フォームを含有するウォールボード中での分散剤の効果的な使用
フォームを含有するウォールボード中での分散剤の効果的な利用は、第１の分散剤および第１の分量の水とミックスして、漆喰が石膏スラリーを形成する方法から成る。第２の分散剤および第２の分量の水とブレンドされ、石鹸からフォームを作製する。次に、フォームとスラリーとを混合する。異なる第１および第２の分散剤ならびにその相対量の選択により、スラリー中のフォーム気泡および石膏コア中の得られた空隙のサイズ分布の制御が可能になる。ミキサおよびフォーム水の両方での同じ分散剤の使用は、分散剤の有効性の向上をもたらす。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、参照として本明細書に組み入れられている、２００５年６月１４日に出願された“Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｕｓｅ ｏｆ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔｓ ｉｎ Ｗａｌｌｂｏａｒｄ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｆｏａｍ”という題名の米国特許出願第１５２，４０４号に関する。
【０００２】
本出願は、すべて２００５年６月１４日に出願され、すべて参照として本明細書に組み入れられている、“Ｆａｓｔ Ｄｒｙｉｎｇ Ｗａｌｌｂｏａｒｄ”という題名の同時係属米国特許出願第１１／１５２，６６１号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．２０３３．７２３８０）；“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ ａ Ｇｙｐｓｕｍ Ｓｌｕｒｒｙ ｗｉｔｈ Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ ａｎｄ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔｓ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，３２３号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７３０６４）、“Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ ｆｏｒ Ｇｙｐｓｕｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｕｓｉｎｇ Ｔｈｅｍ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，３１７号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７２７３９）、および，“Ｇｙｐｓｕｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｔｗｏ−Ｒｅｐｅａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｔｈｅｍ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，４１８号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７２７４０）に関する。
【０００３】
本出願は、すべてこれと共に同時に出願され、すべて参照として本明細書に組み入れられている、“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ ａ Ｇｙｐｓｕｍ Ｓｌｕｒｒｙ ｗｉｔｈ Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ ａｎｄ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔｓ”という題名の同時係属米国特許出願第１１／ｘｘｘ，ｘｘｘ号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７５３３９）、“Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ ｆｏｒ Ｇｙｐｓｕｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｕｓｉｎｇ Ｔｈｅｍ”という題名の米国特許出願第１１／ｘｘｘ，ｘｘｘ号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７５３３８）、 および“Ｇｙｐｓｕｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｔｗｏ−Ｒｅｐｅａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｔｈｅｍ”という題名の米国特許出願第１１／ｘｘｘ，ｘｘｘ号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７５３３２）に関する。
【０００４】
［発明の背景］
本発明は、ウォールボードを作製するときのコアの特性を制御する方法に関するものである。さらに詳細には、本発明は、制御されたサイズの空隙を生成することによってコア強度を制御することに関する。
【０００５】
石膏ベース建材は建設で一般に使用されている。石膏で作製されるウォールボードは耐火性であり、ほぼすべての形状の壁の建造に使用され得る。石膏より成るウォールボードは主に、内壁および天井製品として使用される。石膏は消音特性を有する。石膏は損傷を受けた場合に、比較的容易に修繕または交換される。ウォールボードに施用され得る塗料および壁紙を含む、各種の装飾仕上げがある。これらの利点すべてを備えていても、石膏はなお比較的安価な建材である。
【０００６】
ウォールボードパネルの合理的なコストの１つの理由は、ウォールボードパネルが高速および効率的であるプロセスによって製造されるということである。コアを形成するのに使用されるスラリーは、ミキサ内でブレンドされる硫酸カルシウム半水化物および水を含む。スラリーがミキサを出ると、石鹸および水から生成されたフォームがスラリーに添加されてから、スラリーはミキサを通過する表面が紙のシートに連続的に堆積される。第２の紙のカバーシートがスラリー上に施用され、そして、得られたアセンブリはパネルの形状に形成される。硫酸カルシウム半水化物は十分な量の水と反応して、半水化物を連結硫酸カルシウム二水和物結晶のマトリクスに変換して、マトリクスを硬化させて堅固にする。このように形成された連続ストリップは、焼成石膏が硬化するまでベルト上を運搬され、その後ストリップは切断されて所望の長さのボードを形成し、ボードは余分な水分を除去するために乾燥窯内を通って運搬される。これらのステップのそれぞれは数分しかかからないので、プロセスステップのいずれかにおける小規模な変化は、製造プロセスにおける全体的な非効率につながり得る。
【０００７】
設置者らは、作業での疲労を軽減するために軽量ボードの方を好む。フォームは石膏コア内に重量を減少させる空隙を導入するが、空隙のサイズが制御されない場合、製品に関する問題が起こることがある。非常に大きな気泡は、美観上の問題を引き起こす可能性がある。多くの小さな気泡がコア内の多くの極小空隙として去ると、強度が低下する。理想的には、高強度であるが軽量のボードを生産するために、大小の気泡の分布が所望である。完成ボードの強度および重量に影響を及ぼすことに加えて、石膏スラリーへのフォームの混合はスラリーの流動性を低下させる。
【０００８】
水および硫酸カルシウム半水化物の混合物の流動化を補助して、スラリーの流動性を向上させる分散剤は、石膏と共に使用されることがすでに知られている。ナフタレンスルホネート分散剤は周知であるが、有効性が限られている。ポリカルボキシレート分散剤は一般に、セメントと共に、そしてより少ない程度で石膏と共に使用される。１つ以上の分散剤の添加は、フォームが添加されるときに流動性を上昇させるために使用され得る。
【０００９】
さらに石膏スラリーへの分散剤の添加がフォーム気泡の、およびそれらが残す空隙のサイズ分布を変化させることが見出されている。ある分散剤は、エンドユーザにとって不愉快であり得る異常な概観をボードに持たせる。他の分散剤は、強度を低下させる可能性のある極小気泡を作る。
【００１０】
分散剤は石膏スラリーの硬化も遅延させ、さらにウォールボードなどの石膏製品の高速生産を複雑にする可能性がある。流動性を改善するために分散剤用量を増加すると、硬化時間が遅延する可能性がある。刃物で切断する際に、ウォールボードが十分に硬化していない場合、製品はその形状を維持することができず、ボードが切断された後、ボードの取り扱いによって破損を受けるであろう。ボードを硬化させて、その形状を維持させるために、ラインの速度低下が必要であろう。
【００１１】
分散剤の化学的性質、フォーム気泡サイズおよびスラリー流動性の間のこの複雑な関係は、硬化時間を著しく延長することなく、所望の気泡サイズ分布および流動性の両方を有する石膏スラリーを生産することを困難にしている。Ｋａｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された米国特許第６，２６４，７３９号は、フォームを安定させる、ウォールボード内での使用のためのポリマー分散剤の使用を開示している。本参考文献は、それぞれ２〜３個の炭素原子およびアクリル反復単位を有する、オキシアルキレン基２〜３００モルを有するポリアルキレングリコールモノエステルモノマーについて記載している。分散剤を添加するために開示された唯一の方法は、分散剤を界面活性剤と共に石膏粉末に添加する方法である。制御されたコア構造のための気泡サイズまたは気泡サイズ分布を制御することへの言及はなされず、フォームを安定化することへの言及のみがなされている。
【００１２】
米国特許第６，５２７，８５０号も、アクリル／ポリエーテル櫛状分岐共重合体を含む分散剤調合物を利用する石膏組成物について記載している。本参考文献は、フォーム、デンプン、界面活性剤およびガラス繊維を含む組成物の第２の湿潤部分があり得ることを教示する。実施例６において、ナフタレンスルホネートに加えて、ポリカルボキシレート櫛状分岐共重合体の使用が明らかにされる。しかしながら、スラリーミキサへの添加のためにポリカルボキシレート分散剤およびナフタレンスルホネート分散剤が共にミックスされる場合に、成分は次にスラリーへ均質にミックスするのが非常に困難であるゲルを形成し得ることが見出されている。分散剤の組合せも、より低い流動性のスラリーを生じた。
【００１３】
それゆえ強いと同時に軽量である石膏コアを得るために、フォームおよび分散剤を共に効果的に利用する方法への要求がある。さらに本発明は、製品を効率的に作製するために必要な高い流動性および硬化時間を維持しながら、このことを達成すべきである。
【００１４】
［発明の概要］
これらおよび他の問題に対する解決策は、石膏、分散剤およびフォームから流体スラリーを一貫して生産し、気泡サイズ分布を制御して、大小の気泡の混合物を生成するという現在の方法に適合する、若しくは勝る。現在の方法では大小の気泡の混合物を生産するために制御される。気泡サイズ分布は、スラリー流動性を低下させることなく、または硬化時間を著しく延長することなく制御される。
【００１５】
さらに詳細には、フォームを含有するウォールボード中で分散剤を効果的に利用する方法において、漆喰は石膏スラリーを形成するために第１の分散剤および第１の分量の水とミックスされる。石鹸はフォームを作製するために、第２の分散剤および第２の分量の水とブレンドされる。次に、フォームはスラリーとミックスされる。異なる第１および第２の分散剤ならびにその相対量の選択は、スラリー中のフォーム気泡および石膏コア中の生じた空隙のサイズ分布の制御を可能にする。ミキサおよびフォーム水の両方での同じ分散剤の使用は、分散剤の有効性の向上をもたらす。
【００１６】
ミキサ内の計量水とフォーム水との間での異なる分散剤の選択は、フォーム気泡サイズの制御向上を可能にする。気泡サイズ分布の制御することによって、製造者は高強度および軽量のボードを容易に生産することができ、または必要に応じてこれらの特性のバランスをとることができる。従来技術は、ウォールボード中でのある分散剤の使用がウォールボード製造で使用されたフォームを安定させることのみ教示している。いずれの既知の従来技術においても、フォーム水へ分散剤を添加する利点があるという教示または示唆はない。
【００１７】
第２の実施形態において、第１および第２の分散剤は同じ種類の分散剤である。この場合、気泡サイズ分布を変更する代わりに、分散剤の有効性の向上が得られる。ミキサへ分散剤の全量を添加することと比較して、流動性の上昇が得られる。
【００１８】
この様式での分散剤の使用は、分散剤の全量がミキサに添加されるときに達成されるよりも良好なスラリー流動性がもたらす。このことは、同じ分散剤がミキサおよびフォームに添加される場合でも当てはまる。改善されたスラリー流動性は、許容される流動性を達成するために必要な分散剤の量がより少ないことを意味する。分散剤の全量を維持すること、または減少させることも、製造における問題を引き起こす、スラリーの硬化時間の著しい遅延の可能性を低下させるであろう。
【００１９】
