NO343184B1 - Herdegipsinneholdende sammensetning med forbedret motstand mot permanent deformering, samt gipsplate - Google Patents

Abstract

En herdegipsinneholdende sammensetning legges frem. I en utførelsesform inkluderer den herdegipsinneholdende sammensitningen en sammenbindende matrise av herdegipsen dannet fra minst kalsinert gips, vann og et forbedrende materiale. Det forbedrende materialet kan velges ut fra i) en organisk polyfosfonforbindelse, eller en blanding derav; ii) et borat valgt ut fra uleksitt, kolmenitt, eller en blanding derav; eller en blanding av i) og ii). I en annen utførelsesform, behandles den herdegipsinneholdende sammensetningen med et forbedrende materiale som kan velges ut fra i) en organisk fosfonforbindelse eller en blanding derav, ii) et borat valgt ut fra uleksitt, kolmenitt eller en blanding derav; iii) en karboksylforbindelse eller en blanding derav; eller en blanding av i), ii) og/eller iii).

Description

Foreliggende oppfinnelse omhandler generelt herdegipssammensetninger med sammensetning som angitt i krav 1. Mer spesifikt, omhandler oppfinnelsen herdegipssammensetninger som viser forbedret motstand mot permanent deformering.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Herdegips (kalsiumsulfat dihydrat) er et velkjent materiale som vanligvis er inkludert i mange typer produkter. For eksempel er herdgips en hovedkomponent i sluttproduktene laget ved anvendelse av tradisjonell gipspuss (f.eks. gipspussete overflater på innvendige vegger i bygninger) og også gipsplater anvendt i vanlige oppføring av tørrmur på innvendige vegger og himlinger i bygninger. I tillegg, er herdegips en hovedkomponent i gips/cellulose komposittfiberplater og produkter, og er også inkludert i produkter som fyller og utjevner skjøten mellom sidekantene på gipsplatene. Også mange spesialmaterialer, som materialer nyttig for modellering og laging av støpeformer som er nøye bearbeidet med maskin, gir produkter som inneholder vesentlige mengder gips.

Vanligvis fremstilles slike gipsinneholdende produkter ved å lage en blanding av kalsinert gips (kalsium sulfat hemihydrat og/eller kalsium sulfat anhydritt) og vann (og andre komponenter etter behov). Blandingen blir støpt i ønsket fasong eller på en flate, og latt herde for å danne herdet (dvs. rehydratisert) gips ved reaksjon mellom den kalsinerte gipsen og vann for å danne en matrise med krystallisert hydratisert gips (kalsium sulfat dihydrat). Det er den ønskete hydratiseringen av den kalsinerte gipsen som tillater dannelsen av en sammenbindende matrise av herdegipskrystaller, for dermed å tildele styrke til gipsstrukturen i det gipsinneholdende produktet. Mild oppvarming anvendes for å avdrive det resterende frie (dvs. ureagerte) vannet for å gi et tørt produkt.

Et problem med slike gipsinneholdende produkter er at de ofte er utsatt for permanent deformering (f.eks. defleksjon), spesielt under betingelser med høy fuktighet, temperatur eller belastning. For eksempel er eventualiteten for defleksjon spesielt problematisk hvor gipsplater og -fliser lagres eller anvendes på en måte hvor de er plassert horisontalt. Med hensyn til dette, hvis herdgipsmatrisen i disse produktene ikke har tilstrekkelig motstand mot permanent defleksjon, kan produktene begynne å bøye seg i områder mellom punktene som de er festet til, eller båret av, en underliggende konstruksjon. Dette kan være lite pent og kan forårsake problemer ved anvendelse av produktet. I tillegg, i mange anvendelser, må gipsinneholdende produkter kunne bære en last, f.eks. isolasjons- eller kondenseringsbelastning, uten synlig defleksjon.

Et annet problem med herdegipsinneholdende produkter er at formbestandigheten kan bli satt på spill under fremstilling, prosessering og kommersiell anvendelse. For eksempel, i fremstilling av herdegipsprodukter er det vanligvis betydelige mengder fritt (dvs. ureagert) vann igjen i matrisen etter at gipsen er herdet. Ved tørking av herdegipsen for å drive av resterende vann, beveger de sammenbindende herdegipskrystallene i matrisen seg nærmere hverandre etter hvert som vannet avdamper. Med hensyn til dette, etter hvert som vannet forlater krystallmellomrommene i gipsmatrisen, krymper matrisen fra herdegipsens naturlige krefter som gjorde motstand mot kapillartrykket påført gipskrystallene av vannet. Etter hvert som mengden vann i den vannholdige gipsblandingen øker, blir formbestandigheten et større problem.

Formbestandighet er også av interesse etter at det endelige tørkete produktet er ferdigstilt, spesielt ved varierende temperatur- og fuktighetsbetingelser hvor herdegipsen er utsatt for, f.eks. utvidelse og krymping. For eksempel, fuktighet som tas opp i krystallmellomrommene i en gipsmatrise i gipsplater eller -fliser utsatt for høy fuktighet og temperatur kan forverre et defleksjonsproblem ved å forårsake utvidelse av en fuktig plate.

Hvis mangel på formbestandighet kan unngås eller minimeres ville det resultere i flere fordeler. For eksempel vil eksisterende gipsplatefremstillingsmåter gi mer produkt hvis platene ikke krympet under tørking, og gipsinneholdende produkter der det er ønskelig å kunne stole på at de holder nøyaktig fasong og dimensjonale proporsjoner (f.eks. for anvendelse i modellering og laging av støpeform) ville være mer formålstjenelige.

Følgelig vil det bli forstått fra foregående at det i teknikken er behov for en herdegipssammensetning som innehar forbedret motstand mot permanent deformering (f.eks. defleksjon) og forbedret formbestandighet. Oppfinnelsen sørger for en slik herdegipssammensetning som oppfyller minst et av disse behovene. Disse og andre fordeler av foreliggende oppfinnelse, så vel som ekstra oppfinnsomme trekk, vil være åpenbare fra beskrivelsen av oppfinnelsen som ligger heri.

US patent 4225361 beskriver gipssammensetninger omfattende minst en alkylendifosfonsyre eller et vann-oppløselig salt av denne. WO 9638394 A1 beskriver en herdbar gips-basert sammensetning for fremstilling av herdet gips omfattende (a) en første komponent omfattende kalsinert gips suspendert i vann og en herderetarderende substans omfattende (i) en organisk syre inneholdende minst to syregrupper valgt fra gruppen bestående av karboksyl, sulfat, fosfat eller fosfonat, eventuelt også inneholdende minst en hydroksylgruppe per molekyl og/eller (ii) uorganiske anioner valgt fra gruppen bestående av polyfosfat eller polyborat eller blandinger derav og (b) en andre komponent omfattende en herde-akselererende substans omfattende (iii) vann-oppløselige salter av multivalente metallioner og eventuelt (iv) organiske eller uorganiske salter av ammonium og/eller alkalimetaller. JP S5128819 beskriver en gipsplate omfattende en gipssammensetning omfattende gips-hymihydrat og 10 vekt% eller mer av kolmenitt.

