Гіпсовмісна суспензія (варіанти), легка, міцна гіпсова облицювальна плита, що мало пилить, та спосіб її виготовлення

1. Гіпсовмісна суспензія, що містить воду, штукатурний гіпс, попередньо желатинований крохмаль, триметафосфат натрію і нафталінсульфонатний диспергатор, в якій попередньо желатинований крохмаль присутній у кількості від близько 0,5 до близько 10 мас. % від маси штукатурного гіпсу, триметафосфат натрію присутній у кількості принаймні 0,30 мас. % від маси штукатурного гіпсу і в якій нафталінсульфонатний диспергатор присутній у кількості від близько 0,58 до близько 3,0 мас. % від маси штукатурного гіпсу. 2. Гіпсовмісна суспензія за п. 1, в якій нафталінсульфонатний диспергатор присутній у кількості від близько 0,58 до близько 2,0 мас. % від маси штукатурного гіпсу. 3. Гіпсовмісна суспензія за п. 1, в якій нафталінсульфонатний диспергатор присутній у кількості від близько 0,58 до близько 0,7 мас. % від маси штукатурного гіпсу. 4. Гіпсовмісна суспензія, що містить воду, штукатурний гіпс, попередньо желатинований крохмаль, триметафосфат натрію і нафталінсульфонатний диспергатор, в якій попередньо желатинований крохмаль присутній у кількості від близько 0,5 до близько 10 мас. % від маси штукатурного гіпсу, триметафосфат натрію присутній у кількості принаймні 0,30 мас. % від маси штукатурного гіпсу і в якій нафталінсульфонатний диспергатор знаходиться у вигляді водного розчину, що містить від 2 (19) 1 3 95074 4 10. Легка гіпсова облицювальна плита за п. 6, в якій нафталінсульфонатний диспергатор знаходиться у вигляді водного розчину, що містить від близько 40 до близько 45 мас. % нафталінсульфонату, і даний водний розчин присутній у кількості, достатній для доставки від близько 0,58 до близько 2,0 мас. % від маси штукатурного гіпсу нафталінсульфонатного диспергатора. 11. Легка гіпсова облицювальна плита за п. 6, що містить триметафосфат натрію, присутній у кількості від близько 0,30 до близько 0,4 % від маси штукатурного гіпсу. 12. Легка гіпсова облицювальна плита за п. 6, що має масу в сухому стані від близько 1000 фунтів/MSF до близько 1400 фунтів/MSF. 13. Легка гіпсова облицювальна плита за п. 11, що має масу в сухому стані від близько 1000 фунтів/MSF до близько 1400 фунтів/MSF. 14. Легка гіпсова облицювальна плита за п. 11, що має масу в сухому стані від близько 500 фунтів/MSF до близько 1000 фунтів/MSF. 15. Спосіб виготовлення міцної гіпсової облицювальної плити, яка мало пилить, що включає стадії, на яких: (a) перемішують гіпсовмісну суспензію, що включає воду, штукатурний гіпс, попередньо желатинований крохмаль, триметафосфат натрію і нафталінсульфонатний диспергатор, в якій попередньо желатинований крохмаль присутній у кількості від близько 0,5 до близько 10 мас. % від маси штукатурного гіпсу, триметафосфат натрію присутній у кількості принаймні 0,30 мас. % від маси штукатурного гіпсу і в якій нафталінсульфонатний диспергатор присутній у кількості від близько 0,58 до близько 3,0 мас. % від маси штукатурного гіпсу, (b) осаджують гіпсовмісну суспензію на перший облицювальний лист, (c) накладають другий облицювальний лист на осаджену суспензію для формування гіпсової облицювальної плити, (d) розрізають гіпсову облицювальну плиту після того, як гіпсовмісна суспензія достатньо затвердіє для різання, і (e) сушать одержану гіпсову облицювальну плиту. 16. Спосіб за п. 15, в якому перший облицювальний лист і другий облицювальний лист виконані з картону. 17. Спосіб за п. 15, в якому суспензія містить триметафосфат натрію, присутній у кількості від близько 0,30 до близько 0,4 мас. % від маси штукатурного гіпсу. 18. Гіпсова облицювальна плита, що має масу в сухому стані від близько 1000 фунтів/MSF до близько 1400 фунтів/MSF, яка містить: гіпсовий стужавілий склад, що сформувався між двома по суті паралельними облицювальними листами, причому гіпсовий стужавілий склад одержаний із використанням гіпсовмісної суспензії, що містить воду, штукатурний гіпс, попередньо желатинований крохмаль, триметафосфат натрію і нафталінсульфонатний диспергатор, де попередньо желатинований крохмаль присутній у кількості від близько 0,5 до близько 10 мас. % від маси штукатурного гіпсу, триметафосфат натрію присутній у кількості принаймні 0,30 мас. % від маси штукатурного гіпсу та нафталінсульфонатний