さらに本プロセスの実施は、ユーザにより大きな製造上の柔軟性を許容する。フォーム水に対する、またはミキサに対する分散剤を単に変更することによって、流動性または気泡サイズ分布のどちらかが変更され得る。プロセスの変更は、ポンプおよびスイッチを配備した後、既存の器具の改良をしないで行うことができる。プロセスには、追加的な制御を加えられる。
【００２０】
［発明の詳細な説明］
分散剤は、本発明の利益を得るために、混合水または計量水およびフォーム水の両方に添加される。分散剤の２つの部分は同じ分散剤であり得るが、少なくとも２つの異なる分散剤の使用も好ましい。
【００２１】
本発明では多数の分散剤が有用である。ポリカルボキシレート分散剤は、分散剤の好ましい種類である。最も好ましいのは、ポリカルボン酸エーテル分散剤である。本発明により、１つ以上の分散剤をスラリーに添加する。この場合、第１の分散剤をミキサ内の水の第１の部分に添加し、第２の添加剤はフォーム水に添加する。第１の添加剤および第２の添加剤は場合により同じである。同じ分散剤を計量水およびフォーム水で使用する場合でも、ミキサ内の計量水に分散剤の全量を添加するのと比べて、より良好な流動性が得られる。
【００２２】
本発明の一実施形態において、第１の分散剤は、小さい気泡を生成する種類の１つ、たとえば２６４１型またはＰＣＥ２１１型分散剤の１つである。分散剤の種類は、下でさらに詳細に説明される。第２の分散剤は、フォームを不安定化させて、大きな気泡を生成する分散剤、たとえば１６４１型分散剤またはナフタレンスルホネート分散剤である。たとえばＰＣＥ２１１型ポリマーは、ウォールボード製造においてミキサ内での使用にとって好ましい。このポリカルボン酸エーテルは、高い有効性および短い硬化時間遅延を示すが、このポリカルボン酸エーテルは極小空隙を有するコアを生成する。ＰＣＥ２１１型分散剤の１０重量％が除去されて、ナフタレンスルホネート分散剤のほぼ同じ重量がフォーム水に添加される場合、好ましい気泡サイズの分布が得られる。
【００２３】
本実施形態の別の態様において、大きな気泡を生成する第１の分散剤、たとえばナフタレンスルホネート分散剤の第１の部分がミキサ内の計量水に添加される。第２の分散剤は、小さい気泡を生成するポリカルボン酸エーテル分散剤、たとえば２６４１型またはＰＣＥ２１１型分散剤である。
【００２４】
本発明の第２の実施形態は、単一の分散剤を２つの部分に分割して、第１の部分を計量水で、そして第２の部分をフォーム水で利用する。本実施形態が利用されるとき、気泡サイズの制御はないが、分散剤の全量と比較して分散剤の有効性が向上する。
【００２５】
ミキサ水およびフォーム水中での異なる分散剤の使用には、有利な点がある。気泡サイズの分布は、スラリーおよびフォームを作製するための異なる分散剤の使用によって最適化することができる。ミキサにて添加されたあるポリカルボキシレート分散剤は一般に、フォームが石膏スラリーと混合されるときに非常に小さなフォーム気泡を生じることが見出されている。これらは、Ｄｅｇｕｓｓａ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＧｍｂＨ（Ｔｒｏｓｔｂｅｒｇ Ｇｅｒｍａｎｙ）の製品であり、Ｄｅｇｕｓｓａ Ｃｏｒｐ．（Ｋｅｎｎｅｓａｗ，ＧＡ）（以下「Ｄｅｇｕｓｓａ」）によって供給される、ＭＥＬＦＬＵＸ ２６４１ Ｆ、ＭＥＬＦＬＵＸ ２６５１ ＦおよびＰＣＥ２１１型分散剤を含む。（ＭＥＬＦＬＵＸは、Ｄｅｇｕｓｓ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＧｍｂＨの（登録商標）である）。ＤｅｇｕｓｓａによるＭＥＬＦＬＵＸ １６４１およびナフタレンスルホネート分散剤を含む他の分散剤は、フォームを不安定化して、非常に大きな気泡を生成する。適切なナフタレンスルホネート分散剤の例としては、ＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ａｍｂｌｅｒ，ＰＡによるＤＩＬＯＦＬＯまたはＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩからのＤＡＸＡＤが挙げられる。
【００２６】
スラリーで使用された「ＰＣＥ２１１型」と呼ばれる好ましいポリカルボン酸エーテル分散剤の１つは、２つの反復単位を含む。ＰＣＥ２１１型分散剤は、すべて以前に参照として組み入れられている、２００５年６月１４日に出願され、“Ｇｙｐｓｕｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｔｗｏ−Ｒｅｐｅａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｔｈｅｍ”という題名の、米国特許出願第１１／１５２，４１８号；これと共に同時に出願され、“Ｇｙｐｓｕｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｔｗｏ−Ｒｅｐｅａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｔｈｅｍ”という題名の、米国特許出願第１１／ｘｘｘ，ｘｘｘ号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７５３３２）；２００５年６月１４日に出願され、“Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ−Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，６７８号；ならびにこれと共に同時に出願され、“Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ−Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ”という題名の米国特許出願第１１／ｘｘｘ，ｘｘｘ号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．ＤＣＰ ３）にさらに詳細に開示されている。
【００２７】
第１の反復単位は、オレフィン不飽和モノカルボン酸反復単位、そのエステルまたは塩、あるいはオレフィン不飽和硫酸反復単位またはその塩である。好ましい反復単位としては、アクリル酸またはメタクリル酸が挙げられる。１価または２価塩は、酸基の水素の代わりに適切である。水素は、エステルを形成するために炭化水素基に置換することができる。
【００２８】
第２の反復単位は、式Ｉ
【化１】
を満たし、
Ｒ１は、式ＩＩによる不飽和（ポリ）アルキレングリコールエーテル基に由来する。
【化２】
【００２９】
式Ｉを参照すると、アルケニル反復単位は場合により、ポリマー主鎖とエーテル結合との間にＣ１〜Ｃ３アルキル基を含む。ｐの値は、０〜３の、０および３を含めた整数である。好ましくは、ｐは０または１のどちらかである。Ｒ２は、水素原子または直鎖、分岐、飽和または不飽和であり得る脂肪族Ｃ１〜Ｃ５炭化水素基のどちらかである。好ましい反復単位の例としては、アクリル酸またはメタクリル酸が挙げられる。
【００３０】
式ＩＩのポリエーテル基は、酸素原子によって結合された少なくとも２個の異なるアルキル基を含む複数のＣ２〜Ｃ４アルキル基を含有し、ｍおよびｎは、２〜４の、２および４を含めた整数であり、好ましくはｍおよびｎの少なくとも１つが２である。ｘおよびｙは、５５〜３５０の、５５および３５０を含めた整数である。ｚの値は、０および２００を含めて０〜２００である。Ｒ３は、非置換または置換アリール基、および好ましくはフェニル基であり、Ｒ４は、水素または脂肪族Ｃ１〜Ｃ２０炭化水素基、脂環式Ｃ５〜Ｃ８炭化水素基、置換Ｃ６〜Ｃ１４アリール基または式ＩＩＩ（ａ）、ＩＩＩ（ｂ）およびＩＩＩ（ｃ）の少なくとも１つに一致する基である。
【化３】
【００３１】
上の式において、Ｒ５およびＲ７は、相互から独立して、アルキル、アリール、アラルキルまたはアルキルアリール基を表す。Ｒ６は、２価アルキル、アリール、アラルキルまたはアルキルアリール基である。
【００３２】
本クラスのポリマーは、ＤｅｇｕｓｓａによってＰＣＥ２１１分散剤シリーズとして販売されている。ウォールボードで有用であることが既知の本シリーズの他のポリマーとしては、ＰＣＥ１１１が挙げられる。ＰＣＥ２１１型分散剤のさらなる教示は、２００５年６月１４日に出願された、“Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ−Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，６７８号に開示されている。
【００３３】
分散剤の分子量は、好ましくは、約２０，０００〜約６０，０００ダルトンである。驚くべきことに、より低分子量の分散剤が、６０，０００ダルトンを超える分子量を有する分散剤よりも短い硬化時間の遅延を引き起こすことが見出されている。一般に、分子量全体の増加を生じるより長い側鎖長は、より良好な分散性を与える。しかしながら石膏を用いた試験は、分散剤の有効性が約６０，０００ダルトンを超える分子量にて低下することを示している。
【００３４】
有用であることが既知である他の分散剤（「２６４１型」）は、参照として本明細書に組み入れられている、米国特許第６，７７７，５１７号に開示されている。好ましくは、分散剤は、式ＩＶ（ａ）、ＩＶ（ｂ）およびＩＶ（ｃ）に示す少なくとも３つの反復単位を含む。
【化４】
【００３５】
この場合、アクリル酸およびマレイン酸反復単位の両方が存在しており、酸基／ビニルエーテル基の比がより高くなる。Ｒ１は、水素原子または１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素ラジカルを表す。Ｘは、ＯＭを表し、式中、Ｍは、水素原子、１価金属カチオン、およびアンモニウムイオンまたは有機アミンラジカルである。Ｒ２は、置換され得る、水素、１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素ラジカル、６〜１４個の炭素原子を有する脂環式炭化水素ラジカルであり得る。Ｒ３は、場合により直鎖または分岐、飽和または不飽和である、水素または１〜５個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素ラジカルである。Ｒ４は、構造単位がアクリル酸またはメタクリル酸であるかによって、水素またはメチル基である。Ｐは、０〜３であり得る。Ｍは、２〜４の、２および４を含めた整数であり、ｎは、０〜２００の、０および２を含めた整数である。本ファミリーの分散剤は、Ｄｅｇｕｓｓａによって、ＭＥＬＦＬＵＸ ２６４１ Ｆ、ＭＥＬＦＬＵＸ ２６５１ ＦおよびＭＥＬＦＬＵＸ ２５００分散剤として販売されている。石膏スラリー中での２６４１型分散剤の使用は、参照として以前に組み入れられた、２００５年６月１４日に出願された、“Ｆａｓｔ Ｄｒｙｉｎｇ Ｗａｌｌｂｏａｒｄ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，６６１号に記載されている。
【００３６】
なお別の好ましい分散剤は、ＤｅｇｕｓｓａによってＭＥＬＦＬＵＸ １６４１（「１６４１型」）として販売されている。これは、式Ｖに示すように、主に２つの成分より成る別の分散剤である。この分散剤は主に、一方はビニルエーテル、他方はビニルエーテルの２つの反復単位より成る。式Ｖにおいて、ｍおよびｎは、ポリマー鎖に沿ってランダムに位置決めされ得る成分反復単位のモル比である。
【化５】
【００３７】
モノマーの重合は、当業者によって既知のいずれの方法によっても実施される。ポリマーを作製する１つの好ましい方法は、参照として本明細書に組み入れられている米国特許第６，７７７，５１７号に教示されている。
【００３８】
これらの分散剤は、石膏との使用に特に十分に適している。理論に縛られたくはないが、酸反復単位が石膏結晶に結合して、その間に第２の反復単位の長いポリエーテル鎖が分散作用を果たすと考えられている。該分散剤は他の分散剤よりも遅延性が低いので、ウォールボードなどの石膏製品の製造プロセスの中断がより少ない。該分散剤はいずれかの有効な量で使用される。大方の場合、選択された分散剤の量は、スラリーの所望の流動性に依存する。水の量が減少するにつれて、一定のスラリー流動性を維持するためにより多くの分散剤が必要とされる。好ましくは、使用された分散剤の全量は、漆喰の乾燥重量に基づいて約０．０１％〜約０．５％である。さらに詳細には、分散剤は同じ基準に基づいて約０．０５％〜約０．２％で使用される。液体分散剤を測定するにあたって、分散剤の用量を計算するのにポリマー固体のみが考慮され、分散剤からの水は、水／漆喰比が計算されるときに考慮される。
【００３９】
硬化した石膏含有製品において空隙を生じさせてより軽い重量を与えるために発泡剤を利用する本発明の実施形態において、発泡硬化石膏製品を調製するのに有用であることが既知の従来の発泡剤のいずれも利用され得る。多くのそのような発泡剤、たとえばＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ａｍｂｌｅｒ，ＰＡからのＨＹＯＮＩＣラインの石鹸は周知であり、ただちに市販品として入手可能である。フォームおよび発泡石膏製品を調製する好ましい方法は、参照として本明細書に組み入れられている米国特許第５，６８３，６３５号に開示されている。フォームが製品に添加される場合、ポリカルボキシレート分散剤は場合により、硫酸カルシウム半水化物へ添加する前に、プロセス水とフォーム水との間で分割される。
【００４０】
