spôsobom ako zodpovedajúce kompozície a metódy na výrobu škárovacích materiálov podľa doterajšieho stavu techniky, ako je napríklad opísané v americkom patente 3,297,601, ktorý sa týmto zahŕňa odkazom. V niektorých výhodných formách takých uskutočnení kompozícia obsahuje zmes pálenej sadry, vo vode rozpustnej trimetafosfátovej soli, spojiva, zahusťovadla a prostriedku proti egalizácii. Kompozíciu možno zmiešať s vodou, čím sa podľa vynálezu získa zmes pálenej sadry, trimetafosfátového iónu, spojiva, zahusťovadla a prostriedku proti egalizácii. Metóda obsahuje vytvorenie takej zmesi, jej vloženie do spoja medzi okrajmi sadrových dosák a umožnenie jej vytvrdnutia a vyschnutia.

V takých výhodných uskutočneniach škárovacích hmôt sú spojivo, zahusťovadlo a prostriedok proti egalizácii vybrané zo zložiek známym odborníkom v oblasti škárovacích zmesi. Spojivo môže byť napríklad konvenčné latexové spojivo, pričom výhodné sú poly(vinylacetát) a poly(etylén-ko-vinylacetát) a používajú sa v intervale od asi 1 do asi 15 % hmotnostných podľa hmotnosti kompozície. Príkladom vhodného zahusťovadla je celulózové zahusťovadlo, napr. etylhydroxyetylcelulóza, hydroxypropylmetylcelulóza, metylhydroxypropylcelulóza alebo hydroxyetylcelulóza, ktoré sa používajú v intervale od asi 0,1 do asi 2 % hmotnostných vzhľadom na hmotnosť kompozície. Príkladmi na vhodné prostriedky proti egalizácii sú: atapulgit, sepiolit, bentonit a montmorilonitové hlinky, ktoré sa pridávajú v intervale od asi 1 do asi 10 % hmotnostných vzhľadom na hmotnosť kompozície.

V niektorých výhodných uskutočneniach vynálezu, kde metóda a kompozícia je určená na prípravu akustickej obkladačky, sa používa trimetafosfátový ión v koncentráciách opísaných skôr. V niektorých výhodných formách takých uskutočnení kompozícia obsahuje zmes vody, pálenej sadry, trimetafosfátového iónu, želatínovaného škrobu a minerálnej vlny alebo zmes vody, pálenej sadry, trimetafosfátového iónu, želatínovaného škrobu, častíc expandovaného perlitu a vláknitého spevňujúceho činidla. Metóda obsahuje vytvorenie takej zmesi, jej naliatie do formy a umožnenie jej vytvrdnutia a vyschnutia. Z hľadísk iných ako zahrnutie trimetafosfátového iónu, kompozíciu a metódu možno použiť kompozíciu a metódu s tými istými zložkami a rovnakým spôsobom ako zodpovedajúce kompozície a metódy na výrobu akustických obkladačiek podľa doterajšieho stavu techniky, ako je napríklad opísané v amerických patentoch 5,395,438 a 3,246,063, ktoré sa týmto zahŕňajú odkazom.

Nasledujúce príklady sú uvedené, aby ďalej ilustrovali niektoré výhodné uskutočnenia vynálezu, a aby ich porovnali s metódami a kompozíciami mimo rozsahu vynálezu. Ak nie je uvedené inak, koncentrácie materiálov v kompozíciách a zmesiach sú udané v hmotnostných percentách vzhľadom na hmotnosť prítomnej pálenej sadry. Skratka „STMP“ predstavuje trimetafosfát sodný (sodium trimetaphosphate) a skratka „TMP“ predstavuje trimetafosfát (trimetaphosphate).

Príklad 1

Pevnosť v tlaku laboratórnej kocky

Vzorky sadru obsahujúcich výrobkov boli pripravené v súlade s vynálezom a porovnané vzhľadom na pevnosť v tlaku so vzorkami pomocou rôznych metód a kompozícií. Použitý skúšobný postup bol v súlade s ASTM C472-93.

Vzorky boli pripravené miešaním nasucho nasledujúcich zložiek: 500 g beta hemihydrátu síranu vápenatého; 0,6 g urýchľovača tvrdnutia pozostávajúceho z jemne mletých čiastočiek dihydrátu síranu vápenatého obaleného cukrom kvôli udržaniu účinnosti a zahrievaného podľa popisu v americkom patente č. 3,573,947,

SK 287165 Β6 ktorý sa týmto zahŕňa odkazom; a 0 g aditíva (kontrolné vzorky), 0,5 - 2 g STMP (výhodné vzorky podľa vynálezu), alebo 0,5 - 2 g iných fosfátových aditív (porovnávacie vzorky). Vzorky sa potom zmiešali so 700 ml vodovodnej vody s teplotou 70 °F v 2 litrovom miešači WARING, nechali sa nasiaknuť 5 sekúnd a miešali sa pri nízkej rýchlosti 10 sekúnd. Suspenzie takto vytvorené boli naliate do foriem na prípravu kociek (dĺžka strany 2 palce). Keď hemihydrát síranu vápenatého vytvrdol za vzniku sadry (dihydrátu síranu vápenatého), kocky sa vybrali z foriem a sušili sa vo vetranej peci pri 112 °F najmenej 72 hodín, alebo kým sa ich hmotnosť prestala meniť. Vysušené kocky mali hustotu asi 44 libier na kubickú stopu (pcf - pounds per cubic foot).

Pevnosť v tlaku každej kocky sa merala na prístroji SATEC. Výsledky sú uvedené v tabuľke 1 ako priemerné hodnoty troch testovaných vzoriek. Hodnoty pevnosti pre kontrolné vzorky sa menili, pretože sa použili rôzne zdroje beta hemihydrátu síranu vápenatého a/alebo rôzne várky beta hemihydrátu síranu vápenatého. Výsledky v tabuľke sa udávajú vo forme nameranej pevnosti v tlaku v librách na štvorcový palec (psi - pounds per square inch) a percentuálnej zmeny pevnosti vzhľadom na relevantnú kontrolu (%Δ). Experimentálna chyba nameraných hodnôt je odhadnutá na približne +/- 5 % (takže udávané zvýšenie pevnosti 10 % nad kontrolnú vzorku môže byť v skutočnosti kdekoľvek v intervale 5 až 15 %).

Tabuľka 1 Pevnosť v tlaku

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

Údaje v tabuľke 1 ilustrujú, že vzorky podľa vynálezu (STMP) vo všeobecnosti mali signifikantne zvýšenú pevnosť oproti kontrole, zatiaľ čo porovnávacie vzorky vo všeobecnosti mali veľmi malé alebo žiadne zvýšenie pevnosti alebo dokonca signifikantné zníženie pevnosti.

Príklad 2

Odolnosť proti stálej deformácii (odolnosť proti priehybu laboratórnej sadrovej dosky)

Vzorky sadru obsahujúcich dosák boli pripravené v laboratóriu v súlade s vynálezom a porovnané vzhľadom na odolnosť proti stálej deformácii so vzorkami dosák pripravených pomocou metód a kompozícií mimo rozsahu vynálezu.

Vzorky boli pripravené miešaním v 5 litrovom miešači WARING počas 10 sekúnd pri nízkej rýchlosti z nasledujúcich zložiek: 1,5 kg beta hemihydrátu síranu vápenatého; 2 g urýchľovača s uvedeným významom; 2 litre vody z vodovodu; a 0 g prísady (kontrolné vzorky), 3 g STMP (vzorky podľa vynálezu) alebo 3 g iných prísad (porovnávacie vzorky). Takto vzniknuté suspenzie boli naliate do foriem na prípravu vzoriek plochých sadrových dosák, pričom každá mala rozmery asi 6 x 24 x 1/2 palca. Keď hemihydrát síranu vápenatého vytvrdol za vzniku sadry (dihydrátu síranu vápenatého), dosky sa vysušili v peci pri 112 °F, kým sa ich hmotnosť neprestala meniť. Konečná nameraná hmotnosť každej dosky sa zaznamenala. Na tieto dosky sa neaplikoval žiadny papier, aby sa zabránilo účinku papierového krytu na výkon sadrových dosák v teste priehybu v podmienkach zvýšenej vlhkosti.

Každá vysušená doska sa potom uložila v horizontálnej polohe na dve opory široké 1/2 palca, ktorých dĺžka presahovala plnú šírku dosky, pričom na každom konci dosky sa nachádzala jedna doska. Dosky ostali v tejto polohe v priebehu špecifikovaného obdobia (v tomto príklade 4 dni) v stálych okolitých podmienkach teploty 90 °F a 90 % relatívnej vlhkosti. Miera priehybu dosky bola potom určená meraním vzdialenosti (v palcoch) stredu hornej plochy dosky od imaginárnej horizontálnej roviny medzi hornými hranami dosky. Odolnosť proti stálej deformácii vytvrdnutej sadrovej matrice dosky sa považuje za nepriamo úmernú rozsahu priehybu dosky. Takže čím väčší je rozsah priehybu, tým nižšia je relatívna odolnosť proti trvalej deformácii vytvrdnutej sadrovej matrice tvoriacej dosku.

Skúšky odolnosti proti stálej deformácii sú uvedené v tabuľke 2 vrátane kompozícií a koncentrácií (hmotnostné percentá vzhľadom na hmotnosť hemihydrátu síranu vápenatého) aditív, konečnej hmotnosti dosky a nameraného priehybu. Prísady použité v porovnávacích vzorkách (mimo rozsahu vynálezu) sú zástupcovia iných materiálov, ktoré sa používali v snahe zlepšiť odolnosť sadrových dosák proti priehybu v podmienkach vysokej vlhkosti.

Tabuľka 2

Rozsah priehybu sadrovej dosky

Prísada	Prísada (hmotnostné %)	Hmotnosť dosky (g)	Priehyb dosky (palce)
žiadna (kontrola)	0	830	0,519
STMP	0,2	838	0,015
kyselina boritá	0,2	829	0,160
fosforečnan sodno-hlinitý	0,2	835	0,550
vosková emulzia	7,5	718	0,411
sklené vlákno	0,2	838	0,549
sklené vlákno + kyselina boritá	0,2 + 0,2	825	0,161

Údaje v tabuľke 2 ilustrujú, že doska (STMP) pripravená podľa vynálezu bola oveľa odolnejšia proti priehybu (a tým oveľa odolnejšia proti trvalej deformácii) ako kontrolná doska a porovnávacie dosky mimo rozsahu vynálezu. Navyše doska pripravená podľa vynálezu mala priehyb, ktorý bol oveľa menej ako 0,1 palca priehybu na dve stopy dĺžky dosky, a teda nebol postrehnuteľný ľudským okom.