диспергатор присутній у кількості від близько 0,58 до близько 3,0 мас. % від маси штукатурного гіпсу. Галузь техніки Даний винахід стосується способу одержання гіпсових суспензій, що містять попередньо желатинований крохмаль і нафталінсульфонатний диспергатор, а також виготовлених із них продуктів. Винахід також стосується способу підвищення міцності в сухому стані гіпсовмісних продуктів, включаючи облицювальні (стінові) плити, за допомогою використання нафталінсульфонатного диспергатора в комбінації з попередньо желатинованим крохмалем у суспензії, що використовується для виготовлення цих продуктів. Опис відомого рівня техніки Деякі властивості гіпсу (дигідрату сульфату кальцію) роблять його дуже поширеним матеріалом, що використовується для виготовлення промислових і будівельних продуктів, таких як гіпсові облицювальні плити. Гіпс являє собою сировину, що є в достатку і звичайно недорогу сировину, яку можна відливати, пресувати або іншим чином формувати для надання потрібних конфігурацій із використанням процесу дегідратації і регідратації. Основним матеріалом, з якого виготовляються гіпсові облицювальні плити та інші гіпсові продук ти, є напівводяна форма сульфату кальцію (СаSО4·½Н2О), яку звичайно називають ''штукатурний гіпс" і одержують шляхом термічної конверсії дигідратної форми сульфату кальцію (CaSO4·2H2O), з якої були видалені 1-1/2 молекули води. Звичайні гіпсовмісні продукти, такі як гіпсові облицювальні плити, мають безліч достоїнств, зокрема, низьку вартість і легку оброблюваність, однак у процесі різання або сушіння цих продуктів може утворюватися значна кількість гіпсового пилу. Використання крохмалів як інгредієнтів суспензій, які використовуються для виготовлення таких продуктів, дозволило досягнути різних удосконалень у виготовленні гіпсовмісних продуктів. Крохмаль може підвищити міцність при згині і при стисненні гіпсовмісних продуктів, включаючи гіпсові облицювальні плити. Відомі гіпсові облицювальні плити містять крохмаль для картону в кількості, меншій ніж близько 10 фунтів/MFS. У гіпсових суспензіях, що містять попередньо желатинований крохмаль, необхідно використати значні кількості води, щоб забезпечити відповідну плинність суспензії. На жаль, велика частина цієї 5 води повинна бути в кінцевому результаті видалена за допомогою нагрівання, що не економічно через високу вартість палива, яке використовується в процесі нагрівання. Крім того, операція нагрівання віднімає багато часу. Було виявлено, що використання нафталінсульфонатних диспергаторів може підвищити рідкоплинність суспензії і тим самим вирішити проблему потреби у воді. Крім того, було виявлено, що нафталінсульфонатні диспергатори при досить високому рівні використання можуть утворювати поперечні зв'язки із попередньо желатинованим крохмалем, зв'язуючи кристали гіпсу після сушіння, що підвищує міцність гіпсового композита в сухому стані. Вплив триметафосфатних солей на потребу гіпсової суспензії у воді раніше не був відомий. Однак, автори даного винаходу виявили, що підвищення рівня триметафосфатної солі до невідомих раніше рівнів у присутності конкретного диспергатора дозволяє досягнути потрібної плинності, суспензії при несподівано меншій кількості води навіть у присутності високих рівнів крохмалю. Це, звичайно, є дуже бажаним, оскільки, у свою чергу, зменшується споживання палива, а також скорочується тривалість процесу, пов'язаного з подальшими операціями видалення води. Автори даного винаходу також виявили, що можна підвищити міцність гіпсової плити в сухому стані за допомогою використання нафталінсульфонатного диспергатора в комбінації із попередньо желатинованим крохмалем у суспензії, що використовується для виготовлення облицювальних плит. Короткий виклад суті винаходу Запропонована суспензія, що містить штукатурний гіпс, нафталінсульфонатний диспергатор і попередньо желатинований крохмаль. Нафталінсульфонатний диспергатор присутній у кількості близько 0,1-3,0 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу. Попередньо желатинований крохмаль присутній у кількості, принаймні, від близько 0,5 до близько 10 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу в складі. Інші добавки до суспензії можуть включати в себе каталізатори, зв'язуючі, паперове волокно або скловолокно та інші відомі компоненти. Винахід також охоплює гіпсовмісні продукти, виготовлені з таких суспензій. Також запропонована суспензія, що містить штукатурний гіпс, триметафосфатну сіль, нафталінсульфонатний диспергатор і попередньо желатинований крохмаль. Триметафосфат натрію присутній у кількості принаймні 0,12 мас.