(57)【要約】  硫酸カルシウム材料と、水と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む組成物が開示される。望ましくは、硫酸カルシウム材料の硬化前処理において、テトラメタホスフェート化合物（例えば、塩又はイオン）の含有は、組成物の、永久変形（例えば、たわみ）に対する耐性、寸法安定性、及び／又は圧縮強度を増大しつつ、また好ましくは、硫酸カルシウム二水和物への焼き石膏の水和速度に対するいずれの顕著な遅延効果をも回避する。硬化石膏含有製品、及び永久変形に対する耐性が増大した硬化石膏含有製品の製造方法も開示される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸カルシウム材料と、水と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む組成物であって、該組成物を成型して硬化石膏の連結マトリックスを含む１／２インチ板を形成したとき、ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−９５に基づき測定して、該板の２足長当たり約０．１インチ未満のたわみ耐性を該板が有する、組成物。
【請求項２】
混合物がα化デンプンを更に含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
混合物が水性の泡を更に含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
混合物がα化デンプンを更に含む、請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
粒子中に接近可能な空隙を有するホスト粒子と、硫酸カルシウム材料（但し、その少なくとも一部は、ホスト粒子の空隙内及び近傍で結晶形態にある）と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む組成物であって、該組成物を成型して硬化石膏の連結マトリックスを含む１／２インチ板を形成したとき、ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−９５に基づき測定して、該板の２足長当たり約０．１インチ未満のたわみ耐性を該板が有する、組成物。
【請求項６】
水と混合したとき、機械加工できる硬化石膏含有製品の製造に有用な組成物であって、デンプンと、水再分散可能ポリマーの粒子と、硫酸カルシウム材料と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む、組成物。
【請求項７】
水と混合したとき、石膏板の端間の接合部を仕上げるために有用な組成物であって、結合剤と、増粘剤と、非レベリング剤と、硫酸カルシウム材料と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む、組成物。
【請求項８】
吸音タイル製造に有用な組成物であって、糊化デンプンと、鉱滓綿と、硫酸カルシウム材料と、水と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む、組成物。
【請求項９】
吸音タイル製造に有用な組成物であって、糊化デンプンと、発泡パーライト粒子と、繊維補強剤と、硫酸カルシウム材料と、水と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む、組成物。
【請求項１０】
石膏板製造に有用な組成物であって、硫酸カルシウム材料と、水と、促進剤と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む、組成物。
【請求項１１】
混合物がα化デンプンを更に含む、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１２】
混合物が水性の泡を更に含む、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１３】
混合物がα化デンプンを更に含む、請求項１２に記載の組成物。
【請求項１４】
硫酸カルシウム材料と、水と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む組成物であって、硬化石膏の連結マトリックスを含む製品を製造するために該組成物を使用するとき、テトラメタホスフェート化合物を混合物に含めなかった場合よりも大きな強度を該製品が有する、組成物。
【請求項１５】
混合物がα化デンプンを更に含む、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１６】
混合物が水性の泡を更に含む、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１７】
混合物がα化デンプンを更に含む、請求項１６に記載の組成物。
【請求項１８】
永久変形に対する耐性が増大した硬化石膏含有製品の製造方法であって、