Príklad 3

Odolnosť proti stálej deformácii (odolnosť proti priehybu sériovo vyrábanej sadrovej dosky)

Porovnanie hmotností výrobkov je uvedené na obrázku 1 a odolnosť proti priehybu týchto výrobkov je uvedená na obrázkoch 2 a 3. Hmotnosť výrobku pre 1/2 palcovú stropnú dosku podľa predloženého vynálezu (t. j. primiešania trimetafosfátu do pálenej sadry a vody) je rovnaká ako pre interiérovú 1/2 palcovú bežnú sadrovú dosku SHEETROCK® vyrábanú firmou United States Gypsum Company. Bežná 1/2 palcová interiérová stropná doska uvedená na obrázku 1 je Gold Bond® High Strength Ceiling Board vyrábaná firmou National Gypsum Company. Bežná 5/8 palcová sadrová doska uvedená na obrázku 1 je sadrová doska SHEETROCK® 5/8 inch Firecode Type X vyrábaná firmou United States Gypsum Company.

Obrázok 2 je graf porovnávajúci odolnosť proti priehybu sadrovej dosky vyrobenej podľa predloženého vynálezu s opísanými komerčne dostupnými sadrovými doskami, kde sú všetky testované dosky inštalované pomocou konvenčných upevnení na strop pomocou skôb a skrutiek.

Obrázok 3 je graf porovnávajúci odolnosť proti priehybu sadrovej dosky vyrobenej podľa predloženého vynálezu s opísanými komerčne dostupnými sadrovými doskami, kde sú všetky testované dosky inštalované pomocou konvenčného upevnenia dvojzložkovým uretánovým lepidlom F2100.

Sadrové dosky a iné konštrukčné diely na výrobu stropov použitých v porovnaní priehybu zobrazené na obrázkoch 2 a 3 boli nasledovné:

A. Sadrová doska -

1. 1/2 palca x 48 palcov x 96 palcov vyrobená podľa predloženého vynálezu.

2. 1/2 palca x 48 palcov x 96 palcov, sadrová doska Gold Bond® High Strength Ceiling Board od firmy National Gypsum Company.

3. 1/2 palca x 48 palcov x 96 palcov bežná sadrová doska SHEETROCK® vyrobená firmou United States Gypsum Company,

4. 5/8 palca x 48 palcov x 96 palcov sadrová doska SHEETROCK® Firecode Type X vyrobená firmou United States Gypsum Company.

B. Nosníky - 18 palcov vysoké x 102 palcov dlhé, vyrobené z nominálneho reziva s rozmermi 2 palce x 3 palce od firmy R. J. Cóle, Inc. Joint Compound - USG Tuff Set HES Joint Compound. Spájacia páska - USG Fiberglass Mesh Self-Adhering Joint Tápe.

C. Náter chrániaci proti pare - #4512 Silver Vapor Barrier, položka: 246900.

D. Izolácia - fúkaná vlna Delta Blowing Insulation, minerálne vlákno Rockwool.

E. Štruktúrovaný striekaný náter - USG SHEETROCK® Ceiling Spray Textúre Q T médium poly.

F. Príchytky - skoby s korunou 1 palec x dĺžka 1 1/4 palca, a skrutky do nasucho murovaného muriva č. 6 x x dĺžka 1 1/4 palca. Dvojzložkové uretánové lepidlo F2100 od firmy Foamseal, Inc.

Stropná konštrukcia

A. 2 x 4s boli pripojené na oba konce nosníkov, aby vznikla nosníková konštrukcia.

B. Dvanásť (12) sadrových dosák bolo upevnených na nosníkovú konštrukciu pomocou lepidla F2100. Na sadrové dosky bola nameraná bežná tesniaca lišta so šírkou 1 palca.

C. Strop sa opatrne zdvihol a položil na štyri vopred postavené steny, čím vznikla miestnosť 8 stôp x 48 stôp.

D. Stropná konštrukcia bola pripojená na hornú plochu stien pomocou skrutiek č. 8 x 3 1/2 palca po celom obvode. Druhý strop bol postavený tak, že na pripojenie sadrových dosák na nosníky sa použili skrutky a skoby. Aj tento strop sa zdvihol a primontoval na štyri (4) steny.

Dva (2) stropy boli postavené pomocou troch (3) dosák každého typu sadrovej dosky v každom strope. Jeden strop bol mechanicky upevnený (pozrite obrázok 2), zatiaľ čo druhý bol upevnený iba pomocou uretánového lepidla F2100 (pozrite obrázok 3). Sadrové dosky boli vyložené striedavo vzhľadom na typ dosky pozdĺž stropov. Použité nosníky boli dlhé 8 stôp 5 palcov krát 18 palcov výška a boli vo vzájomných rozstupoch 24 palcov stred - stred („s.s.“).

Na mechanicky upevnených stropoch sa použili skoby s 1 palcovou korunou x 1 1/4 palca dĺžka x 16 rozpätie v rozstupoch 7 palcov s.s. pozdĺž spojov a skrutky č. 6 x 1 1/4 palca dlhými do nasucho murovaného muriva v rozstupoch 12 palcov s.s. pozdĺž priestorových nosníkov.

Lepidlom upevnený strop bol upravený približne 1 1/4 palcovými tesniacimi lištami pozdĺž nosníkov. Tesniaca lišta bola použitá na jednej strane priestorových nosníkov a pozdĺž tesniacich líšt na oboch stranách nosníkov na sadrových spojoch.

Sadrová doska bola upevnená tak, že papierom obalené hrany boli orientované rovnobežne s nosníkmi.

Počiatočná poloha bola zmeraná po opáskovaní sadrových spojov. Potom sa stropy natreli ochranným náterom proti pare a nastriekali sa štruktúrovaným náterom. Druhé meranie sa uskutočnilo okamžite po nastriekaní štruktúrovaného náteru.

Potom sa na nosníky nafúkala izolácia Rockwool. Vykonalo sa tretie meranie. Počas nafukovania izolácie sa zvýšila teplota a vlhkosť. Cieľová teplota a vlhkosť bola 32,22 °C a 90 % relatívnej vlhkosti. Tieto podmienky sa udržiavali sedem (7) dní, pričom priehyby sa merali každé ráno a popoludnie. Po siedmich dňoch sa miestnosť otvorila a nechala sa vychladnúť na teplotu prostredia. Merania priehybov sa uskutočňovali ďalšie tri (3) dni a potom sa skúška ukončila.

Ako vidno na obrázkoch 2 a 3, sadrové dosky vyrobené podľa predloženého vynálezu poskytujú signifikantnú odolnosť proti priehybu v porovnaní s inými sadrovými doskami a boli pod prahom približne 0,1 palca priehybu na dve stopy dĺžky dosky postrehnuteľným ľudským okom.

Príklad 4

Odpor pri vyťahovaní klincov z laboratórnych sadrových dosák

Laboratórne pripravené vzorky typických papierom pokrytých sadrových dosák pripravených v súlade s vynálezom boli porovnané s kontrolnými doskami vzhľadom na odpor pri vyťahovaní klincov. Odpor pri vyťahovaní klincov je mierou kombinácie pevnosti sadrového jadra dosky, jeho papierových krycích hárkov a väzby medzi papierom a sadrou. Pri skúške sa merala maximálna sila potrebná na vytiahnutie klinca s hlavičkou cez dosku, kým nedôjde k výraznému praskaniu dosky, a vykonáva sa podľa ASTM C473-95.

Suspenzie sa pripravili miešaním v mixéri HOBART počas 40 sekúnd pri strednej rýchlosti použitím nasledujúcich zložiek: 3,0 kg beta hemihydrátu síranu vápenatého; 5 g urýchľovača s uvedeným významom; 10 g škrobu LC-211 (nasucho mletý kyselinou modifikovaný nepredželatínovaný pšeničný škrob väčšinou používaný vo formuláciách sadrových dosák podľa doterajšieho stavu techniky a komerčne dostupný od firmy Archer Daniels Midland Milling Co.); 20 g na kladivovom drviči jemne mletej papierovej vlákniny; 3 litre vody z vodovodu; 0 až 6 g STMP; a 0 až 30 g predželatínovaného kukuričného škrobu PCF1000 komerčne dostupného od firmy Lauhoff Grain Co.

Takto vytvorené suspenzie boli naliate do foriem na papier a potom sa na ich horný povrch aplikoval ďalší papier, čím sa pripravili vzorky plochých sadrových dosák s rozmermi približne 14 x 24 x 1/2 palca. Papier na jednej ploche bol viacvrstvový s vonkajšími vrstvami zo žltého bezdrevného skladačkového kartónu a papier na druhej strane bol viacrvstvový novinový papier, pričom oba sú typickými papiermi používanými na prípravu sadrokartónových dosák v tomto odvetví. Každá doska sa potom držala pri 350 °F v peci, kým stratila 25 % hmotnosti a potom sa preložila do pece s teplotou 112 °F, kým nedosiahla konštantnú hmotnosť.

Odmerala sa konečná hmotnosť dosky a odpor pri vyťahovaní klincov. Výsledky sú uvedené v tabuľke 3.

Tabuľka 3

Odpor pri vyťahovaní klincov

Koncentrácia STMP (hmotnostné %)	Škrob PCF1000 (hmotnostné %)	Hmotnosť dosky (libry/1000 fť)	Odpor pri vyťahovaní klincov (libry)
0	0	2465	150
0,1	0	2454	155
0,2	0	2326	158
0,1	0,5	2458	168
0,2	1,0	2495	176

Výsledky v tabuľke 3 ukazujú, že dosky pripravené podľa vynálezu vykazovali vyššiu celkovú pevnosť 5 (odpor pri vyťahovaní klincov) v porovnaní s kontrolnými doskami.

Príklad 5

Rozmerová stabilita a odolnosť proti stálej deformácii sériovo vyrábaných sadrových dosák

Papierom kryté penové sadrové dosky boli vyrobené na typickej výrobnej linke v komerčnom zariadení 10 na výrobu sadrových dosák. Dosky boli pripravené s rôznymi koncentráciami trimetafosfátového iónu a boli porovnané s kontrolnými doskami (pripravenými bez trimetafosfátového iónu) vzhľadom na rozmerovú stabilitu a odolnosť proti trvalej deformácii. Okrem zahrnutia trimetafosfátového iónu do prípravy niektorých dosák boli dosky pripravené pomocou metód a zložiek typických na výrobné metódy a zložky sadrových dosák podľa doterajšieho stavu techniky. Zložky a ich približné hmotnostné percentá (vyjadrené ako pomerne 15 úzke intervaly na základe hmotnosti použitej pálenej sadry) sú uvedené v tabuľke 4.