Kort oppsummering av oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelse gir en herdegipssammensetning som angitt i krav 1 og som viser forbedret motstand mot permanent deformering (f.eks. defleksjon) og/eller forbedret formbestandighet.

Foreliggende oppfinnelse gir en herdegipsinneholdende sammensetning bestående av en sammenbindende matrise av herdegips dannet av, dvs. som anvender, minst kalsinert gips, vann og et anrikningsmateriale bestående av i) fra omkring 0,01 vekt% til omkring 5 vekt%, basert på vekten av den kalsinerte gips, av en organisk polyfosfonforbindelse, eller en blanding av slike organiske polyforbindelser, hvor den organiske polyfosfonforbindelsen er valgt fra gruppen bestående av aminotri (metylenfosfonsyre), aminotri (metylenfosfonsyre) pentanatriumsalt, dietylentriamin penta (metylenfosfonsyre) pentanatriumsalt dietylentriamin penta (metylenfosfonsyre) trinatriumsalt og heksametylendiamin tetra (metylenfosfonsyre) kaliumsalt; eller ii) fra omkring 0,01 vekt% til omkring 5 vekt%, basert på vekten av det kalsinerte gips, av et borat omfattende uleksitt, en blanding av uleksitt og kolmenitt, eller kolmenitt. I noen utførelsesformer, sørger foreliggende oppfinnelse for innføring av anrikende borat materiale inn i den herdegipsinneholdende sammensetningen på måter annet enn direkte tilsetning til den tidligere nevnte vannholdige sammensetningen. For eksempel kan boratet bæres på et akseleratormateriale. Med hensyn til dette kan boratet innføres i den vannholdige sammensetningen i form av en kvernet blanding av borat og et akselerasjonsmateriale, spesielt kalsiumsulfat dihydrat (f.eks. gipskjerner).

Foreliggende oppfinnelse kan gi en herdegipsinneholdende sammensetning bestående av en sammenbindende matrise av herdegips dannet fra, dvs. som anvender, minst kalsinert gips, vann og et anrikningsmateriale bestående av de ingredienser som er nevnt i punkt (i) og (ii) ovenfor. I en ytterligere utførelsesform i oppfinnelsen, kan polykarboksylforbindelser eller polyfosfatforbindelser, alene eller i kombinasjon, anvendes med de organiske polyfosfonforbindelsene eller boratene beskrevet ovenfor, eller begge.

I enda en utførelsesform, sørger foreliggende oppfinnelse for en herdegipsinneholdende sammensetning bestående av herdegips (f.eks. en sammenbindende herdegipsmatrise). Herdegipsen behandles i en etterherdingsbehandlingsprosess med et anrikende materiale som gir en sammensetning som angitt i krav 7. Herdegipsproduktet trenger ikke tørkes når det blir behandlet etter herding, selv om det kan og gir en herdegipsplate som angitt i krav 12.

I foreliggende oppfinnelse kan det brukes en akselerator for en vandig kalsinert gipssammensetning bestående av et borat og et akselerasjonsmateriale.

Oppfinnelsen kan best forstås med hensvisning til følgende detaljerte beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelse gir en herdegipsinneholdende sammensetning som angitt i krav 1 og som viser forbedret motstand mot permanent deformering (f.eks. defleksjon) og/eller forbedret formbestandighet. Til eksempel, kan den herdegipsinneholdende sammensetningen være i form av en gipsplate.

Den herdegipsinneholdende sammensetningen består av en sammenbindende herdegipsmatrise og er fremsilt fra en blanding (f.eks. slurry eller suspensjon) bestående av vann og kalsinert gips. Den kalsinerte gipsen kan være fibrøs eller ikkefibrøs. Fortrinnsvis er en stor andel (f.eks. minst 50 vekt%) ikke-fibrøs. I noen utførelsesformer kan kalsinert gips bestå i hovedsak av ikke-fibrøs kalsinert gips. I tillegg, kan gipsen være i form av alfa-kalsiumsulfat hemihydrat, beta-kalsiumsulfat hemihydrat, vannløselig kalsiumsulfat anhydritt eller blandinger derav. I noen utførelsesformer er en hovedandel (f.eks. minst 50 vekt%) av den kalsinerte gipsen beta-kalsiumsulfat hemihydrat. I noen utførelsesformer består den kalsinerte gipsen i hovedsak av beta-kalsiumsulfat hemihydrat.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det sørget for en eller flere anrikende materialer som tildeler det herdegipsinneholdende materiale forbedret defleksjonsmotstand og/eller formbestandighet. For eksempel er defleksjonsmotstanden som tildeles av det anrikende materiale fordelaktig i å overvinne tilstedeværelsen av visse salter (f.eks. klorsalter) som kan være til stede som urenheter i den vandige kalsinerte gipsblandingen og som ellers kan føre til defleksjon ved anvendelse. I tillegg, er den forbedrede formbestandigheten (f.eks. krympemotstand) tildelt ved de anrikende materialene fordelaktig, f.eks. i å tåle tørkningsstress, og dermed krymping, under fremstilling, så vel som å tåle dimensjonal utvidelse under drift.

I noen utførelsesformer, er det anrikende materiale til stede i den vandige blandingen av kalsinert gips under hydratisering av den kalsinerte gipsen for å danne herdegips (dvs. en forherdingsbehandling). I noen utførelsesformer av forherdebehandling, inkluderer egnete anrikende materialer, f.eks. i) en organisk polyfosfonforbindelse eller en blanding derav; ii) et borat valgt ut fra uleksitt, kolmenitt, eller en blanding derav; eller en blanding av i) eller ii). I tillegg kan slike utførelsesformer alternativt inkludere et andre anrikende materiale valgt ut fra, f.eks. iii) en polykarboksylforbindelse eller en blanding derav; iv) en polyfosfatforbindelse eller en blanding av iii) og iv). Det vil kunne forstås av en fagperson at de forskjellige kombinasjoner og permutasjoner av de anrikende midlene fra de fire gruppene i) til iv) av anrikende materialer kan anvendes i utførelsen av foreliggende oppfinnelse.

I noen forherdingsbehandlinger inkluderer det anrikende materiale blandet inn i den vandige kalsinerte gipsblandingen i) en polykarboksylforbindelse eller en blanding av polykarboksylforbindelser; og ii) en polyfosfatforbindelse eller en blanding av polyfosfatforbindelser.

I utførelsesformer der det anrikende materialet er inkludert i, eller tilsatt, den vandige blandingen av kalsinert gips under hydratisering av den kalsinerte gipsen for å danne herdegips, kan det anrikende materialet inkluderes til en hvilken som helst egnet tid, og i et utvalg av former. Til eksempel kan det anrikende materialet inkluderes beleilig i, eller tilsettes, den vandige blandingen, f.eks. forut for når vannet og den kalsinerte gipsen vanligvis føres sammen for blanding (f.eks. i blandeanordningen). En annen mulighet er å blande det anrikende materialet med rå gips til og med før det varmes for å danne kalsinert gips, slik at det anrikende materialet allerede er til stede når den kalsinerte gipsen blandes med vann for å forårsake rehydratisering.