硫酸カルシウム材料と、水と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を形成すること、及び、
硫酸カルシウム材料が、硬化石膏材料の連結マトリックスを形成するのに十分な条件下に混合物を維持すること
を含む方法であって、
永久変形に対してテトラメタホスフェート化合物を混合物に含めなかった場合よりも大きな耐性を硬化石膏含有製品が有する量で、テトラメタホスフェート化合物を混合物に含めている、方法。
【請求項１９】
混合物中のテトラメタホスフェート化合物の濃度が、硫酸カルシウム材料の重量に基づき約０．００４〜約２．０重量％である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
混合物中のテトラメタホスフェート化合物の濃度が、硫酸カルシウム材料の重量に基づき約０．０４〜約０．１６重量％である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
混合物中のテトラメタホスフェート化合物の濃度が、硫酸カルシウム材料の重量に基づき約０．０８重量％である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
永久変形に対してより大きな耐性を有するのに加え、硬化石膏含有製品がまた、テトラメタホスフェート化合物を混合物に含めなかった場合よりも大きな強度を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
混合物がα化デンプンを更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
硫酸カルシウム材料が、硫酸カルシウム硬石膏；硫酸カルシウム半水和物；又は、カルシウム及び硫酸のイオン；のうちの１つ以上を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
硫酸カルシウム材料が、硫酸カルシウム半水和物を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
請求項１８に記載の方法によって製造された硬化石膏含有製品。
【請求項２７】
強度が増大した硬化石膏含有製品の製造方法であって、
硫酸カルシウム材料と、水と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を形成すること、及び
硫酸カルシウム材料が、硬化石膏材料の連結マトリックスを形成するのに十分な条件下に混合物を維持すること
を含む方法であって、
テトラメタホスフェート化合物を混合物に含めなかった場合よりも大きな強度を硬化石膏含有製品が有する量で、テトラメタホスフェート化合物を混合物に含めている、方法。
【請求項２８】
混合物中のテトラメタホスフェート化合物の濃度が、硫酸カルシウム材料の重量に基づき約０．００４〜約２．０重量％である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
混合物中のテトラメタホスフェート化合物の濃度が、硫酸カルシウム材料の重量に基づき約０．０４〜約０．１６重量％である、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
混合物中のテトラメタホスフェート化合物の濃度が、硫酸カルシウム材料の重量に基づき約０．０８重量％である、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
混合物がα化デンプンを更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
硫酸カルシウム材料が、硫酸カルシウム硬石膏；硫酸カルシウム半水和物；又は、カルシウム及び硫酸のイオン；のうちの１つ以上を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
硫酸カルシウム材料が硫酸カルシウム半水和物を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
請求項２７に記載の方法によって製造された硬化石膏含有製品。
【請求項３５】
少なくとも焼き石膏、水、及び少なくとも１つのテトラメタホスフェート化合物から形成される硬化石膏の連結マトリックスを含む石膏板であって、ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−９５に基づき測定して、該板の２足長当たり約０．１インチ未満のたわみ耐性を有する、石膏板。
【請求項３６】
テトラメタホスフェート化合物の量が、焼き石膏の約０．００４〜約２．０重量％である、請求項３５に記載の石膏板。
【請求項３７】
硬化石膏が、カバーシートの間に挟まれたコア材料の形態である、請求項３５に記載の石膏板。
【請求項３８】
カバーシートが紙を含む、請求項３７に記載の石膏板。
【請求項３９】
テトラメタホスフェート化合物が、ナトリウム  テトラメタホスフェート、リチウム  テトラメタホスフェート、カリウム  テトラメタホスフェート、アンモニウム  テトラメタホスフェート、アルミニウム  テトラメタホスフェート、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項３５に記載の石膏板。