% від маси штукатурного гіпсу. У переважному варіанті триметафосфатна сіль присутня в кількості близько 0,12-0,4 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу. Нафталінсульфонатний диспергатор присутній у кількості близько 0,1-3,0 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу. Попередньо желатинований крохмаль присутній у кількості принаймні від близько 0,5 до близько 10 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу в складі. Інші добавки до суспензії можуть включати в себе каталізатори, зв'язуючі, паперове волокно або скловолокно та інші відомі компоненти. Винахід також охоплює гіпсовмісні продукти, виготовлені з таких суспензій. 95074 6 Переважним гіпсовмісним продуктом є гіпсова облицювальна плита. Цей варіант винаходу торкається гіпсової облицювальної плити, що містить стужавілий гіпсовий склад, що сформувався між двома по суті паралельними облицювальними листами, причому стужавілий гіпсовий склад одержаний із використанням гіпсовмісної суспензії з води, штукатурного гіпсу, попередньо желатинованого крохмалю і нафталінсульфонатного диспергатора. Гіпсовмісна суспензія може, необов'язково, містити триметафосфатну сіль, наприклад, триметафосфат натрію. Гіпсова облицювальна плита, виготовлена згідно з даним винаходом, має високу міцність і набагато меншу масу, ніж звичайні плити. Крім того, при різанні, пилянні або свердлуванні облицювальних плит, виготовлених згідно з даним варіантом даного винаходу, утворюється менше пилу. Згідно з наступним варіантом даного винаходу запропонований спосіб виготовлення гіпсової облицювальної плити, згідно з яким перемішують гіпсовмісну суспензію, що містить воду, штукатурний гіпс, попередньо желатинований крохмаль і нафталінсульфонатний диспергатор, в якій попередньо желатинований крохмаль присутній у кількості принаймні від близько 0,5 до близько 10 мас.% від маси штукатурного гіпсу. Одержану гіпсовмісну суспензію осаджують на перший картонний облицювальний лист, і на осаджену суспензію накладають другий картонний облицювальний лист для формування гіпсової облицювальної плити. Гіпсову облицювальну плиту розрізають після того, як гіпсовмісна суспензія досить затвердіє для різання, і одержану гіпсову облицювальну плиту сушать. Гіпсовмісна суспензія може, необов'язково, містити триметафосфатну сіль, наприклад, триметафосфат натрію. Можна також використати в суспензії інші звичайні інгредієнти, що включають у себе, залежно від потреби, каталізатори, зв'язуючі, паперове волокно, скловолокно та інші відомі інгредієнти. Для зменшення щільності готової гіпсової облицювальної плити звичайно додається мильна піна. Детальний опис винаходу Згідно з одним варіантом даного винаходу запропоновані готові гіпсовмісні продукти, виготовлені з гіпсовмісних суспензій, що містять штукатурний гіпс, попередньо желатинований крохмаль і нафталінсульфонатний диспергатор. Нафталінсульфонатний диспергатор присутній у кількості близько 0,1-3,0 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу. Попередньо желатинований крохмаль присутній у кількості, принаймні, від близько 0,5 до близько 10 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу в складі. Інші інгредієнти, які можна використати в суспензії, включають у себе зв'язуючі, паперове волокно, скловолокно і каталізатори. Для зменшення щільності готового гіпсовмісного продукту, наприклад, гіпсової облицювальної плити, у запропоновані гіпсовмісні суспензії звичайно додається мильна піна. Комбінація, що містить довільно від близько 0,5 до близько 10 мас.% попередньо желатинованого крохмалю, від близько 0,1 до близько 3,0 мас.% нафталінсульфонатного диспергатора і, 7 95074 як мінімум, принаймні від близько 0,12 до близько 0,4 мас.