Tabuľka 4

Výrobné zložky sadrových dosák

Zložka	hmotnostné %
beta hemihydrát síranu vápenatého	100
voda	94-98
urýchľovač tvrdnutia	1,1-1,6
škrob	0,5 - 0,7
dispergačné činidlo	0,20 - 0,22
papierová vláknina	0,5 - 0,7
spomaľovač tvrdnutia	0,07 - 0,09
penotvomé činidlo	0,02 - 0,03
trimetafosfát sodný (STMP)	0-0,16
inhibítor rekalcinácie	0,13-0,14

V tabuľke 4: urýchľovač tvrdnutia obsahoval jemne mleté cukrom obaľované častice dihydrátu síranu vápenatého podľa opisu v americkom patente č. 3,573,947, kde sa urýchľovač počas svojej prípravy nezahrieva; škrob bol nasucho mletý kyselinou modifikovaný škrob HI-BOND získaný komerčne od firmy Lauhoff Grain Co.; dispergačné činidlo bolo DILOFLO, naftalénsulfonát získaný komerčne od firmy GEO Specialty Chemicals, Ambler, Pennsylvánia; papierová vláknina bola kladivovým mlynom jemne mletá papierová vláknina; spomaľovač tvrdnutia bol VERSENEX 80, chelátovacie činidlo získané komerčne od firmy Van Walters & Rogers, Kirkland, Washington; penotvomé činidlo bolo WITCOLATE1276, získané komerčne od firmy Witco Corp., Greenwich, Connecticut; trimetafosfát sodný bol dodaný komerčne firmou Monsanto Co., St. Louis, Missouri; a inhibítor rekalcinácie bol CERELOSE 2001, dextróza použitá na zníženie rekalcinácie koncov dosák počas sušenia.

Dosky boli vyrobené na štyri stopy širokej kontinuálnej výrobnej linke nasledovne: kontinuálnym zavádzaním a miešaním zložiek v mixéri za vzniku vodnej suspenzie (penotvomé činidlo sa použilo na generovanie vodnej peny v osobitnom penotvomom systéme; pena sa potom zavádzala do suspenzie cez mixér); kontinuálnym ukladaním suspenzie na papierový krycí hárok (lícny papier) na pohyblivý pás; umiestnením ďalšieho papierového krycieho hárku (rubový papier) na uloženú suspenziu, čím sa vytvorila doska hrubá 1/2 palca; keď hydratácia hemihydrátu síranu vápenatého za vzniku dihydrátu síranu vápenatého pokročila dostatočne ďaleko, aby suspenzia bola dostatočne tvrdá na presné rezanie, narezaním pohybujúcej sa dosky na jednotlivé dosky s rozmermi približne 12 x 4 stopy a hrúbkou 1/2 palca; a vysušením dosák vo vyhrievanej viacvrstvovej peci.

Odolnosť proti stálej deformácii na doskách bola potom určená meraním priehybu tak, ako je opísané v 40 príklade 2, s tým rozdielom, že testované dosky boli pásy s rozmermi asi 1 stopu x 4 stopy (pričom 1 stopa bola v smere výrobnej linky, t. j. paralelnom smere) narezané z výrobných dosák. Meranie priehybu sa usku točnilo po vystavení dosák podmienkam s teplotou 90 °F a relatívnou vlhkosťou 90 % počas 24, 48 a 96 hodín. Výsledky sú uvedené v tabuľke 5 pre vzorky podľa vynálezu vyrobené s rôznymi koncentráciami trimetafosfátového iónu a pre kontrolné vzorky (0 % trimetafosfátu sodného) vyrobené bezprostredne pred vzorkami podľa vynálezu a po nich.

Tabuľka 5

Priehyb sériovo vyrábaných sadrových dosák (doska s rozmermi 1 stopa x 4 stopy)

Koncentrácia STMP (hmotnostné %)	Priehyb dosky po 24 hod. (palce)	Priehyb dosky po 48 hod. (palce)	Priehyb dosky po 9 hod. (palce)
0(pred)	3,45	3,95	5,27
0,004	3,23	3,71	5,19
0,008	2,81	3,31	4,58
0,016	1,72	1,91	2,58
0,024	0,96	1,12	1,61
0,04	0,49	0,68	0,82
0,08	0,21	0,24	0,29
0(po)	3,65	4,58	6,75

Údaje v tabuľke 5 ilustrujú, že dosky pripravené podľa vynálezu boli so stúpajúcou koncentráciou STMP progresívne odolnejšie proti priehybu (a tým progresívne odolnejšie proti trvalej deformácii) ako kontrolná doska a porovnávacie dosky.

Odolnosť proti priehybu zabezpečená kompozíciami a metódami podľa predloženého vynálezu je ďalej opísaná v tabuľke 5A. Tabuľka 5A konkrétnejšie zobrazuje priehyb, t. j. ohyb v podmienkach zvýšenej vlhkosti v súlade s ASTM C 473-95 sériovo vyrábanej sadrovej dosky s rozmermi 1 stopu x 2 stopy s rovnakou formuláciou, aká je uvedená v tabuľke 4. Tabuľka 5A ukazuje rovnaké trendy v odolnosti proti priehybu podľa ASTM C 473-95 ako trendy v odolnosti proti priehybu pre dlhšie dosky (1 stopa x 4 stopy), ako je zobrazené na obrázku 5.

Tabuľka 5A

Výsledky ASTM C 473-95 skúšky ohybu v podmienkach zvýšenej vlhkosti pre sériovo vyrábanú sadrovú dosku

Číslo skúšky	Prídavok STMP (%-hmotn.)	Hmotnosť suchej dosky (lb/MSF)	Ohyb v podmienkach zvýšenej vlhkosti po 48 hodinách (palce)
			Paralelne	Naprieč
Kontrola pred	0	1590	- 0,306	- 0,247
1	0,04	1583	- 0,042	- 0,034
2	0,08	1609	- 0,027	-0,021
3	0,16	1583	-0,015	-0,014
Kontrola po	0	1585	- 0,409	- 0,145

Mokré výrobné dosky rozmerov 12 x 4 stopy aj konečné vysušené výrobné dosky boli zmerané (podľa ASTM C473-95), aby sa určila miera zmrštenia ich šírok a dĺžok po vysušení. Čím viac sa dosky zmrštili, tým nižšia je ich rozmerová stabilita. Výsledky sú uvedené v tabuľke 6.

Tabuľka 6

Zmrštenie sériovo vyrábanej sadrovej dosky

Koncentrácia STMP (hmotnostné %)	Zmrštenie šírky dosky (palce/4 stopy)	Zmrštenie dĺžky dosky (palce/12 stôp)
0 (kontrola)	0,13	0,38
0,004	0,06	0,38
0,008	0	0,31
0,016	0	0,25
0,024	0	0,25
0,040	0	0
0,080	0	0
0,16	0	0

Údaje v tabuľke 6 ukazujú, že dosky pripravené podľa vynálezu boli rozmerovo stabilnejšie ako kontrolné dosky. Pri pridaní 0,04 % a väčšieho podielu STMP sa nezistilo žiadne zmrštenie šírky alebo dĺžky.

Príklad 6

Odolnosť proti priehybu v podmienkach zvýšenej vlhkosti a kondenzácie (sériovo vyrábaná sadrová doska)

Ďalšia skúška ilustruje odolnosť proti priehybu zabezpečenú kompozíciami a metódami podľa predloženého vynálezu. Konkrétnejšie, skúšala sa sériovo vyrábaná stropná doska, pričom sa vytvorili podmienky na kontrolovanú kondenzáciu, ku ktorej dochádzalo na parnej bariére umiestnenej medzi stropnou doskou a nosníkmi. Metóda tejto skúšky je nasledovná. Postavil sa podkrovný priestor a priestor miestnosti v malom meradle. Podkrovný priestor bol izolovaný v hornej časti a na bokoch a udržiaval sa v chlade, aby na strope dochádzalo ku kondenzácii. Plocha stropu bola 8 stôp x 8 stôp s rámovou konštrukciou 2 stopy x 8 stôp a 24 palcov s.s. Priestor miestnosti bol uzavretý bariérou proti pare hrúbky 6 tisícin palca z polyetylénu hore a na stranách a vlhkosť v priestore miestnosti sa zvýšila, aby sa dosiahla kontrolovaná kondenzácia na strope.

Dve dosky 4 stopy x 8 stôp skúšobného materiálu (jeden skúšobný výrobok a jedna kontrola) sa upevnili vedľa seba na nosníky, pričom polyetylénová bariéra proti pare bola umiestnená hneď nad doskou. Konce dosky neboli upevnené. Vlhkosť v priestore miestnosti sa potom zvýšila pomocou odparovacieho zvlhčovača, zatiaľ čo teplota v podkrovnom priestore sa znížila pomocou okennej klimatizačnej jednotky. Výstup pary zvlhčovača sa upravoval, kým nedochádzalo ku konštantnej kondenzácii pary na parnej bariére nad stropnou doskou. Počas testu nebola žiadna snaha udržiavať konštantnú teplotu a vlhkosť. Na výsledky sa preto treba pozerať ako na relatívnu mieru odolnosti proti priehybu medzi skúšobnými a kontrolnými výrobkami a nie ako na pokus predpovedať mieru priehybu v definovanom klimatizovanom prostredí.

Priehyb stropu sa potom pravidelne meral na troch miestach pozdĺž dosky (v strede rozpätia medzi každým párom nosníkov), čo dalo celkom šesť meraní ohybu na jeden výrobok a test. Pri každom meraní priehybu sa zaznamenala aj teplota podkrovného priestoru a priestoru v miestnosti.

Ako východiskové informácie sú ďalej uvedené teoretické podmienky rosného bodu (za predpokladu konštantnej teploty v miestnosti 70 °F).

Teplota v miestnosti	Relatívna vlhkosť v miestnosti	Teplota v podkroví
70 °F	50%	51 °F
70 °F	60%	56 °F
70 °F	70%	60 °F
70 °F	80%	63 °F
70 °F	90%	68 °F

V priebehu devätnásťdňového obdobia sa uskutočnila skúška pomocou nasledovného materiálu: 1/2 palcová výrobná sadrová doska vyrobená podľa predloženého vynálezu; a 5/8 palcová sadrová doska Firecode Type X, ktorá bola opísaná skôr. Výsledky sú uvedené na obrázku 4 a ukazujú, že doska vyrobená podľa predloženého vynálezu má konzistentne menší priehyb ako kontrola, t. j. 5/8 palcová sadrová doska Firecode Type X, ktorá bola opísaná skôr.

V tejto skúške bola do stredu rozpätia medzi každým nosníkom aplikovaná záťaž 1,0 libry na dĺžkovú stopu bezprostredne po meraní na 8. deň. Pôsobenie tejto záťaže signifikantne zvýšilo priehyb kontrolnej dosky, ale malo oveľa menší účinok na dosku podľa predloženého vynálezu. Ako ukazuje obrázok 4, sadrové dosky vyrobené podľa predloženého vynálezu majú priehyb, ktorý je signifikantne nižší ako ten, ktorý je postrehnuteľný ľudským okom, t. j. menší ako 0,1 palca na dve stopy dĺžky.

Príklad 7

Odpor pri vyťahovaní klincov zo sériovo vyrábaných sadrových dosák

Ďalšia séria papierom krytých penových sadrových dosák bola vyrobená na typickej výrobnej linke v zariadení na výrobu sadrových dosák. Dosky boli pripravené s troma koncentráciami trimetafosfátového iónu a boli porovnané s kontrolnými doskami (pripravenými bez trimetafosfátového iónu) vzhľadom na odpor pri vyťahovaní klincov.

Okrem zahrnutia trimetafosfátového iónu do prípravy niektorých dosák boli dosky pripravené pomocou metód a zložiek typických pre výrobné metódy a zložky sadrových dosák podľa doterajšieho stavu techniky. Zložky a ich hmotnostné percentuálne hodnoty boli rovnaké ako tie, ktoré sú dané v uvedenej tabuľke 4. Metóda prípravy dosák bola zhodná s metódou opísanou v príklade 5.