【請求項４０】
テトラメタホスフェートがナトリウム  テトラメタホスフェートである、請求項３５に記載の石膏板。
【請求項４１】
ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−９５に基づき測定して、４足幅当たり約０．０６インチ未満かつ１２足長当たり約０．３０インチ未満の乾燥収縮を有する、請求項３５に記載の石膏板。
【請求項４２】
ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−９５に基づき測定して、その幅で約０．１３％未満、その長さで約０．２６％未満の乾燥収縮を有する、請求項３５に記載の石膏板。
【請求項４３】
α化デンプンを更に含む、請求項３５に記載の石膏板。
【請求項４４】
α化デンプンの量が、石膏の約０．０８〜約０．５重量％である、請求項４３に記載の石膏板。
【請求項４５】
α化デンプンの量が、石膏の約０．１６〜約０．４重量％である、請求項４３に記載の石膏板。
【請求項４６】
α化デンプンの量が、石膏の約０．３重量％である、請求項４３に記載の石膏板。
【請求項４７】
硬化石膏が、その中に均一に分布した空隙を有する、請求項３５に記載の石膏板。
【請求項４８】
硬化石膏が、式：
【化１】
2005512933.tif 000008
（式中、Ｘは、２〜２０の数であり、Ｙは、０〜１０の数でありかつ発泡剤もしくは発泡剤のブレンドの少なくとも５０重量％では０であり、Ｍはカチオンである）を有する少なくとも１つの発泡剤から更に形成される、請求項４７に記載の石膏板。
【請求項４９】
Ｙが、発泡剤の８６〜９９重量％では０である、請求項４８に記載の石膏板。
【請求項５０】
硬化石膏が、α化デンプンから更に形成される、請求項４７に記載の石膏板。
【請求項５１】
カバーシートの間に挟まれた材料のコアを含む石膏板であって、コアが、硬化石膏の連結マトリックスを含み、該板が、
カバーシートの間に混合物を形成又は堆積させること（但し、混合物は、硫酸カルシウム材料、水、及び１つ以上のテトラメタホスフェート化合物を含む）、及び
硫酸カルシウム材料が、硬化石膏の連結マトリックスを形成するのに十分な条件下に混合物を維持すること
を含む方法によって製造され、
ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−９５に基づき測定して、該板の２足長当たり約０．１インチ未満のたわみ耐性を石膏板が有する量で、テトラメタホスフェート化合物を混合物に含めている、石膏板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の技術分野
本発明は概して、石膏組成物に関する。より詳細には、本発明は、増大した、強度、寸法安定性、及び永久変形に対する耐性を示す硬化石膏含有組成物、それに関連する、方法、石膏含有組成物、及び製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
硬化石膏（硫酸カルシウム二水和物）は、多くのタイプの製品に一般に含まれる周知の原料である。例として、硬化石膏は、従来のプラスターを使用して製造される最終製品（例えば、プラスターで表面仕上げされたビル内壁）の主要成分であり、また、ビルの内壁や天井の典型的乾式壁建築で使用される紙の表面を持つ石膏板での主要成分である。更に、硬化石膏は、石膏／セルロース繊維の複合の板及び製品の主要成分であり、石膏板の端間の接合部を埋め、滑らかにする製品にも含まれる。また、精密に機械加工される、造形や型製造に有用な材料などの多くの特殊材料によって、硬化石膏を主要量含む製品が製造される。
【０００３】
典型的には、このような石膏含有製品は、焼き石膏（硫酸カルシウム半水和物及び／又は硫酸カルシウム硬石膏）と水（及び適宜、他の成分）との混合物を形成することによって製造される。この混合物は、所望の形状に又は表面上に成形され、次いで、焼き石膏と水との反応によって、硬化させ、硬化（即ち、再水和）石膏を形成させ、結晶性水和石膏（硫酸カルシウム二水和物）のマトリックスを形成させる。硬化石膏結晶の連結マトリックス（ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇ  ｍａｔｒｉｘ）の形成を可能にし、そうして、石膏含有製品中の石膏構造に強度を与えるのは、焼き石膏の所望の水和である。穏やかな加熱を用いて残りの遊離の（即ち、未反応の）水を飛ばし、乾燥製品を得る。
【０００４】
このような石膏含有製品の１つの問題は、該製品が、永久変形（例えば、たわみ）を、特に高い湿度、温度又は負荷の条件下で、受けることが多いことである。例えば、たわみの可能性は、石膏を含む板及びタイルが、水平に位置するように保存又は使用される場合、特に問題がある。この点に関し、これらの製品中の硬化石膏マトリックスが永久変形に対して十分には耐性ではないならば、製品は、それらが、固定又は基礎構造によって支持されている点の間の領域でたわみ始めうる。このことは、見苦しくありえ、また、製品の使用中、困難を引き起こしうる。更に、多くの適用において、石膏含有製品は、認知しうるたわみ無しに負荷（例えば、断熱又は凝結の負荷）に耐えることができなければならない。