% триметафосфатної солі (всі значення зазначені щодо маси сухого штукатурного гіпсу, що використовується в гіпсовій суспензії), несподівано істотно підвищує рідкоплинність гіпсової суспензії. Це значно зменшує кількість води, необхідної для одержання гіпсової суспензії з достатньою плинністю, щоб її можна було використати для виготовлення гіпсовмісних продуктів, таких як гіпсові облицювальні плити. Автори вважають, що рівень триметафосфатної солі (триметафосфату натрію), який принаймні вдвічі більше рівня, присутнього в стандартному складі, підвищує активність нафталінсульфонатного диспергатора. Нафталінсульфонатні диспергатори, що використовуються в даному винаході, включають у себе полінафталінсульфокислоту та її солі (полінафталінсульфонати) і похідні, які є продуктами конденсації нафталінсульфокислот і формальдегіду. Найбільш придатні полінафталінсульфонати включають у себе нафталінсульфонат натрію і кальцію. Середня молекулярна маса нафталінсульфонатів може коливатися від близько 3000 до 27000, хоча переважно, щоб молекулярна маса складала близько 8000-10000. У даному водному розчині твердої речовини диспергатор із вищою молекулярною масою має вищу в'язкість і обумовлює вищу потребу води в складі, ніж диспергатор із нижчою молекулярною масою. Корисні і нафталінсульфонати включають у себе DILOFLO, що випускається компанією GEO Specialty Chemicals, Cleveland, Ohio; DAXAD, що випускається компанією Hampshire Chemical Corp., Lexington, Massachusetts, і LOMAR D, що випускається компанією GEO Specialty Chemicals, Lafayette, Indiana. Ці нафталінсульфонати переважно використовуються у вигляді водних розчинів, наприклад, що містять 35-55 мас.% твердих речовини. Найбільш переважно використати нафталінсульфонати у вигляді водного розчину, наприклад, із вмістом 4045 мас.% твердої речовини. Альтернативно, за необхідності можна використати нафталінсульфонати у твердому або порошкоподібному вигляді, наприклад, LOMAR D. Полінафталінсульфонати, придатні для даного винаходу, мають загальну структуру: (I) де n>2 і М - натрій, калій, кальцій і т.ін. Нафталінсульфонатний диспергатор, переважно у вигляді розчину близько 45 мас.% у воді, можна використати в інтервалі від близько 0,5 до близько 3,0 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу, що використовується в складі гіпсового композита. Більш переважний межі вмісту диспергатора складають від близько 0,5 до близько 2,0 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу, і найбільш переважні межі складають від близько 0>7 до близько 2,0 мас.% від маси сухого штукату 8 рного гіпсу. Що стосується відомих гіпсових облицювальних плит, вони містять диспергатор у кількості близько 0,4 мас.% або менше від маси сухого штукатурного гіпсу. Іншими словами, нафталінсульфонатний диспергатор можна використати в кількості від близько 0,1 до близько 1,5 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу, що використовується в складі гіпсового композита. Більш переважний інтервал вмісту диспергатора складає від близько 0,2 до близько 0,7 мас.% від маси сухого, штукатурного гіпсу, і найбільш переважний інтервал складає від близько 0,3 до близько 0,7 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу. Гіпсовмісна суспензія може, необов'язково, містити триметафосфатну сіль, наприклад, триметафосфат натрію. У даному винаході можна використати будь-який придатний водорозчинний триметафосфат або поліфосфат. Переважним є використання триметафосфатної солі, включаючи подвійні солі, тобто триметафосфатної солі, що має два катіони. Особливо корисні триметафосфатні солі включають у себе триметафосфат натрію, триметафосфат калію, триметафосфат кальцію, натрієво-кальцієвий триметафосфат, триметафосфат літію, триметафосфат амонію і т.ін., або їхні комбінації. Переважною триметафосфатною сіллю є триметафосфат натрію. Переважно використати триметафосфатну сіль у вигляді водного розчину, наприклад, який містить 1015 мас.