石膏スラリーは場合により、ポリカルボキシレート分散剤の作用を強化する１つ以上の調整剤も含む。本明細書で使用する２反復単位分散剤は、調整剤の影響に対して特に感受性がある。好ましい調整剤としては、セメント、石灰、生石灰または酸化カルシウム、水酸化カルシウムとしても既知の消石灰、炭酸ナトリウムとしても既知のソーダ灰、カリとしても既知の炭酸カリウム、および他のカーボネート、シリケート、ホスホネートおよびホスフェートが挙げられる。調整剤を使用すると、分散剤の有効性が向上して流動性の新たなレベルが達成され、ポリカルボキシレート分散剤の量が減少し、ポリカルボキシレートのコストを低減することができる。調整剤およびその使用に関する追加の情報は、２００５年６月１４日に出願され、参照として以前に組み入れられた“Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ Ｆｏｒ Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔｓ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，３１７号に見出されている。
【００４１】
調整剤は石膏スラリーにいずれの適切な量でも使用される。好ましくは、調整剤は乾燥漆喰に基づいて約０．０１重量％〜約２重量％の量で使用される。さらに好ましくは、調整剤は約０．０３％〜約０．５％の、なおさらに好ましくは約０．０５％〜約０．５％の量で使用される。
【００４２】
水は、流動性を有するスラリーを作製するいずれの量でもスラリーに添加される。使用される水の量は、スラリーが使用される用途、使用される正確な分散剤、使用される漆喰および添加剤の特性に従って大きく変化する。ウォールボードの水／漆喰の比（「ＷＳＲ」）は、好ましくは、漆喰の乾燥重量に基づいて約０．１〜約０．８である。一般に約０．２〜約０．６のＷＳＲが好ましい。床用組成物は、好ましくは、約０．１７〜約０．４５の、好ましくは約０．１７〜約０．３４のＷＳＲを使用する。成形または鋳造可能な製品は、好ましくは、約０．１〜約０．３の、好ましくは約０．１６〜約０．２５のＷＳＲで水を使用する。ＷＳＲは、ＰＧＥ２１１型分散剤の適度な添加に基づく実験室試験において、０．１以下まで低下させることができる。
【００４３】
スラリーを作製するために使用される水は、スラリーおよび硬化石膏の両方の特性を最大限制御するためにできるだけ純粋でなければならない。加速剤から硬化抑制剤までの多岐にわたる塩および有機化合物は、スラリーの硬化時間を改良することが周知である。ある不純物は、二水和物結晶の連結マトリクスが形成するときに構造内に不規則を引き起こして、硬化製品の強度を低下させる。製品強度および堅さはそれゆえ、できるだけ汚染物質を含まない水の使用によって向上できる。
【００４４】
調整剤が分散剤にさらされる前に漆喰が分散剤にさらされると、そのときに調整剤の効果が弱まることが発見されている。好ましくは、調整剤および分散剤はどちらも計量水に予備溶解させ、溶液を生成しておく。調整剤および分散剤は、いずれの順序でも、連続的または本質的に同時のどちらでも添加される。溶液を生成した後、漆喰を溶液とミックスして、漆喰を分散剤および調整剤の両方に同時にさらす。調整剤および分散剤の両方が乾燥形であるときは、それらを乾燥漆喰と共にミックスして、添加する。調整剤、分散剤および漆喰を混合させるための好ましい方法はさらに、参照として以前に組み入れられた、“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ ａ Ｇｙｐｓｕｍ Ｓｌｕｒｒｙ ｗｉｔｈ Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ ａｎｄ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔｓ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，３２３号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７３０６４）に記載されている。
【００４５】
別の実施形態において、調整剤を計量水の一部とミックスし、調整スラリーを生成する。調整スラリーを、次に残りの計量水および分散剤と同時または連続的のいずれかでミックスし、３成分溶液を生成する。いずれの場合でも、調整剤および分散剤の両方が、乾燥成分の導入前に計量水中にブレンドされる。
【００４６】
硫酸カルシウム半水化物または焼成石膏としても知られている漆喰は、乾燥物質の少なくとも５０％の量で存在する。好ましくは、漆喰の量は少なくとも８０％である。多くのウォールボード組成物において、乾燥成分物質は、９０％超過またはさらに９５％超過の硫酸カルシウム半水化物である。焼成の方法は重要ではなく、アルファまたはベータ焼成漆喰のいずれかが適切である。硫酸カルシウム無水石膏の使用も考慮されるが、硫酸カルシウム無水石膏は、２０％未満の少量で使用されることが好ましい。
【００４７】
異なる供給源からの漆喰は、塩および不純物の異なる量および種類を含む。本発明のスラリーは、漆喰が高濃度の天然発生型塩を有するときにより有効ではない。低塩漆喰は、３００ｐｐｍ未満の溶解性塩を有する漆喰として定義される。少なくとも６００ｐｐｍの溶解性塩を有する漆喰を含む高塩含量漆喰は、調整剤の作用を最も妨害するように思われる。Ｓｏｕｔｈａｒｄ，ＯＫ，Ｌｉｔｔｌｅ Ｎａｒｒｏｗｓ，Ｎｏｖａ Ｓｃｏｔｉａ，Ｆｏｒｔ Ｄｏｄｇｅ，ＩＡ，Ｓｗｅｅｔｗａｔｅｒ，ＴＸ，Ｐｌａｓｔｅｒ Ｃｉｔｙ，ＣＡおよび多くの他の場所からの石膏堆積物がこの選好を満足する。
【００４８】
本発明のある実施形態において、最終製品の１つ以上の特性を改良するために、添加剤が石膏スラリーに含まれる。添加剤は当分野で既知である様式および量で使用される。しばしばこれらおよび他の添加剤は固体、粉末または顆粒形であり、スラリーがミックスされる前に乾燥成分に添加される。濃度は、完成ボードパネルの１０００平方フィート当たりの量（「ＭＳＦ」）で報告される。
【００４９】
デンプンは、紙接着を増強して、製品を強化するために、約３〜約２０ポンド／ＭＳＦ（１４．６〜９７．６ｇ／ｍ２）で使用される。ガラス繊維は場合によりスラリーに１１ポンド／ＭＳＦ（５４ｇ／ｍ２）までの量で添加される。１５ポンド／ＭＳＦ（７３．２ｇ／ｍ２）までの紙繊維もスラリーに添加される。ワックスエマルジョンは、完成石膏ボードパネルの耐水性を改善するために、石膏スラリーに９０ポンド／ＭＳＦ（０．４３９ｋｇ／ｍ２）までの量で添加される。
【００５０】
ある実施形態において、製品の強度を向上させ、硬化石膏の耐たわみ性を改善するために、トリメタホスフェート化合物が石膏スラリーに添加される。好ましくはトリメタホスフェート化合物の濃度は、焼成石膏の重量に基づいて約０．０７％〜約２．０％である。トリメタホスフェート化合物を含む石膏組成物は、参照としてどちらも本明細書に組み入れられている、米国特許第６，３４２，２８４号および米国特許第６，６３２，５５０号に開示されている。例示的なトリメタホスフェート塩としては、トリメタホスフェートのナトリウム、カリウムまたはリチウム塩、たとえばＡｓｔａｒｉｓ，ＬＬＣ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯから入手できるトリメタホスフェートのナトリウム、カリウムまたはリチウム塩が挙げられる。トリメタホスフェートを石灰またはスラリーのｐＨを上昇させる他の調整剤と共に使用するときに、注意を払う必要がある。ｐＨ約９．５より上では、トリメタホスフェートは、製品を強化する能力を失い、スラリーは大幅に遅延性となる。
【００５１】
石膏スラリーが使用される特定の用途にしたがって使用されるような典型的な他の添加剤も、スラリーに添加される。水和反応が起こる速度を調節するために、硬化遅延剤（約２ポンド／ＭＳＦ（９．８ｇ／ｍ２）まで）または乾燥促進剤（約３５ポンド／ＭＳＦ（１７０ｇ／ｍ２）まで）が添加される。「ＣＳＡ」は、５％糖と同時に粉砕された９５％硫酸カルシウム二水和物を含み、糖をカラメル化するために２５０°Ｆ（１２１℃）まで加熱された硬化促進剤である。ＣＳＡは、ＵＳＧ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｏｕｔｈａｒｄ，ＯＫ ｐｌａｎｔより入手可能であり、参照として本明細書に組み入れられている米国特許第３，５７３，９４７号に従って作製される。カリウムサルフェートは別の好ましい促進剤である。ＨＲＡは、硫酸カルシウム二水和物１００ポンド当たり糖約５〜２５ポンドの比で糖と共に新たに粉砕された硫酸カルシウム二水和物である。ＨＲＡは、参照として本明細書に組み入れられている米国特許第２，０７８，１９９号にさらに記載されている。ＣＳＡおよびＨＲＡのどちらも好ましい促進剤である。
【００５２】
湿潤石膏促進剤またはＷＧＡとして既知である別の促進剤も好ましい促進剤である。湿潤石膏促進剤の使用および湿潤石膏促進剤の作製方法の説明は、参照として本明細書に組み入れられている米国特許第６，４０９，８２５号に開示されている。本促進剤は、有機ホスホン酸化合物、ホスフェート含有化合物またはその混合物から成る群より選択される少なくとも１つの添加剤を含む。この特定の促進剤は、湿潤石膏促進剤が使用前に作製、貯蔵、および長距離にわたって運搬もされ得るように、かなりの寿命を示し、長期にわたってその有効性を維持する。湿潤石膏促進剤は、ボード製品の１０００平方フィート当たり約５〜約８０ポンド（２４．３〜３９０ｇ／ｍ２）の範囲の量で使用される。
【００５３】
本発明のある実施形態において、最終製品の１つ以上の特性を改良するために、添加剤が石膏スラリーに含まれる。添加剤は当分野で既知である様式および量で使用される。濃度は、完成ボードパネルの１０００平方フィート当たりの量（「ＭＳＦ」）で報告される。デンプンは、紙接着を増強して、製品を強化するために、約３〜約２０ポンド／ＭＳＦ（１４．６〜９７．６ｇ／ｍ２）で使用される。ガラス繊維は場合によりスラリーに少なくとも１１ポンド／ＭＳＦ（５４ｇ／ｍ２）の量で添加される。１５ポンド／ＭＳＦ（７３．２ｇ／ｍ２）までの紙繊維もスラリーに添加される。ワックスエマルジョンは、完成石膏ボードパネルの耐水性を改善するために、石膏スラリーに９０ポンド／ＭＳＦ（０．４ｋｇ／ｍ２）までの量で添加される。
【００５４】
硬化した石膏含有製品において空隙を生じさせてより軽い重量を与えるために発泡剤を利用する本発明の実施形態において、発泡硬化石膏製品を調製するのに有用であることが既知の従来の発泡剤のいずれも利用され得る。多くのそのような発泡剤、たとえばＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ａｍｂｌｅｒ，ＰＡからのＨＹＯＮＩＣラインの石鹸は周知であり、手軽に市販品として入手可能である。フォームおよび発泡石膏製品を調製するための好ましい方法は、参照として本明細書に組み入れられている、米国特許第５，６８３，６３５号に開示されている。
【００５５】
ウォールボードへの添加剤として他に可能性のあるものは、カビ、白カビまたは真菌類の増殖を減少させる殺生物剤である。選択された殺生物剤およびウォールボードの所期の用途に応じて、殺生物剤は被覆、石膏コアまたは両方に添加することができる。殺生物剤の例としては、ホウ酸、ピリチオン塩および銅塩が挙げられる。殺生物剤は、被覆または石膏コアのどちらかに添加され得る。使用される場合、殺生物剤は被覆に５００ｐｐｍ未満の量で使用される。
【００５６】
加えて、石膏組成物は場合により、デンプン、たとえばアルファ化デンプンまたは酸修飾デンプンを含み得る。アルファ化デンプンの包含は、硬化および乾燥石膏鋳物の強度を上昇させて、（たとえば水対焼成石膏比の上昇に関して）湿度上昇の条件下での紙剥離のリスクを最小限に抑える、または回避する。当業者は、生デンプンをアルファ化する方法、たとえば生デンプンを水中で少なくとも約１８５°Ｆ（８５℃）の温度で加熱する方法または他の方法を認識するであろう。アルファ化デンプンの適切な例としては、これに限定されるわけではないが、Ｌａｕｈｏｆｆ Ｇｒａｉｎ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＰＣＦ １０００デンプンならびにどちらもＡｒｃｈｅｒ Ｄａｎｉｅｌｓ Ｍｉｄｌａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＡＭＥＲＩＫＯＲ ８１８およびＨＱＭ ＰＲＥＧＥＬデンプンが挙げられる。アルファ化デンプンは含まれる場合、いずれかの適切な量で存在する。たとえばアルファ化デンプンは含まれる場合、アルファ化デンプンが硬化石膏組成物の約０．５重量％〜約１０重量％の量で存在するような硬化石膏組成物を形成するために使用される混合物に添加され得る。ＵＳＧ９５（Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｇｙｐｓｕｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ）などのデンプンも場合により、コア強度のために添加される。
【００５７】
他の既知の添加剤は、製品の特定の特性を改善するために必要に応じて使用することができる。糖、たとえばデキストロースは、ボードの端部での紙接着を改善するために使用される。ワックスエマルジョンまたはポリシロキサンは、耐水性のために使用される。剛性が必要な場合、一般にホウ酸が添加される。難燃性はバーミキュライトの添加することで改善することができる。これらおよび他の既知の添加剤は本スラリーおよびウォールボード調合物において有用である。
