耐水性石膏系物品の製造方法
耐湿性石膏系物品、例えば石膏ボードを、石膏系物品を作製するために使用する水性スラリーに、少量のシロキサンを、シロキサンの硬化を強化するための少量の硬焼酸化マグネシウム触媒と共に加えることにより作製する。好ましい実施形態においては、化学的乳化剤を使用せずに、その場でシロキサンから水性エマルジョンを生成させる。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、石膏系製品を作製するために使用する水性スラリーに少量のシロキサンを添加することにより、耐湿性石膏系製品、例えば石膏ボード、強化石膏複合体ボード、漆喰、被削性材料、接合処理材料および防音タイルなどを製造する方法に関する。より詳細には、本発明は、シロキサンの硬化を強化するために少量の硬焼酸化マグネシウム触媒を水性スラリーに添加することに関する。
【０００２】
［背景］
石膏は、典型的には往時の塩湖床、火山堆積物および粘土床に見出される天然産鉱物である。化学名で、石膏は硫酸カルシウム二水和物（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）である。この物質は種々の工業プロセスにおける副産物としても製造される。
【０００３】
硫酸カルシウム二水和物が十分に加熱されたとき（焼成と呼ばれる工程）、水和水は追い出され、曝露温度および時間に依存して硫酸カルシウム半水和物（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）または硫酸カルシウム無水物（ＣａＳＯ４）のいずれかが生成し得る。本出願で使用する「焼き石膏」という用語は、硫酸カルシウムの半水和物および無水物の両者を指す。
【０００４】
焼き石膏は水と反応して、かなり堅くて変形し難い生成物である硫酸カルシウム二水和物を生成することができ、この生成物を本出願では「凝結石膏」と称する。
【０００５】
一般的な石膏製品の一例は石膏ボードであり、建築構造パネルとして広く使用されている。一般的に、石膏ボードは、水和して凝結石膏を生成する焼き石膏の水性スラリーから作製した芯を含む。通常、石膏ボードはその両面に接着した紙シートのライニングを有する。
【０００６】
凝結石膏の特徴は水を吸収する傾向があることである。例示すると、耐水性添加物を含まない石膏芯は、７０°Ｆの温度で水中に約２時間浸漬したとき、４０から５０重量％もの水を吸収し得る。石膏製品が水または高湿度に曝される用途において、この特徴は望ましくない。石膏のよる水の吸収は、製品の強度を低下させ、製品に微生物が増殖し易くし、また仕上げ面の離層を惹き起こす傾向がある。
【０００７】
石膏ボードはプラスチックまたはセラミックタイルで覆われた内在面として浴室で使用することもでき、この目的ではしばしば「タイル裏打ちボード」と称される。これらのような用途では、石膏ボードが良好な耐水性を示すことが重要である。
【０００８】
これらの先行技術製品は、通常の石膏壁板、石膏タイル、石膏ブロック、石膏ギブス等のように、耐水性が比較的低い。例えば、通常の石膏壁板が水に浸漬されたとき、壁板は相当量の水を急速に吸収して強度を大きく失う。実際の試験で、ＡＳＴＭ試験１３９６により石膏ボード芯材料を約７０°Ｆで２時間水に浸漬したとき、４０％を超える水分吸収が普通であることが示された。過去において石膏製品の耐水性を改良するために多くの試みが為された。これらの試みには、金属石鹸、アスファルト、シロキサン、樹脂その他などの耐水性材料を硫酸カルシウム半水和物スラリー内に導入することが含まれる。それらの試みには、完成した石膏製品を耐水性のフィルムまたはコーティングでコートする試みも含まれる。撥水性物質の添加により石膏全体に防水処理する過去の試みの具体的な一例がＫｉｎｇおよびＣａｍｐへの特許第２，１９８，７７６号に開示されている。この特許は、パラフィン、シロキサン、アスファルト等を、溶融した材料としてスラリー中に噴霧することにより、水性スラリー中に導入することを示している。
【０００９】
本発明は、凝結石膏製品に耐水性を付与するために、シロキサンをその中に導入した耐水性石膏組成物を製造する改良法に関する。
【００１０】
「耐水性」という表現は、上で規定した予め製作した構造要素の、漆喰基材による水の取込みを制限する一方で、なおも問題の構造要素の寸法安定性および機械的欠陥のないことを維持する性能を意味すると理解すべきである。
【００１１】
国により、この耐水性は固有の基準によって法制化または規制されている。具体的には、ＡＳＴＭ６３０／６３０Ｍ−９６ａおよびＡＳＴＭ１３９８基準は、そのような石膏系物品を水に２時間浸漬したときに、その漆喰基材による水の取込みが５％未満であること、および表面における吸水（Ｃｏｂｂ当量と呼ばれる）が１．６０ｇ／ｍ２未満であることを求めている。
【００１２】
この撥水性は、一般的に少なくとも次のステップを含む任意のプロセスを使用することにより得られる。
（ａ）主として少なくとも１種類の水和し得る硫酸カルシウムと、上記の撥水剤を含む乾燥材料と、水とを均一に混合して、前記基材を含水状態で予備成形するステップ；
（ｂ）予備成形した基材を固体のおよび乾燥した状態で得る目的で、前記基材を乾燥するステップ。
【００１３】
そのようなプロセスにあっては、漆喰基材に、例えばシリコーン油の形で、導入される撥水剤の量を制御することは困難であり、それ故撥水剤の能力は活用されていない。
【００１４】
石膏壁板などの耐湿性石膏系製品を作製するためにシロキサンを使用することは、よく知られている。一般に、石膏系製品を作製するために使用される水性スラリーに、少量のシロキサンを加えて、製品を成形し、乾燥させる。そのような耐湿性石膏系製品の製造は、特に米国特許第３，４５５，７１０；第４，６４３，７７１号；第５，１３５，８０５号；第５，３３０，７６２号；第５，３６６，８１０号；第５，６２６，６０５号；第５，６２６，６６８号；第６，１００，６０７号および第６，５６９，５４１号に記載されている。しかしながら、ある場合には、石膏系製品を耐水性にするために使用したシロキサンが適当な時間で完全には硬化せず、または全く完全には硬化しないことが見出されている。いずれの場合にも、耐水性は満足なレベルに発現しない。
【００１５】
石膏系物品における耐水性の発現を促進し、改良するためにシロキサンの硬化を強化する触媒と共にシロキサンをスラリーに導入する方法を提供することが、本発明の目的である。
【００１６】
［発明の概要］
本発明は、石膏系製品を作製するために使用する水性スラリーに少量のシロキサンおよびシロキサンの硬化を強化する触媒を添加することにより、耐湿性石膏系製品、例えば石膏ボード、強化石膏複合体ボード、漆喰、被削性材料、接合処理材料および防音タイルなどを製造する方法に関する。前記の方法は、シロキサンエマルジョンを前記石膏系物品を作製するために使用する量水と混合するステップ、硬焼酸化マグネシウム触媒を焼き石膏と混合するステップ、シロキサンエマルジョン／水混合物を焼き石膏／酸化マグネシウム混合物と混合して、水性スラリーを形成させるステップ、およびスラリーを所望の形状に成形して、前記成形したスラリーを凝結させて、凝結石膏系耐水性物品を形成させるステップを含む。
【００１７】