% твердої речовини. Можна також використати інші циклічні або ациклічні поліфосфати, як описано в патенті США 6409825 (Yu et al.), що згадується для відома. Триметафосфат натрію є відомою добавкою до гіпсовмісних композицій, хоч звичайно він використовується в інтервалі від близько 0,05 до близько 0,08 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу, що використовується в гіпсовій суспензії. У варіантах даного винаходу триметафосфат натрію (або інший водорозчинний метафосфат або поліфосфат) може бути присутнім в інтервалі від близько 0,12 до близько 0,4 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу, що використовується в складі гіпсового композита. Переважний інтервал вмісту триметафосфату натрію (або іншого водорозчинного метафосфату або поліфосфату) складає від близько 0,12 до близько 0,3 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу, що використовується в складі гіпсового композита. Існують дві форми штукатурного гіпсу - альфа і бета. Ці два типи штукатурного гіпсу одержують різними засобами кальцинації. У даному винаході можна використати як бета, так і альфа форму штукатурного гіпсу. У гіпсовмісних суспензіях, приготованих згідно з даним винаходом, необхідно використати крохмаль, включаючи, зокрема, попередньо желатинований крохмаль. Переважним попередньо желатинованим крохмалем є попередньо желатинований кукурудзяний крохмаль, наприклад, що випускається компанією Bunge Milling, St.Louis, Missouri, що має наступний типовий склад: волога 7,5%, білок 8,0%, жир 0,5%, грубе волокно 0,5%, зола 0,3%, міцність сирого матеріа 9 лу 0,48 фунта/кв.дюйм, і насипну щільність 35,0 фунта/куб.фут. Попередньо желатинований кукурудзяний крохмаль потрібно використати в кількості принаймні від близько 0,5 до близько 10 мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу, використаного в цій гіпсовмісній суспензії. Було також виявлено, що можна досягнути несподіваного збільшення міцності в сухому стані (особливо в облицювальній плиті) при використанні принаймні від близько 0,5 до близько 10 мас.% попередньо желатинованого крохмалю (переважно попередньо желатинованого кукурудзяного крохмалю) у присутності від близько 0,1 до близько 3,0 мас.% нафталінсульфонатного диспергатора (рівні крохмалю і нафталінсульфонату вказані щодо маси сухого штукатурного гіпсу, присутнього в складі). Цей несподіваний результат можна одержати незалежно від того, чи присутній водорозчинний метафосфат або поліфосфат чи ні. Крім того, було несподівано виявлено, що при використанні попередньо желатинованого крохмалю на рівні принаймні близько 10 фунтів/MSF або вище в сухій гіпсовій облицювальній плиті, виготовленій згідно з даним винаходом, можна досягнути ще більш високої міцності і меншої маси. Було показано, що рівні вмісту попередньо желатинованого крохмалю 3,5-45 фунтів/MSF у гіпсовій облицювальній плиті є ефективними. Наприклад, склад В, представлений у наступних таблицях 1 і 2, містить 45 фунтів/MSF, і одержана плита масою 1042 фунти/MSF має відмінну міцність. У цьому прикладі (склад В) нафталінсульфонатний диспергатор у вигляді 45% розчину у воді використовувався в кількості 1,28 мас.%. Інший корисний крохмаль включає в себе кислотно-модифікований крохмаль, такий як кислотно-модифікована кукурудзяна мука HI-BOND, що випускається компанією Bunge Milling, St.Louis, Missouri. Цей крохмаль має наступний типовий склад: волога 10,0%, жир 1,4%, розчинні компоне 95074 10 нти 17,0%, лужна рідкоплинність 98,0%, насипна щільність 30 фунтів/куб.фут, і 20% суспензія забезпечує рН 4,3. Іншим корисним крохмалем є не желатинований попередньо пшеничний крохмаль ECOSOL-45, що випускається компанією ADM/Ogilvie, Montreal, Quebec, Canada. Ще один несподіваний результат можна одержати за допомогою даного винаходу, коли комбінація нафталінсульфонатного диспергатора і триметафосфатної солі поєднується із попередньо желатинованим кукурудзяним крохмалем і, необов'язково, із паперовим волокном або скловолокном. Гіпсові облицювальні плити, виготовлені зі складів, що містять ці три інгредієнти, мають вищу міцність і меншу масу, і вони економічно більш вигідні через меншу потребу у воді при їх виробництві. У гіпсовмісних складах згідно з даним винаходом можна використати каталізатори, як описано в патенті США 6409825 (Yu et al.), що згадується для відома. Один придатний термостійкий каталізатор (ТСК) можна одержати шляхом сухого розмелювання природного гіпсу (дигідрату сульфату кальцію). Можна використати невеликі кількості добавок (звичайно близько 5 мас.