Odpor pri vyťahovaní klincov bol určený v súlade s ASTM C473-95. Výsledky sú uvedené v tabuľke 7 pre vzorky podľa vynálezu vyrobené s rôznymi koncentráciami trimetafosfátového iónu a pre kontrolné vzorky (0 % trimetafosfátu sodného) vyrobené bezprostredne pred vzorkami podľa vynálezu a po nich.

SK 287165 Β6

Tabuľka 7

Odpor pri vyťahovaní klincov zo sériovo vyrábaných sadrových dosák

Koncentrácia STMP (hmotnostné %)	Odpor pri vyťahovaní klincov (libry)
0(pred)	89
0,04	93
0,08	96
0,16	99
0(po)	90

Výsledky v tabuľke 7 ukazujú, že výrobné dosky pripravené podľa vynálezu vykazovali vyššiu celkovú pevnosť (odpor pri vyťahovaní klincov) v porovnaní s kontrolnými doskami.

Príklad 8

Integrita väzby papiera sériovo vyrábaných sadrových dosák

Ďalšia séria papierom krytých penových sadrových dosák bola vyrobená na typickej výrobnej linke v zariadení na výrobu sadrových dosák. Dosky boli pripravené s rôznymi koncentráciami trimetafosfátového iónu, predželatínovaného škrobu a nepredželatínovaného škrobu a boli porovnané s kontrolnými doskami (pripravenými bez trimetafosfátového iónu alebo predželatínovaného škrobu) vzhľadom na integritu väzby medzi jadrom sadrovej dosky a jej lícnym krycím papierom po vystavení podmienkam extrémneho mokra a vlhka.

Okrem zahrnutia trimetafosfátového iónu a predželatínovaného škrobu a menenia koncentrácie nepredželatínovaného škrobu pri príprave niektorých dosák boli dosky pripravené pomocou metód a zložiek typických pre metódy a zložky výroby sadrových dosák podľa doterajšieho stavu techniky. Zložky a ich hmotnostné percentuálne hodnoty boli rovnaké ako tie, ktoré sú dané v uvedenej tabuľke 4. Metóda prípravy dosák bola zhodná s metódou opísanou v príklade 5.

Predželatínovaný škrob použitý v skúškach bol PCF1000 komerčne dostupný od firmy Lauhoff Gram Co. Nepredželatínovaný škrob bol HI-BOND, nasucho mletý kyselinou modifikovaný nepredželatínovaný škrob komerčne dostupný od firmy Lauhoff Grain Co.

Po sériovej príprave dosák sa z nich narezali vzorky s rozmermi 4 x 6 x 1/2 palca (pričom rozmer 4 palce bol v smere výrobnej linky). Každá z týchto menších vzoriek dosák sa potom vystavila takým podmienkam, že celá plocha vonkajšieho povrchu krycieho papiera na lícnej strane bola v kontakte s celkom vodou nasiaknutou textíliou asi 5 hodín v prostredí s teplotou 90 °F a relatívnou vlhkosťou 90 %. Mokrá textília sa potom odstránila a vzorka dosky sa nechala pomaly vyschnúť v tom istom prostredí, kým nedosiahla konštantnú hmotnosť (obyčajne okolo 3 dní). Na zadnej ploche vzorky dosky sa potom urobil zárez s hĺbkou jednej osminy palca 2 1/2 palca od jedného zo 6 palcových okrajov a rovnobežne s ním. Jadro dosky sa potom zlomilo pozdĺž zárezu bez toho, aby sa pretrhol alebo namáhal papier na lícnej strane dosky a väčší (2 1/2 x 6 palcový) kus vzorky dosky sa potom otáčal a tlačil nadol, kým menší kus sa držal v stálej polohe a horizontálne svojou zadnou plochou nahoT v snahe odlepiť papieT na lícnej strane dosky od väčšieho kusa. Sila sa zvyšovala, kým sa dva kusy dosky úplne neoddelili. Lícna plocha väčšieho kusa sa potom skúmala, aby sa určilo, na akom percente jej plochy sa papier úplne odlepil od jadra (označované ako „čisté odlepenie“). Toto percento je uvedené v tabuľke 8 ako „% zlyhania väzby“.

Tabuľka 8

Zlyhanie väzby papiera sériovo vyrábaných sadrových dosák

Koncentrácia HI-BOND (hmotnostné %)	Koncentrácia STMP (hmotnostné %)	Koncentrácia PCF1000 (hmotnostné %)	% zlyhania väzby (%)
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

Údaje v tabuľke 8 ukazujú, že vzhľadom na problém zlyhávania väzby papiera na jadro po vystavení extrémne mokrým podmienkam: STMP tento problém zhoršuje; zvýšenie koncentrácie typického nepredželatínovaného škrobu (HI-BOND) problém nezlepšuje; pridanie trošky predželatínovaného škrobu (PCF1000) problém zlepšuje alebo odstraňuje.

Príklad 9

Dodatočné ošetrenie dihydrátu síranu vápenatého

V niektorých alternatívnych výhodných uskutočneniach predloženého vynálezu sa na odliatok dihydrátu síranu vápenatého pôsobí vodným roztokom trimetafosfátového iónu spôsobom dostatočným na rovnomerné dispergovanie roztoku trimetafosfátového iónu v odliatku dihydrátu síranu vápenatého, aby sa zvýšila pevnosť, odolnosť proti stálej deformácii (napr. odolnosť proti priehybu) a rozmerová stabilita výrobkov obsahujúcich vytvrdnutú sadru po opätovnom vysušení. Konkrétnejšie sa zistilo, že pôsobenie trimetafosfátového iónu na odliatok dihydrátu síranu vápenatého zvyšuje pevnosť, odolnosť proti stálej deformácii (napr. odolnosť proti priehybu) a rozmerovú stabilitu v miere dosahovanej pri uskutočneniach, keď sa do pálenej sadry pridáva trimetafosfátový ión. Takže uskutočnenie, pri ktorom sa trimetafosfátový ión pridáva do vytvrdnutej sadry, poskytuje nové kompozície a metódy na výrobu zlepšených výrobkov obsahujúcich sadru vrátane okrem iného dosák, panelov, omietok, dlaždíc, sadrovo-celulózových vláknových kompozitov atď. Preto akýkoľvek výrobok na báze sadry, ktorý vyžaduje prísnu kontrolu odolnosti proti priehybu, bude mať výhodu z uskutočnenia predloženého vynálezu. Toto pôsobenie tiež zvyšuje pevnosť sadrového odliatku o ~15 %. Trimetafosfátový ión možno zavádzať v koncentrácii 0,04 až 2,0 % (vzhľadom na hmotnosť sadry) do sadrového odliatku rozprašovaním alebo nasakovaním vodným roztokom obsahujúcim trimetafosfátový ión a potom opätovným vysušením sadrového odliatku.

Dve metódy dodatočného ošetrenia vytvrdnutej sadry sú nasledovné:

1. Sadra a iné prísady (suché) plus voda na zarobenie 2. Sadra a iné prísady (suché) plus voda na zarosuspenzie benie suspenzie i 1

Pena (na zníženie hmotnosti alebo hustoty)

Konečné vytvrdnutie a vyschnutie sadrového odliatku I

Dodatočné ošetrenie pomocou STMP (rozprašovanie alebo namáčanie) i

Opätovné vysušenie sadrového odliatku

I

Zlepšený sadrový výrobok

Miešanie (za mokra) I

Konečné vytvrdnutie sadrového odliatku

Dodatočné ošetrenie pomocou STMP (rozprašovanie na povrch) I

Vysušenie sadrového výrobku I

Zlepšený sadrový výrobok

V oboch uvedených metódach sa výhodne používa vodný roztok trimetafosfátového iónu v množstve a spôsobom dostatočným na vytvorenie koncentrácie približne 0,04 až 0,16% hmotnostných (vzhľadom na hmotnosť dihydrátu síranu vápenatého) trimetafosfátového iónu v odliatku dihydrátu síranu vápenatého.

Prínosy zníženia priehybu (t. j. odolnosť proti priehybu) prvej uvedenej metódy sú zobrazené na obrázku 5. Vyrobilo sa päť (5) dosák a tieto sa testovali na priehyb, ako je zobrazené na obrázku 5. Vysušené dosky vážili medzi 750 až 785 gramami. Na kontrolné dosky sa neaplikoval žiadny roztok po konečnom vytvrdnutí a vysušení odliatku. Na dosku označenú ako „len voda“ sa aplikovala len voda rozprašovaním na vytvrdnutý a vysušený sadrový odliatok a ten sa potom opätovne vysušil. Na dosku označenú ako „roztok STMP“ sa aplikoval vodný roztok 1 % hmotnostného trimetafosfátového iónu rozprašovaním na vytvrdnutý a vysušený sadrový odliatok a ten sa potom opätovne vysušil. Na dosku identifikovanú ako „Gyp - roztok STMP“ sa pôsobilo vodnou zmesou nasýtenou sadrou a obsahujúcou 1 % hmotnostné trimetafosfátového iónu rozprašovaním na vytvrdnutý a vysušený sadrový odliatok a ten sa potom opätovne vysušil. Vo všeobecnosti je výhodné, keď roztok určený na sprejovanie obsahuje trimetafosfátový ión v koncentrácii v intervale od 0,5 % do 2 %. Konečné množstvo trimetafosfátového iónu v doske s roztokom STMP a doske Gyp - roztok STMP bolo 0,2 % vzhľadom na hmotnosť sadrovej malty použitej na výrobu sadrového odliatku a 0,17 % vzhľadom na hmotnosť výslednej vytvrdnutej sadrovej dosky.

Príklad 10

Ošetrovanie materiálov s vysokým obsahom soli

Ďalšie uskutočnenia vynálezu sa týkajú výrobkov obsahujúcich vytvrdnutú sadru pripravených zo zmesí materiálov síranu vápenatého a vody obsahujúcej vysoké koncentrácie chloridových iónov alebo ich solí (t. j. aspoň 0,015 % hmotnostných vzhľadom na hmotnosť materiálov síranu vápenatého v zmesi, obyčajne 0,02 1,5 % hmotnostných). Chloridové ióny alebo ich soli môžu byť nečistotami v samotnom materiáli síranu vápenatého alebo vo vode (napr. morská voda alebo podpovrchová voda obsahujúca soľ) používanej v zmesi, ktorá sa pred predloženým vynálezom nedala používať na výrobu stabilných výrobkov obsahujúcich vytvrdnutú sadru vzhľadom na sprievodné problémy, napríklad bubliny, zlyhávanie väzby papiera, horenie koncov, nízku odolnosť proti trvalej deformácii, nízku pevnosť a nízku rozmerová stabilitu.

Testy zahrnuté do tabuľky 9 sa týkajú sadrových dosák pripravených a ošetrených rovnakým spôsobom, aký je opísaný v príklade 2, s tým rozdielom, že do zmesi boli zavedené rôzne množstvá chloridového iónu spolu s rôznymi množstvami trimetafosfátového iónu. Priehyb bol testovaný rovnakým spôsobom, aký je opísaný v príklade 2.