本発明は、焼き石膏と他の乾燥成分との重量を基準にして、約０．４から１．０％のシロキサンの使用を企図している。好ましいプロセスにおいては、シロキサンを量水の一部と強力ミキサーで数秒間混合させることにより、シロキサン／水エマルジョンをその場で生成させる。
【００１８】
好ましい実施形態において、触媒は硬焼酸化マグネシウムである。好ましくは、石膏の重量を基準にして約０．１から約０．５重量％の酸化マグネシウムを使用する。
【００１９】
［好ましい実施形態の説明］
壁板などの石膏系構造物を作製する従来のプロセスにおいては、計量した水（量水と呼ぶ）および任意の他の液体成分を連続的に「ピンミキサー」に供給する。壁板を作製するために使用される焼き石膏および他の乾燥成分は、通常、乾燥状態でブレンドし、次いでピンミキサーに連続的に供給し、その中で数秒間量水と混合して水性スラリーを生成させる。壁板密度を下げるために使用する発泡体をピンミキサーに加えることもできる。次にピンミキサー中で生成させたスラリーを壁板などの物品に成形してから、成形した物品を乾燥する。最高の耐水性を得るためには、シロキサンを石膏上に均一に分布させることが必要である。比較的少量のシロキサンが使用されるので、シロキサンをエマルジョンの形態で量水と混合したときに、石膏上に最も均一なシロキサン分布が提供されることが見出された。この方法は、石膏スラリーを生成させるために使用する量水全体にシロキサンを均一に分布させる。量水をシロキサンと予め混合して、ピンミキサー中で石膏および他の乾燥材料と混合し、スラリーを生成させる。
【００２０】
（シロキサン）
本発明は、石膏系物品を作製するために使用するスラリーに、重合可能なシロキサンを安定なエマルジョンの形態で加えることにより、石膏系物品の耐水性を改良することを広く企図している。次に、スラリーを成形し、シロキサンの重合を促進して高度に架橋したシリコーン樹脂を生成させる条件下に乾燥させる。好ましくは、シロキサンの重合を促進して高度に架橋したシリコーン樹脂を生成させる触媒を、石膏スラリーに添加する。
【００２１】
前記シロキサンは通常液状の鎖状水素修飾シロキサンであるが、環状水素修飾シロキサンであってもよい。そのようなシロキサンは、高度に架橋したシリコーン樹脂を生成することができる。そのような液体は当業者によく知られていて、市販されており、特許文献に記載されている。本発明の実施に役立つ鎖状水素修飾シロキサンは、典型的には、次の一般式のシロキサン：
ＲＨＳｉＯ２／２
を含み、式中、Ｒは飽和または不飽和の１価の炭化水素基である。好ましい実施形態において、Ｒはアルキル基を表わし、最も好ましくは、Ｒはメチルである。
【００２２】
シロキサンエマルジョンがスラリーを生成させるために使用する水と十分に混合する時間をとるために、スラリーが生成する前に、シロキサンエマルジョンを量水に加えることが好ましい。
【００２３】
シロキサンエマルジョンはピンミキサーに到達するまで安定であること、およびスラリーの条件下でよく分散したままであることが必須である。すなわち、シロキサンエマルジョンは、スラリー中に存在する促進剤などの添加剤の存在下でよく分散したままでなければならない。シロキサンエマルジョンは、石膏系物品が形成されるステップを通して同様に安定でなければならない。
【００２４】
本発明の石膏系耐水性物品は、好ましくは、シロキサンとしてＷａｃｋｅｒ−Ｃｈｅｍｉｅ ＧｍｂＨによりＳＩＬＲＥＳ ＢＳ−９４という名前で販売されているメチル水素ポリシロキサン液を用いて作製される。前記メーカーはこの製品が水または溶媒を含まないシロキサン液であると表示している。乾燥成分の重量を基準にして約０．３から１．０％のＢＳ−９４シロキサンを使用できることが企図される。約０．４から約０．８％のシロキサンを使用することが好ましい。
【００２５】
（シロキサンエマルジョン）
本発明は、耐水性を改良するために、広範囲のシロキサンエマルジョンを使用することを企図している。好ましいプロセスにおいては、シロキサン流体を少量の水と強力ミキサーで数秒間混合することにより、シロキサン／水エマルジョンをその場で生成させる。化学的乳化剤は使用しない。このプロセスは、量水と混合してシロキサンが量水全体に均一に分布することができる十分安定なエマルジョンを生成させることが見出された。このシロキサン／水エマルジョンはピンミキサーに入り、焼き石膏および他の乾燥材料と混合されてスラリーを生成させる。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態によれば、量水の一部を量水配管から連続的に抜き出して強力ミキサー中に供給する。必要量のシロキサン油を強力ミキサー中に連続的に計量して入れ、その中でシロキサンは量水と１〜２秒間混合されて水中油エマルジョンをその場で形成する。シロキサン各１部に対して約２５部の比で水を混合することができる。水のシロキサンに対する比は、それほど重要ではない。化学的乳化剤は石膏の再水和反応、系に加える発泡体の安定性および石膏芯に面する紙の接着に悪影響を及ぼし得るので、乳化剤を使用しないことが好ましい。その場で生成させたシロキサン／水エマルジョンは如何なる化学的乳化剤もなしで十分安定であることが見出された。
【００２７】
予め作製したシロキサンエマルジョンも使用できる。しかしながら、予め作製したシロキサンエマルジョンは、しばしば、貯蔵中の安定性に問題があり、予め作製したエマルジョンに使用した乳化剤が、紙接着の問題および石膏再水和プロセス中の問題など、石膏物品作製における問題を惹起する傾向がある。好ましい実施形態において、強力ミキサー中で生成させたシロキサン／水エマルジョンは、直ちに量水の残分と混合し、続いてそれをピンミキサーに計量して入れる。このシロキサン／水エマルジョンは十分安定で、ピンミキサーに入るときエマルジョンとしての特徴を保持している。このプロセスの結果として、シロキサンは水系石膏スラリー全体に均一に分布し、その結果作製される石膏物品全体に均一に分布する。
【００２８】
（触媒）
上記のシロキサン製品は水素ポリシロキサンである。これは反応性シラノール中間体（ＯＨ化合物）を生成してポリメチルケイ酸を生ずることにより硬化する。耐水性を発現するためにはシロキサンが壁板内で硬化することが必要であるとされている。シロキサンが石膏スラリーに加えられたとき、硬化反応は非常に緩慢に開始する。多くの場合、先行のプロセスによって作製された壁板の耐水性は１または２週間の間発現しない。他の場合、先行プロセスにより作製された壁板の耐水性は全く発現しない。シロキサンの硬化が緩慢で耐水性が直ちに発現しないとき、壁板を出荷できる前に、耐水性が発現するために十分な期間保存しなければならない。
【００２９】
壁板に吸水抵抗性を与えるシロキサンの硬化を向上させるために、ある触媒を石膏スラリーに添加することができることが見出された。触媒は比較的水不溶性でかつ石膏スラリーの成分に対して非反応性であることが重要である。例えば、先行技術によって提案されているアルカリ土類酸化物および水酸化物は比較的水溶性で、結果としてアルカリ土類酸化物および水酸化物はスラリーのｐＨを上昇させる。高めのｐＨは焼き石膏水和物の再水和に干渉する。その上、アルカリ土類酸化物および水酸化物はシロキサンと急速に反応して水素の急激な発生を惹起する。
【００３０】