%), таких як цукор, декстроза, борна кислота і крохмаль, для одержання цього ТСК. У цей час переважними є цукор або декстроза. Іншим корисним каталізатором є "кліматично стабілізований (або стабільний) каталізатор" (КСК), описаний у патенті США 3573947, що згадується для відома. Далі будуть описані приклади, які ілюструють винахід. Ці приклади не треба розглядати як обмежуючі обсяг винаходу. Приклад 1 Зразкові склади гіпсової суспензії У таблиці 1 представлені склади гіпсової суспензії. Всі значення в таблиці 1 вказані в мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу. Значення в дужках показують суху масу в фунтах (фунт/MSF). Таблиця 1 Компонент Штукатурний гіпс (фунт/MSF) Триметафосфат натрію Диспергатор (нафталінсульфонат) Попередньо желатинований крохмаль Крохмаль для картону Термостійкий каталізатор (ТСК) Скловолокно Паперове волокно Мило* Усього води (фунтів) Відношення вода/штукатурний гіпс Склад А (732) 0,20(1,50) 0,18(1,35) 2,7(20) 0,41(3,0) (15) 0,27(2,0) 0 0,03(0,192) Склад В (704) 0,30(2,14) 1 0,58 (4,05) 6,4(45) 0 (15) 0,28(2,0) 0,99(7,0) 0,03(0,192) 805 1,10 852 1,21 * - використане для створення піни 1 - 1,29 мас.% у вигляді 45% водного розчину. Приклад 2 Виготовлення облицювальних плит Зразки гіпсових облицювальних плит були виготовлені згідно з патентами США №№ 6342284 (Yu et al.) і 6632550 (Yu et al), що згадується для відома. Ці методи включають у себе окремі операції створення піни і введення піни в суспензію ін 11 95074 ших інгредієнтів, як описано в прикладі 5 цих патентів. Результати випробувань гіпсових облицювальних плит, виготовлених із використанням складів А і В за прикладом 1, і контрольної плити наведені в наступній таблиці 2. Як у цьому прикладі, так і в інших прикладах, описаних нижче, випробування на опір висмикуванню цвяхів, твердість осердя і міцність при згині виконувалися згідно зі ста 12 ндартом ASTM З-473. Крім того, потрібно зазначити, що типова гіпсова облицювальна плита має товщину приблизно ½ дюйма і масу від близько 1600 до близько 1800 фунтів на 1000 квадратних футів матеріалу, або фунт/MSF ("MSF" - це стандартне скорочення, прийняте в даній галузі для позначення тисячі квадратних футів і яке використовується для вимірювання площі коробок, гофрованих матеріалів і облицювальних плит). Таблиця 2 Результат лабораторних випробувань Контрольна плита Маса плити (фунт/MSF) 1587 Опір висмикуванню цвяхів (фунт) 81,7 Твердість осердя (фунт) 16,3 Навантаження на зволожене зчеплення 17,3 Руйнування зволоженого зчеплення (%) 0,6 Границя міцності при згині, лицьовою сторо47 ною вгору (MD) (фунт) Границя міцності при згині, лицьовою сторо51,5 ною вниз (MD) (фунт) Границя міцності при згині, лицьовою сторо150 ною вгору (XMD) (фунт) Границя міцності при згині, лицьовою сторо144,4 ною вниз (XMD) (фунт) Плита складу А 1066 50,2 5,2 20,3 5 Плита складу В 1042 72,8 11,6 15,1 11,1 47,2 52,6 66,7 78,8 135,9 173,1 125,5 165,4 MD - у поздовжньому напрямку машини XMD - у поперечному напрямку машини Як показано в таблиці 2, гіпсові облицювальні плити, виготовлені з використанням складів А і В, мають істотно меншу масу, ніж контрольна плита. Якщо знову звернутися до таблиці 1, то порівняння плити складу А з плитою складу В є найбільш чудовим. У складі А і складі В використані однакові відношення вода/штукатурний гіпс (в/с). У складі В також використовується значно більший рівень нафталінсульфонатного диспергатора. У складі В міститься значно більше попередньо желатинованого крохмалю, близько 6 мас.%, що більш ніж на 100% перевершує його вміст у складі А і супроводжується помітним збільшенням міцності. Навіть при цьому потреба у воді для забезпечення нормальної плинності в суспензії зі складом В залишилася низькою; різниця зі складом А склала близько 10%. Ця низька потреба у воді в обох складах пояснюється синергічним ефектом комбінації нафталінсульфонатного диспергатора і триметафосфату натрію в гіпсовій суспензії, який підвищує рідкоплинність гіпсової суспензії навіть у присутності значно вищого рівня попередньо желатинованого крохмалю. Як показано в таблиці 2, облицювальна плита, виготовлена з використанням суспензії складу В, має значно вищу міцність, ніж облицювальна плита, виготовлена з використанням суспензії складу А. При введенні збільшених кількостей попередньо желатинованого крохмалю в комбінації зі збільшеними кількостями нафталінсульфонатного диспергатора і триметафосфату натрію опір плити складу В висмикуванню цвяхів поліпшився на 45% порівняно з плитою складу А. Також спостерігалося істотне поліпшення міцності при згині плити складу В порівняно з плитою складу А. Приклад 3 Випробування