I tillegg, kan det anrikende materialet tilsettes (f.eks. ved sprøyting) på den allerede blandede vandige blandingen av kalsinert gips etter det er avsatt på en dekkplate (f.eks. et bevegelig belte). Generelt blir en andre dekkplate så plassert over den avsatte blandingen. På dette viset, vil løsningen med anrikende materiale gjennombløte den avsatte blandingen og være til stede når mesteparten av hydratiseringen finner sted for å danne herdegips.

Andre alternative fremgangsmåter for å anvende det anrikende materiale vil være tydelig for fagpersoner. For eksempel kan en eller flere av dekkplatene forhåndsbelegges med det anrikende materialet, f.eks. slik at det anrikende materialet vil løses opp og migrere gjennom blandingen når den avsatte vandige blandingen av kalsinert gips kommer i kontakt med den belagte dekkplaten.

I noen utførelsesformer hvor borat er valgt, kan minst noe av boratet blandes og deretter kvernes med et akseleratormateriale forut for innføring av den resulterende kvernete blandingen i den vandige sammensetningen. I slike utførelsesformer, blandes akseleratormaterialet, dvs. kalsiumsulfat dihydrat, og boratet sammen og kvernes. Uten å ønske å være bundet til en bestemt teori, er det antatt at, gjennom kverning, festes boratet til den ytre flaten av kalsiumsulfat dihydrat akseleratormaterialet, og gir minst et delvis lag med belegg på materialet. Uten hensyn til teori fungerer borat og akseleratorsammensetningen, etter kverning, fordelaktig som akselerator, og gir også det resulterende gipsproduktet forbedret defleksjonsmotstand. Tilstedeværelse av boratet som minst et delvis belegg på akseleratormaterialet beskytter med fordel aktiviteten til akseleratoren ved å minimere negative interaksjoner av de aktive setene til akseleratoren med fukt (f.eks. under lagring), og derved unngås behov for medhørende utgifter til ytterligere beleggingsmateriale (f.eks. sukker eller borsyre). Uleksitt og kolmenitt er naturlige forekommende borater og kan anskaffes ved mye mindre utgifter enn syntetiske materialer som borsyre.

Borat-akseleratormaterialeblandingen blir med fordel kvernet under betingelser tilstrekkelig til å sørge for at den resulterende kvernete akseleratorsammensetningen har midlere partikkelstørrelse på mindre enn ca. 5 μm. Fortrinnsvis har den kvernete sammensetningen videre et overflateareale på minst ca. 7.000 cm2/g. En generell fremgangsmåte for å gjennomføre kverning er gitt i U.S. patent 3573947, selv om oppvarming ikke er nødvendig i noen av oppfinnelsens utførelsesformer for å danne den boratbelagte akseleratoren beskrevet heri. Den resulterende kvernete akseleratorblandingen kan tilsettes den vandige kalsinerte gipsblandingen i en mengde effektiv for å vedlikeholde kontroll av hastigheten for konvertering av den kalsinerte gipsblandingen til herdegips på et ønsket nivå. Blant boratene er uleksitt og kolmenitt spesielt egnet for denne form for innføring, der den første er mest foretrukket.

Behandling av den herdegipsinneholdende sammensetningen med anrikende materialer kan finne sted før eller etter herdegipssammensetningen er tørket (f.eks. i en ovn) for å drive av fritt (dvs. ureagert) vann. Med hensyn til dette, appliseres det anrikende materialet (f.eks. sprøytet eller gjennombløtet i en løsning, som en vandig løsning, inneholdende f.eks. fra ca. 0,01% til ca. 2% anrikende materiale) på den herdegipsinneholdende sammensetningen for å oppnå ønsket behandling. Fortrinnsvis, appliseres behandlingen forut for tørking av den herdegipsinneholdende sammensetningen. Hvis behandlingen appliseres etter tørking av den herdegipsinneholdende sammensetningen, blir gipssammensetningen fortrinnsvis tørket igjen etter applisering av behandlingen (f.eks. med den herdegipsinneholdende sammensetningen alternativt eksponert igjen for vann, som, f.eks., ved gjennombløting). Det er ønskelig at det anrikende materialet migrerer til herdegipssammensetningen, selv gjennom konvensjonelle papirblad anvendt i prosessering av herdegips.

Det er verdt å merke seg at det anrikende materialet kan tilsettes den vandige kalsinerte gipsblandingen forut for dannelse av noe av herdegipsen og, samtidig, også som behandling etter dannelse av deler av herdegipsen. Med hensyn til dette, kan en forherdingsbehandling og etterherdingsbehandling finne sted samtidig. For eksempel ville tilsetting av det anrikende materialet under herding (f.eks. mens kun noe av herdegipsen er dannet) være en forherdingsbehandling med hensyn til deler hvor herdegipsen ennå ikke er dannet og ville være etterherdingsbehandling med hensyn til deler hvor herdegipsen er blitt dannet.

Det bør forstås at kombinasjoner av forskjellige løsninger for å tilsette det anrikende materiale til det endelige herdegipsproduktet, f.eks. kombinasjoner av forherdings- (f.eks. kverning med en akselerator og/eller tørtilsetting) og/eller etterherdingsbehandlinger (i forskjellige kombinasjoner av en eller flere anrikende materialer) for å gi de forskjellige fordelene beskrevet heri har til hensikt å kunne utføres.

Det anrikende materialet kan inkluderes i en hvilken som helst egnet mengde. For å vise et eksempel, blir mengden anrikende materiale fortrinnsvis valgt for å oppnå fordelene beskrevet ovenfor, f.eks. en mengde tilstrekkelig til å tildele en ønsket defleksjonsmotstand og/eller formbestandighet til herdegipssammensetningen. Med hensyn til dette vil den effektive mengden anrikende materiale variere, f.eks. avhengig av mengden urenheter, f.eks. kloridanioner eller lignende, i det kalsinerte gipsråmaterialet, så vel som type anrikende materiale utvalgt samt andre faktorer. I en forherdingsbehandling, er mengden anrikende materiale inkludert i, eller tilsatt, den vandige kalsinerte gipsblandingen fra ca. 0,01 til ca. 5 vekt% av den kalsinerte gipsen, og mer foretrukket er mengden anrikende materiale inkludert i, eller tilsatt til, den vandige kalsinerte gipsblandingen fra ca. 0,1 til ca. 2 vekt% av den kalsinerte gipsen. I en etterherdingsbehandling, er mengden anrikende materialet anvendt i utførelsen av oppfinnelsen fra ca. 0,01 til ca. 5 vekt% av gipsen og mer foretrukket fra ca. 0,1 til ca. 2 vekt% av gipsen.