好ましい触媒は硬焼酸化マグネシウムであり、その理由は水に殆ど完全に不溶性でしかもシロキサン以外のスラリー成分と非反応性であることである。硬焼酸化マグネシウムはシロキサンの硬化を促進して、ある場合には、シロキサンをさらに完全に硬化させる。硬焼酸化マグネシウムは大量の水素発生を起こさずにシロキサン硬化の触媒となる。その上、硬焼ＭｇＯはバラツキのない組成で市販されている。
【００３１】
前記触媒は乾燥材料であり、焼き石膏全体に触媒を均一に分布させる目的で、焼き石膏および他の乾燥成分と好ましくはドライブレンドする。それから、触媒を含むこの乾燥混合物をピンミキサーに加える。
【００３２】
比較的少量の触媒を使用すればよい。焼き石膏の重量を基準にして約０．１から約０．５重量％の硬焼酸化マグネシウムを使用すればよいことが見出された。好ましくは、焼き石膏の重量を基準にして約０．２から０．４重量％の硬焼酸化マグネシウムを使用する。
【００３３】
好ましい触媒は、カナダのアルバータ州ＣａｌｇａｒｙのＢａｙｍａｇ社から「Ｂａｙｍａｇ ９６」という名前で販売されている硬焼酸化マグネシウムである。それはＢＥＴにより測定して１グラム当り少なくとも０．３平方メートルの表面積を有する。その強熱減量は０．１重量％未満である。
【００３４】
本発明で使用する硬焼酸化マグネシウムと従来の酸化マグネシウムと間の相違は、それぞれの材料を水と混合したときの温度上昇を比較することにより示すことができる。
【００３５】
水中における硬焼酸化マグネシウム（Ｂａｙｍａｇ ９６）および従来の酸化マグネシウム（Ｂａｙｍａｇ ３０）の発熱反応速度はＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｒｉｓｅ Ｓｙｓｔｅｍ（ＴＲＳ）を使用して定量した。ＴＲＳユニットは、ＭｇＯの水との発熱反応から発生する熱を測定する電子サーモスターである。各試料は５０グラムの酸化マグネシウムおよび１００ｍｌの水を含み、１０秒浸漬して１０秒間手で混合した。酸化マグネシウムおよび水混合物を流し込んであるカップにサーモスターを入れる。このカップは準温度安定環境にある（発泡スチロール容器）。データをデータ取得系によって収集する。収集したデータを下の表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
結果は、従来の酸化マグネシウムの水との反応が硬焼酸化マグネシウムの水との反応と明らかに相違することを示す。従来の酸化マグネシウムの水との反応の方が発熱的であり、温度をおよそ５°Ｆ上昇させ、それに対して硬焼酸化マグネシウムの水との反応は僅かな温度変化（約０．８°Ｆ）を示したのみであった。この試験は、硬焼酸化マグネシウムと他の従来の酸化マグネシウムとの間を識別することに使用できる。
【００３８】
好ましい触媒は、Ｂａｙｍａｇ社から「Ｂａｙｍａｇ ９６」の名前で販売されている硬焼酸化マグネシウムであって、何故ならそれが起こす温度上昇はＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｒｉｓｅ Ｓｙｓｔｅｍで１°Ｆ未満だからである。惹起する温度上昇が約２°Ｆ以下の酸化マグネシウムが本発明における使用に適している。これより大きい温度上昇を生ずるＢａｙｍａｇ ３０などの酸化マグネシウムは、シロキサンの適当な触媒にはなるが、そのような酸化マグネシウムは、この石膏再水和プロセスを遅延させ、しかも紙の結合の低下の原因になるので、好ましくない。
【実施例】
【００３９】
次の実施例は本発明の範囲内の幾つかの壁板組成物の作製を例示するために役立つであろう。これらの実施例は例示の目的で説明するもので、多くの他の組成物が本発明の範囲内にあることは理解される。当業者は、下に例示するもの以外の他の多数の材料および同等の種類の材料を含めて、他の石膏系物品のための同様な組成物を作製することができることを認めるであろう。
【００４０】
（実施例１）
紙被覆発泡石膏ボードを、工業用石膏ボード製造施設における典型的なフルスケール生産ライン上で作製した。成分およびそれらの概略の重量百分率（使用した焼き石膏の重量を基準にして比較的狭い範囲で表わした）を表２に掲載する。量水の一部は量水配管から連続的に取り出して強力ミキサー中に供給する。ミキサーはＶｅｒｔｉｆｌｏＰｕｍｐ Ｃｏ．のモデルＮｏ１４２０−２ｘ−２ｘ８であった。必要量のシロキサン液を連続的に計量しながら強力ミキサーへ入れ、そこで量水と１〜２秒間混合して、その場で水中油エマルジョンを生成させる。シロキサン各１部に対して約２５部の比で水を混合する。次に、シロキサン／水エマルジョンを量水配管に戻して量水の残分と混合した。酸化マグネシウムを焼き石膏および他の乾燥成分とドライブレンドしてからピンミキサーにかけた。製作中にシロキサンおよび酸化マグネシウムを含むことを除き、先行技術の石膏ボード製造方法および成分に典型的な方法および成分を使用してボードを作製した。ボードは種々の濃度のシロキサンおよび種々の量の酸化マグネシウムで作製し、ＡＳＴＭ試験１３９６に従って、対照ボードと比較し耐水性を試験した。
【００４１】
【表２】
【００４２】
表２において：凝結促進剤は、米国特許第３，５７３，９４７号に記載されているように、硫酸カルシウム脱水物の細かく粉砕した糖被覆粒子を含むものであったが、その作製中に加熱しない；デンプンはＬａｕｈｏｆｆ Ｇｒａｉｎ Ｃｏ．から入手した市販の乾燥製粉酸修飾ＨＩ−ＢＯＮＤデンプンであった；分散剤は、ペンシルバニア州ＡｍｂｌｅｒのＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手した市販のナフタレンスルホネートＤＩＬＯＦＬＯであった；紙繊維はハンマー粉砕の細い紙繊維であった；凝結遅延剤はワシントン州ＫｉｒｋｌａｎｄのＶａｎ Ｗａｌｔｅｒｓ ＆ Ｒｏｇｅｒｓから入手した市販のキレート剤ＶＥＲＳＥＮＥＸ８０であった；発泡剤はコネティカット州ＧｒｅｅｎｗｉｃｈのＷｉｔｃｏ Ｃｏｒｐ．から入手した市販のＷＩＴＣＯＬＡＴＥ１２７６であった；トリメタリン酸ナトリウムはミズーリ州Ｓｔ．ＬｏｕｉｓのＡｓｔａｒａｓ Ｃｏ．から供給される市販品であった；再焼成阻止剤は、乾燥中のボードの端の再焼成を減少させるために使用したデキストロースＣＥＲＥＬＯＳＥ ２００１であった。シロキサンはＷａｃｋｅｒ−Ｃｈｅｍｉｅ ＧｍｂＨによりＳＩＬＲＥＳ ＢＳ−９４の名前で販売されている液体であった。酸化マグネシウムはカナダのアルバータ州ＣａｌｇａｒｙのＢａｙｍａｇ，Ｉｎｃ．から「Ｂａｙｍａｇ ９６」の名前で販売されている硬焼酸化マグネシウムであった。
【００４３】
ボードは幅４フィートの生産ライン上で次のステップにより製造した。成分をミキサーに連続的に導入し、混合して水性スラリーを生成させるステップ（別々の泡発生系で水性泡を発生させるために発泡剤を使用した；それに続いてミキサーを通して泡沫をスラリーに導入した）；移動ベルト上の紙の被覆シート（表面紙）上にスラリーを連続的に付着させるステップ；付着したスラリー上にもう１つの紙被覆シート（裏紙）を置いて厚さ‘ｈインチのボードを形成させるステップ；硫酸カルシウム二水和物を生成させる硫酸カルシウム半水和物の水和が十分に進行してスラリーが精密に切断するのに十分なほど硬くなったときに、移動するボードを切断して約１２×４フィートおよび厚さ１／２インチの個々のボードを作製するステップ；および加熱した多段キルン中でボードを乾燥するステップ。
【００４４】
そのような製品の、ＡＳＴＭ試験１３９６に従って試験したときの代表的な吸湿値を下記表３に示す。