Tabuľka 9

Laboratórne výsledky skúšok sadrových kociek (2 x 2 x 2) a jadra dosky (24 x 6 x 0,5) odliatych s rôznym nadaným množstvom STMP a chloridu sodného

Prídavok chloridu sodného (%-hmotn.)	Prídavok STMP (%-hmotn.)	Hmotnosť suchej dosky (gramy)	Absorpcia vody v miestnosti 90/90 (%hmota.)	Ohyb v podmienkach zvýšenej vlhkosti po 48 hodinách (palce)	Pevnosť v tlaku vysušených kociek (psi)
0	0	534	0,17	0,445	675
0,2	0	535	0,88	2,086	697
0,5	0	528	1,91	4,086	603
1,0	0	500	4,74	>6	448
2,0	0	481	6,94	>6	304
0,5	0	530	1,90	3,752	613
0,5	0,1	526	1,94	0,006	678
0,5	0,2	527	1,92	0,007	684
0,5	0,3	518	1,95	0,005	662
0,5	0,5	508	1,89	0,003	668
0,8	0	509	2,93	5,786	477
0,8	0,1	509	3,07	0,014	540
0,8	0,2	505	2,91	0,007	543
0,8	0,4	501	2,99	0,010	538
0,8	0,8	500	2,96	0,005	554

Skúšky uvedené v tabuľke 10 ukazujú, že ošetrenie trimetafosfátovým iónom umožňuje použitie zmesí obsahujúcich vysoké koncentrácie chloridových iónov alebo ich solí. Dosky boli pripravené a ošetrené rovnakým spôsobom ako v príklade 4, s tým rozdielom, že do zmesi boli zavedené rôzne množstvá chloridového iónu spolu s rôznymi množstvami trimetafosfátového iónu. Integrita väzby medzi jadrom sadrovej dosky a jej lícnym krycím papierom sa testovala rovnakým spôsobom, aký je opísaný v príklade 8.

Tabuľka 10

Výsledky skúšok väzby papiera na jadro laboratórne odliatej sadrovej dosky (24 x 14 x 0,5) odliatej zo sadrovej malty pri rôznych prídavkoch STMP, škrobu PCF 1000 a LC-211 a soli

Prídavok soli (%hmotn.)	Prídavok STMP (%-hmotn.)	Prídavok PCFlOOOa LC-211 (%-hmotn.)	Hmotnosť suchej dosky (gramy)	Absorpcia vody po 5 dňoch v miestností 90/90 (%-hmotn.)	% zlyhania väzby po 5 dňoch (%)	% zlyhania väzby po 3 hodinách vo vlhkých podmienkach (%)	% zlyhania väzby po 3 dňoch vo vlhkých podmienkach (%)	% zlyhania väzby po pôsobení mokrých a vlhkých podmienok (%)
0	0	0,2 & 0,2	2271	0,29	0	5	0	2
0,2	0	0,2 & 0,2	2290	0,81		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

Tabuľka 11 ukazuje ošetrenie trimetafosfátovým iónom a škrobom PFC 1000 materiálov s vysokým obsahom chloridových solí (0,08 až 0,16 %-hmotn. chloridu sodného v sadrovej malte) pri doskách, ktoré boli inak pripravené a ošetrené spôsobom podobným tomu, ktorý bol opísaný v príklade 5. Ako ukazuje tabuľka 11, ošetrenie má za následok zvýšenie odporu pri vyťahovaní klincov (merané rovnakým spôsobom ako v príklade 4, t. j. ASTM C 473-95) a poskytuje podobnú väzbu (merané rovnakým spôsobom ako v príklade 8) v porovnaní s kontrolnými doskami bez chloridu sodného. Ošetrenie trimetafosfátovým iónom ďalej poskytlo signifíkantné zlepšenie v priehybe vo vlhku dokonca až do prídavku chloridu sodného v množstve 0,3 %.

Tabuľka 11

Prevádzkové testové výsledky na poloprevádzke výroby sadry pri výrobkoch s vysokým obsahom soli

Pokus	Prídavok NaCl (%hmotn.)	Prídavok STMP (%hmotn.)	Škrob Hi-Bond (%- hmotn.)	Škrob PCF 1000 (%hmotn.)	Hmotnosť dosky (lb/MSF)	Odpor pri vyťahovaní klincov (libry)	Väzba papiera na jadro	Priehyb po 24 hod. v podmienkach zvýšenej vlhkosti (ľ x 4') (palce/4 stopy rozpätia)
							Záťaž	% zlyhania
							db)	(%)
1 (kontrola)	0	0	0,52	0	1581	88,7	14,8	13,6	3,25
2	0	0	0,28	0,24	1586	92,1	13,30	15,3	2,45
3	0,08	0	0,28	0,24	1577	89,3	11,20	13,7	5,25
4	0,16	0	0,28	0,24	1580	87,7	11,50	22,4	11,5
5	0,3	0	0,28	0,24	1574	89,6	9,00	31,8	> 12,5
6	0,3	0,08	0,28	0,24	1577	89,2	8,10	30,3	0,25
7	0,16	0,08	0,28	0,24	1567	95,5	11,40	32,8	0,25
8	0,08	0,08	0,28	0,24	1592	94,5	12,20	19,5	0,25
9	0	0	0,28	0,24	1609	93,6	12,40	15,1	2,85
10 (kontrola)	0	0	0,52	0	1561	83,9	14,90	11,5	2,25
11	0,3	0	0,52	0	1619	93,4	10,10	25,4	>12,5

Tabuľka 12 ukazuje ošetrenie trimetafosfátovým iónom a škrobom PFC 1000 materiálov s ešte vyšším 5 (ako v tabuľke 11) obsahom chloridových solí (0,368 %-hmotn. chloridovej soli v sadrovej malte) pri doskách, ktoré boli inak pripravené a ošetrené spôsobom podobným tomu, ktorý je opísaný v príklade 5. Ako ukazuje tabuľka 12, ošetrenie má za následok zvýšenie odporu pri vyťahovaní klincov (merané rovnakým spôsobom ako v príklade 4, t. j. ASTM C 473-95) a poskytuje lepšiu väzbu (merané rovnakým spôsobom ako v príklade 8) v porovnaní s kontrolnými doskami.

Tabuľka 12

Prevádzkové testové výsledky na prevádzke výroby dosák s vysokým obsahom soli

Pokus	% syntetickej sadry s vysokým obsahom chloridov (%-hmotn.)	Koncentrácia chloridovej soli (%-hmotn.)	Prídavok STMP (%hmotn.)	Škrob HiBond (%hmotn.)	Škrob PCF 1000 (%hmotn.)	Odpor pri vyťahovaní klincov (lib- ry)	Väzba papiera na jadro
							Záťaž db)	% zlyhania (%)
1 (kontrola)	0	0,032	0	0,4	0	73	14,10	49,0
2	50	0,12	0,16	0,15	0,25	85	16,70	0,0
3	100	0,368	0,16	0,15	0,25	86	14,40	0,0
4	100	0,368	0,16	0,4	0	89	10,90	34,0
5	100	0,368	0	0,4	0	77	19,70	0,0
6 (kontrola)	0	0,032	0	0,4	0	75	19,5	10,0

Príklad 11

Ošetrenie pálenej sadry rôznymi zlepšujúcimi materiálmi

V príkladoch skôr diskutovaných výhodných uskutočnení je zlepšujúcim materiálom trimetafosfátový ión. Vo všeobecnosti však akékoľvek zlepšujúce materiály, ktoré patria do všeobecnej definície diskutovaných zlepšujúcich materiálov, prinesú výhodné výsledky (napr. zvýšenú odolnosť proti stálej deformácii) pri ošetrení pálenej sadry. Všeobecne užitočnými zlepšujúcimi materiálmi sú kondenzované kyseliny fosforečné, 20 z ktorých každá obsahuje 2 alebo viacero jednotiek kyseliny fosforečnej; a soli alebo ióny kondenzovaných fosfátov, z ktorých každý obsahuje 2 alebo viac fosfátových jednotiek.

Medzi špecifické príklady na také zlepšujúce materiály patria napr. nasledujúce kyseliny alebo soli, alebo ich aniónové časti: trimetafosfát sodný s molekulovým vzorcom (NaPC^ý, hexametafosfát sodný s 6 až 27 opakujúcimi sa fosfátovými jednotkami a s molekulovým vzorcom Na_n+2PnO_3n-i kde n = 6 až 27, pyrofosfát 25 tetradraselný s molekulovým vzorcom K4P2O7, tripolyfosfát trisodno-didraselný s molekulovým vzorcom Na₃K₂P₃0|o, tripolyfosfát sodný s molekulovým vzorcom Na₅P₃Oio, pyrofosfát tetrasodný s molekulovým vzorcom Na₄P₂O₇, trimetafosfát hlinitý s molekulovým vzorcom A1(PO₃)₃, kyslý pyrofosfát sodný s molekulovým vzorcom Na₂H₂P₂O7, polyfosfát amónny s 1000 až 3000 opakujúcimi sa fosfátovými jednotkami a s molekulovým vzorcom (NH₄)_n+2P_nO_3n+i kde n = 1000 až 3000, alebo kyselina polyfosforečná s 2

SK 287165 Β6 alebo viacerými opakujúcimi sa jednotkami kyseliny fosforečnej a s molekulovým vzorcom H_n+2P_nO_3n+i, kde n je 2 alebo viac.

Výsledky použitia takých zlepšujúcich materiálov na ošetrenie pálenej sadry sú uvedené v tabuľkách 13, 14 a 15.

V tabuľke 13 boli použité rôzne zlepšujúce materiály na ošetrenie pálenej sadry v procese prípravy sadrových dosák a kociek. Dosky boli pripravené a ošetrené rovnakým spôsobom ako v príklade 2. Kocky boli pripravené a ošetrené rovnakým spôsobom, ako bolo skôr opísané v príklade 1. Rozdiel bol v tom, že v oboch prípadoch sa namiesto trimetafosfátového iónu použili rôzne zlepšujúce materiály. Priehyb v podmienkach zvýšenej vlhkosti bol meraný rovnakým spôsobom ako v príklade 2. Pevnosť v tlaku bola meraná rovnakým spôsobom ako v príklade 1.

V tabuľke 14 bola použitá kyselina polyfosforečná na ošetrenie pálenej sadry v procese prípravy sadrových dosák a kociek. Dosky boli pripravené a ošetrené rovnakým spôsobom ako v príklade 2. Kocky boli pripravené a ošetrené rovnakým spôsobom, ako bolo skôr opísané v príklade 1. Rozdiel bol vtom, že v oboch prípadoch sa namiesto trimetafosfátového iónu použili rôzne zlepšujúce materiály. Priehyb v podmienkach zvýšenej vlhkosti bol meraný rovnakým spôsobom ako v príklade 2. Pevnosť v tlaku bola meraná rovnakým spôsobom ako v príklade 1,

V tabuľke 15 bol použitý polyfosfát amónny (APP) na ošetrenie pálenej sadry v procese prípravy sadrových dosák a kociek. Dosky boli pripravené a ošetrené rovnakým spôsobom ako v príklade 2. Kocky boli pripravené a ošetrené rovnakým spôsobom, ako bolo skôr opísané v príklade 1. Rozdiel bol v tom, že v oboch prípadoch sa namiesto trimetafosfátového iónu použili rôzne zlepšujúce materiály. Priehyb v podmienkach zvýšenej vlhkosti bol meraný rovnakým spôsobom ako v príklade 2. Pevnosť v tlaku bola meraná rovnakým spôsobom ako v príklade 1.