【００５８】
操作にあたって、漆喰はミキサに向かって移動される。ミキサに入る前に、乾燥添加剤、たとえばデンプン、または硬化促進剤が粉末状漆喰に添加される。ある添加剤は独立ラインを介してミキサに直接添加される。トリメタホスフェートは、後述する実施例で本方法を使用して添加された。他の添加剤も水に添加され得る。添加剤が液体形である場合に、このことは特に好都合である。大半の添加剤では、スラリーに添加剤を加えることに関して重大性はなく、添加剤は好都合であるどの機器または方法を使用しても添加され得る。
【００５９】
しかしながら本発明による分散剤を使用するとき、漆喰の添加前に分散剤の第１の部分を水に添加することが重要である。計量水または補給水は、他の源からの水が考慮されているときに目標の水／漆喰比を満足するために必要な割合でミキサに添加される。１つ以上の調整剤を使用する場合、漆喰添加の前に調整剤も水に添加する。分散剤の第１の部分および調整剤を混合した後、得られた溶液に漆喰を添加する。
【００６０】
その間、フォームは、石鹸と、分散剤の第２の部分と、第２の水部分とを混合することによって生成する。フォームは次に、ホースまたはシュートを通じてミキサを出た後、移動中の石膏スラリー中に注入する。フォームリングは、ホースの軸に対して垂直なリングに配置されている複数のポートを有する装置であり、フォームがフォームリングを通過するときに、フォームが圧力下で石膏スラリー中に強制的に加えられるようになっている。
【００６１】
フォームおよびスラリーが合せられた後に、得られたスラリーは、１枚の表面材料によって裏打ちされたコンベヤに向かって移動して、その上に注がれる。１片の表面材料がスラリーの上に配置され、２枚の表面材料間のスラリーによってサンドイッチを形成する。サンドイッチは成形プレートに供給され、成形プレートの高さはボードの厚さを決定する。次に連続したサンドイッチは、刃物にて適切な長さ、通常は８フィート〜１２フィートに切断される。
【００６２】
ボードは次に乾燥のために窯まで移動させられる。窯の温度は通例、４５０°Ｆ〜最高５００°Ｆの範囲である。窯内に３つ以上の温度ゾーンがあると好ましい。湿ったボードと接触する第１のゾーンにおいて、温度は最高温度まで上昇するのに対して、最後の２つのゾーンでは温度は緩やかに低下する。第１ゾーンの送風機はゾーンの出口に位置決めされ、ボード移動方向に向流の空気を送る。第２および第３ゾーンにおいて、送風機はゾーンの入口に位置して、ボード移動と並流の高温空気を流す。最終ゾーンにおいてあまり激しい加熱をすると、ボードの乾燥範囲の焼成が起こり、不十分な紙接着を引き起こす。窯内での代表的な滞留時間は約４０分であるが、時間はラインの能力、ボードの湿潤度および他の因子によって変化するであろう。
【００６３】
続いての実施例において、サンプルの流動性を測定するためにスランプ試験が使用され、同時に各種の組成物の硬化時間を比較するために硬化およびビカー硬化時間が使用された。すべての乾燥成分は秤量されて、乾燥状態で共にブレンドされた。乾燥成分は、正確さのためにロス・イン・ウェイト・フィーダーによってミキサに送達された。液体成分は正確な調合のために秤量され、蠕動ポンプによって連続ミキサ内へ供給された。
【００６４】
スラリーサンプルは、プラスチックシート上に置かれた２”×４”（５ｃｍ×１０ｃｍ）シリンダ内に、シリンダからやや溢れるように注入された。過剰な物質は上面でスクリーディングされ、次にシリンダは滑らかに持ち上げられて、そこからスラリーを流出させて、パテが作製された。パテは９０°離れた２つの方向で測定され（±１／８”）、平均はパテ直径として報告された。
【００６５】
スラリーパテを通じて垂直方向に３００ｇビカー針を引っ張る。針が塊の中を引っ張られるときに、スラリーが針の後の溝を閉じることができなくなる時点までこの手順を続ける。スラリーがミキサ放出物から最初に回収された時点からの硬化時間を報告する。
【００６６】
硬化時間への言及は、参照として本明細書に組み入れられているＡＳＴＭ Ｃ−４７２によるビカー硬化時間を指す。ビカー硬化時間は、スラリーがミキサ放出物から最初に回収された時点から開始した。
【００６７】
［実施例１］
液体ポリカルボキシレート分散物は、フォーム水と計量水との間で分割された。液体分散剤の合計１４グラムは、表１に示すように添加された。分散剤は４０％固体および６０％水であった。乾燥ＣＳＡ促進剤は、乾燥漆喰に基づいて０．２０％の割合で漆喰に添加された。フォームは水に添加された１％ＰＦＭ石鹸および表１に示した液体分散剤の量から作製された。分散剤中に存在する水を考慮すると、フォームを作製するために合計１４８グラムの水が使用された。
【００６８】
液体分散物は、合計８５２グラムの水を生じるために、表１に従って計量水に添加された。漆喰は液体に添加され、均質なスラリーを作製するためにブレンドされた。フォームがスラリーに添加された。生じたスラリーに対して試験が実施され、試験の結果は表１に示されている。
【表１】
【００６９】
分散剤１５％がフォーム水に添加されるとき、そのサンプルのパテサイズの増大からも明らかなように、流動性は劇的に上昇した。１５％よりは劇的ではないが、２６％および３５％の分散剤がフォーム水に添加されたときにもパテサイズの増大は観察される。
【００７０】
［実施例２］
商用試験において、２つの異なる分散剤がミキサおよび／またはフォーム水に添加された。プラントは、ボードＭＳＦ当たり漆喰１７９５ポンド（７９８９ｋｇ）を操作していた。湿潤石膏促進剤およびＨＲＡは、刃物での５０％硬化を維持するために、表ＩＩＡおよびＩＩＢに示す量で添加された。表ＩＩＡおよびＩＩＢは、添加された分散剤の種類および量はもちろんのこと、スランプおよび気泡分布に関する観察も示す。表ＩＩで報告された分散剤の量は、漆喰の乾燥重量に基づいている。硬化促進剤はポンド／ＭＳＦ（ｇ／ｍ２）で報告される。
【表２】
【表３】
【００７１】
本商用試験において、２つの異なる分散剤の種類がミキサ内およびフォーム水中で使用され、製造されたボードはコア中の気泡のサイズを検査するために切り開かれた。サンプルＬおよびＭは、ミキサ内のみでポリカルボキシレート分散剤を使用する。図２に示すように、形成された気泡は小型であり、サイズはほぼ均一である。ナフタレンスルホネート分散剤は、サンプルＮおよびＯでフォーム水に添加され、図３に示すように気泡サイズ分布を変化させた。サンプルＰおよびＱでナフタレンスルホネートがミキサのみに添加されるときに、図１に示す気泡サイズ分布と同様に、気泡サイズ分布は再度変化した。図４のウォールボードコアは、ナフタレンスルホネートが０．２１％の用量で添加されたことを除いて、サンプルＰおよびＱと同じ成分および同じ方法を使用して作製された。
【００７２】
［実施例３］
ミキサとフォーム水との間で分散剤を分割する効果は、プラント試験でさらに研究された。液体ポリカルボキシレート分散剤、ＭＥＬＦＬＵＸ ２５００Ｌ（「２５００Ｌ」）は、表ＩＩＩに規定されたようにミキサまたはフォーム水に添加された。分散剤の量は固体ベースで報告されるが、液体分散剤と共に含まれた水はスラリー中に存在する水全量を計算するにあたって考慮された。漆喰は、１２３５ポンド／ＭＳＦの割合で利用された。分散剤の量および配置は、添加した水の全量、使用した促進剤、および製品のスランプと共に表ＩＩＩに示されている。
【表４】
【００７３】
これらの試行の比較は、分散剤の全量が実質的に同じである場合でも、同じ分散剤がミキサとフォーム水との間で分割されるときの流動性の上昇を確認する。計量水が３６ポンド／ＭＳＦ減少したにもかかわらず、スランプ試験によるパテサイズは増大した。
【００７４】
石膏スラリー中のフォーム気泡サイズの分布を制御する方法の特定の実施形態が表示および記載されているが、本発明からそのより幅広い態様において逸脱せずに、請求項で述べられるように、実施形態に対する変更および改良が行われ得ることが当業者によって認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】ナフタレンスルホネート分散剤を用いて作製されたウォールボード中のコア気泡分布の写真である。
【図２】ポリカルボキシレート分散剤を用いて作製されたウォールボード中のコア気泡分布の写真である。
【図３】フォーム水中にナフタレンスルホネートを、ミキサ内の計量水中にポリカルボキシレートを使用する、本発明のウォールボード中のコア気泡分布の写真である。
【図４】ナフタレンスルホネート分散剤が高い用量で使用されるときに形成される、非常に大きな気泡を示す。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、参照として本明細書に組み入れられている、２００５年６月１４日に出願された“Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｕｓｅ ｏｆ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔｓ ｉｎ Ｗａｌｌｂｏａｒｄ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｆｏａｍ”という題名の米国特許出願第１５２，４０４号に関する。
【０００２】
本出願は、すべて２００５年６月１４日に出願され、すべて参照として本明細書に組み入れられている、“Ｆａｓｔ Ｄｒｙｉｎｇ Ｗａｌｌｂｏａｒｄ”という題名の同時係属米国特許出願第１１／１５２，６６１号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．２０３３．７２３８０）；“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ ａ Ｇｙｐｓｕｍ Ｓｌｕｒｒｙ ｗｉｔｈ Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ ａｎｄ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔｓ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，３２３号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７３０６４）、“Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ ｆｏｒ Ｇｙｐｓｕｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｕｓｉｎｇ Ｔｈｅｍ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，３１７号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７２７３９）、および，“Ｇｙｐｓｕｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｔｗｏ−Ｒｅｐｅａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｔｈｅｍ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，４１８号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７２７４０）に関する。
【０００３】
本出願は、すべてこれと共に同時に出願され、すべて参照として本明細書に組み入れられている、“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ ａ Ｇｙｐｓｕｍ Ｓｌｕｒｒｙ ｗｉｔｈ Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ ａｎｄ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔｓ”という題名の同時係属米国特許出願第１１／ｘｘｘ，ｘｘｘ号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７５３３９）、“Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ ｆｏｒ Ｇｙｐｓｕｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｕｓｉｎｇ Ｔｈｅｍ”という題名の米国特許出願第１１／ｘｘｘ，ｘｘｘ号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７５３３８）、 および“Ｇｙｐｓｕｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｔｗｏ−Ｒｅｐｅａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｔｈｅｍ”という題名の米国特許出願第１１／ｘｘｘ，ｘｘｘ号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７５３３２）に関する。
【０００４】
［発明の背景］
本発明は、ウォールボードを作製するときのコアの特性を制御する方法に関するものである。さらに詳細には、本発明は、制御されたサイズの空隙を生成することによってコア強度を制御することに関する。
【０００５】