Det anrikende materialet kan leveres til en forherdings- eller etterherdingsbehandling ved f.eks. en løsning (f.eks. vandig) bestående av det anrikende materiale og/eller som et tørt tilsetningsstoff. Der det anrikende materialet leveres gjennom en løsning, velges konsentrasjonen av det anrikende materialet i løsningen slik at den gir den riktige mengden anrikende materiale basert på vekten til den kalsinerte gipsen eller herdegipsen som blir behandlet, som vist til ovenfor. Med hensyn til en etterherdingsbehandling, må den behandlende løsningen fortrinnsvis ha tilstrekkelig med vann for å gjennomvete herdegipsen (f.eks. for å jevnt fordele det anrikende materialet gjennom gipsmatrisen).

Med henvisning nå til de anrikende materialene, inkluderer de organiske polyfosfonforbindelsene (f.eks. organiske fosfonater eller fosfonsyrer) i oppfinnelsen minst en forbindelse valgt fra aminotri (metylenfosfonsyre), aminotri (metylenfosfonsyre) pentanatriumsalt, dietylentriamin penta (metylenfosfonsyre) pentanatriumsalt, dietylentriamin penta (metylenfosfonsyre) pentanatriumsalt og heksametylendiamin tetra (metylenfosfonsyre) kaliumsalt.

Det er gunstig å ta med organiske fosfonforbindelser som anrikende materialer fordi det er funnet at slike forbindelser tildeler en defleksjonsmotstand til herdegipsinneholdende sammensetninger i henhold til oppfinnelsen, som, f.eks. under fuktige betingelser. I tillegg fører inkludering av organiske fosfonforbindelser til økt formbestandighet fordi det er antatt at, f.eks., de organiske fosfonforbindelsene bidrar til binding av krystaller i herdegipsmatrisen.

Organiske fosfonforbindelser inkluderer aminotri (metylenfosfonsyre), aminotri (metylenfosfonsyre) pentanatrium salt, dietylentriamin penta (metylenfosfonsyre) pentanatrium salt, dietylentriamin penta (metylenfosfonsyre) trinadriumsalt, heksametylen diamin tetra (metylenfosfonsyre), heksametylen diamin tetra (metylenfosfonsyre) kaliumsalt. I noen utførelsesformer, anvendes DEQUEST ®fosfonater i oppfinnelsen (f.eks. DEQUEST®2000, DEQUEST®2006, DEQUEST®2016, DE-QUEST®2054, DEQUEST®2060S, DEQUEST®2066A, og lignende) kommersielt tilgjengelig fra Solutia, Inc, St. Louis, Missouri.

Hvis inkludert i den vandige kalsinerte gipsblandingen i en forherdingsbehandling, er mengden organisk fosfonforbindelse anvendt i utøvelsen av oppfinnelsen for å tilberede blandingen fortrinnsvis fra ca. 0,01 til ca. 1 vekt% av den kalsinerte gipsen, og mer foretrukket, fra ca. 0,05 til ca. 0,2 vekt% av den kalsinerte gipsen. For eksempel kan den organiske fosfonforbindelsen leveres til herdegipssammensetningen gjennom en løsning (f.eks. vandig) bestående av den organiske fosfonforbindelsen.

Å inkludere polykarboksylforbindelser som anrikende materialer er fordelaktig fordi det er funnet at karboksylforbindelser tildeler defleksjonsmotstand til de herdegipsinneholdende sammensetningene i henhold til oppfinnelsen, som f.eks. under fuktete forhold. I tillegg, forbedrer inklusjon av karboksylforbindelser formbestandigheten fordi det menes, f.eks. at karboksylgruppene bidrar til krystallbinding i herdegipsmatrisen. For å vise et eksempel, og ikke i begrensning av oppfinnelsen, kan polykarboksylforbindelsen være i form av et polyakrylat, et polymetakrylat, et polyetakrylat og lignende. I en etterherdingsbehandling, kan karboksylforbindelsen i tillegg være i form av et citrat (f.eks. salter, som f.eks. natriumcitrat).

I en forherdingsbehandling, har polykarboksylforbindelsene som er egnet for anvendelse i foreliggende oppfinnelse, fortrinnsvis en molekylvekt fra ca. 100.000 dalton til ca. 1 million dalton. Polykarboksylforbindelser med høyere molekylvekt er mindre ønskelig fordi viskositeten er for høy, mens de med lavere molekylvekt (tiltagende reduksjon under 100.000 dalton) er mindre effektive. I noen utførelsesformer av en forherdingsbehandling har polykarboksylforbindelsen en molekylvekt fra ca. 200.000 dalton til ca. 700.000 dalton, som, f.eks., en molekylvekt fra ca. 400.000 dalton til ca. 600.000 dalton. I noen utførelsesformer, er karboksylforbindelsen et polyakrylat, i hvilket tilfelle polyakrylatet har fortrinnsvis en molekylvekt fra ca. 200.000 dalton til ca. 700.000 dalton, og fortrinnsvis ca. 400.000 dalton til ca. 600.000 dalton.

I en etterherdingsbehandling, har karboksylforbindelsen en molekylvekt fra ca. 200 dalton til ca. 1.000.000 dalton. For eksempel i noen utførelsesformer av en etterherdingsbehandling, har karboksylforbindelsen en molekylvekt fra ca. 200 dalton til ca. 100.000 dalton (f.eks. fra ca. 1.000 dalton til ca. 100.000 eller fra ca. 10.000 dalton til ca. 100.000 dalton), mens i andre utførelsesformer, har karboksylforbindelsen en molekylvekt fra ca. 100.000 dalton til ca. 1 million dalton (f.eks. fra ca.

200.000 dalton til ca. 700.000 eller fra ca. 400.000 dalton til ca. 600.000 dalton).

Hvis inkludert i den vandige kalsinerte gipsblandingen i en forherdingsbehandling, er mengden karboksylforbindelse anvendt i utøvelsen av oppfinnelsen for å tilberede blandingen fortrinnsvis fra ca. 0,01 til ca. 5 vekt% av den kalsinerte gipsen, og mer foretrukket, fra ca. 0,05 til ca. 2 vekt% av den kalsinerte gipsen. I en etterherdingsbehandling, er mengden karboksylforbindelse anvendt i utøvelsen av oppfinnelsen og levert til herdegipssammensetningen fortrinnsvis fra ca. 0,01 til 5 vekt% av gipsen, og mer foretrukket, fra ca. 0,05 til ca. 2 vekt% av gipsen. For eksempel kan karboksylforbindelsen leveres til herdegipssammensetningen ved en løsning (f.eks. vandig) bestående av karboksylforbindelsen.

Borater, og spesielt, naturlig forekommende uleksitt (NaCaB5O9·8H2O) og kolmenitt (Ca2B6O11·5H2O), eller blandinger av uleksitt og kolmenitt, kan også inkluderes som det anrikende materiale. I noen utførelsesformer foretrekkes uleksitt, delvis på grunn av dens relative lave kostnad. Det merkes at borater ikke er fullt løselige i vann. Overraskende, gir til og med slike delvis løselige borater, som er polyborforbindelser, den ønskete effektgraden i henhold til foreliggende oppfinnelse. Dette er til og med mer overraskende fordi andre fullt løselige borinneholdende materialer som borsyre, som er en monoborforbindelse, gir mye mindre av de ønskete effektene og er ikke egnet for anvendelse innen rammen av oppfinnelsen. Inkludering av disse boratene som anrikende materialer er fordelaktig da det er funnet at de tildeler defleksjonsmotstand til herdegipsinneholdende materialer, til og med i nærvær av urenheter, f.eks. klorider, i den vandige kalsinerte gipsblandingen. Dette funnet er viktig, da det tillater anvendelse av lavere, mindre dyre grader av kalsinert gips i fremstilling av herdegipsprodukter, som gipsplater, uten noen betydelig negativ effekt på defleksjonsmotstand. Videre, forsinker ikke boratene betydelig dannelsen av den herdegipsinneholdende sammensetningen.