【００４５】
【表３】
【００４６】
（実施例２）
石膏系物品におけるシロキサンにより発現する耐水性に対する硬焼酸化マグネシウムの効果を示すために実験室試験を実施した。０．７％のＢＳ−９４シロキサンおよび５５０グラムの水を高せん断ミキサー中７５００ｒｐｍで２．５分間混合することにより、エマルジョンを生成させた。試験１〜３においては、それに続いてエマルジョンを５００グラムの焼成した天然石膏、０．１グラムのＣＳＡおよび選択した量のＢａｙｍａｇ ９６酸化マグネシウムとＷａｒｉｎｇ Ｂｌｅｎｄｅｒ中で１０秒間混合して、立方体に成形し、それを１夜加熱した。試験４は、焼成した合成石膏を使用した以外は同様にして実施した。全ての試験において、０．７重量％のシロキサンを使用した。試験１〜４で使用したＢａｙｍａｇ ９６の選択した量を下記表４に示す。ＡＳＴＭ試験１３９６に従って、製造２４時間以内に、立方体を水中に２時間吸収のため浸漬した。各水準で３つの試験を実施した。３つの試験に対する平均水分レベルを表３に示す。
【００４７】
【表４】
【００４８】
合成石膏で作製した試験４の試料は、天然石膏で作製した試験２の試料よりも、両方の試験で同量のＢａｙｍａｇ ９６を使用したにもかかわらず、吸水が少なかった。この相違は合成石膏に一般的に見られる飛灰などの不純物に帰せられる。
【００４９】
本明細書で示して説明した本発明の形態は、単なる例示と見なすべきである。当業者には、本発明の趣旨および前述の特許請求の範囲の範囲から離れることなく、多くの改良をその中で為し得ることが明らかであろう。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、石膏系製品を作製するために使用する水性スラリーに少量のシロキサンを添加することにより、耐湿性石膏系製品、例えば石膏ボード、強化石膏複合体ボード、漆喰、被削性材料、接合処理材料および防音タイルなどを製造する方法に関する。より詳細には、本発明は、シロキサンの硬化を強化するために少量の硬焼酸化マグネシウム触媒を水性スラリーに添加することに関する。
【０００２】
［背景］
石膏は、典型的には往時の塩湖床、火山堆積物および粘土床に見出される天然産鉱物である。化学名で、石膏は硫酸カルシウム二水和物（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）である。この物質は種々の工業プロセスにおける副産物としても製造される。
【０００３】
硫酸カルシウム二水和物が十分に加熱されたとき（焼成と呼ばれる工程）、水和水は追い出され、曝露温度および時間に依存して硫酸カルシウム半水和物（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）または硫酸カルシウム無水物（ＣａＳＯ４）のいずれかが生成し得る。本出願で使用する「焼き石膏」という用語は、硫酸カルシウムの半水和物および無水物の両者を指す。
【０００４】
焼き石膏は水と反応して、かなり堅くて変形し難い生成物である硫酸カルシウム二水和物を生成することができ、この生成物を本出願では「凝結石膏」と称する。
【０００５】
一般的な石膏製品の一例は石膏ボードであり、建築構造パネルとして広く使用されている。一般的に、石膏ボードは、水和して凝結石膏を生成する焼き石膏の水性スラリーから作製した芯を含む。通常、石膏ボードはその両面に接着した紙シートのライニングを有する。
【０００６】
凝結石膏の特徴は水を吸収する傾向があることである。例示すると、耐水性添加物を含まない石膏芯は、７０°Ｆの温度で水中に約２時間浸漬したとき、４０から５０重量％もの水を吸収し得る。石膏製品が水または高湿度に曝される用途において、この特徴は望ましくない。石膏のよる水の吸収は、製品の強度を低下させ、製品に微生物が増殖し易くし、また仕上げ面の離層を惹き起こす傾向がある。
【０００７】
石膏ボードはプラスチックまたはセラミックタイルで覆われた内在面として浴室で使用することもでき、この目的ではしばしば「タイル裏打ちボード」と称される。これらのような用途では、石膏ボードが良好な耐水性を示すことが重要である。
【０００８】
これらの先行技術製品は、通常の石膏壁板、石膏タイル、石膏ブロック、石膏ギブス等のように、耐水性が比較的低い。例えば、通常の石膏壁板が水に浸漬されたとき、壁板は相当量の水を急速に吸収して強度を大きく失う。実際の試験で、ＡＳＴＭ試験１３９６により石膏ボード芯材料を約７０°Ｆで２時間水に浸漬したとき、４０％を超える水分吸収が普通であることが示された。過去において石膏製品の耐水性を改良するために多くの試みが為された。これらの試みには、金属石鹸、アスファルト、シロキサン、樹脂その他などの耐水性材料を硫酸カルシウム半水和物スラリー内に導入することが含まれる。それらの試みには、完成した石膏製品を耐水性のフィルムまたはコーティングでコートする試みも含まれる。撥水性物質の添加により石膏全体に防水処理する過去の試みの具体的な一例がＫｉｎｇおよびＣａｍｐへの特許第２，１９８，７７６号に開示されている。この特許は、パラフィン、シロキサン、アスファルト等を、溶融した材料としてスラリー中に噴霧することにより、水性スラリー中に導入することを示している。
【０００９】
本発明は、凝結石膏製品に耐水性を付与するために、シロキサンをその中に導入した耐水性石膏組成物を製造する改良法に関する。
【００１０】
「耐水性」という表現は、上で規定した予め製作した構造要素の、漆喰基材による水の取込みを制限する一方で、なおも問題の構造要素の寸法安定性および機械的欠陥のないことを維持する性能を意味すると理解すべきである。
【００１１】
国により、この耐水性は固有の基準によって法制化または規制されている。具体的には、ＡＳＴＭ６３０／６３０Ｍ−９６ａおよびＡＳＴＭ１３９８基準は、そのような石膏系物品を水に２時間浸漬したときに、その漆喰基材による水の取込みが５％未満であること、および表面における吸水（Ｃｏｂｂ当量と呼ばれる）が１．６０ｇ／ｍ２未満であることを求めている。
【００１２】
この撥水性は、一般的に少なくとも次のステップを含む任意のプロセスを使用することにより得られる。
（ａ）主として少なくとも１種類の水和し得る硫酸カルシウムと、上記の撥水剤を含む乾燥材料と、水とを均一に混合して、前記基材を含水状態で予備成形するステップ；
（ｂ）予備成形した基材を固体のおよび乾燥した状態で得る目的で、前記基材を乾燥するステップ。
【００１３】
そのようなプロセスにあっては、漆喰基材に、例えばシリコーン油の形で、導入される撥水剤の量を制御することは困難であり、それ故撥水剤の能力は活用されていない。
【００１４】
石膏壁板などの耐湿性石膏系製品を作製するためにシロキサンを使用することは、よく知られている。一般に、石膏系製品を作製するために使用される水性スラリーに、少量のシロキサンを加えて、製品を成形し、乾燥させる。そのような耐湿性石膏系製品の製造は、特に米国特許第３，４５５，７１０；第４，６４３，７７１号；第５，１３５，８０５号；第５，３３０，７６２号；第５，３６６，８１０号；第５，６２６，６０５号；第５，６２６，６６８号；第６，１００，６０７号および第６，５６９，５４１号に記載されている。しかしながら、ある場合には、石膏系製品を耐水性にするために使用したシロキサンが適当な時間で完全には硬化せず、または全く完全には硬化しないことが見出されている。いずれの場合にも、耐水性は満足なレベルに発現しない。