【０００５】
このような硬化石膏含有製品の別の問題は、それらの製造、加工、商業用途の間に寸法安定性が損なわれうるということである。例えば、硬化石膏製品の製造においては、石膏が硬化された後、通常、マトリックスに残るかなりの量の遊離（即ち、未反応の）水が存在する。過剰の水を飛ばすための硬化石膏の乾燥に際し、マトリックス中の連結硬化石膏結晶は、水が蒸発するに従い、互いにより近づくように動く傾向がある。この点で、水が、石膏マトリックスの結晶の隙間から離れるとき、マトリックスは、石膏結晶上の水によってかかる毛細管圧に抵抗していた硬化石膏の自然の力から収縮する傾向がある。水性焼き石膏混合物中の水の量が増加するにつれて、寸法安定性の欠如は問題が大きくなる。
【０００６】
最終乾燥製品が実現した後でさえ（特に、例えば、硬化石膏が膨張や収縮をし易い温度変化や湿度変化の条件下）、寸法安定性はまた問題になる。例えば、高湿度や高温に曝された石膏の板又はタイルの石膏マトリックスの結晶隙間中に取りこめられた水分は、湿気のある板が膨張することを引き起こすことによって、たわみ問題を悪化させうる。
【０００７】
このような寸法不安定性が避けられうれば、又は最小化されうれば、種々の利点が生じよう。例えば、石膏板が乾燥中に収縮しなければ、現存の石膏板製造方法はより多くの製品をあたえよう。そして、正確な形態と寸法割合を保つように信頼されることが望まれる石膏含有製品（例えば、成形や型製造での使用のために）は、それらの目的をより良く果たそう。
【０００８】
国際公開第ＷＯ９９／０８９７９号は、永久変形（例えば、たわみ）に対する耐性や増大した寸法安定性の目標を達成するための、増大材料としてのポリホスフェートの使用を記載している。ＷＯ９９／０８９７９によれば、硫酸カルシウム材料が再水和し、硬化石膏を形成する前に硫酸カルシウム材料を処理するのにポリホスフェートを使用しようが（即ち、「硬化前処理」）、既に硬化した石膏を処理するのにポリホスフェートを使用しようが（即ち、「硬化後処理」）、一般的にはポリホスフェートは、永久変形に対する耐性と増大した寸法安定性の利益を生じる。多くの状況において、硬化後処理を行うことは、硬化前処理よりも達成するのが、より複雑で困難である。なぜなら、例えば、硬化石膏が設置されている場合、硬化石膏中に増大材料を吸収させること、又は硬化石膏を増大材料に接触させること（例えば、硬化石膏が紙で覆われている場合）は、困難でありうるからである。即ち、硫酸カルシウム材料の硬化前処理によって、永久変形に対する耐性や増大した寸法安定性を付与することが、一般的により望ましい。しかし、ＷＯ９９／０８９７９で記載されたポリホスフェートの殆ど全ては、硬化前処理で使用されるとき、得られる硬化石膏含有製品の強度に対して負の効果を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、得られる硬化石膏含有製品の強度（例えば、圧縮強度）を維持又は好ましくは増大さえさせつつ、硬化前処理で永久変形に対する耐性や増大した寸法安定性を付与する必要性が続いている。ＷＯ９９／０８９７９で開示されたポリホスフェート増大材料のうち、トリメタホスフェート化合物のみが、硬化前処理における添加により実際に強度を増大させることが見出された。製造と原料選択に柔軟性を与えるため、得られる硬化石膏製品の強度を維持又は好ましくは増大さえさせつつ、硫酸カルシウム材料の硬化前処理において永久変形に対する耐性や増大した寸法安定性を達成するための別の増大材料を同定することがのぞましいであろう。
【００１０】
従って、得られる硬化石膏製品の強度を維持又は好ましくは増大さえさせつつ、永久変形（例えば、たわみ）に対する耐性や寸法安定性を増大させるための硫酸カルシウム材料の別の硬化前処理の当該分野における必要性が存在することが上記から理解されよう。本発明は、この必要性を満たす。本発明のこれら及び他の利点、並びに更なる発明の特徴は、本明細書記載の本発明の説明から明らかであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明の簡単な要旨
本発明は、硫酸カルシウム材料を含む組成物、硬化石膏含有製品、及び、強度を維持もしくは増大させつつ、永久変形に対する増大した耐性を有する硬化石膏含有製品を製造する方法を提供する。
【００１２】
本発明によれば、硫酸カルシウム材料の硬化前処理でテトラメタホスフェート化合物（例えば、塩又はイオン）を含めることは、組成物の圧縮強度を維持もしくは好ましくは増大させつつ永久変形（例えば、たわみ）に対する耐性を増大することが見出された。更に、硬化前処理でのテトラメタホスフェートの添加は、得られる硬化石膏含有製品の寸法安定性を増大させることが予測される。テトラメタホスフェート化合物や硫酸カルシウム材料などの特定の用語を記載するため、利便性の故に単数形を使用するが、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」などの単数形の語は、本明細書中で違うように示されていなければ、又は文脈で明瞭に否定されていなければ、単数と複数（例えば、テトラメタホスフェート化合物（複数）、硫酸カルシウム材料（複数）など）の両方を包含するように意味することが理解されようということに注意すべきである。