I fremgangsmåten for forherdingsbehandling, kan boratet tilsettes den vandige kalsinerte gipsblandingen som pulver og/eller løsning (f.eks. en vandig løsning). I andre utførelsesformer, f.eks., kan boratet tilsettes etter at det kvernes med kalsiumsulfat dihydrat akselerator, som tidligere beskrevet. I tillegg, i noen utførelsesformer, kan boratet tilsettes ved anvendelse av begge teknikkene.

Hvis inkludert i den vandige kalsinerte gipsblandingen i en forherdingsbehandling, er mengden borat tilsatt blandingen i utøvelsen av oppfinnelsen fortrinnsvis fra ca.

0,1 til ca. 2 vekt% av den kalsinerte gipsen, og mer foretrukket, fra ca. 0,2 til ca.

0,5 vekt% av den kalsinerte gipsen. I en etterherdingsbehandling, er mengden borat anvendt for å behandle herdegipsen i utøvelsen av oppfinnelsen og fortrinnsvis fra ca. 0,1 til ca. 2 vekt% av gipsen og mer foretrukket, fra ca. 0,2 til ca. 0,5 vekt% av gipsen. For eksempel kan boratet leveres til herdegipssammensetningen ved en løsning (f.eks. vandig) bestående av boratet.

I tillegg, og i tråd med oppfinnelsen, kan uorganiske fosfater kombineres med de andre anrikende materialene beskrevet heri. Spesielt uorganiske polyfosfatforbindelser er foretrukket, selv om uorganisk monofosfatforbindelser kan anvendes i etterherdingsbehandlinger. Med hensyn til dette, er de uorganiske polyfosfatene valgt ut fra f.eks. kondensert fosforsyre, der hver består av to eller flere fosforsyreenheter, salter eller ioner av kondenserte fosfater, der hver består av to eller flere fosfatenheter, eller forbindelser som inkluderer en eller flere fosforsyreenheter og en eller flere fosfatsalter eller ioneenheter. En monofosfatforbindelse som er nyttig i en etterherdingsbehandling i henhold til oppfinnelsen, inkluderer en fosforsyreenhet eller en fosfatsalt eller ioneenhet.

Inkludering av slike uorganiske fosfater forbedrer ytterligere defleksjonsmotstand, med hensyn til etterherdingsbehandlinger, annen mekanisk styrke (f.eks. trykkfasthet) til den herdegipsinneholdende sammensetningen. I noen utførelsesformer, er de uorganiske fosfatene i form av følgende salter eller de anioniske delene derav: en trimetafosfatforbindelse (f.eks. salter som natrium trimetafosfat, kalsium trimetafosfat, natrium kalsium trimetafosfat, kalium trimetafosfat, litium trimetafosfat), natrium heksametafosfat med 6-27 repeterende fosfatenheter, ammonium polyfosfat med 500-3000 (fortrinnsvis, 1000-3000) repeterende fosfatenheter, tetrakalium pyrofosfat, trinatrium dikalium tripolyfosfat, natrium tripolyfosfat, tetranatrium pyrofosfat, natriumsyre pyrofosfat, eller polyfosforsyre med 2 eller flere repeterende fosforsyre enheter. I noen utførelsesformer inkluderer den uorganiske fosfatforbindelsen natrium trimetafosfat og/eller ammonium polyfosfat. Eksempler på monofosfatforbindelser (også vist til som ortofosfatforbindelser) nyttig i etterherdingsbehandling utførelsesformer er mononatrium dihydrogenfosfat, monokalium dihydrogenfosfat og fosforsyre.

Hvis inkludert i den vandige kalsinerte gipsblandingen i en forherdingsbehandling, er mengden uorganiske fosfater eller tilsatt blandingen fortrinnsvis fra ca. 0,004 til ca. 2 vekt% av den kalsinerte gipsen, og mest foretrukket fra ca. 0,04 til ca. 0,16 vekt% av gipsen. I en etterherdingsbehandling er mengden uorganiske fosfater fortrinnsvis fra ca. 0,004 vekt% til ca. 2 vekt% av gipsen, og mer fortrukket fra ca.

0,04 vekt% til ca. 0,16 vekt% av gipsen. For eksempel kan det uorganiske fosfatet leveres til herdegipssammensetningen ved en løsning (f.eks. vandig) bestående av fosfater.

I tillegg, i den grad noe av de anrikende materialene hemmer hydratiseringens dannelseshastighet til herdegips (og påvirker negativt styrken til den herdegips inneholdende sammensetningen), som f.eks., med hensyn til organiske fosfonfor bindelser, karboksylforbindelser eller fosfater (annet enn ammonium polyfosfat eller en trimetafosfatforbindelse), kan en eventuell hemming overkommes ved å inkludere en akselerator i blandingen, spesielt kalsiumsulfat dehydrat. Selvfølgelig, kan andre akseleratorer kjent i teknikken, som aluminiumsulfat, natriumbisulfat, sinksulfat og lignende, også inkluderes.

I henhold til foreliggende oppfinnelse, kan den herdegipsinneholdende sammensetningen være i form av en gipsplate som fortrinnsvis har en defleksjonsmotstand, som bestemt i henhold til ASTM C473-95, på mindre enn ca. 0,42 cm per meter av gipsplaten (0,1 inches per 2 feet). I tillegg, viser gipsplaten fortrinnsvis en krymping under tilberedning derav (f.eks. når herdegipssammensetningen tørkes) på mindre enn ca. 0,042 cm per m (0,02 inches per 4 feet) i bredden og mindre enn ca. 0,035 cm per m (0,05 inches per 12 feet) i lengden.

Gipssammensetningen kan også inkludere valgfrie additiver, så som et forsterkningsadditiv, et bindemiddel (f.eks. polymerer som lateks), ekspandert perlitt, luftlommer dannet ved et vandig skum, en stivelse som forgelatinisert stivelse, akseleratormidler, hemmende midler, vannavstøtende midler, baktericider, soppmidler, biocider, en fibrøs matte (f.eks. på en gipsplate bestående av den oppfinneriske gipssammensetningen), eller blandinger derav.

Anrikningsadditivet kan inkluderes i den oppfinneriske gipssammensetningen for å forbedre styrken under prosessering. For eksempel kan anrikningsadditivet inkludere cellulosefibre (f.eks. papirfibre), mineralfibre, andre syntetiske fibre, eller lignende, eller kombinasjoner derav. Anrikningsadditivet, som papirfibre, kan anvendes i en egnet mengde. For eksempel, i noen utførelsesformer er anrikningsadditivet til stede i en mengde fra ca. 0,1 til 5 vekt% av herdegipssammensetningen.