【００１５】
石膏系物品における耐水性の発現を促進し、改良するためにシロキサンの硬化を強化する触媒と共にシロキサンをスラリーに導入する方法を提供することが、本発明の目的である。
【００１６】
［発明の概要］
本発明は、石膏系製品を作製するために使用する水性スラリーに少量のシロキサンおよびシロキサンの硬化を強化する触媒を添加することにより、耐湿性石膏系製品、例えば石膏ボード、強化石膏複合体ボード、漆喰、被削性材料、接合処理材料および防音タイルなどを製造する方法に関する。前記の方法は、シロキサンエマルジョンを前記石膏系物品を作製するために使用する量水と混合するステップ、硬焼酸化マグネシウム触媒を焼き石膏と混合するステップ、シロキサンエマルジョン／水混合物を焼き石膏／酸化マグネシウム混合物と混合して、水性スラリーを形成させるステップ、およびスラリーを所望の形状に成形して、前記成形したスラリーを凝結させて、凝結石膏系耐水性物品を形成させるステップを含む。
【００１７】
本発明は、焼き石膏と他の乾燥成分との重量を基準にして、約０．４から１．０％のシロキサンの使用を企図している。好ましいプロセスにおいては、シロキサンを量水の一部と強力ミキサーで数秒間混合させることにより、シロキサン／水エマルジョンをその場で生成させる。
【００１８】
好ましい実施形態において、触媒は硬焼酸化マグネシウムである。好ましくは、石膏の重量を基準にして約０．１から約０．５重量％の酸化マグネシウムを使用する。
【００１９】
［好ましい実施形態の説明］
壁板などの石膏系構造物を作製する従来のプロセスにおいては、計量した水（量水と呼ぶ）および任意の他の液体成分を連続的に「ピンミキサー」に供給する。壁板を作製するために使用される焼き石膏および他の乾燥成分は、通常、乾燥状態でブレンドし、次いでピンミキサーに連続的に供給し、その中で数秒間量水と混合して水性スラリーを生成させる。壁板密度を下げるために使用する発泡体をピンミキサーに加えることもできる。次にピンミキサー中で生成させたスラリーを壁板などの物品に成形してから、成形した物品を乾燥する。最高の耐水性を得るためには、シロキサンを石膏上に均一に分布させることが必要である。比較的少量のシロキサンが使用されるので、シロキサンをエマルジョンの形態で量水と混合したときに、石膏上に最も均一なシロキサン分布が提供されることが見出された。この方法は、石膏スラリーを生成させるために使用する量水全体にシロキサンを均一に分布させる。量水をシロキサンと予め混合して、ピンミキサー中で石膏および他の乾燥材料と混合し、スラリーを生成させる。
【００２０】
（シロキサン）
本発明は、石膏系物品を作製するために使用するスラリーに、重合可能なシロキサンを安定なエマルジョンの形態で加えることにより、石膏系物品の耐水性を改良することを広く企図している。次に、スラリーを成形し、シロキサンの重合を促進して高度に架橋したシリコーン樹脂を生成させる条件下に乾燥させる。好ましくは、シロキサンの重合を促進して高度に架橋したシリコーン樹脂を生成させる触媒を、石膏スラリーに添加する。
【００２１】
前記シロキサンは通常液状の鎖状水素修飾シロキサンであるが、環状水素修飾シロキサンであってもよい。そのようなシロキサンは、高度に架橋したシリコーン樹脂を生成することができる。そのような液体は当業者によく知られていて、市販されており、特許文献に記載されている。本発明の実施に役立つ鎖状水素修飾シロキサンは、典型的には、次の一般式のシロキサン：
ＲＨＳｉＯ２／２
を含み、式中、Ｒは飽和または不飽和の１価の炭化水素基である。好ましい実施形態において、Ｒはアルキル基を表わし、最も好ましくは、Ｒはメチルである。
【００２２】
シロキサンエマルジョンがスラリーを生成させるために使用する水と十分に混合する時間をとるために、スラリーが生成する前に、シロキサンエマルジョンを量水に加えることが好ましい。
【００２３】
シロキサンエマルジョンはピンミキサーに到達するまで安定であること、およびスラリーの条件下でよく分散したままであることが必須である。すなわち、シロキサンエマルジョンは、スラリー中に存在する促進剤などの添加剤の存在下でよく分散したままでなければならない。シロキサンエマルジョンは、石膏系物品が形成されるステップを通して同様に安定でなければならない。
【００２４】
本発明の石膏系耐水性物品は、好ましくは、シロキサンとしてＷａｃｋｅｒ−Ｃｈｅｍｉｅ ＧｍｂＨによりＳＩＬＲＥＳ ＢＳ−９４という名前で販売されているメチル水素ポリシロキサン液を用いて作製される。前記メーカーはこの製品が水または溶媒を含まないシロキサン液であると表示している。乾燥成分の重量を基準にして約０．３から１．０％のＢＳ−９４シロキサンを使用できることが企図される。約０．４から約０．８％のシロキサンを使用することが好ましい。
【００２５】
（シロキサンエマルジョン）
本発明は、耐水性を改良するために、広範囲のシロキサンエマルジョンを使用することを企図している。好ましいプロセスにおいては、シロキサン流体を少量の水と強力ミキサーで数秒間混合することにより、シロキサン／水エマルジョンをその場で生成させる。化学的乳化剤は使用しない。このプロセスは、量水と混合してシロキサンが量水全体に均一に分布することができる十分安定なエマルジョンを生成させることが見出された。このシロキサン／水エマルジョンはピンミキサーに入り、焼き石膏および他の乾燥材料と混合されてスラリーを生成させる。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態によれば、量水の一部を量水配管から連続的に抜き出して強力ミキサー中に供給する。必要量のシロキサン油を強力ミキサー中に連続的に計量して入れ、その中でシロキサンは量水と１〜２秒間混合されて水中油エマルジョンをその場で形成する。シロキサン各１部に対して約２５部の比で水を混合することができる。水のシロキサンに対する比は、それほど重要ではない。化学的乳化剤は石膏の再水和反応、系に加える発泡体の安定性および石膏芯に面する紙の接着に悪影響を及ぼし得るので、乳化剤を使用しないことが好ましい。その場で生成させたシロキサン／水エマルジョンは如何なる化学的乳化剤もなしで十分安定であることが見出された。
【００２７】
予め作製したシロキサンエマルジョンも使用できる。しかしながら、予め作製したシロキサンエマルジョンは、しばしば、貯蔵中の安定性に問題があり、予め作製したエマルジョンに使用した乳化剤が、紙接着の問題および石膏再水和プロセス中の問題など、石膏物品作製における問題を惹起する傾向がある。好ましい実施形態において、強力ミキサー中で生成させたシロキサン／水エマルジョンは、直ちに量水の残分と混合し、続いてそれをピンミキサーに計量して入れる。このシロキサン／水エマルジョンは十分安定で、ピンミキサーに入るときエマルジョンとしての特徴を保持している。このプロセスの結果として、シロキサンは水系石膏スラリー全体に均一に分布し、その結果作製される石膏物品全体に均一に分布する。
【００２８】
（触媒）