【００１３】
従って、一局面では、本発明は、硫酸カルシウム材料と、水と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む組成物を提供する。本明細書で使用するとき、用語「硫酸カルシウム材料」は、硫酸カルシウム硬石膏、硫酸カルシウム半水和物、カルシウム及び硫酸のイオン、又は上記のいずれかの混合物を指すが、硫酸カルシウム二水和物（即ち、硬化石膏）を指すことは意味しない。幾つかの実施態様では、硫酸カルシウム材料を水和して硫酸カルシウム二水和物（即ち、硬化石膏）を製造する割合を増大させる促進剤は、場合により組成物に含める（例えば、板を製造するために組成物を使用するとき）。当業者に容易に理解されるように、幾つかの実施態様では、α化デンプン、水性の泡、及び／又は他の成分も場合により含めうる。
【００１４】
本発明の組成物は、圧縮強度を維持もしくは増加させつつたわみ耐性を示す硬化石膏含有製品を製造するのに有用である。望ましくは、硬化石膏の連結マトリックスを含む１／２インチ板を形成するように該組成物を成型するとき、ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−９５に基づき測定して、該板の２足長（ｆｏｏｔ  ｌｅｎｇｔｈ）当たり約０．１インチ未満のたわみ耐性を板は有する。また、硬化石膏の連結マトリックスを含む製品を製造するために組成物を使用するとき、製品は、テトラメタホスフェート化合物が混合物に含められなかった場合と、少なくとも同じ強度、好ましくは、より大きい強度を有する。
【００１５】
幾つかの実施態様では、硬化石膏の少なくとも一部が、ホスト粒子中の接近可能な空隙内及び近傍に位置するように、組成物は、硬化石膏とホスト粒子とを含む。結果として、別の局面では、本発明は、粒子中に接近可能な空隙を有するホスト粒子と、硫酸カルシウム半水和物（但し、その少なくとも一部は、ホスト粒子の空隙内及び近傍で結晶形態である）と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む組成物を提供する。硬化石膏の連結マトリックスを含む１／２インチ板を形成するように該組成物を成型するとき、ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−９５に基づき測定して、該板の２足長当たり約０．１インチ未満のたわみ耐性を該板は好ましくは有し、該板は、テトラメタホスフェート化合物が混合物に含められなかった場合と、少なくとも同じ強度、好ましくはより大きい強度を有する。
【００１６】
本発明の幾つかの実施態様では、機械加工できる硬化石膏含有製品又は接合化合物を製造するため、組成物を水と混合する。機械加工できる硬化石膏含有製品は、デンプンと、水再分散型ポリマー粒子と、硫酸カルシウム半水和物と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む。接合化合物は、石膏板の端間の接合部を仕上げるために有用であり、結合剤と、増粘剤と、非レベリング剤（ｎｏｎ−ｌｅｖｅｌｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）と、硫酸カルシウム半水和物と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む。
【００１７】
本発明の組成物の幾つかの実施態様は、吸音タイル製造に有用である。このような組成物は以下の混合物を含む：硫酸カルシウム材料、水、及びテトラメタホスフェート化合物、並びに、１つ以上の、糊化デンプン、鉱滓綿、発泡パーライト粒子、及び／又は繊維補強剤。例として、幾つかの実施態様では、組成物は、糊化デンプンと、鉱滓綿と、硫酸カルシウム材料と、水と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む。別の例として、幾つかの実施態様では、組成物は、糊化デンプンと、発泡パーライト粒子と、繊維補強剤と、硫酸カルシウム材料と、水と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を含む。
【００１８】
本発明の別の局面では、永久変形に対して増大した耐性を有する硬化石膏含有製品の製造方法が提供される。本方法は、硫酸カルシウム材料と、水と、テトラメタホスフェート化合物との混合物を形成することを含む。硫酸カルシウム材料が硬化石膏材料の連結マトリックスを形成するのに十分な条件下に、混合物を維持する。テトラメタホスフェート化合物を混合物に含めなかった場合よりも永久変形に対してより大きな抵抗力を硬化石膏含有製品が有する量で、テトラメタホスフェート化合物を混合物に含める。
【００１９】