For å tilrettelegge for en reduksjon i tetthet, kan herdegipssammensetningen ifølge oppfinnelsen alternativt inkludere luftlommer dannet ved vandig skum. Spesielt kan et skummingsmiddel tilsettes den vandige kalsinerte gipsblandingen under tilbereding. Det er ønskelig at en hovedpart av det skummende middelet genererer skum som er relativt ustabilt når det er i kontakt med den vandige kalsinerte gipsslurryen. I tillegg er det ønskelig at en stor del av det skummende middelet genererer relativt stabilt skum. For å vise et eksempel, i noen utførelsesformer, anvendes minst et skummende middel med formelen

Spesielt er M et kation, X et heltall fra 2 til ca. 20, Y er et heltall fra 0 til ca. 10 og er 0 i minst 50 vekt% av minst et skummiddel. Fortrinnsvis er Y 0 i fra ca. 86 til ca.

99 vekt% av minst et av skummidlene.

I tillegg kan gipssammensetningen alternativt inkludere stivelse, som pregelatinisert stivelse eller syremodifisert stivelse. Å inkludere stivelse minimerer eller unngår risikoen for papirdelaminering under betingelser med økt fuktighet. En fagperson vil kjenne fremgangsmåtene for pregelatinisering av rå stivelse, som f.eks., koking av rå stivelse i vann ved temperaturer på minst 85 °C (185 °F) eller andre fremgangsmåter. Egnete eksempler på pregelatinisert stivelse inkluderer PCF1000 stivelse, kommersielt tilgjengelig fra Lauhoff Grain Company og AMERIKOR 818 og HQM PREGEL stivelse, begge kommersielt tilgjengelig fra Archer Daniels Midland Company. Hvis inkludert kan den pregelatiniserte stivelsen være til stede i en hvilken som helst egnet mengde. For eksempel, hvis inkludert, kan den pregelatiniserte stivelsen være til stede i en mengde fra ca. 0,1 vekt% til 5 vekt% av sammensetningen.

Gipssammensetningen kan også inkludere en fibrøs matte. Den fibrøse matten kan være vevet eller ikke-vevet. Det er ønskelig at den fibrøse matten er bygget opp av et materiale som kan tilpasse seg utvidelse av gipssammensetning under hydratisering. For å eksemplifisere, kan den fibrøse matten være i form av en papirmatte, en glassfibermatte, eller andre syntetiske fibermatter. I noen utførelsesformer er den fibrøse matten ikke vevet og kan inkludere glassfiber. Det er ønskelig at den fibrøse matten kan legges på overflaten og/eller innlemmes i gipsstøpet under dannelse for å forbedre integriteten og håndterbarheten av det tørkete gipsstøpet under fremstilling, håndtering og feltanvendelse. I tillegg kan den fibrøse matten anvendes som den eksponerte overflaten i sluttproduktet (f.eks. en himlingsplate), og, som sådan, gir det et estetisk tiltalende ensartet utseende som kan være ønskelig jevnt. Hvis aktuelt, kan den fibrøse matten ha en hvilken som helst egnet tykkelse. For eksempel, i noen utførelsesformer, kan den fibrøse matten ha en tykkelse fra ca. 0,00762 cm (0,003 inch) til ca. 0,381 cm (0,15 inch).

De følgende eksemplene illustrerer videre foreliggende oppfinnelse. I eksemplene beskrevet nedenfor har de følgende forkortelsene de anviste betydningene:

OPPC angir en organisk polyfosfonforbindelse;

OPPC1 er aminotri(metylenfosfonsyre);

OPPC2 er aminotri(metylenfosfonsyre), pentanatrium salt;

OPPC3 er 1-hydroksyetyliden-1,1-difosfonsyre tetranatriumsalt;

OPPC4 er heksametylendiamin tetra(metylenfosfonsyre), kaliumsalt;

OPPC5 er dietylentriamin penta(metylenfosfonsyre), trinatriumsalt;

OPPC6 er dietylentriamin penta(metylenfosfonsyre), trinatrium salt;

PAA angir en poly(akrylsyre);

PAA1 er en poly(akrylsyre) med en molekylvekt på ca 2,000 dalton;

PAA2 er en poly(akrylsyre) med en molekylvekt på ca 30,000 dalton;

PAA3 er en poly(akrylsyre) med en molekylvekt på ca 250,000 dalton;

PAA4 er en poly(akrylsyre) med en molekylvekt på ca 450,000 dalton;

PAA5 er en poly(akrylsyre) med en molekylvekt på ca 750,000 dalton;

PAA6 er Belclene 283 (kommersielt tilgjengelig fra FMC Corporation, Princeton, New Jersey);

PAA7 er Belclene 200 (kommersielt tilgjengelig fra FMC Corporation); og

PAA8 er Belsperse 161 (kommersielt tilgjengelig fra FMC Corporation).

Eksempel 1

Motstand mot permanent deformering

(Laboratorie gipsplate defleksjonsmotstand)

Prøver av gipsinneholdende plater ble tilberedt i et laboratorium i henhold til oppfinnelsen og sammenlignet, med hensyn til permanent deformering, med prøveplater tilberedt ved fremgangsmåter og sammensetninger utenfor omfanget av denne oppfinnelsen.

Prøver ble tilberedt ved å blande i en 5 liter WARING blander i 10 sekunder ved lav hastighet: 1,5 kg beta kalsiumsulfat hemihydrat; 2 g av en herdeakselerator bestående av finmalte partikler av kalsiumsulfat dihydrat belagt med sukker for å vedlikeholde nytteeffekt og oppvarmet som beskrevet i U.S. patent 3573947; 2 liter vann fra kranen, og 0 g additiv (kontrollprøver), 1,5 g av en organisk polyfosfonforbindelse, eller 1,5 g av andre additiver. Slurryen som dermed ble dannet ble støpt i fat for å tilberede flate gipsplateprøver, der hver hadde dimensjonene ca. 15 x 61 x 1 cm (6 x 24 x 1⁄2 inch). Etter kalsiumsulfat hemihydratet herdet for å danne gips (kalsiumsulfat dihydrat), ble platene tørket i en 44 °C (112 °F) ovn til vekten sluttet å endre seg. Den endelige målte vekten av hver plate ble notert. Ingen papirkledning ble applisert til disse platene, for å unngå effekten av papirbelegg på gipsplatens defleksjon under fuktige betingelser.

Hver tørket plate ble deretter lagt i en horisontal stilling på to 1 cm (1⁄2 inch) brede støtter med lengder som strakk seg over hele bredden til platen, med en støtte i hver ende av platen. Platene ble holdt i denne stillingen i et spesifikt tidsintervall (i dette eksempelet 4 dager) under kontinuerlig omgivelsesbetingelser på en temperatur på 32 °C (90 °F) og 90% relativ fuktighet. Platens defleksjonsgrad ble deretter bestemt ved å måle avstanden (i inches) til midten på den øvre flaten av platen fra det ideelle horisontale planet som strekker seg mellom toppkantene på endene av platen. Motstand mot permanent deformering av herdegipsmatrisen til platen er ansett å være omvendt proporsjonal til platens defleksjonsgrad. Dermed, jo større defleksjonsgraden var, jo lavere var den relative motstanden mot permanent deformering av herdegipsmatrisen som utgjør platen.