上記のシロキサン製品は水素ポリシロキサンである。これは反応性シラノール中間体（ＯＨ化合物）を生成してポリメチルケイ酸を生ずることにより硬化する。耐水性を発現するためにはシロキサンが壁板内で硬化することが必要であるとされている。シロキサンが石膏スラリーに加えられたとき、硬化反応は非常に緩慢に開始する。多くの場合、先行のプロセスによって作製された壁板の耐水性は１または２週間の間発現しない。他の場合、先行プロセスにより作製された壁板の耐水性は全く発現しない。シロキサンの硬化が緩慢で耐水性が直ちに発現しないとき、壁板を出荷できる前に、耐水性が発現するために十分な期間保存しなければならない。
【００２９】
壁板に吸水抵抗性を与えるシロキサンの硬化を向上させるために、ある触媒を石膏スラリーに添加することができることが見出された。触媒は比較的水不溶性でかつ石膏スラリーの成分に対して非反応性であることが重要である。例えば、先行技術によって提案されているアルカリ土類酸化物および水酸化物は比較的水溶性で、結果としてアルカリ土類酸化物および水酸化物はスラリーのｐＨを上昇させる。高めのｐＨは焼き石膏水和物の再水和に干渉する。その上、アルカリ土類酸化物および水酸化物はシロキサンと急速に反応して水素の急激な発生を惹起する。
【００３０】
好ましい触媒は硬焼酸化マグネシウムであり、その理由は水に殆ど完全に不溶性でしかもシロキサン以外のスラリー成分と非反応性であることである。硬焼酸化マグネシウムはシロキサンの硬化を促進して、ある場合には、シロキサンをさらに完全に硬化させる。硬焼酸化マグネシウムは大量の水素発生を起こさずにシロキサン硬化の触媒となる。その上、硬焼ＭｇＯはバラツキのない組成で市販されている。
【００３１】
前記触媒は乾燥材料であり、焼き石膏全体に触媒を均一に分布させる目的で、焼き石膏および他の乾燥成分と好ましくはドライブレンドする。それから、触媒を含むこの乾燥混合物をピンミキサーに加える。
【００３２】
比較的少量の触媒を使用すればよい。焼き石膏の重量を基準にして約０．１から約０．５重量％の硬焼酸化マグネシウムを使用すればよいことが見出された。好ましくは、焼き石膏の重量を基準にして約０．２から０．４重量％の硬焼酸化マグネシウムを使用する。
【００３３】
好ましい触媒は、カナダのアルバータ州ＣａｌｇａｒｙのＢａｙｍａｇ社から「Ｂａｙｍａｇ ９６」という名前で販売されている硬焼酸化マグネシウムである。それはＢＥＴにより測定して１グラム当り少なくとも０．３平方メートルの表面積を有する。その強熱減量は０．１重量％未満である。
【００３４】
本発明で使用する硬焼酸化マグネシウムと従来の酸化マグネシウムと間の相違は、それぞれの材料を水と混合したときの温度上昇を比較することにより示すことができる。
【００３５】
水中における硬焼酸化マグネシウム（Ｂａｙｍａｇ ９６）および従来の酸化マグネシウム（Ｂａｙｍａｇ ３０）の発熱反応速度はＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｒｉｓｅ Ｓｙｓｔｅｍ（ＴＲＳ）を使用して定量した。ＴＲＳユニットは、ＭｇＯの水との発熱反応から発生する熱を測定する電子サーモスターである。各試料は５０グラムの酸化マグネシウムおよび１００ｍｌの水を含み、１０秒浸漬して１０秒間手で混合した。酸化マグネシウムおよび水混合物を流し込んであるカップにサーモスターを入れる。このカップは準温度安定環境にある（発泡スチロール容器）。データをデータ取得系によって収集する。収集したデータを下の表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
結果は、従来の酸化マグネシウムの水との反応が硬焼酸化マグネシウムの水との反応と明らかに相違することを示す。従来の酸化マグネシウムの水との反応の方が発熱的であり、温度をおよそ５°Ｆ上昇させ、それに対して硬焼酸化マグネシウムの水との反応は僅かな温度変化（約０．８°Ｆ）を示したのみであった。この試験は、硬焼酸化マグネシウムと他の従来の酸化マグネシウムとの間を識別することに使用できる。
【００３８】
好ましい触媒は、Ｂａｙｍａｇ社から「Ｂａｙｍａｇ ９６」の名前で販売されている硬焼酸化マグネシウムであって、何故ならそれが起こす温度上昇はＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｒｉｓｅ Ｓｙｓｔｅｍで１°Ｆ未満だからである。惹起する温度上昇が約２°Ｆ以下の酸化マグネシウムが本発明における使用に適している。これより大きい温度上昇を生ずるＢａｙｍａｇ ３０などの酸化マグネシウムは、シロキサンの適当な触媒にはなるが、そのような酸化マグネシウムは、この石膏再水和プロセスを遅延させ、しかも紙の結合の低下の原因になるので、好ましくない。
【実施例】
【００３９】
次の実施例は本発明の範囲内の幾つかの壁板組成物の作製を例示するために役立つであろう。これらの実施例は例示の目的で説明するもので、多くの他の組成物が本発明の範囲内にあることは理解される。当業者は、下に例示するもの以外の他の多数の材料および同等の種類の材料を含めて、他の石膏系物品のための同様な組成物を作製することができることを認めるであろう。
【００４０】
（実施例１）
紙被覆発泡石膏ボードを、工業用石膏ボード製造施設における典型的なフルスケール生産ライン上で作製した。成分およびそれらの概略の重量百分率（使用した焼き石膏の重量を基準にして比較的狭い範囲で表わした）を表２に掲載する。量水の一部は量水配管から連続的に取り出して強力ミキサー中に供給する。ミキサーはＶｅｒｔｉｆｌｏＰｕｍｐ Ｃｏ．のモデルＮｏ１４２０−２ｘ−２ｘ８であった。必要量のシロキサン液を連続的に計量しながら強力ミキサーへ入れ、そこで量水と１〜２秒間混合して、その場で水中油エマルジョンを生成させる。シロキサン各１部に対して約２５部の比で水を混合する。次に、シロキサン／水エマルジョンを量水配管に戻して量水の残分と混合した。酸化マグネシウムを焼き石膏および他の乾燥成分とドライブレンドしてからピンミキサーにかけた。製作中にシロキサンおよび酸化マグネシウムを含むことを除き、先行技術の石膏ボード製造方法および成分に典型的な方法および成分を使用してボードを作製した。ボードは種々の濃度のシロキサンおよび種々の量の酸化マグネシウムで作製し、ＡＳＴＭ試験１３９６に従って、対照ボードと比較し耐水性を試験した。
【００４１】
【表２】
【００４２】
表２において：凝結促進剤は、米国特許第３，５７３，９４７号に記載されているように、硫酸カルシウム脱水物の細かく粉砕した糖被覆粒子を含むものであったが、その作製中に加熱しない；デンプンはＬａｕｈｏｆｆ Ｇｒａｉｎ Ｃｏ．から入手した市販の乾燥製粉酸修飾ＨＩ−ＢＯＮＤデンプンであった；分散剤は、ペンシルバニア州ＡｍｂｌｅｒのＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手した市販のナフタレンスルホネートＤＩＬＯＦＬＯであった；紙繊維はハンマー粉砕の細い紙繊維であった；凝結遅延剤はワシントン州ＫｉｒｋｌａｎｄのＶａｎ Ｗａｌｔｅｒｓ ＆ Ｒｏｇｅｒｓから入手した市販のキレート剤ＶＥＲＳＥＮＥＸ８０であった；発泡剤はコネティカット州ＧｒｅｅｎｗｉｃｈのＷｉｔｃｏ Ｃｏｒｐ．から入手した市販のＷＩＴＣＯＬＡＴＥ１２７６であった；トリメタリン酸ナトリウムはミズーリ州Ｓｔ．ＬｏｕｉｓのＡｓｔａｒａｓ Ｃｏ．から供給される市販品であった；再焼成阻止剤は、乾燥中のボードの端の再焼成を減少させるために使用したデキストロースＣＥＲＥＬＯＳＥ ２００１であった。シロキサンはＷａｃｋｅｒ−Ｃｈｅｍｉｅ ＧｍｂＨによりＳＩＬＲＥＳ ＢＳ−９４の名前で販売されている液体であった。酸化マグネシウムはカナダのアルバータ州ＣａｌｇａｒｙのＢａｙｍａｇ，Ｉｎｃ．から「Ｂａｙｍａｇ ９６」の名前で販売されている硬焼酸化マグネシウムであった。