Výsledky v tabuľkách 13, 14 a 15 ukazujú, že všetky testované materiály, ktoré patria pod uvedenú definíciu zlepšujúcich materiálov, pri použití na ošetrenie pálenej sadry vo výrobe výrobkov obsahujúcich vytvrdnutú sadru spôsobujú, že tieto výrobky vykazujú výraznú odolnosť proti trvalej deformácii v porovnaní s kontrolami.

Tabuľka 13

Laboratórne výsledky skúšok sadrových kociek (2 x 2 x 2) a dosák (24 x 6 x 0,5) odliatych s rôznym pridaným množstvom fosfátu a chloridu

Fosfátové soli alebo iné špecifikované chemikálie	Pridané množstvo (%-hmotn.)	Hmotnosť suchej dosky (gramy)	Spomalenie (-), neutrálne (0) alebo urýchlenie (+)	Absorpcia vody v miestnosti 90/90 (%hmotn.)	Ohyb v podmienkach zvýšenej vlhkosti po 10 dňoch (palce)	Pevnosť v tlaku vysušených kociek (psi)
Trimetafosfát sodný	0,1	537,0	0/ +	0,06	0,016	745
Hexametafosfát sodný	0,3	538,2	-	0,09	0,019	552
Chlorid sodný a trimetafosfát sodný	0,5 & 0,1	527,5	4-	1,93	0,008	621
Chlorid sodný a hexametafosfát sodný	0,5 & 0,1	539,6	-/0	2,08	0,021	498
Pyrofosfát tetradraselný	0,1	538,7	-!0	0,11	0J37	560
Tripolyfosfát trisodno- didraselný	0,1	538,8	-/0	0,07	0,201	552
Tripolyfosfát sodný	0,1	535,1	-/0	0,09	0,286	531
Pyrofosfát tetrasodný	0,1	556,2	-/0	0J8	0,436	544
Trimetafosfát hlinitý	0,1	536,2	0/0	0,02	0,521	673
Dihydrogenfosfát draselný	0,1	540,9	0/ +	OJI	0,595	657
Kyslý pyrofosfát sodný	OJ	547,7	0/0	0,16	1,385	637
Kyselina boritá	oj	539,4	0/0	0J5	1,425	624
Fosfát trisodný	oj	537,0	-	0,13	1,641	537
Kontrola	0,0	546,2	0/0	0J3	1,734	635
Kyselina fosforečná	oj	534,0	+	0,22	1,796	673
Dihydrogenfosfát sodný	oj	540,9	-P	0J9	2,219	679
Chlorid horečnatý	oj	528,2	0/ +	0,23	2,875	521
Monohydrogenfosfát disodný	oj	536,6	o/o	0J3	3,126	629
Síran sodno-hlinitý	OJ	543,0	+ -b	0,24	3,867	686
Chlorid zinočnatý	oj	536,2	0/ +	0,67	>6,0	470
Chlorid hlinitý	oj	236,8	+ 4- +	0,53	>6,0	464
Chlorid sodný	oj	542,6	+	0,63	>6,0	596

Tabuľka 14

Laboratórne výsledky skúšok sadrových kociek (2 x 2 x 2) a dosák (24 x 6 x 0,5) odliatych s prídavkom kyseliny polyfosforečnej

Kyselina polyfosforečná	Pridané množstvo (%-hmotn.)	Hmotnosť suchej dosky (gramy)	Spomalenie (-), neutrálne (0) alebo urýchlenie (+)	Absorpcia vody v miestnosti 90/90 (%-hmotn.)	Ohyb v podmienkach zvýšenej vlhkosti po 10 dňoch (palce)	Pevnosť v tlaku vysušených kociek (psi)
Žiadna kyselina fosforečná (kontrola)	0,0	536,5	0/0	0,06	0,683	767
Kyselina polyfosforečná (vopred zmiešaná s vodou)	0,02	539,6	0/0	0,13	0,042	781
Kyselina polyfosforečná (vopred zmiešaná s vodou)	0,05	535,1	0/0	0,09	0,025	842
Kyselina polyfosforečná (vopred zmiešaná s vodou)	0,1	542,3	-/0	0,15	0,046	708

Tabuľka 15

Laboratórne výsledky skúšok sadrových kociek (2 x 2 x 2) a dosák (24 x 6 x 0,5) odliatych zo sadrovej malty s prídavkom polyfosfátu amónneho

Polyfosfát amónny (APP)	Pridané množstvo (%hmota.)	Hmotnosť suchej dosky (gramy)	Spomalenie (-), neutrálne (0) alebo urýchlenie (+)	Absorpcia vody v miestnosti 90/90 (%-hmotn.)	Ohyb v podmienkach zvýšenej vlhkosti po 2 týždňoch (palce)	Pevnosť v tlaku vysušených kociek (psi)
Kontrola	0,0	540,7	0/0	0,35	0,694	912
Práškový APP (vopred zmiešaný s vodou)	0,01	532,5	0/0	0,35	0,045	937
Práškový APP (vopred zmiešaný s vodou)	0,03	536,3	0/0	0,37	0,020	924
Práškový APP (vopred zmiešaný s vodou)	0,05	539,7	0/0	0,37	0,005	901
Práškový APP (vopred zmiešaný s vodou)	0,1	541,3	0/0	0,28	0,005	956
Práškový APP (vopred zmiešaný s vodou)	0,2	546,7	0/0	0,30	0,003	967
Práškový APP (vopred zmiešaný s vodou)	0,4	538,2	0/0	0,33	0,005	998
Práškový APP (vopred zmiešaný so sadrovou maltou)	0,05	533,5	0/0	0,35	0,005	907
Práškový APP (vopred zmiešaný so sadrovou maltou)	0,1	546,9	0/0	0,30	0,006	948

Polyfosfát amónny (APP)	Pridané množstvo (%hmotn.)	Hmotnosť suchej dosky (gramy)	Spomalenie (-), neutrálne (0) alebo urýchlenie (+)	Absorpcia vody v miestnosti 90/90 (%-hmotn.)	Ohyb v podmienkach zvýšenej vlhkosti po 2 týždňoch (palce)	Pevnosť v tlaku vysušených kociek (psi)
Práškový APP (vopred zmiešaný so sadrovou maltou)	0,2	538,3	0/0	0,31	0,006	998

Príklad 12

Ošetrenie odliatku dihydrátu síranu vápenatého rôznymi zlepšujúcimi materiálmi

Vo všeobecnosti akékoľvek zlepšujúce materiály, ktoré patria do všeobecnej definície skôr diskutovaných zlepšujúcich materiálov, prinesú výhodné výsledky (napr. zvýšenú odolnosť proti stálej deformácii a zvýšenú pevnosť) pri ošetrení odliatku dihydrátu síranu vápenatého. Všeobecne užitočnými zlepšujúcimi materiálmi sú: kyseliny fosforečné, z ktorých každá obsahuje 1 alebo viacero jednotiek kyseliny fosforečnej; a soli alebo ióny kondenzovaných fosfátov, z ktorých každý obsahuje 2 alebo viac fosfátových jednotiek; a monobázické soli alebo jednomocné ióny ortofosfátov.

Výsledky použitia takých zlepšujúcich materiálov na ošetrenie odliatku dihydrátu síranu vápenatého sú uvedené v tabuľke 16.

V tabuľke 16 boli použité rôzne materiály na ošetrenie vytvrdnutého a vysušeného dihydrátu síranu vápenatého vo forme dosák a kociek. Dosky boli pripravené rovnakým spôsobom ako v príklade 2 a ďalej spracované rovnakým spôsobom ako v príklade 9. Kocky boli pripravené rovnakým spôsobom ako v príklade 1 ďalej spracované podobným spôsobom ako v príklade 9. Rozdiel bol v tom, že v oboch prípadoch sa namiesto trimetafosfátového iónu použili rôzne zlepšujúce materiály. Priehyb v podmienkach zvýšenej vlhkosti bol meraný rovnakým spôsobom ako v príklade 2. Pevnosť v tlaku bola meraná rovnakým spôsobom ako v príklade 1.

Výsledky v tabuľke 16 ukazujú, že všetky testované materiály, ktoré patria pod uvedenú definíciu zlepšujúcich materiálov, pri použití na ošetrenie vytvrdnutého a vysušeného odliatku dihydrátu síranu vápenatého spôsobujú, že získané výrobky vykazujú výraznú odolnosť proti trvalej deformácii a signifikantné zvýšenie pevnosti v porovnaní s kontrolami.

Tabuľka 16

Laboratórne výsledky skúšok dodatočne ošetrených sadrových kociek (2 x 2 x 2) a dosák (24 x 6 x 0,5) odliatych s rôznym pridaným množstvom fosfátu a chloridu

Fosfátové soli alebo iné špecifikované chemikálie	Pridané množstvo (%-hmotn.)	Hmotnosť suchej dosky (gramy)	Absorpcia vody v miestnosti 90/90 (%-hmotn.)	Ohyb v podmienkach zvýšenej vlhkosti po 10 dňoch (palce)	Pevnosť v tlaku vysušených kociek (psi)
Trimetafosfát sodný	0,4	537,0	0,5	0,016	725
Hexametafosfát sodný	0,4	538,2	0,9	0,019	697
Pyrofosfát tetradraselný	0,4	538,7	0,3	0,017
Pyrofosfát tetrasodný	0,4	556,2	0,6	0,011
Kyslý pyrofosfát sodný	0,4	542,1	0,4	0,012
Dihydrogenfosfát sodný	0,4	545,6	1,5	0,025	710
Dihydrogenfosfát draselný	0,4	487,5	0,2	0,029	708
Kyselina fosforečná	0,4	534,7	0,4	0,065	624
Tripolyfosfát sodný	0,4	540,5	0,6	0,123	657
Kyselina boritá	0,4	486,6	0,1	0,345	611
Kontrola	0,0	543,9	0,2	0,393	576
Monohydrogenfosfát disodný	0,4	541,3	0,7	0,674	724
Fosfát trisodný	0,4	532,8	0,6	1,082	754

Fosfátové soli alebo iné špecifikované chemikálie	Pridané množstvo (%-hmotn.)	Hmotnosť suchej dosky (gramy)	Absorpcia vody v miestnosti 90/90 (%-hmotn.)	Ohyb v podmienkach zvýšenej vlhkosti po 10 dňoch (palce)	Pevnosť v tlaku vysušených kociek (psi)
Chlorid horečnatý	0,4	559,9	2,3	1,385	567
Chlorid sodný	0,4	539,4	7,7	6,385	521

Odborníkom v danej oblasti bude zrejmé, že pri výrobe výrobkov obsahujúcich vytvrdnutú sadru podľa predloženého vynálezu možno použiť široké rozmedzie pH, t. j. vyššie alebo rovnajúce sa 3,5.