зменшення маси гіпсової облицювальної плити товщиною ½ дюйма У таблиці 3 представлені приклади гіпсових облицювальних плит (С, D і Е), включаючи склади суспензій і результати випробувань. Склади суспензій у таблиці 3 включають у себе основні компоненти цих суспензій. Значення в дужках виражені в мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу. Таблиця 3 Компонент / параметр складу, що випробовується Сухий штукатурний гіпс (фунт/MSF) Каталізатор (фунт/MSF) 1 DILOFLO (фунт/MSF) Звичайний крохмаль (фунт/MSF) Контрольна плита 1300 9,2 4,1(0,32%) 5,6(0,43%) Плита складу Плита складу Плита складу С D Е 1281 1196 1070 9,2 9,2 9,2 8,1(0,63%) 8,1(0,68%) 8,1(0,76%) 0 0 0 13 95074 14 Продовження таблиці 3 Компонент / параметр складу, що випробову- Контрольна ється плита Попередньо желатинований кукурудзяний 0 крохмаль (фунт/MSF) Триметафосфат натрію (фунт/MSF) 0,7(0,05%) Відношення вся вода/штукатурний гіпс (в/с) 0,82 Результати випробувань складів Маса сухої плити (фунт/MSF) 1611 Опір висмикуванню цвяхів (фунт) 77,3* Плита складу Плита складу Плита складу С D Е 10(0,78%) 10(0,84%) 10(0,93%) 1,6(0,12%) 0,82 1,6(0,13%) 0,82 1,6(0,15%) 0,82 1570 85,5 1451 77,2 1320 65,2 * - стандарт ASTM: 77 фунтів 1 - DILOFLO - 45% розчин нафталінсульфонату у воді Як показано в таблиці 3, плити С, D і Е були виконані з суспензії, що має значно вищі вмісти попередньо желатинованого крохмалю, диспергатора DILOFLO і триметафосфату натрію, ніж контрольна плита (майже двократне збільшення у відсотках вмісту крохмалю і нафталінсульфонатного диспергатора, і більш ніж двократне збільшення вмісту триметафосфату), при цьому зберігалося постійне відношення в/с. Проте, міцність, виміряна як опір висмикуванню цвяхів, не підпала під істотний вплив, а маса плит значно зменшилась. Отже, у цьому зразковому варіанті здійснення винаходу новий склад (наприклад, такий як плита D) з підвищеним вмістом крохмалю дозволяє одержати корисну, плинну суспензію при збереженні необхідної міцності. Приклад 4 Випробування кубика вологого гіпсу на міцність Випробування кубика вологого гіпсу на міцність проводилися з використанням штукатурного гіпсу Southard CKS, що випускається компанією United States Gypsum Corp., Chicago, Illinois, і водопровідної води в лабораторії для визначення їхньої міцності при стисненні у вологому стані. Використовувалася наступна лабораторна процедура випробувань. Для відливання кожного кубика вологого гіпсу використали штукатурний гіпс (1000 г), CSA (2 г) і водопровідну воду (1200 куб.см) при температурі близько 70°F. Попередньо желатинований кукурудзяний крохмаль (20 г, 2% від маси штукатурного гіпсу) і CSA (2 г, 0,2% від маси штукатурного гіпсу) попередньо ретельно перемішували в сухому вигляді в пластиковому мішку разом із штукатурним гіпсом до перемішування з розчином у водопровідній воді, що містить як з нафталінсульфонатний диспергатор, так і триметафосфат натрію. Використовувався диспергатор DILOFLO (1,0-2,0%, як показано в таблиці 4). Використовувалися також різні кількості триметафосфату натрію, зазначені в таблиці 4. Сухі інгредієнти і водний розчин спочатку з'єднували в лабораторному змішувачі Warning, давали суміші просочитися протягом 10 секунд, потім її перемішували з низькою швидкістю протягом 10 секунд для утворення суспензії. Суспензії, що утворилися, розливали в три кубічні форми розміром 2"2"2". Потім відлиті кубики виймали з форм, зважували і запечатували всередині пластикових мішків, щоб виключити втрату вологи перед виконанням випробування на міцність при стисненні. Міцність кубиків при стисненні вимірювали за допомогою машини ATS і реєстрували як середнє значення у фунтах на кв.дюйм (psi). Були одержані наступні результати: Таблиця 4 1 Дослідний Триметафосфат наDILOFLO (мас.% від зразок, № трію, г (мас.% від сухо- сухого штукатурного го штукатурного гіпсу) гіпсу) 1 0 1,5 2 0,5 (0,05) 1,5 3 1 (0,1) 1,5 4 2 (0,2) 1,5 5 4 (0,4) 1,5 6 10 (1,0) 1,5 7 0 1,0 8 0,5 (0,05) 1,0 9 1 (0,1) 1,0 10 2 (0,2) 1,0 11 4 (0,4) 1,0 12 10 (1,0) 1,0 13 0 2,0 Маса вологого кубика Міцність вологого кубика при стисненні, psi (2"2"2"), г 183,57 183,11 183,19 183,51 183,65 183,47 184,02 183,66 183,93 182,67 183,53 183,48 183,33 321 357 360 361 381 369 345 349 356 366 365 341 345 15 95074 16 Продовження таблиці 4 1 Дослідний Триметафосфат наDILOFLO (мас.