【００４３】
ボードは幅４フィートの生産ライン上で次のステップにより製造した。成分をミキサーに連続的に導入し、混合して水性スラリーを生成させるステップ（別々の泡発生系で水性泡を発生させるために発泡剤を使用した；それに続いてミキサーを通して泡沫をスラリーに導入した）；移動ベルト上の紙の被覆シート（表面紙）上にスラリーを連続的に付着させるステップ；付着したスラリー上にもう１つの紙被覆シート（裏紙）を置いて厚さ‘ｈインチのボードを形成させるステップ；硫酸カルシウム二水和物を生成させる硫酸カルシウム半水和物の水和が十分に進行してスラリーが精密に切断するのに十分なほど硬くなったときに、移動するボードを切断して約１２×４フィートおよび厚さ１／２インチの個々のボードを作製するステップ；および加熱した多段キルン中でボードを乾燥するステップ。
【００４４】
そのような製品の、ＡＳＴＭ試験１３９６に従って試験したときの代表的な吸湿値を下記表３に示す。
【００４５】
【表３】
【００４６】
（実施例２）
石膏系物品におけるシロキサンにより発現する耐水性に対する硬焼酸化マグネシウムの効果を示すために実験室試験を実施した。０．７％のＢＳ−９４シロキサンおよび５５０グラムの水を高せん断ミキサー中７５００ｒｐｍで２．５分間混合することにより、エマルジョンを生成させた。試験１〜３においては、それに続いてエマルジョンを５００グラムの焼成した天然石膏、０．１グラムのＣＳＡおよび選択した量のＢａｙｍａｇ ９６酸化マグネシウムとＷａｒｉｎｇ Ｂｌｅｎｄｅｒ中で１０秒間混合して、立方体に成形し、それを１夜加熱した。試験４は、焼成した合成石膏を使用した以外は同様にして実施した。全ての試験において、０．７重量％のシロキサンを使用した。試験１〜４で使用したＢａｙｍａｇ ９６の選択した量を下記表４に示す。ＡＳＴＭ試験１３９６に従って、製造２４時間以内に、立方体を水中に２時間吸収のため浸漬した。各水準で３つの試験を実施した。３つの試験に対する平均水分レベルを表３に示す。
【００４７】
【表４】
【００４８】
合成石膏で作製した試験４の試料は、天然石膏で作製した試験２の試料よりも、両方の試験で同量のＢａｙｍａｇ ９６を使用したにもかかわらず、吸水が少なかった。この相違は合成石膏に一般的に見られる飛灰などの不純物に帰せられる。
【００４９】
本明細書で示して説明した本発明の形態は、単なる例示と見なすべきである。当業者には、本発明の趣旨および前述の特許請求の範囲の範囲から離れることなく、多くの改良をその中で為し得ることが明らかであろう。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐水性石膏系物品の製造方法であって、
ａ）シロキサンエマルジョンを、前記石膏系物品を製作するために使用する量水と混合するステップと、
ｂ）少量の硬焼酸化マグネシウムを焼き石膏と混合するステップと、
ｃ）前記シロキサンエマルジョン／量水混合物を前記焼き石膏／酸化マグネシウム混合物と混合して、水性スラリーを形成させるステップと、
ｄ）前記スラリーを成形して、前記成形したスラリーを凝結させて、凝結石膏系耐水性物品を形成させるステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記酸化マグネシウムが、Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｒｉｓｅ Ｓｙｓｔｅｍにおいて華氏１度以内の温度上昇を生ずる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸化マグネシウムが、ＢＥＴにより測定して１グラム当り少なくとも０．３平方メートルの表面積を有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記酸化マグネシウムが、０．１重量％未満の強熱減量を有する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
酸化マグネシウムの量が石膏の約０．１から約０．５重量％である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記シロキサンがポリ（メチル水素シロキサン）である請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ポリ（メチル水素シロキサン）が凝結石膏物品の乾燥成分の約０．３から約１．０重量％を構成する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ポリ（メチル水素シロキサン）の量が凝結石膏物品の乾燥成分の約０．４から約０．８重量％である請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記物品が耐水性凝結石膏ボードである請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
耐水性石膏系物品の製造方法であって、
ａ）ある量のシロキサン流体を、前記石膏系物品を作製するために使用する量水の一部と強力ミキサー中で混合して、シロキサン／水エマルジョンをその場で形成させるステップと、
ｂ）少量の酸化マグネシウムを焼き石膏と混合するステップと、
ｃ）前記シロキサン／水エマルジョンを量水の残分と混合するステップと、
ｄ）前記石膏／酸化マグネシウム混合物をステップ（Ｃ）のシロキサン／水混合物と混合して水性スラリーを生成させるステップと、
ｅ）前記スラリーを成形し、前記成形したスラリーを凝結させて、凝結石膏系耐水性物品を形成させるステップと
を含む方法。
【請求項１１】
前記シロキサン／水エマルジョンを乳化剤の非存在下に生成させる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ステップ（Ａ）において約２５重量部の量水を各１重量部のシロキサンと混合する請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記酸化マグネシウムが硬焼酸化マグネシウムである請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
酸化マグネシウムの量が、石膏の約０．１から約０．５重量％である請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記物品が耐水性凝結石膏ボードである請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
耐水性石膏系物品を形成させる間にシロキサンを導入する方法であって、
ａ）ある量のシロキサン流体を、前記石膏系物品を作製するために使用する量水の一部と強力ミキサー中で混合して、シロキサンエマルジョンを生成させるステップと、
ｂ）前記シロキサンエマルジョンを、量水の残分、焼き石膏および少量の硬焼酸化マグネシウムと混合して水性スラリーを生成させるステップと