Testene for motstand mot permanent deformering er rapportert i tabell 1, inklusiv sammensetningen og konsentrasjonen (vekt% basert på vekten av kalsiumsulfat hemihydrat) til additivet, den endelige vekten på platen, og graden av målt defleksjon.

I disse laboratorieforsøkene, ble defleksjon bestemt i henhold til ASTM C473-95 Humidified Deflection Test, med unntak av at gipsplaten som ble testet ikke inkluderte gipsplatepapir, og med unntak av at platene testet var 15 cm x 61 cm (0,5 ft x 2 ft), istedenfor 30 cm x 61 cm (1 ft x 2 ft). Imidlertid er det funnet at defleksjonen til de laboratoriefremstilte platene samsvarer med defleksjonen til 30 cm x 61 cm (1 ft x 2 ft) platene beskrevet i ASTM C 473-95 prøven og, hvis det er noen forskjell, er forskjellen det at defleksjonen er større i de laboratoriefremstilte platene. Som sådan, hvis de laboratoriefremstilte platene i henhold til oppfinnelsen oppfyller de ønskete standarder for defleksjonsmotstand, vil plater i henhold til oppfinnelsen fremstilt ifølge ASTM C 473-95 også møte de ønskete standardene for defleksjonsmotstand.

Tabell I

Dataene i tabell 1 illustrerer at platen fremstilt ved anvendelse av organiske polyfosfonforbindelser i henhold til oppfinnelsen hadde mye større defleksjonsmotstand (og dermed større motstand mot permanent defleksjon) enn kontrollplaten. Dessuten hadde plater fremstilt med flere av de organiske polyfosfonforbindelsene en defleksjon som var betydelig mindre enn 0,42 cm defleksjon per meter (0,1 inches per 2 feet) lengde på platen, og var dermed ikke synlig med det blotte øye. Andre organiske polyfosfonforbindelser, som OPPC3 og OPPC5, viste en markert forbedring i defleksjon når sammenlignet med kontrollen.

Det vil forstås at akseleratorer kan anvendes i noen grad for å overkomme retardasjon og styrkereduksjonseffekter som kan være forårsaket av de organiske polyfosfonforbindelsene. I eksemplene vist ovenfor, var ingen forsøk på å overkomme slike effekter gjort. Imidlertid, hvis en akselerator hadde blitt tilsatt for å overkomme slike effekter, ville det forventes at platene laget med en hvilken som helst av disse organiske polyfosfonforbindelsene ville ha en defleksjon på mindre enn 0,42 cm per meter (1 inch per 2 feet) lengde av platen.

Eksempel 2

Dette eksempelet illustrerer anvendelse av uleksitt som anrikende materiale for å forbedre defleksjonsmotstanden i gipsplaten samt motstand mot permanent deformering ved anvendelse av uleksitt som et additiv i og for seg, og kvernet med en herdeakselerator bestående av finmalte partikler av kalsiumsulfat dihydrat som beskrevet ovenfor i eksempel 1.

I tillegg er de fordelaktige effektene av å anvende uleksitt, i nærvær av et høyt innhold av klorsalturenheter, også illustrert. Gipsplaten ble fremstilt som beskrevet i eksempel 1, med unntak av at klorion ble tilført blandingen sammen med uleksittadditivet. Defleksjonsmotstand ble testet i henhold til ASTM C 473-95-prosedyren på laboratoriefremstilte plater som beskrevet ovenfor.

I disse eksemplene, er mengden uleksitt tilsatt den vandige kalsinerte gips-slurryen ved tilsetting i en kvernet blanding med et akseleratormateriale ca. 0,05 vekt% av den kalsinerte gipsen. I det siste eksempelet i tabell 2, er den totale uleksitten tilsatt den vandige kalsinerte gips-slurryen ca 0,15 vekt% av den kalsinerte gipsen (0,05 vekt% i form av en kvernet blanding med akseleratormateriale pluss 0,10 vekt% tilsatt i tillegg).

II ll e b a

T

Dataene i tabell II illustrerer forbedringen i defleksjonsmotstand oppnådd ved anvendelse av uleksitt, enten ved tilsetting av uleksitt som en kvernet blanding av uleksitt og kalsiumsulfat dihydrat som akselerator eller som et uavhengig additiv, enten et tørt pulver eller en vandig løsning. Dataene viser også at borat, uleksitt, gir en forbedring ovenfor defleksjon selv når en vesentlig mengde klorion-urenheter (f.eks. NaCl) er til stede i den vandige kalsinerte gipsblandingen (som kan være til stede i relativt lavkvalitets kalsinert gips), og når vannabsorpsjon i det ferdige gipsplateproduktet er relativ høy.

Eksempel 3

Etterherdingsbehandling av kalsiumsulfat dihydrat

I noen alternative foretrukne utførelsesformer i foreliggende oppfinnelse behandles kalsiumsulfat dihydrat støpt med en vandig løsning av anrikende materiale for å øke motstand mot permanent deformering (f.eks. defleksjonsmotstand), og formbestandigheten til herdegipsinneholdende produkter etter omtørking. Mer spesifikt, er det funnet at behandling av kalsiumsulfat dihydrat støpt med forskjellige anrikende materialer i henhold til foreliggende oppfinnelse øker motstand mot permanent deformering (f.eks. defleksjonsmotstand) og formbestandighet. Dermed, i utførelsesformen hvori det anrikende materialet tilsettes herdegipsen tilveiebringes nye sammensetninger og fremgangsmåter for å lage forbedrede gipsinneholdende produkter, inklusive plater, fyllingsplater, gipspuss, fliser, gips/cellulosefiberkompositter, osv. Derfor vil ethvert gipsbasert produkt som trenger streng kontroll over defleksjonsmotstand dra nytte av denne utførelsesformen av foreliggende oppfinnelse.

To eksemplifiserende fremgangsmåter for etterbehandling av herdegips er som følger:

1) 2)

Stukkatur og andre additiver (tørt) pluss Stukkatur og andre additiver (tørt) pluss vann for å danne en slurry vann for å danne en slurry

Skum (for vekt eller tetthetsreduksjon) Blanding/omrøring (våt)

Gips støp/sluttherding og tørking Gips støp/sluttherding

Etterbehandling med anrikende materia- Etterbehandling med anrikende materiale (sprøyting eller gjennombløting) le (sprøyting av overflaten)

Omtørking av gipsstøpet Tørt gipsprodukt

Forbedret gipsprodukt Forbedret gipsprodukt

I begge de ovenfor nevnte fremgangsmåtene, appliseres fortrinnsvis den vandige løsningen til det anrikende materialet til herdegipsen.