石膏ベース建材は建設で一般に使用されている。石膏で作製されるウォールボードは耐火性であり、ほぼすべての形状の壁の建造に使用され得る。石膏より成るウォールボードは主に、内壁および天井製品として使用される。石膏は消音特性を有する。石膏は損傷を受けた場合に、比較的容易に修繕または交換される。ウォールボードに施用され得る塗料および壁紙を含む、各種の装飾仕上げがある。これらの利点すべてを備えていても、石膏はなお比較的安価な建材である。
【０００６】
ウォールボードパネルの合理的なコストの１つの理由は、ウォールボードパネルが高速および効率的であるプロセスによって製造されるということである。コアを形成するのに使用されるスラリーは、ミキサ内でブレンドされる硫酸カルシウム半水化物および水を含む。スラリーがミキサを出ると、石鹸および水から生成されたフォームがスラリーに添加されてから、スラリーはミキサを通過する表面が紙のシートに連続的に堆積される。第２の紙のカバーシートがスラリー上に施用され、そして、得られたアセンブリはパネルの形状に形成される。硫酸カルシウム半水化物は十分な量の水と反応して、半水化物を連結硫酸カルシウム二水和物結晶のマトリクスに変換して、マトリクスを硬化させて堅固にする。このように形成された連続ストリップは、焼成石膏が硬化するまでベルト上を運搬され、その後ストリップは切断されて所望の長さのボードを形成し、ボードは余分な水分を除去するために乾燥窯内を通って運搬される。これらのステップのそれぞれは数分しかかからないので、プロセスステップのいずれかにおける小規模な変化は、製造プロセスにおける全体的な非効率につながり得る。
【０００７】
設置者らは、作業での疲労を軽減するために軽量ボードの方を好む。フォームは石膏コア内に重量を減少させる空隙を導入するが、空隙のサイズが制御されない場合、製品に関する問題が起こることがある。非常に大きな気泡は、美観上の問題を引き起こす可能性がある。多くの小さな気泡がコア内の多くの極小空隙として去ると、強度が低下する。理想的には、高強度であるが軽量のボードを生産するために、大小の気泡の分布が所望である。完成ボードの強度および重量に影響を及ぼすことに加えて、石膏スラリーへのフォームの混合はスラリーの流動性を低下させる。
【０００８】
水および硫酸カルシウム半水化物の混合物の流動化を補助して、スラリーの流動性を向上させる分散剤は、石膏と共に使用されることがすでに知られている。ナフタレンスルホネート分散剤は周知であるが、有効性が限られている。ポリカルボキシレート分散剤は一般に、セメントと共に、そしてより少ない程度で石膏と共に使用される。１つ以上の分散剤の添加は、フォームが添加されるときに流動性を上昇させるために使用され得る。
【０００９】
さらに石膏スラリーへの分散剤の添加がフォーム気泡の、およびそれらが残す空隙のサイズ分布を変化させることが見出されている。ある分散剤は、エンドユーザにとって不愉快であり得る異常な概観をボードに持たせる。他の分散剤は、強度を低下させる可能性のある極小気泡を作る。
【００１０】
分散剤は石膏スラリーの硬化も遅延させ、さらにウォールボードなどの石膏製品の高速生産を複雑にする可能性がある。流動性を改善するために分散剤用量を増加すると、硬化時間が遅延する可能性がある。刃物で切断する際に、ウォールボードが十分に硬化していない場合、製品はその形状を維持することができず、ボードが切断された後、ボードの取り扱いによって破損を受けるであろう。ボードを硬化させて、その形状を維持させるために、ラインの速度低下が必要であろう。
【００１１】
分散剤の化学的性質、フォーム気泡サイズおよびスラリー流動性の間のこの複雑な関係は、硬化時間を著しく延長することなく、所望の気泡サイズ分布および流動性の両方を有する石膏スラリーを生産することを困難にしている。Ｋａｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された米国特許第６，２６４，７３９号は、フォームを安定させる、ウォールボード内での使用のためのポリマー分散剤の使用を開示している。本参考文献は、それぞれ２〜３個の炭素原子およびアクリル反復単位を有する、オキシアルキレン基２〜３００モルを有するポリアルキレングリコールモノエステルモノマーについて記載している。分散剤を添加するために開示された唯一の方法は、分散剤を界面活性剤と共に石膏粉末に添加する方法である。制御されたコア構造のための気泡サイズまたは気泡サイズ分布を制御することへの言及はなされず、フォームを安定化することへの言及のみがなされている。
【００１２】
米国特許第６，５２７，８５０号も、アクリル／ポリエーテル櫛状分岐共重合体を含む分散剤調合物を利用する石膏組成物について記載している。本参考文献は、フォーム、デンプン、界面活性剤およびガラス繊維を含む組成物の第２の湿潤部分があり得ることを教示する。実施例６において、ナフタレンスルホネートに加えて、ポリカルボキシレート櫛状分岐共重合体の使用が明らかにされる。しかしながら、スラリーミキサへの添加のためにポリカルボキシレート分散剤およびナフタレンスルホネート分散剤が共にミックスされる場合に、成分は次にスラリーへ均質にミックスするのが非常に困難であるゲルを形成し得ることが見出されている。分散剤の組合せも、より低い流動性のスラリーを生じた。
【００１３】
それゆえ強いと同時に軽量である石膏コアを得るために、フォームおよび分散剤を共に効果的に利用する方法への要求がある。さらに本発明は、製品を効率的に作製するために必要な高い流動性および硬化時間を維持しながら、このことを達成すべきである。
【００１４】
［発明の概要］
これらおよび他の問題に対する解決策は、石膏、分散剤およびフォームから流体スラリーを一貫して生産し、気泡サイズ分布を制御して、大小の気泡の混合物を生成するという現在の方法に適合する、若しくは勝る。現在の方法では大小の気泡の混合物を生産するために制御される。気泡サイズ分布は、スラリー流動性を低下させることなく、または硬化時間を著しく延長することなく制御される。
【００１５】
さらに詳細には、フォームを含有するウォールボード中で分散剤を効果的に利用する方法において、漆喰は石膏スラリーを形成するために第１の分散剤および第１の分量の水とミックスされる。石鹸はフォームを作製するために、第２の分散剤および第２の分量の水とブレンドされる。次に、フォームはスラリーとミックスされる。異なる第１および第２の分散剤ならびにその相対量の選択は、スラリー中のフォーム気泡および石膏コア中の生じた空隙のサイズ分布の制御を可能にする。ミキサおよびフォーム水の両方での同じ分散剤の使用は、分散剤の有効性の向上をもたらす。
【００１６】
ミキサ内の計量水とフォーム水との間での異なる分散剤の選択は、フォーム気泡サイズの制御向上を可能にする。気泡サイズ分布の制御することによって、製造者は高強度および軽量のボードを容易に生産することができ、または必要に応じてこれらの特性のバランスをとることができる。従来技術は、ウォールボード中でのある分散剤の使用がウォールボード製造で使用されたフォームを安定させることのみ教示している。いずれの既知の従来技術においても、フォーム水へ分散剤を添加する利点があるという教示または示唆はない。
【００１７】
第２の実施形態において、第１および第２の分散剤は同じ種類の分散剤である。この場合、気泡サイズ分布を変更する代わりに、分散剤の有効性の向上が得られる。ミキサへ分散剤の全量を添加することと比較して、流動性の上昇が得られる。
【００１８】
この様式での分散剤の使用は、分散剤の全量がミキサに添加されるときに達成されるよりも良好なスラリー流動性がもたらす。このことは、同じ分散剤がミキサおよびフォームに添加される場合でも当てはまる。改善されたスラリー流動性は、許容される流動性を達成するために必要な分散剤の量がより少ないことを意味する。分散剤の全量を維持すること、または減少させることも、製造における問題を引き起こす、スラリーの硬化時間の著しい遅延の可能性を低下させるであろう。
【００１９】
さらに本プロセスの実施は、ユーザにより大きな製造上の柔軟性を許容する。フォーム水に対する、またはミキサに対する分散剤を単に変更することによって、流動性または気泡サイズ分布のどちらかが変更され得る。プロセスの変更は、ポンプおよびスイッチを配備した後、既存の器具の改良をしないで行うことができる。プロセスには、追加的な制御を加えられる。
【００２０】
［発明の詳細な説明］
分散剤は、本発明の利益を得るために、混合水または計量水およびフォーム水の両方に添加される。分散剤の２つの部分は同じ分散剤であり得るが、少なくとも２つの異なる分散剤の使用も好ましい。
【００２１】
本発明では多数の分散剤が有用である。ポリカルボキシレート分散剤は、分散剤の好ましい種類である。最も好ましいのは、ポリカルボン酸エーテル分散剤である。本発明により、１つ以上の分散剤をスラリーに添加する。この場合、第１の分散剤をミキサ内の水の第１の部分に添加し、第２の添加剤はフォーム水に添加する。第１の添加剤および第２の添加剤は場合により同じである。同じ分散剤を計量水およびフォーム水で使用する場合でも、ミキサ内の計量水に分散剤の全量を添加するのと比べて、より良好な流動性が得られる。
【００２２】
本発明の一実施形態において、第１の分散剤は、小さい気泡を生成する種類の１つ、たとえば２６４１型またはＰＣＥ２１１型分散剤の１つである。分散剤の種類は、下でさらに詳細に説明される。第２の分散剤は、フォームを不安定化させて、大きな気泡を生成する分散剤、たとえば１６４１型分散剤またはナフタレンスルホネート分散剤である。たとえばＰＣＥ２１１型ポリマーは、ウォールボード製造においてミキサ内での使用にとって好ましい。このポリカルボン酸エーテルは、高い有効性および短い硬化時間遅延を示すが、このポリカルボン酸エーテルは極小空隙を有するコアを生成する。ＰＣＥ２１１型分散剤の１０重量％が除去されて、ナフタレンスルホネート分散剤のほぼ同じ重量がフォーム水に添加される場合、好ましい気泡サイズの分布が得られる。
【００２３】
本実施形態の別の態様において、大きな気泡を生成する第１の分散剤、たとえばナフタレンスルホネート分散剤の第１の部分がミキサ内の計量水に添加される。第２の分散剤は、小さい気泡を生成するポリカルボン酸エーテル分散剤、たとえば２６４１型またはＰＣＥ２１１型分散剤である。
【００２４】
本発明の第２の実施形態は、単一の分散剤を２つの部分に分割して、第１の部分を計量水で、そして第２の部分をフォーム水で利用する。本実施形態が利用されるとき、気泡サイズの制御はないが、分散剤の全量と比較して分散剤の有効性が向上する。
【００２５】
ミキサ水およびフォーム水中での異なる分散剤の使用には、有利な点がある。気泡サイズの分布は、スラリーおよびフォームを作製するための異なる分散剤の使用によって最適化することができる。ミキサにて添加されたあるポリカルボキシレート分散剤は一般に、フォームが石膏スラリーと混合されるときに非常に小さなフォーム気泡を生じることが見出されている。これらは、Ｄｅｇｕｓｓａ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＧｍｂＨ（Ｔｒｏｓｔｂｅｒｇ Ｇｅｒｍａｎｙ）の製品であり、Ｄｅｇｕｓｓａ Ｃｏｒｐ．（Ｋｅｎｎｅｓａｗ，ＧＡ）（以下「Ｄｅｇｕｓｓａ」）によって供給される、ＭＥＬＦＬＵＸ ２６４１ Ｆ、ＭＥＬＦＬＵＸ ２６５１ ＦおよびＰＣＥ２１１型分散剤を含む。（ＭＥＬＦＬＵＸは、Ｄｅｇｕｓｓ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＧｍｂＨの（登録商標）である）。ＤｅｇｕｓｓａによるＭＥＬＦＬＵＸ １６４１およびナフタレンスルホネート分散剤を含む他の分散剤は、フォームを不安定化して、非常に大きな気泡を生成する。適切なナフタレンスルホネート分散剤の例としては、ＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ａｍｂｌｅｒ，ＰＡによるＤＩＬＯＦＬＯまたはＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩからのＤＡＸＡＤが挙げられる。
【００２６】
スラリーで使用された「ＰＣＥ２１１型」と呼ばれる好ましいポリカルボン酸エーテル分散剤の１つは、２つの反復単位を含む。ＰＣＥ２１１型分散剤は、すべて以前に参照として組み入れられている、２００５年６月１４日に出願され、“Ｇｙｐｓｕｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｔｗｏ−Ｒｅｐｅａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｔｈｅｍ”という題名の、米国特許出願第１１／１５２，４１８号；これと共に同時に出願され、“Ｇｙｐｓｕｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｔｗｏ−Ｒｅｐｅａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｔｈｅｍ”という題名の、米国特許出願第１１／ｘｘｘ，ｘｘｘ号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７５３３２）；２００５年６月１４日に出願され、“Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ−Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，６７８号；ならびにこれと共に同時に出願され、“Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ−Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ”という題名の米国特許出願第１１／ｘｘｘ，ｘｘｘ号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．ＤＣＰ ３）にさらに詳細に開示されている。