Pri výrobe sadrovej dosky podľa predloženého vynálezu bude prevádzkové rozmedzie pH výhodne asi 5,0 až 9,0, s väčšou výhodou asi 6,5 až 7,5.

Príklad 13

Potlačenie spomaľovania a znižovania pevnosti

Pri spracovaní materiálu síranu vápenatého podľa predloženého vynálezu sa ďalej zistilo, že niektoré zlepšujúce materiály spomaľujú rýchlosť hydratácie pri tvorbe vytvrdnutej sadry a nepriaznivo ovplyvňujú pevnosť vytvrdnutého výrobku obsahujúceho sadru. Zistilo sa, že toto spomaľovanie a nepriaznivý dopad na pevnosť možno zmierniť alebo dokonca potlačiť zahrnutím urýchľovača do zmesi vo vhodnom množstve a vhodným spôsobom. To je ukázané v nasledujúcej tabuľke 17. Vyrobila sa suspenzia podľa uvedeného príkladu 1 a hexametafosfát sodný sa použil ako zlepšujúci materiál. Časť suspenzie sa testovala s použitím ASTM C 472, aby sa určil čas potrebný na dosiahnutie 98 % hydratácie vytvrdnutej sadry. Ďalšia časť suspenzie sa použila na výrobu kociek podľa príkladu 1, aby sa otestovala pevnosť v tlaku. Na tento účel možno použiť akýkoľvek materiál, o ktorom je známe, že urýchľuje rýchlosť tvorby vytvrdnutej sadry. Výhodný urýchľovač na tento účel je urýchľovač uvedený v príklade 1.

Tabuľka 17

Účinok urýchľovača pri potláčaní spomaľovania a znižovania pevnosti

Prídavok urýchľovača (%-hmotn.)	Prídavok SHMP (%-hmotn.)	Čas potrebný na dosiahnutie 98 % hydratáciu vytvrdnutej sadry (minúty)	Pevnosť suchej kocky (PSI)
0	0	23,3	558
0	0,08	31,1	358
0,05	0,08	18,7	660
0,10	0,08	15,9	739
0,25	0,08	13,1	808
0,50	0,08	12,2	907

Príklad 14

Tvarovanie sadrovej dosky

Ďalej sa zistilo, že v súlade s teóriou predloženého vynálezu možno vyrobiť sadrovú dosku s požadovaným tvarom. Pred týmto vynálezom sa tvar bežnej sadrovej dosky väčšinou upravoval navlhčením dosky vodou, aby sa doska oslabila a zvýšila sa jej pružnosť, a potom úpravou tvaru dosky podľa potreby a nechaním dosky vyschnúť. Táto technika podľa doterajšieho stavu však prináša mnohé výrobné a inštalačné nevýhody, pretože máčanie potrebné na zoslabenie dosky a zvýšenie jej pružnosti, aby ju bolo možné upraviť na požadovaný tvar, trvá značne dlhý čas, t. j. aspoň hodinu alebo viac, pričom trvanie dvanásť hodín nie je neobvyklé. Okrem toho táto technika podľa doterajšieho stavu nie je prístupná ľahkej úprave požadovaného tvaru dosky. Ak doska nie je riadne zoslabená, je ťažké upravovať tvar dosky podľa potreby. Teda na úpravu tvaru dosky je potrebná vyššia sila a ak sa použije priveľká sila, doska sa zlomí. Existuje preto veľká potreba spôsobov a kompozícií, ktoré znížia čas zvlhčovania a zlepšia ľahkosť výroby a inštalácie sadrovej dosky požadovaného tvaru.

Podľa výhodného uskutočnenia predloženého vynálezu možno napríklad postriekať plochú sadrovú dosku vodným roztokom chloridu obsahujúcim akýkoľvek zlepšujúci materiál (podľa opisu v uvedených príkladoch a v zhrnutí predloženého vynálezu), aby sa doska zoslabila a zvýšila sa jej pružnosť. Zoslabená a pružnejšia doska sa potom dá ľahšie upravovať na požadovaný tvar menšou silou ako podľa doterajšieho stavu techniky a požadovaný tvar v upravenej doske sa udrží po vyschnutí dosky v dôsledku priaznivých účinkov zlepšujúceho materiálu, medzi ktoré patrí najmä odolnosť proti trvalej deformácii.

Špecifickejšie sa napríklad zistilo, že bežnú sadrovú dosku hrúbky 5/16, 3/8 a 1/2 palca možno upraviť na požadovaný tvar zoslabením sadrovej dosky nastriekaním roztoku chloridu sodného alebo kombinácie rôznych roztokov chloridov (napríklad chloridu sodného, chloridu vápenatého, chloridu horečnatého, chloridu draselného, chloridu hlinitého atď.) obsahujúcich zlepšujúci materiál s uvedeným významom na dosku. Aby sa dosiahli najvýhodnejšie výsledky, možno použiť zmáčadlo (napríklad Tergitol NP-9 povrchovo aktívna látka od Union Carbide Chemical & Plastic Company, Inc.; Neodol® 1-7 a Neodol® 1-5 od Shell Chemical Company a Iconol TDA-6 a Iconol DA-6 od BASF), aby sa získala rýchla zoslabovacia úprava. Na zlepšenie konečnej väzby papiera na jadro a zlepšenie pevnosti modifikovanej dosky možno použiť škrob (napríklad Stapol 580 a Stapol 630 od A. E. Staley Manufacturing Company). V prípade problémov s penením v dôsledku charakteristík penenia zmáčadiel možno do roztoku soli pridať odpeňovač.

Vo výhodnom uskutočnení sa uvedený roztok soli a iných spracovacích materiálov aplikuje na jednu stranu dosky, zatiaľ čo druhá strana sa neošetruje, aby sa udržala pevnosť v ťahu neošetrenej strany dosky a aby sa zabránilo zlomeniu dosky počas úpravy jej tvaru.

Ošetrenou doskou môže byť napríklad akákoľvek papierom pokrytá sadrová doska s akýmikoľvek typickými prísadami a sadrovými formuláciami takej dosky. Vo výhodnom uskutočnení má doska vnútorné zosilňujúce materiály, napríklad diskrétne vlákna (napr. sklené, papierové a/alebo syntetické vlákna).

Podľa predloženého vynálezu možno upravovať tvary sadrových dosák akejkoľvek veľkosti a hrúbky. Podľa výhodného uskutočnenia predloženého vynálezu sa upravil tvar sadrových dosák pokrytých papierom hrúbky 5/16, 3/8 a 1/2 palca ošetrením jednej strany sadrovej dosky „ohýbacím“ roztokom obsahujúcim (na základe celkovej hmotnosti roztoku) 0,05 % hmotnostného chloridu sodného, 0,05 % hmotnostného trimetafosfátu sodného, 0,05 % hmotnostného povrchovo aktívnej látky Tergitol NP-9 (zmáčadlo) a 0,025 % hmotnostných prípravku Stapol 580 (modifikovaný kukuričný škrob). Papierom pokryté sadrové dosky 4x4 stopy značky USG SHEETROCK® rôznych hrúbok sa nastriekali výhodným ohýbacím roztokom identifikovaným spôsobom dostatočným na nasiaknutie dosky hrúbky 5/16 palca asi 2 librami ohýbacieho roztoku, dosky hrúbky 3/8 palca asi 4 librami ohýbacieho roztoku a dosky hrúbky 1/2 palca asi 6 librami ohýbacieho roztoku. Testy sa uskutočnili ošetrením jednej strany sadrovej stenovej dosky a výsledky boli rovnaké bez ohľadu na to, či ošetrenou stranou bola lícna alebo rubová strana. Výsledky sú uvedené v tabuľke 18.

Ako je ukázané v tabuľke 18, tvar sadrových stenových dosák rôznych hrúbok možno po ošetrení podľa predloženého vynálezu modifikovať podľa potreby. Ako je ukázané, dĺžka času potrebná medzi aplikáciou ohýbacieho roztoku a ohýbaním dosky bol záležitosťou minút namiesto hodín potrebných podľa techník doterajšieho stavu techniky.

Minimálny polomer ohýbania (t. j. miera stupňa dosiahnuteľného ohýbania; čím menší polomer, tým väčší stupeň dosiahnuteľného ohýbania) je uvedený v tabuľke 18 pre každú hrúbku dosky. V každom prípade je minimálny polomer významne menší ako ten, ktorý možno dosiahnuť predtým známymi technikami. Ako obyčajne, dosky možno ohýbať ďalej v inherentne slabšom smere po šírke.

Výhodný spôsob ošetrenia a inštalácie sadrovej dosky na stavenisku je nasledovný:

Vezmite chloridové soli, škrob, zlepšujúci materiál, zmáčadlo a požadované množstvo vody

Jemne ich zmiešajte, aby ste získali homogénny ohýbací roztok

I

Nastriekajte ohýbací roztok na jednu stranu sadrovej dosky čakajte 5-25 minút

Ohnite sadrovú dosku na požadované zakrivenie, nainštalujte dosku a nechajte ju prirodzene vyschnúť

Množstvá zložiek v hmotnostných percentách roztoku: 0,05 - 1 % chloridová soľ; 0,05 - 0,3 % zmáčadlo; 0,05 - 0,5 % zlepšujúci materiál; 0,025 - 0,2 % škrob. Ďalej možno v ohýbacom roztoku podľa potreby použiť odpeňovač (napr. FoamMaster od firmy Henkel) v množstve 0,01 - 0,05 % hmotnosti roztoku.

Aby sa zabezpečili výhody predloženého vynálezu, chloridovú soľ, zmáčadlo a zlepšujúcim materiál možno na dosku aplikovať osobitne, spoločne alebo súčasne kedykoľvek pred vysušením dosky.

Tabuľka 18

Čakacia doba a minimálne polomery ohnutia sadrových dosák rôznych hrúbok ošetrených ohýbacím roztokom podľa predloženého vynálezu

Hrúbka dosky (palce)	Približná čakacia doba medzi aplikáciou roztoku a ohýbaním dosky	Minimálne polomery ohýbania po dĺžke (palce)	Minimálne polomery ohýbania po šírke (palce)
5/16	5 minút	20	16
3/8	15 minút	24	20
1/2	25 minút	36	28

Vynález bol podrobne opísaný s konkrétnymi odkazmi na niektoré jeho výhodné uskutočnenia, ale rozumie sa, že v rámci ducha a rozsahu vynálezu možno uskutočniť aj variácie a modifikácie.