Det anrikende materialet ble sprøytet på herdegipssammensetningen som en løsning av anrikende materiale i vann. Mengden av anrikende materiale i løsning baseres på vekten til kalsiumsulfat dihydrat (herdegips).

De laboratorie-fremstilte platene ble fremstilt som beskrevet i eksempel 1, og ASTM C 473-95 fuktighets defleksjonsprøve ble utført på laboratorieplatene, også beskrevet ovenfor i eksempel 1.

Tabell III illustrerer forbedringen i defleksjon oppnådd når det anrikende materialet eller additivet er en organisk polyfosfonforbindelse. Tabell IV illustrerer forbedringen i defleksjon oppnådd når additivet er en poly(akrylsyre). Tabell V illustrerer forbedringen i defleksjon oppnådd når additivet er natriumcitrat, en karboksylforbindelse som inkluderer minst to karboksylatgrupper.

Tabell III

Dataene i tabell III illustrerer at applisering av organiske polyfosfonater til herdegipsen sørger for en forbedring i defleksjonen i platen. Alle plater viser en defleksjonsmotstand godt under den ønskete 0,42 cm per meter (0,1 inches per 2 feet) platelengde når organiske polyfosfonater ble anvendt i etterherdingsbehandlingen i henhold til denne oppfinnelsen.

Tabell IV

Dataene i Tabell IV illustrerer at karboksylatene sørger for forbedret styrke i herdegipssammensetningen i etterherdingsbehandlingen. Dataene viser at anvendelse av løselige karboksylater, dv. PAA1-4 og PAA6 og PAA7 er mer fordelaktig enn karboksylatene som ikke er løselige i vann, f.eks. PAA5, selv om etterbehandling med PAA5 sørget for en plate med forbedret defleksjonsmotstand sammenlignet med kontrollen.

Tabell V

Tabell V illustrerer de uventete fordelene til etterherdingsbehandling. Natriumcitrat er vanligvis ansett som en herdingshemmer, og anvendelse av denne gir negative effekter på styrke og defleksjonsmotstand når det anvendes som et forbehandlingsadditiv. Imidlertid, som en etterherdingsbehandling, er det funnet at natriumcitrat øker defleksjonsmotstand.

Claims (12)

Patentkrav

1. Herdegipsinneholdende sammensetning omfattende en sammenbindende matrise av herdegipsen dannet fra minst kalsinert gips, vann og et anrikningsmateriale,

k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter:

(i) fra omkring 0,01 vekt% til omkring 5 vekt%, basert på vekten av den kalsinerte gips, av en organisk polyfosfonforbindelse eller en blanding av organiske polyfosfonforbindelser, hvor den organiske polyfosfonforbindelsen er valgt fra gruppen bestående av aminotri (metylen-fosfonsyre), aminotri (metylenfosfonsyre) pentanatriumsalt, dietylentriamin penta(metylen fosfonsyre) pentanatriumsalt, dietylentriamin penta(metylen-fosfonsyre) trinatriumsalt og heksametylendiamin tetra(metylen-fosfonsyre)

kaliumsalt; eller

(ii) fra omkring 0,01 vekt% til omkring 5 vekt%, basert på vekten av den kalsinerte gips, av et borat omfattende uleksitt, en blanding av uleksitt og kolmenitt, eller kolmenitt.

2. Sammensetning ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d at sammensetningen er videre dannet fra et andre anrikningsmateriale omfattende en polykarboksylforbindelse eller alternativt en blanding av polykarboksylforbindelser, hvor sammensetningen er videre dannet fra et tredje anrikningsmateriale omfattende en polyfosfatforbindelse eller en blanding av polyfosfatforbindelser.

3. Sammensetning ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d at sammensetningen er videre dannet fra en akselerator og minst en andel av boratet er båret på akseleratoren.

4. Sammensetning ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d at herdegipsen er dannet fra 0,01 vekt% til 5 vekt% av anrikningsmaterialet, basert på vekten til den kalsinerte gipsen.

5. Sammensetning ifølge krav 2,

k a r a k t e r i s e r t v e d at polykarboksylforbindelsen har en molekylvekt fra 100,000 dalton til 1 million dalton hvori polykarboksylforbindelsen er valgt fra gruppen omfattende polyakrylater, polyetakrylater og polymetakrylater.

6. Sammensetning ifølge krav 2,

k a r a k t e r i s e r t v e d at polyfosfatforbindelsen er valgt ut fra gruppen omfattende en trimetafosfatforbindelse, natriumheksametafosfat med 6-27 gjentagende fosfatenheter, ammoniumpolyfosfat, tetrakaliumpyrofosfat, natriumtripolyfosfat, tetranatriumpyrofosfat, natriumsyrepyrofosfat, og polyfosforsyre med 2 eller flere gjentagende fosforsyreenheter.

7. Herdegipsinneholdende sammensetning omfattende en sammenbindende matrise av herdegipsen hvori herdegipsen har blitt behandlet med en blanding av en væske og et anrikningsmateriale,

k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter:

(i) omkring 0,01 til omkring 5 vekt%, basert på vekten av kalsinert gips, av en organisk polyfosfonforbindelse, hvor den organiske polyfosfonforbindelsen er valgt fra gruppen bestående av aminotri (metylen-fosfonsyre), aminotri (metylen-fosfonsyre) pentanatriumsalt, dietylentriamin penta(metylen fosfonsyre) pentanatriumsalt, dietylentriamin penta(metylen-fosfonsyre) trinatriumsalt og heksametylendiamin tetra(metylen-fosfonsyre) kaliumsalt; eller (ii) omkring 0,01 til omkring 5 vekt%, basert på vekten av kalsinert gips, av en polykarboksylforbindelse eller en blanding av polykarboksylforbindelser eller en blanding av i) og ii).

8. Herdegipsinneholdende sammensetning ifølge krav 7,

k a r a k t e r i s e r t v e d at sammensetningen er videre behandlet med et andre anrikningsmateriale omfattende en fosfatforbindelse eller en blanding av fosfatforbindelser, fortrinnsvis en polyfosfatforbindelse.

9. Sammensetning ifølge krav 7,

k a r a k t e r i s e r t v e d at polykarboksylforbindelsen er en polykarboksylforbindelse med en molekylvekt fra 200 dalton til 1 million dalton.

10. Sammensetning ifølge krav 7,

k a r a k t e r i s e r t v e d at polykarboksylforbindelsen er valgt fra gruppen omfattende polyakrylater, polyetakrylater, polymetakrylater og citrater.

11. Sammensetning ifølge krav 7,

k a r a k t e r i s e r t v e d at polykarboksylforbindelsen er et polyakrylat.

12. Gipsplate,

k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter sammensetningen ifølge hvilken som helst av kravene 1-11, hvori gipsplaten har en defleksjonsmotstand, som bestemt ifølge ASTM C473-95, på mindre enn 0,25 cm per 60,8 cm i lengde av nevnte plate og nevnte gipsplate har en krymping på mindre enn 0,05 cm per 121,6 cm bredde og mindre enn 0,13 cm per 360 cm i lengde.