【００２７】
第１の反復単位は、オレフィン不飽和モノカルボン酸反復単位、そのエステルまたは塩、あるいはオレフィン不飽和硫酸反復単位またはその塩である。好ましい反復単位としては、アクリル酸またはメタクリル酸が挙げられる。１価または２価塩は、酸基の水素の代わりに適切である。水素は、エステルを形成するために炭化水素基に置換することができる。
【００２８】
第２の反復単位は、式Ｉ
【化１】
を満たし、
Ｒ１は、式ＩＩによる不飽和（ポリ）アルキレングリコールエーテル基に由来する。
【化２】
【００２９】
式Ｉを参照すると、アルケニル反復単位は場合により、ポリマー主鎖とエーテル結合との間にＣ１〜Ｃ３アルキル基を含む。ｐの値は、０〜３の、０および３を含めた整数である。好ましくは、ｐは０または１のどちらかである。Ｒ２は、水素原子または直鎖、分岐、飽和または不飽和であり得る脂肪族Ｃ１〜Ｃ５炭化水素基のどちらかである。好ましい反復単位の例としては、アクリル酸またはメタクリル酸が挙げられる。
【００３０】
式ＩＩのポリエーテル基は、酸素原子によって結合された少なくとも２個の異なるアルキル基を含む複数のＣ２〜Ｃ４アルキル基を含有し、ｍおよびｎは、２〜４の、２および４を含めた整数であり、好ましくはｍおよびｎの少なくとも１つが２である。ｘおよびｙは、５５〜３５０の、５５および３５０を含めた整数である。ｚの値は、０および２００を含めて０〜２００である。Ｒ３は、非置換または置換アリール基、および好ましくはフェニル基であり、Ｒ４は、水素または脂肪族Ｃ１〜Ｃ２０炭化水素基、脂環式Ｃ５〜Ｃ８炭化水素基、置換Ｃ６〜Ｃ１４アリール基または式ＩＩＩ（ａ）、ＩＩＩ（ｂ）およびＩＩＩ（ｃ）の少なくとも１つに一致する基である。
【化３】
【００３１】
上の式において、Ｒ５およびＲ７は、相互から独立して、アルキル、アリール、アラルキルまたはアルキルアリール基を表す。Ｒ６は、２価アルキル、アリール、アラルキルまたはアルキルアリール基である。
【００３２】
本クラスのポリマーは、ＤｅｇｕｓｓａによってＰＣＥ２１１分散剤シリーズとして販売されている。ウォールボードで有用であることが既知の本シリーズの他のポリマーとしては、ＰＣＥ１１１が挙げられる。ＰＣＥ２１１型分散剤のさらなる教示は、２００５年６月１４日に出願された、“Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ−Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，６７８号に開示されている。
【００３３】
分散剤の分子量は、好ましくは、約２０，０００〜約６０，０００ダルトンである。驚くべきことに、より低分子量の分散剤が、６０，０００ダルトンを超える分子量を有する分散剤よりも短い硬化時間の遅延を引き起こすことが見出されている。一般に、分子量全体の増加を生じるより長い側鎖長は、より良好な分散性を与える。しかしながら石膏を用いた試験は、分散剤の有効性が約６０，０００ダルトンを超える分子量にて低下することを示している。
【００３４】
有用であることが既知である他の分散剤（「２６４１型」）は、参照として本明細書に組み入れられている、米国特許第６，７７７，５１７号に開示されている。好ましくは、分散剤は、式ＩＶ（ａ）、ＩＶ（ｂ）およびＩＶ（ｃ）に示す少なくとも３つの反復単位を含む。
【化４】
【００３５】
この場合、アクリル酸およびマレイン酸反復単位の両方が存在しており、酸基／ビニルエーテル基の比がより高くなる。Ｒ１は、水素原子または１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素ラジカルを表す。Ｘは、ＯＭを表し、式中、Ｍは、水素原子、１価金属カチオン、およびアンモニウムイオンまたは有機アミンラジカルである。Ｒ２は、置換され得る、水素、１〜２０個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素ラジカル、６〜１４個の炭素原子を有する脂環式炭化水素ラジカルであり得る。Ｒ３は、場合により直鎖または分岐、飽和または不飽和である、水素または１〜５個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素ラジカルである。Ｒ４は、構造単位がアクリル酸またはメタクリル酸であるかによって、水素またはメチル基である。Ｐは、０〜３であり得る。Ｍは、２〜４の、２および４を含めた整数であり、ｎは、０〜２００の、０および２を含めた整数である。本ファミリーの分散剤は、Ｄｅｇｕｓｓａによって、ＭＥＬＦＬＵＸ ２６４１ Ｆ、ＭＥＬＦＬＵＸ ２６５１ ＦおよびＭＥＬＦＬＵＸ ２５００分散剤として販売されている。石膏スラリー中での２６４１型分散剤の使用は、参照として以前に組み入れられた、２００５年６月１４日に出願された、“Ｆａｓｔ Ｄｒｙｉｎｇ Ｗａｌｌｂｏａｒｄ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，６６１号に記載されている。
【００３６】
なお別の好ましい分散剤は、ＤｅｇｕｓｓａによってＭＥＬＦＬＵＸ １６４１（「１６４１型」）として販売されている。これは、式Ｖに示すように、主に２つの成分より成る別の分散剤である。この分散剤は主に、一方はビニルエーテル、他方はビニルエーテルの２つの反復単位より成る。式Ｖにおいて、ｍおよびｎは、ポリマー鎖に沿ってランダムに位置決めされ得る成分反復単位のモル比である。
【化５】
【００３７】
モノマーの重合は、当業者によって既知のいずれの方法によっても実施される。ポリマーを作製する１つの好ましい方法は、参照として本明細書に組み入れられている米国特許第６，７７７，５１７号に教示されている。
【００３８】
これらの分散剤は、石膏との使用に特に十分に適している。理論に縛られたくはないが、酸反復単位が石膏結晶に結合して、その間に第２の反復単位の長いポリエーテル鎖が分散作用を果たすと考えられている。該分散剤は他の分散剤よりも遅延性が低いので、ウォールボードなどの石膏製品の製造プロセスの中断がより少ない。該分散剤はいずれかの有効な量で使用される。大方の場合、選択された分散剤の量は、スラリーの所望の流動性に依存する。水の量が減少するにつれて、一定のスラリー流動性を維持するためにより多くの分散剤が必要とされる。好ましくは、使用された分散剤の全量は、漆喰の乾燥重量に基づいて約０．０１％〜約０．５％である。さらに詳細には、分散剤は同じ基準に基づいて約０．０５％〜約０．２％で使用される。液体分散剤を測定するにあたって、分散剤の用量を計算するのにポリマー固体のみが考慮され、分散剤からの水は、水／漆喰比が計算されるときに考慮される。
【００３９】
硬化した石膏含有製品において空隙を生じさせてより軽い重量を与えるために発泡剤を利用する本発明の実施形態において、発泡硬化石膏製品を調製するのに有用であることが既知の従来の発泡剤のいずれも利用され得る。多くのそのような発泡剤、たとえばＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ａｍｂｌｅｒ，ＰＡからのＨＹＯＮＩＣラインの石鹸は周知であり、ただちに市販品として入手可能である。フォームおよび発泡石膏製品を調製する好ましい方法は、参照として本明細書に組み入れられている米国特許第５，６８３，６３５号に開示されている。フォームが製品に添加される場合、ポリカルボキシレート分散剤は場合により、硫酸カルシウム半水化物へ添加する前に、プロセス水とフォーム水との間で分割される。
【００４０】
石膏スラリーは場合により、ポリカルボキシレート分散剤の作用を強化する１つ以上の調整剤も含む。本明細書で使用する２反復単位分散剤は、調整剤の影響に対して特に感受性がある。好ましい調整剤としては、セメント、石灰、生石灰または酸化カルシウム、水酸化カルシウムとしても既知の消石灰、炭酸ナトリウムとしても既知のソーダ灰、カリとしても既知の炭酸カリウム、および他のカーボネート、シリケート、ホスホネートおよびホスフェートが挙げられる。調整剤を使用すると、分散剤の有効性が向上して流動性の新たなレベルが達成され、ポリカルボキシレート分散剤の量が減少し、ポリカルボキシレートのコストを低減することができる。調整剤およびその使用に関する追加の情報は、２００５年６月１４日に出願され、参照として以前に組み入れられた“Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ Ｆｏｒ Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔｓ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，３１７号に見出されている。
【００４１】
調整剤は石膏スラリーにいずれの適切な量でも使用される。好ましくは、調整剤は乾燥漆喰に基づいて約０．０１重量％〜約２重量％の量で使用される。さらに好ましくは、調整剤は約０．０３％〜約０．５％の、なおさらに好ましくは約０．０５％〜約０．５％の量で使用される。
【００４２】
水は、流動性を有するスラリーを作製するいずれの量でもスラリーに添加される。使用される水の量は、スラリーが使用される用途、使用される正確な分散剤、使用される漆喰および添加剤の特性に従って大きく変化する。ウォールボードの水／漆喰の比（「ＷＳＲ」）は、好ましくは、漆喰の乾燥重量に基づいて約０．１〜約０．８である。一般に約０．２〜約０．６のＷＳＲが好ましい。床用組成物は、好ましくは、約０．１７〜約０．４５の、好ましくは約０．１７〜約０．３４のＷＳＲを使用する。成形または鋳造可能な製品は、好ましくは、約０．１〜約０．３の、好ましくは約０．１６〜約０．２５のＷＳＲで水を使用する。ＷＳＲは、ＰＧＥ２１１型分散剤の適度な添加に基づく実験室試験において、０．１以下まで低下させることができる。
【００４３】
スラリーを作製するために使用される水は、スラリーおよび硬化石膏の両方の特性を最大限制御するためにできるだけ純粋でなければならない。加速剤から硬化抑制剤までの多岐にわたる塩および有機化合物は、スラリーの硬化時間を改良することが周知である。ある不純物は、二水和物結晶の連結マトリクスが形成するときに構造内に不規則を引き起こして、硬化製品の強度を低下させる。製品強度および堅さはそれゆえ、できるだけ汚染物質を含まない水の使用によって向上できる。
【００４４】
調整剤が分散剤にさらされる前に漆喰が分散剤にさらされると、そのときに調整剤の効果が弱まることが発見されている。好ましくは、調整剤および分散剤はどちらも計量水に予備溶解させ、溶液を生成しておく。調整剤および分散剤は、いずれの順序でも、連続的または本質的に同時のどちらでも添加される。溶液を生成した後、漆喰を溶液とミックスして、漆喰を分散剤および調整剤の両方に同時にさらす。調整剤および分散剤の両方が乾燥形であるときは、それらを乾燥漆喰と共にミックスして、添加する。調整剤、分散剤および漆喰を混合させるための好ましい方法はさらに、参照として以前に組み入れられた、“Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ ａ Ｇｙｐｓｕｍ Ｓｌｕｒｒｙ ｗｉｔｈ Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ ａｎｄ Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔｓ”という題名の米国特許出願第１１／１５２，３２３号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｒｅｆ．Ｎｏ．２０３３．７３０６４）に記載されている。
【００４５】
別の実施形態において、調整剤を計量水の一部とミックスし、調整スラリーを生成する。調整スラリーを、次に残りの計量水および分散剤と同時または連続的のいずれかでミックスし、３成分溶液を生成する。いずれの場合でも、調整剤および分散剤の両方が、乾燥成分の導入前に計量水中にブレンドされる。
【００４６】
硫酸カルシウム半水化物または焼成石膏としても知られている漆喰は、乾燥物質の少なくとも５０％の量で存在する。好ましくは、漆喰の量は少なくとも８０％である。多くのウォールボード組成物において、乾燥成分物質は、９０％超過またはさらに９５％超過の硫酸カルシウム半水化物である。焼成の方法は重要ではなく、アルファまたはベータ焼成漆喰のいずれかが適切である。硫酸カルシウム無水石膏の使用も考慮されるが、硫酸カルシウム無水石膏は、２０％未満の少量で使用されることが好ましい。
【００４７】
異なる供給源からの漆喰は、塩および不純物の異なる量および種類を含む。本発明のスラリーは、漆喰が高濃度の天然発生型塩を有するときにより有効ではない。低塩漆喰は、３００ｐｐｍ未満の溶解性塩を有する漆喰として定義される。少なくとも６００ｐｐｍの溶解性塩を有する漆喰を含む高塩含量漆喰は、調整剤の作用を最も妨害するように思われる。Ｓｏｕｔｈａｒｄ，ＯＫ，Ｌｉｔｔｌｅ Ｎａｒｒｏｗｓ，Ｎｏｖａ Ｓｃｏｔｉａ，Ｆｏｒｔ Ｄｏｄｇｅ，ＩＡ，Ｓｗｅｅｔｗａｔｅｒ，ＴＸ，Ｐｌａｓｔｅｒ Ｃｉｔｙ，ＣＡおよび多くの他の場所からの石膏堆積物がこの選好を満足する。