ｃ）前記スラリーを成形して凝結させ、ＡＳＴＭ規格１３９６に従って２４時間以内に７０°Ｆで２時間浸漬したときに、水中で自重の約１０％未満を吸収する凝結石膏系耐水性物品を形成させるステップと
を含む方法。
【請求項１７】
実質的な量の石膏二水和物を含み、ＡＳＴＭ規格１３９６に従って２４時間以内に７０°Ｆで２時間浸漬したときの吸水が自重の約１０％未満であるような高度の耐水性をボードに付与するように、凝結混合物の前駆体である石膏スラリーに加える量水の一部と強力ミキサーでプレミックスされた十分な量の実質的にシロキサンの流体、量水の残分および少量の硬焼酸化マグネシウムで作製された凝結混合物を含む石膏含有ボード。
【請求項１】
耐水性石膏系物品の製造方法であって、
ａ）シロキサンエマルジョンを、前記石膏系物品を製作するために使用する量水と混合するステップと、
ｂ）少量の硬焼酸化マグネシウムを焼き石膏と混合するステップと、
ｃ）前記シロキサンエマルジョン／量水混合物を前記焼き石膏／酸化マグネシウム混合物と混合して、水性スラリーを形成させるステップと、
ｄ）前記スラリーを成形して、前記成形したスラリーを凝結させて、凝結石膏系耐水性物品を形成させるステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記酸化マグネシウムが、Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｒｉｓｅ Ｓｙｓｔｅｍにおいて華氏１度以内の温度上昇を生ずる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸化マグネシウムが、ＢＥＴにより測定して１グラム当り少なくとも０．３平方メートルの表面積を有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記酸化マグネシウムが、０．１重量％未満の強熱減量を有する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
酸化マグネシウムの量が石膏の約０．１から約０．５重量％である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記シロキサンがポリ（メチル水素シロキサン）である請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ポリ（メチル水素シロキサン）が凝結石膏物品の乾燥成分の約０．３から約１．０重量％を構成する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ポリ（メチル水素シロキサン）の量が凝結石膏物品の乾燥成分の約０．４から約０．８重量％である請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記物品が耐水性凝結石膏ボードである請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
耐水性石膏系物品の製造方法であって、
ａ）ある量のシロキサン流体を、前記石膏系物品を作製するために使用する量水の一部と強力ミキサー中で混合して、シロキサン／水エマルジョンをその場で形成させるステップと、
ｂ）少量の酸化マグネシウムを焼き石膏と混合するステップと、
ｃ）前記シロキサン／水エマルジョンを量水の残分と混合するステップと、
ｄ）前記石膏／酸化マグネシウム混合物をステップ（Ｃ）のシロキサン／水混合物と混合して水性スラリーを生成させるステップと、
ｅ）前記スラリーを成形し、前記成形したスラリーを凝結させて、凝結石膏系耐水性物品を形成させるステップと
を含む方法。
【請求項１１】
前記シロキサン／水エマルジョンを乳化剤の非存在下に生成させる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ステップ（Ａ）において約２５重量部の量水を各１重量部のシロキサンと混合する請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記酸化マグネシウムが硬焼酸化マグネシウムである請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
酸化マグネシウムの量が、石膏の約０．１から約０．５重量％である請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記物品が耐水性凝結石膏ボードである請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
耐水性石膏系物品を形成させる間にシロキサンを導入する方法であって、
ａ）ある量のシロキサン流体を、前記石膏系物品を作製するために使用する量水の一部と強力ミキサー中で混合して、シロキサンエマルジョンを生成させるステップと、
ｂ）前記シロキサンエマルジョンを、量水の残分、焼き石膏および少量の硬焼酸化マグネシウムと混合して水性スラリーを生成させるステップと
ｃ）前記スラリーを成形して凝結させ、ＡＳＴＭ規格１３９６に従って２４時間以内に７０°Ｆで２時間浸漬したときに、水中で自重の約１０％未満を吸収する凝結石膏系耐水性物品を形成させるステップと
を含む方法。
【請求項１７】
実質的な量の石膏二水和物を含み、ＡＳＴＭ規格１３９６に従って２４時間以内に７０°Ｆで２時間浸漬したときの吸水が自重の約１０％未満であるような高度の耐水性をボードに付与するように、凝結混合物の前駆体である石膏スラリーに加える量水の一部と強力ミキサーでプレミックスされた十分な量の実質的にシロキサンの流体、量水の残分および少量の硬焼酸化マグネシウムで作製された凝結混合物を含む石膏含有ボード。
【公表番号】特表２００８−５０９８２４（Ｐ２００８−５０９８２４Ａ）
【公表日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５２５６３７（Ｐ２００７−５２５６３７）
【出願日】平成１７年７月２５日（２００５．７．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２６３４５
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０２０３６９
【国際公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【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４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２５日（２００５．７．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２６３４５
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０２０３６９
【国際公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【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）】
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