Claims (33)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob výroby výrobku obsahujúceho vytvrdnutú sadru, ktorý má zvýšenú odolnosť proti trvalej deformácii, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa nasledujúce kroky: vytvorenie zmesi materiálu síranu vápenatého, vody, urýchľovača a jedného alebo viacerých zlepšujúcich materiálov vybraných zo skupiny pozostávajúcej z nasledujúcich: kondenzované kyseliny fosforečné, z ktorých každá obsahuje 2 alebo viacero jednotiek kyseliny fosforečnej; a soli alebo ióny kondenzovaných fosfátov, z ktorých každý obsahuje 2 alebo viac fosfátových jednotiek, a udržiavanie zmesi v podmienkach dostatočných na to, aby materiál síranu vápenatého vytvoril súdržnú matricu vytvrdnutého sadrového materiálu, pričom zlepšujúci materiál alebo materiály sa zahrnú do zmesi v takom množstve, že výrobok obsahujúci vytvrdnutú sadru má väčšiu odolnosť proti trvalej deformácii, ako by mal, ak by zlepšujúci materiál nebol zahrnutý do zmesi, pričom urýchľovač sa zahrnie do zmesi v takom množstve, že výrobok obsahujúci vytvrdnutú sadru má väčšiu pevnosť, ako by mal, ak by urýchľovač nebol zahrnutý do zmesi.
2. 2. Výrobok obsahujúci vytvrdnutú sadru pripravený spôsobom podľa nároku 1.
3. 3. Spôsob výroby sadrovej dosky majúcej zvýšenú odolnosť proti priehybu, vyznačujúci sa t ý m , že sadrová doska obsahuje jadro materiálu uložené medzi krycími hárkami, pričom jadro obsahuje súdržnú matricu vytvrdnutej sadry, a pričom doska bola pripravená spôsobom podľa nároku 1.
4. 4. Spôsob podľa nároku 1 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že koncentrácia zlepšujúceho materiálu v zmesi je od 0,004 do 2,0 % hmotnostných vzhľadom na hmotnosť materiálu síranu vápenatého.
5. 5. Spôsob podľa nároku 1 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že koncentrácia zlepšujúceho materiálu v zmesi je od 0,04 do 0,16 % hmotnostných vzhľadom na hmotnosť materiálu síranu vápenatého.
6. 6. Spôsob podľa nároku 1 alebo 3,vyznačujúci sa tým, že koncentrácia zlepšujúceho materiálu v zmesi je 0,08 % hmotnostných vzhľadom na hmotnosť materiálu síranu vápenatého.
7. 7. Spôsob podľa nároku 1 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že zlepšujúci materiál obsahuje jednu alebo viacero z nasledujúcich kyselín alebo solí alebo ich aniónových častí: trimetafosfát sodný, hexametafosfát sodný so 6 až 27 opakujúcimi sa fosfátovými jednotkami, pyrofosfát tetradraselný, tripolyfosfát trisodno-didraselný, tripolyfosfát sodný, pyrofosfát tetrasodný, trimetafosfát hlinitý, kyslý pyrofosfát sodný, polyfosfát amónny s 1000 až 3000 opakujúcimi sa fosfátovými jednotkami alebo kyselina polyfosforečná s 2 alebo viacerými opakujúcimi sa jednotkami kyseliny fosforečnej.
8. 8. Spôsob podľa nároku 1 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že materiál síranu vápenatého obsahuje jednu alebo viacero z nasledujúcich látok: bezvodý síran vápenatý; hemihydrát síranu vápenatého; alebo vápenaté a síranové ióny.
9. 9. Spôsob podľa nároku 1, 3 alebo 8, vyznačujúci sa tým, že materiál síranu vápenatého obsahuje hemihydrát síranu vápenatého.
10. 10. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa t ý m, že zlepšujúci materiál obsahuje jednu alebo viacero z nasledujúcich solí alebo ich aniónových častí: trimetafosfát sodný, hexametafosfát sodný so 6 až 27 opakujúcimi sa fosfátovými jednotkami a polyfosfát amónny s 1000 až 3000 opakujúcimi sa fosfátovými jednotkami.
11. 11. Spôsob podľa nároku 3,vyznačujúci sa tým, že zmes ďalej obsahuje aspoň 0,015 % hmotnostných, vzhľadom na hmotnosť materiálu síranu vápenatého v zmesi, chloridových iónov alebo ich solí.
12. 12. Spôsob podľa nároku 3,vyznačujúci sa tým, že zmes obsahuje od 0,02 do 1,5 % hmotnostných, vzhľadom na hmotnosť materiálu síranu vápenatého v zmesi, chloridových iónov alebo ich solí.
13. 13. Spôsob podľa nároku 11,vyznačujúci sa tým, že zmes ďalej obsahuje predželatínovaný škrob.
14. 14. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že zmes ďalej obsahuje predželatínovaný škrob.
15. 15. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že koncentrácia predželatínovaného škrobu v zmesi je od 0,08 do 0,5 % hmotnostných vzhľadom na hmotnosť materiálu síranu vápenatého.
16. 16. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že koncentrácia predželatínovaného škrobu v zmesi je od 0,16 do 0,4 % hmotnostných vzhľadom na hmotnosť materiálu síranu vápenatého.
17. 17. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že koncentrácia predželatínovaného škrobu v zmesi je 0,3 % hmotnostných vzhľadom na hmotnosť materiálu síranu vápenatého.
18. 18. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že jadro obsahuje rovnomerne rozptýlené dutinky; a zmes ďalej obsahuje vodnú penu.
19. 19. Spôsob podľa nároku 18, vyznačujúci sa tým, že vodná pena bola vytvorená z penotvomého činidla alebo zmesi penotvomých činidiel so vzorcom

    CH₃(CH₂)_XCH₂(OCH₂CH₂)_YOSO₃’M⁺ , kde X je číslo od 2 do 20, Y je číslo od 0 do 10 a je 0 v aspoň 50 % hmotnostných penotvomého činidla alebo zmesi penotvomých činidiel a M je katión.
20. 20. Spôsob podľa nároku 19, v y z n a č u j ú c i sa t ý m , že Y je 0 v 86 až 99 % hmotnostných penotvomého činidla alebo zmesi penotvomých činidiel.
21. 21. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že zmes ďalej obsahuje predželatínovaný škrob a vodnú penu.
22. 22. Spôsob podľa nároku 1 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že uvedený spôsob sa používa na výrobu 1,3 cm sadrovej dosky, pričom uvedená doska má odolnosť proti priehybu, určenú podľa ASTM C473-95, menej ako 0,25 cm na 61 cm dĺžky uvedenj dosky.
23. 23. Spôsob výroby tvarovanej sadrovej dosky, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa nasledujúce kroky: pripravovanie homogénneho vodného roztoku obsahujúceho vodu, aspoň jednu chloridovú soľ, zmáčadlo a jeden alebo viacero zlepšujúcich materiálov vybraných zo skupiny pozostávajúcej z nasledujúcich: kyseliny fosforečné, z ktorých každá obsahuje 1 alebo viacero jednotiek kyseliny fosforečnej; soli alebo ióny kondenzovaných fosfátov, z ktorých každý obsahuje 2 alebo viac fosfátových jednotiek; a monobázické soíi alebo jednomocné ióny ortofosfátov; a aplikovanie tohto homogénneho vodného roztoku na sadrovú dosku v množstve dostatočnom na zoslabenie sadrovej dosky tak, aby bolo možné modifikovať tvar tejto sadrovej dosky; modifikovanie tvaru sadrovej dosky podľa potreby; a umožnenie vyschnutia sadrovej dosky, čím sa získa tvarovaná sadrová doska, pričom chloridová soľ, zlepšujúci materiál alebo materiály a zmáčadlo sa aplikujú na sadrovú dosku v takom množstve, že modifikovaný tvar tvarovanej sadrovej dosky sa dosiahne za kratší čas a tvarovaná sadrová doska má väčšiu odolnosť proti trvalej deformácii, ako keby sa na sadrovú dosku neaplikovala chloridová soľ, zlepšujúci materiál a zmáčadlo.
24. 24. Spôsob výroby tvarovanej sadrovej dosky, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa nasledujúce kroky: aplikovanie homogénneho vodného roztoku obsahujúceho vodu a zmáčadlo na sadrovú dosku; aplikovanie homogénneho vodného roztoku obsahujúceho vodu a aspoň jednu chloridovú soľ na sadrovú dosku; aplikovanie na sadrovú dosku pred tým, ako sa doska nechá vyschnúť, roztoku obsahujúceho jeden alebo viacero zlepšujúcich materiálov vybraných zo skupiny pozostávajúcej z nasledujúcich: kyseliny fosforečné, z ktorých každá obsahuje 1 alebo viacero jednotiek kyseliny fosforečnej; soli alebo ióny kondenzovaných fosfátov, z ktorých každý obsahuje 2 alebo viac fosfátových jednotiek; a monobázické soli alebo jednomocné ióny ortofosfátov; modifikovanie tvaru sadrovej dosky podľa potreby; a umožnenie vyschnutia sadrovej dosky, čím sa získa tvarovaná sadrová doska; pričom chloridová soľ, zlepšujúci materiál alebo materiály a zmáčadlo sa aplikujú na sadrovú dosku v takom množstve, že modifikovaný tvar tvarovanej sadrovej dosky sa dosiahne za kratší čas a tvarovaná sadrová doska má väčšiu odolnosť proti trvalej deformácii, ako keby sa na sadrovú dosku neaplikovala chloridová soľ, zlepšujúci materiál a zmáčadlo.
25. 25. Spôsob podľa nároku 24, vyznačujúci sa ním aplikuje aj roztok obsahujúci predželatínovaný škrob.
26. 26. Spôsob podľa nároku 24, vyznačujúci ním aplikuje aj roztok obsahujúci odpeňovač.
27. 27. Spôsob podľa nároku 24, v y z n a č u j ú c i tý že na sadrovú dosku sa jej pred vysušetý tý že na sadrovú dosku sa jej pred vysušeže aplikovaný roztok obsahujúci chlorii dovú soľ má koncentráciu chloridovej soli od 0,05 do 1,0 % hmotnostných roztoku.
28. 28. Spôsob podľa nároku 24, vyznačujúci sa tým, že aplikovaný roztok obsahujúci zmáčadlo má koncentráciu zmáčadla od 0,05 do 0,3 % hmotnostných roztoku.
29. 29. Spôsob podľa nároku 24, vyznačujúci sa tým, že aplikovaný roztok obsahujúci zlepšujúci materiál alebo materiály má koncentráciu zlepšujúceho materiálu od 0,05 do 0,5 % hmotnostných roztoku.
30. 30. Spôsob podľa nároku 25, vyznačujúci sa tým, že aplikovaný roztok obsahujúci škrob má koncentráciu škrobu od 0,025 do 0,2 % hmotnostných roztoku.
31. 31. Spôsob podľa nároku 26, vyznačujúci sa tým, že aplikovaný roztok obsahujúci odpeňovač má koncentráciu odpeňovača od 0,01 do 0,05 % hmotnostných roztoku.
32. 32. Spôsob podľa nároku 24, vyznačujúci sa tým, že sadrovou doskou je papierom pokrytá doska.
33. 33. Spôsob podľa nároku 24, vyznačujúci sa tým, že chloridová soľ, zlepšujúci materiál alebo materiály a zmáčadlo sa aplikujú len na jednu stranu sadrovej dosky.