【００４８】
本発明のある実施形態において、最終製品の１つ以上の特性を改良するために、添加剤が石膏スラリーに含まれる。添加剤は当分野で既知である様式および量で使用される。しばしばこれらおよび他の添加剤は固体、粉末または顆粒形であり、スラリーがミックスされる前に乾燥成分に添加される。濃度は、完成ボードパネルの１０００平方フィート当たりの量（「ＭＳＦ」）で報告される。
【００４９】
デンプンは、紙接着を増強して、製品を強化するために、約３〜約２０ポンド／ＭＳＦ（１４．６〜９７．６ｇ／ｍ２）で使用される。ガラス繊維は場合によりスラリーに１１ポンド／ＭＳＦ（５４ｇ／ｍ２）までの量で添加される。１５ポンド／ＭＳＦ（７３．２ｇ／ｍ２）までの紙繊維もスラリーに添加される。ワックスエマルジョンは、完成石膏ボードパネルの耐水性を改善するために、石膏スラリーに９０ポンド／ＭＳＦ（０．４３９ｋｇ／ｍ２）までの量で添加される。
【００５０】
ある実施形態において、製品の強度を向上させ、硬化石膏の耐たわみ性を改善するために、トリメタホスフェート化合物が石膏スラリーに添加される。好ましくはトリメタホスフェート化合物の濃度は、焼成石膏の重量に基づいて約０．０７％〜約２．０％である。トリメタホスフェート化合物を含む石膏組成物は、参照としてどちらも本明細書に組み入れられている、米国特許第６，３４２，２８４号および米国特許第６，６３２，５５０号に開示されている。例示的なトリメタホスフェート塩としては、トリメタホスフェートのナトリウム、カリウムまたはリチウム塩、たとえばＡｓｔａｒｉｓ，ＬＬＣ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯから入手できるトリメタホスフェートのナトリウム、カリウムまたはリチウム塩が挙げられる。トリメタホスフェートを石灰またはスラリーのｐＨを上昇させる他の調整剤と共に使用するときに、注意を払う必要がある。ｐＨ約９．５より上では、トリメタホスフェートは、製品を強化する能力を失い、スラリーは大幅に遅延性となる。
【００５１】
石膏スラリーが使用される特定の用途にしたがって使用されるような典型的な他の添加剤も、スラリーに添加される。水和反応が起こる速度を調節するために、硬化遅延剤（約２ポンド／ＭＳＦ（９．８ｇ／ｍ２）まで）または乾燥促進剤（約３５ポンド／ＭＳＦ（１７０ｇ／ｍ２）まで）が添加される。「ＣＳＡ」は、５％糖と同時に粉砕された９５％硫酸カルシウム二水和物を含み、糖をカラメル化するために２５０°Ｆ（１２１℃）まで加熱された硬化促進剤である。ＣＳＡは、ＵＳＧ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｏｕｔｈａｒｄ，ＯＫ ｐｌａｎｔより入手可能であり、参照として本明細書に組み入れられている米国特許第３，５７３，９４７号に従って作製される。カリウムサルフェートは別の好ましい促進剤である。ＨＲＡは、硫酸カルシウム二水和物１００ポンド当たり糖約５〜２５ポンドの比で糖と共に新たに粉砕された硫酸カルシウム二水和物である。ＨＲＡは、参照として本明細書に組み入れられている米国特許第２，０７８，１９９号にさらに記載されている。ＣＳＡおよびＨＲＡのどちらも好ましい促進剤である。
【００５２】
湿潤石膏促進剤またはＷＧＡとして既知である別の促進剤も好ましい促進剤である。湿潤石膏促進剤の使用および湿潤石膏促進剤の作製方法の説明は、参照として本明細書に組み入れられている米国特許第６，４０９，８２５号に開示されている。本促進剤は、有機ホスホン酸化合物、ホスフェート含有化合物またはその混合物から成る群より選択される少なくとも１つの添加剤を含む。この特定の促進剤は、湿潤石膏促進剤が使用前に作製、貯蔵、および長距離にわたって運搬もされ得るように、かなりの寿命を示し、長期にわたってその有効性を維持する。湿潤石膏促進剤は、ボード製品の１０００平方フィート当たり約５〜約８０ポンド（２４．３〜３９０ｇ／ｍ２）の範囲の量で使用される。
【００５３】
本発明のある実施形態において、最終製品の１つ以上の特性を改良するために、添加剤が石膏スラリーに含まれる。添加剤は当分野で既知である様式および量で使用される。濃度は、完成ボードパネルの１０００平方フィート当たりの量（「ＭＳＦ」）で報告される。デンプンは、紙接着を増強して、製品を強化するために、約３〜約２０ポンド／ＭＳＦ（１４．６〜９７．６ｇ／ｍ２）で使用される。ガラス繊維は場合によりスラリーに少なくとも１１ポンド／ＭＳＦ（５４ｇ／ｍ２）の量で添加される。１５ポンド／ＭＳＦ（７３．２ｇ／ｍ２）までの紙繊維もスラリーに添加される。ワックスエマルジョンは、完成石膏ボードパネルの耐水性を改善するために、石膏スラリーに９０ポンド／ＭＳＦ（０．４ｋｇ／ｍ２）までの量で添加される。
【００５４】
硬化した石膏含有製品において空隙を生じさせてより軽い重量を与えるために発泡剤を利用する本発明の実施形態において、発泡硬化石膏製品を調製するのに有用であることが既知の従来の発泡剤のいずれも利用され得る。多くのそのような発泡剤、たとえばＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ａｍｂｌｅｒ，ＰＡからのＨＹＯＮＩＣラインの石鹸は周知であり、手軽に市販品として入手可能である。フォームおよび発泡石膏製品を調製するための好ましい方法は、参照として本明細書に組み入れられている、米国特許第５，６８３，６３５号に開示されている。
【００５５】
ウォールボードへの添加剤として他に可能性のあるものは、カビ、白カビまたは真菌類の増殖を減少させる殺生物剤である。選択された殺生物剤およびウォールボードの所期の用途に応じて、殺生物剤は被覆、石膏コアまたは両方に添加することができる。殺生物剤の例としては、ホウ酸、ピリチオン塩および銅塩が挙げられる。殺生物剤は、被覆または石膏コアのどちらかに添加され得る。使用される場合、殺生物剤は被覆に５００ｐｐｍ未満の量で使用される。
【００５６】
加えて、石膏組成物は場合により、デンプン、たとえばアルファ化デンプンまたは酸修飾デンプンを含み得る。アルファ化デンプンの包含は、硬化および乾燥石膏鋳物の強度を上昇させて、（たとえば水対焼成石膏比の上昇に関して）湿度上昇の条件下での紙剥離のリスクを最小限に抑える、または回避する。当業者は、生デンプンをアルファ化する方法、たとえば生デンプンを水中で少なくとも約１８５°Ｆ（８５℃）の温度で加熱する方法または他の方法を認識するであろう。アルファ化デンプンの適切な例としては、これに限定されるわけではないが、Ｌａｕｈｏｆｆ Ｇｒａｉｎ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＰＣＦ １０００デンプンならびにどちらもＡｒｃｈｅｒ Ｄａｎｉｅｌｓ Ｍｉｄｌａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＡＭＥＲＩＫＯＲ ８１８およびＨＱＭ ＰＲＥＧＥＬデンプンが挙げられる。アルファ化デンプンは含まれる場合、いずれかの適切な量で存在する。たとえばアルファ化デンプンは含まれる場合、アルファ化デンプンが硬化石膏組成物の約０．５重量％〜約１０重量％の量で存在するような硬化石膏組成物を形成するために使用される混合物に添加され得る。ＵＳＧ９５（Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｇｙｐｓｕｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ）などのデンプンも場合により、コア強度のために添加される。
【００５７】
他の既知の添加剤は、製品の特定の特性を改善するために必要に応じて使用することができる。糖、たとえばデキストロースは、ボードの端部での紙接着を改善するために使用される。ワックスエマルジョンまたはポリシロキサンは、耐水性のために使用される。剛性が必要な場合、一般にホウ酸が添加される。難燃性はバーミキュライトの添加することで改善することができる。これらおよび他の既知の添加剤は本スラリーおよびウォールボード調合物において有用である。
【００５８】
操作にあたって、漆喰はミキサに向かって移動される。ミキサに入る前に、乾燥添加剤、たとえばデンプン、または硬化促進剤が粉末状漆喰に添加される。ある添加剤は独立ラインを介してミキサに直接添加される。トリメタホスフェートは、後述する実施例で本方法を使用して添加された。他の添加剤も水に添加され得る。添加剤が液体形である場合に、このことは特に好都合である。大半の添加剤では、スラリーに添加剤を加えることに関して重大性はなく、添加剤は好都合であるどの機器または方法を使用しても添加され得る。
【００５９】
しかしながら本発明による分散剤を使用するとき、漆喰の添加前に分散剤の第１の部分を水に添加することが重要である。計量水または補給水は、他の源からの水が考慮されているときに目標の水／漆喰比を満足するために必要な割合でミキサに添加される。１つ以上の調整剤を使用する場合、漆喰添加の前に調整剤も水に添加する。分散剤の第１の部分および調整剤を混合した後、得られた溶液に漆喰を添加する。
【００６０】
その間、フォームは、石鹸と、分散剤の第２の部分と、第２の水部分とを混合することによって生成する。フォームは次に、ホースまたはシュートを通じてミキサを出た後、移動中の石膏スラリー中に注入する。フォームリングは、ホースの軸に対して垂直なリングに配置されている複数のポートを有する装置であり、フォームがフォームリングを通過するときに、フォームが圧力下で石膏スラリー中に強制的に加えられるようになっている。
【００６１】
フォームおよびスラリーが合せられた後に、得られたスラリーは、１枚の表面材料によって裏打ちされたコンベヤに向かって移動して、その上に注がれる。１片の表面材料がスラリーの上に配置され、２枚の表面材料間のスラリーによってサンドイッチを形成する。サンドイッチは成形プレートに供給され、成形プレートの高さはボードの厚さを決定する。次に連続したサンドイッチは、刃物にて適切な長さ、通常は８フィート〜１２フィートに切断される。
【００６２】
ボードは次に乾燥のために窯まで移動させられる。窯の温度は通例、４５０°Ｆ〜最高５００°Ｆの範囲である。窯内に３つ以上の温度ゾーンがあると好ましい。湿ったボードと接触する第１のゾーンにおいて、温度は最高温度まで上昇するのに対して、最後の２つのゾーンでは温度は緩やかに低下する。第１ゾーンの送風機はゾーンの出口に位置決めされ、ボード移動方向に向流の空気を送る。第２および第３ゾーンにおいて、送風機はゾーンの入口に位置して、ボード移動と並流の高温空気を流す。最終ゾーンにおいてあまり激しい加熱をすると、ボードの乾燥範囲の焼成が起こり、不十分な紙接着を引き起こす。窯内での代表的な滞留時間は約４０分であるが、時間はラインの能力、ボードの湿潤度および他の因子によって変化するであろう。
【００６３】
続いての実施例において、サンプルの流動性を測定するためにスランプ試験が使用され、同時に各種の組成物の硬化時間を比較するために硬化およびビカー硬化時間が使用された。すべての乾燥成分は秤量されて、乾燥状態で共にブレンドされた。乾燥成分は、正確さのためにロス・イン・ウェイト・フィーダーによってミキサに送達された。液体成分は正確な調合のために秤量され、蠕動ポンプによって連続ミキサ内へ供給された。
【００６４】
スラリーサンプルは、プラスチックシート上に置かれた２”×４”（５ｃｍ×１０ｃｍ）シリンダ内に、シリンダからやや溢れるように注入された。過剰な物質は上面でスクリーディングされ、次にシリンダは滑らかに持ち上げられて、そこからスラリーを流出させて、パテが作製された。パテは９０°離れた２つの方向で測定され（±１／８”）、平均はパテ直径として報告された。
【００６５】
スラリーパテを通じて垂直方向に３００ｇビカー針を引っ張る。針が塊の中を引っ張られるときに、スラリーが針の後の溝を閉じることができなくなる時点までこの手順を続ける。スラリーがミキサ放出物から最初に回収された時点からの硬化時間を報告する。
【００６６】
硬化時間への言及は、参照として本明細書に組み入れられているＡＳＴＭ Ｃ−４７２によるビカー硬化時間を指す。ビカー硬化時間は、スラリーがミキサ放出物から最初に回収された時点から開始した。
【００６７】
［実施例１］
液体ポリカルボキシレート分散物は、フォーム水と計量水との間で分割された。液体分散剤の合計１４グラムは、表１に示すように添加された。分散剤は４０％固体および６０％水であった。乾燥ＣＳＡ促進剤は、乾燥漆喰に基づいて０．２０％の割合で漆喰に添加された。フォームは水に添加された１％ＰＦＭ石鹸および表１に示した液体分散剤の量から作製された。分散剤中に存在する水を考慮すると、フォームを作製するために合計１４８グラムの水が使用された。
【００６８】
液体分散物は、合計８５２グラムの水を生じるために、表１に従って計量水に添加された。漆喰は液体に添加され、均質なスラリーを作製するためにブレンドされた。フォームがスラリーに添加された。生じたスラリーに対して試験が実施され、試験の結果は表１に示されている。
【表１】
【００６９】
分散剤１５％がフォーム水に添加されるとき、そのサンプルのパテサイズの増大からも明らかなように、流動性は劇的に上昇した。１５％よりは劇的ではないが、２６％および３５％の分散剤がフォーム水に添加されたときにもパテサイズの増大は観察される。
【００７０】
［実施例２］