% від зразок, № трію, г (мас.% від сухо- сухого штукатурного го штукатурного гіпсу) гіпсу) 14 0,5 (0,05) 2,0 15 1 (0,1) 2,0 16 2 (0,2) 2,0 17 4 (0,4) 2,0 18 10 (1,0) 2,0 1 Маса вологого кубика Міцність вологого кубика при стисненні, psi (2"2"2"), г 184,06 184,3 184,02 183,5 182,68 356 363 363 368 339 - DILOFLO - 45% розчин нафталінсульфонату у воді Як показано в таблиці 4, у прикладах 4-5, 1011 і 17, що мають рівень триметафосфату натрію в інтервалі близько 0,12-0,4% згідно з даним винаходом, досягнута більш висока міцність вологого куба при стисненні, ніж у прикладах, що містять триметафосфат натрію поза цим інтервалом. Приклад 5 Випробування виготовлених на заводі легких гіпсових облицювальних плит товщиною ½ дюйма У наступній таблиці 5 представлені склади суспензії дослідних плит 1 і 2 і результатів їхніх випробувань. Склади суспензій у таблиці 5 включають у себе основні компоненти цих суспензій. Значення в дужках вказані в мас.% від маси сухого штукатурного гіпсу. Таблиця 5 Компонент/параметр складу, що випробо- Контрольна Дослідна заКонтрольна Дослідна завується плита 1 водська плита 1 плита 2 водська плита 2 Сухий штукатурний гіпс (фунт/MSF) 1308 1160 1212 1120 1 DILOFLO (фунт/MSF) 5,98 (0,457%) 7,98 (0,688%) 7,18(0,592%) 8,99 (0,803%) Звичайний крохмаль (фунт/MSF) 5,0 (0,38%) 0 4,6 (0,38%) 0 Попередньо желатинований кукурудзя2,0(0,15%) 10 (0,86%) 2,5 (0,21%) 9,0 (0,80%) ний крохмаль(фунт/MSF) Триметафосфат натрію (фунт/MSF) 0,7 (0,05%) 2,0 (0,17%) 0,6 (0,05%) 1,6(0,14%) Відношення вся вода/штукатурний гіпс 0,79 0,77 0,86 0,84 (в/с) Результати випробування складів Маса сухої плити (фунт/MSF) 1619 1456 1553 1443 Опір висмикуванню цвяхів (фунт) 81,5* 82,4 80,7 80,4 Границя міцності при згині, середня (MD) 41,7 43,7 44,8 46,9 (фунт) Границя міцності при згині, середня 134,1 135,5 146 137,2 (XMD) (фунт) 2 Навантаження на зволожене зчеплення 19,2 17,7 20,9 19,1 (фунт) 2,3 Руйнування зволоженого зчеплення 1,6 0,1 0,5 0 (%) * Стандарт ASTM: 77 фунтів MD - у напрямку машини XMD - поперечно напрямку машини 1 - DILOFLO - 45% розчин нафталінсульфонату у воді 2 - відносна вологість 90°F/90% 3 - Зрозуміло, що за цих дослідних умов значення руйнування 15 12,4 55,6 60,31 140,1 142,31 * - крім відміченого 1 n=4 MD - у напрямку машини XMD - поперечно до напрямку машини а стандарт ASTM: 77 фунтів b стандарт ASTM: 11 фунтів с стандарт ASTM: 36 фунтів d стандарт ASTM: 107 фунтів Як показано в таблиці 6, характеристики міцності, виміряні як опір висмикуванню цвяхів і твердість осердя, були вищими за стандарт ASTM. Виміряна міцність при згині також була вищою за стандарт ASTM. У цьому зразковому варіанті винаходу новий склад (наприклад, склад дослідних плит 3 і 4) із підвищеним вмістом триметафосфату і крохмалю також дозволив одержати корисну, плинну суспензію, зберігши при цьому відповідну міцність. Використання невизначених і певних артиклів і подібних слів у контексті опису винаходу (особливо в контексті наступної формули винаходу) потрібно розуміти як таке, що охоплює як єдину, так і множинну форму, якщо не зазначено інше або якщо це явно не суперечить контексту. Зазначення інтервалів величин служить тільки як стенографічний метод індивідуального зазначення кожної окремої величини як такої, що підпадає під цей Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська інтервал, якщо не зазначено інше, і кожне окреме значення включене в даний опис як якби воно окремо згадувалося в ньому. Всі описані методи можна здійснювати в будь-якій придатній послідовності, якщо не зазначено інше або якщо це явно не суперечить контексту. Використання будь-якого або всіх прикладів, або фраз для вираження ілюстративності (наприклад, "такий як"), призначено тільки для кращої ілюстрації винаходу і не є обмеженням для обсягу винаходу, якщо не заявлене інше. Ніщо в описі не треба розуміти як зазначення, що елемент, не включений у формулу винаходу, є істотним для реалізації винаходу. Були описані переважні варіанти винаходу, включаючи відомий авторам найкращий метод здійснення винаходу. Однак потрібно розуміти, що проілюстровані варіанти є всього лише прикладами, і їх не треба вважати обмежуючими обсяг винаходу. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601