商用試験において、２つの異なる分散剤がミキサおよび／またはフォーム水に添加された。プラントは、ボードＭＳＦ当たり漆喰１７９５ポンド（７９８９ｋｇ）を操作していた。湿潤石膏促進剤およびＨＲＡは、刃物での５０％硬化を維持するために、表ＩＩＡおよびＩＩＢに示す量で添加された。表ＩＩＡおよびＩＩＢは、添加された分散剤の種類および量はもちろんのこと、スランプおよび気泡分布に関する観察も示す。表ＩＩで報告された分散剤の量は、漆喰の乾燥重量に基づいている。硬化促進剤はポンド／ＭＳＦ（ｇ／ｍ２）で報告される。
【表２】
【表３】
【００７１】
本商用試験において、２つの異なる分散剤の種類がミキサ内およびフォーム水中で使用され、製造されたボードはコア中の気泡のサイズを検査するために切り開かれた。サンプルＬおよびＭは、ミキサ内のみでポリカルボキシレート分散剤を使用する。図２に示すように、形成された気泡は小型であり、サイズはほぼ均一である。ナフタレンスルホネート分散剤は、サンプルＮおよびＯでフォーム水に添加され、図３に示すように気泡サイズ分布を変化させた。サンプルＰおよびＱでナフタレンスルホネートがミキサのみに添加されるときに、図１に示す気泡サイズ分布と同様に、気泡サイズ分布は再度変化した。図４のウォールボードコアは、ナフタレンスルホネートが０．２１％の用量で添加されたことを除いて、サンプルＰおよびＱと同じ成分および同じ方法を使用して作製された。
【００７２】
［実施例３］
ミキサとフォーム水との間で分散剤を分割する効果は、プラント試験でさらに研究された。液体ポリカルボキシレート分散剤、ＭＥＬＦＬＵＸ ２５００Ｌ（「２５００Ｌ」）は、表ＩＩＩに規定されたようにミキサまたはフォーム水に添加された。分散剤の量は固体ベースで報告されるが、液体分散剤と共に含まれた水はスラリー中に存在する水全量を計算するにあたって考慮された。漆喰は、１２３５ポンド／ＭＳＦの割合で利用された。分散剤の量および配置は、添加した水の全量、使用した促進剤、および製品のスランプと共に表ＩＩＩに示されている。
【表４】
【００７３】
これらの試行の比較は、分散剤の全量が実質的に同じである場合でも、同じ分散剤がミキサとフォーム水との間で分割されるときの流動性の上昇を確認する。計量水が３６ポンド／ＭＳＦ減少したにもかかわらず、スランプ試験によるパテサイズは増大した。
【００７４】
石膏スラリー中のフォーム気泡サイズの分布を制御する方法の特定の実施形態が表示および記載されているが、本発明からそのより幅広い態様において逸脱せずに、請求項で述べられるように、実施形態に対する変更および改良が行われ得ることが当業者によって認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】ナフタレンスルホネート分散剤を用いて作製されたウォールボード中のコア気泡分布の写真である。
【図２】ポリカルボキシレート分散剤を用いて作製されたウォールボード中のコア気泡分布の写真である。
【図３】フォーム水中にナフタレンスルホネートを、ミキサ内の計量水中にポリカルボキシレートを使用する、本発明のウォールボード中のコア気泡分布の写真である。
【図４】ナフタレンスルホネート分散剤が高い用量で使用されるときに形成される、非常に大きな気泡を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏スラリー中でフォームおよび分散剤を利用する方法であって、
漆喰と、第１の分散剤と、第１の分量の水とをミックスして、石膏スラリーを形成するステップと、
石鹸と、第２の分散剤と、第２の分量の水とをブレンドして、フォームを作製するステップと、
前記フォームを前記スラリーと混合するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の分散剤および前記第２の分散剤が同じ分散剤である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の分散剤がポリカルボン酸エーテル分散剤であり、前記第２の分散剤がナフタレンスルホネート分散剤である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の分散剤がナフタレンスルホネート分散剤であり、前記第２の分散剤がポリカルボン酸エーテル分散剤である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の分散剤が、ポリカルボン酸エーテル分散剤であって、
前記ポリカルボン酸エーテル分散剤が、
ビニルエーテル反復単位と、
マレイン酸、マレイン酸無水物、そのエステルおよび塩から成る群の少なくとも１つを含む反復単位と、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の分散剤が前記フォームを不安定化し、より大きな気泡を作る、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の分散剤の量が、前記第１の分散剤および前記第２の分散剤の全重量の約１０重量％〜約１５重量％である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記混合するステップがフォームリングを通じてフォームをスラリー中に導入する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ミックスするステップが、前記漆喰を添加する前に、前記第１の分散剤および調整剤を前記第１の分量の水に添加して、溶液を形成する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記調整剤がセメント、石灰、シリケート、カーボネートおよびホスフェートから成る群より選択される少なくとも１つである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
石膏ウォールボードコア中で分散剤を効果的に利用する方法であって、
漆喰と、第１の分散剤と、第１の分量の水とをミックスして、石膏スラリーを形成するステップと、
石鹸と、第２の分散剤と、第２の分量の水とをブレンドしてフォームを作製するステップと、
前記フォームを前記スラリーと混合するステップと、
前記スラリーを表面材料に注入するステップと、
前記スラリーをパネルに成形するステップと、
石膏スラリーを硬化させて、前記ウォールボードコアを形成するステップと、
を含む方法。
【請求項１２】
前記第１の分散剤および前記第２の分散剤が同じ分散剤である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の分散剤がポリカルボン酸エーテル分散剤であり、前記第２の分散剤がナフタレンスルホネート分散剤である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の分散剤がナフタレンスルホネート分散剤であり、前記第２の分散剤がポリカルボン酸エーテル分散剤である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記混合ステップが前記第１の分散剤と、前記第１の分量の水と、調整剤とを混合する工程をさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記調整剤がセメント、石灰、シリケート、カーボネートおよびホスフェートから成る群より選択される少なくとも１つである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の分散剤の量が、前記第１の分散剤および前記第２の分散剤の全重量の約１０重量％〜約１５重量％である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１】
石膏スラリー中でフォームおよび分散剤を利用する方法であって、
漆喰と、第１の分散剤と、第１の分量の水とをミックスして、石膏スラリーを形成するステップと、
石鹸と、第２の分散剤と、第２の分量の水とをブレンドして、フォームを作製するステップと、
前記フォームを前記スラリーと混合するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の分散剤および前記第２の分散剤が同じ分散剤である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の分散剤がポリカルボン酸エーテル分散剤であり、前記第２の分散剤がナフタレンスルホネート分散剤である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の分散剤がナフタレンスルホネート分散剤であり、前記第２の分散剤がポリカルボン酸エーテル分散剤である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の分散剤が、ポリカルボン酸エーテル分散剤であって、
前記ポリカルボン酸エーテル分散剤が、
ビニルエーテル反復単位と、
マレイン酸、マレイン酸無水物、そのエステルおよび塩から成る群の少なくとも１つを含む反復単位と、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の分散剤が前記フォームを不安定化し、より大きな気泡を作る、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の分散剤の量が、前記第１の分散剤および前記第２の分散剤の全重量の約１０重量％〜約１５重量％である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記混合するステップがフォームリングを通じてフォームをスラリー中に導入する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ミックスするステップが、前記漆喰を添加する前に、前記第１の分散剤および調整剤を前記第１の分量の水に添加して、溶液を形成する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記調整剤がセメント、石灰、シリケート、カーボネートおよびホスフェートから成る群より選択される少なくとも１つである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
石膏ウォールボードコア中で分散剤を効果的に利用する方法であって、
漆喰と、第１の分散剤と、第１の分量の水とをミックスして、石膏スラリーを形成するステップと、
石鹸と、第２の分散剤と、第２の分量の水とをブレンドしてフォームを作製するステップと、
前記フォームを前記スラリーと混合するステップと、
前記スラリーを表面材料に注入するステップと、
前記スラリーをパネルに成形するステップと、
石膏スラリーを硬化させて、前記ウォールボードコアを形成するステップと、
を含む方法。
【請求項１２】
前記第１の分散剤および前記第２の分散剤が同じ分散剤である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の分散剤がポリカルボン酸エーテル分散剤であり、前記第２の分散剤がナフタレンスルホネート分散剤である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の分散剤がナフタレンスルホネート分散剤であり、前記第２の分散剤がポリカルボン酸エーテル分散剤である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記混合ステップが前記第１の分散剤と、前記第１の分量の水と、調整剤とを混合する工程をさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記調整剤がセメント、石灰、シリケート、カーボネートおよびホスフェートから成る群より選択される少なくとも１つである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の分散剤の量が、前記第１の分散剤および前記第２の分散剤の全重量の約１０重量％〜約１５重量％である、請求項１１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００８−５４６６２０（Ｐ２００８−５４６６２０Ａ）
【公表日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１７００８（Ｐ２００８−５１７００８）
【出願日】平成１８年６月１３日（２００６．６．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０２２９４２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１３８２８０
【国際公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（５９６１７２３２５）ユナイテッド・ステイツ・ジプサム・カンパニー (100)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１３日（２００６．６．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０２２９４２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１３８２８０
【国際公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（５９６１７２３２５）ユナイテッド・ステイツ・ジプサム・カンパニー (100)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]