本発明の更に別の局面では、強度が増大した硬化石膏含有製品の製造方法が提供される。本方法は、硫酸カルシウム材料、水、及びテトラメタホスフェート化合物の混合物を形成することを含む。硫酸カルシウム材料が硬化石膏材料の連結マトリックスを形成するのに十分な条件下に、混合物を維持する。テトラメタホスフェート化合物を混合物に含めなかった場合よりも大きな強度を硬化石膏含有製品が有する量で、テトラメタホスフェート化合物を混合物に含ませる。
【００２０】
更に別の局面では、本発明は、硬化石膏製品を提供する。幾つかの実施態様では、硬化石膏製品は石膏板である。例えば、本発明は、少なくとも焼き石膏、水、及びテトラメタホスフェート化合物から、即ち、それらを用いて、形成される硬化石膏の連結マトリックスを含む石膏板を提供する。好ましくは、石膏板は、強度を維持又は増大しつつ、ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−９５に基づき測定して、該板の２足長当たり約０．１インチ未満のたわみ耐性を有する。
【００２１】
幾つかの実施態様では、硬化石膏製品は、カバーシートの間に挟まれた材料のコアを含む石膏板である。コアは、硬化石膏の連結マトリックスを含む。好ましくは、板は、カバーシートの間に混合物を形成又は堆積させることを含む方法によって製造される（但し、混合物は、硫酸カルシウム材料、水、及びテトラメタホスフェート化合物を含む）。硫酸カルシウム材料が硬化石膏の連結マトリックスを形成するのに十分な条件下に、混合物を維持する。強度を維持もしくは増大しつつ、ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−９５に基づき測定して、板の２足長当たり約０．１インチ未満のたわみ耐性を石膏板が有する量で、テトラメタホスフェート化合物を混合物に含める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
添付の図面を参照して、及び、以下の好ましい実施態様の詳細な説明で、本発明は、最も良く理解されうる。
【００２３】
好ましい実施態様の説明
本発明は、硫酸カルシウム材料の硬化前処理におけるテトラメタホスフェートを提供する。本発明は、種々の硬化石膏含有製品を製造するために、従来技術で使用される組成物及び方法に類似した組成物及び方法を用いて実施できる。種々の硬化石膏含有製品を製造するための、本発明の幾つかの好ましい実施態様の組成物及び方法と従来技術で使用される組成物及び方法との本質的差異は、テトラメタホスフェート化合物（テトラメタホスフェート塩など）を含めることである。テトラメタホスフェート化合物を使用して本明細書記載の混合物を形成できるが、テトラメタホスフェートは、混合物中でイオンとして存在しうる（特に、水が存在し、硬化と乾燥前では）ことが当業者には理解されよう。従って、用語「テトラメタホスフェート化合物」は、このような化合物自体又はテトラメタホスフェートイオンを意味することを意図している。本発明は、本発明の方法の実施において硬化前処理において特に有用であるので、焼き石膏の再水和による硬化石膏の連結マトリックスの形成はテトラメタホスフェートイオンの存在下起こり、それによって本発明の利点が生じる。他の点では、本発明の組成物及び方法は、従来技術の対応する組成物及び方法と同じでありうる。
【００２４】
本発明の組成物に含まれるテトラメタホスフェート化合物（シクロテトラホスフェートとも言う）は、組成物の他の成分と有害には相互作用しない任意の水溶性テトラメタホスフェート化合物又はイオンを含みうる。有用な塩の幾つかの例は、とりわけ、ナトリウム  テトラメタホスフェート、カリウム  テトラメタホスフェート、アンモニウム  テトラメタホスフェート、リチウム  テトラメタホスフェート、アルミニウム  テトラメタホスフェート、及びそれらの混合塩である。ナトリウム  テトラメタホスフェートが好ましい。
【００２５】
テトラメタホスフェート化合物は、任意の適切な方法で製造できる。例えば、一実施態様では、テトラメタホスフェート化合物は、ナトリウム  テトラメタホスフェートの形態でありえ、それは、以下のように、約７℃未満の温度で五酸化リンを水和して、テトラメタリン酸を得ることによって合成されうる。
２Ｐ２Ｏ５＋２Ｈ２Ｏ→Ｈ４Ｐ４Ｏ１２
次いで、以下のように、この酸を水酸化ナトリウムと反応させて４水和物であるナトリウム  テトラメタホスフェートを形成する。
Ｈ４Ｐ４Ｏ１２＋４ＮａＯＨ→Ｎａ４Ｐ４Ｏ１２・４Ｈ２Ｏ
ナトリウム  テトラメタホスフェートは高溶性形態にあるので、塩又は溶媒を溶液生成物に加えて、ナトリウム  テトラメタホスフェートを堆積させることができる。例えば、エタノール又は塩化ナトリウムが、この目的のために加えられうる。同様に、カリウム、リチウム、アルミニウムなどのテトラメタホスフェート塩を製造できる。シクロテトラホスフェートの合成は、例えば、Ｂｅｌｌ，Ｒ．Ｎ．；Ａｕｄｒｉｅｔｈ，Ｌ．Ｆ．；Ｈｉｌｌ，Ｏ．Ｆ．  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  １９５２，４４，５６８（これは、引用により本明細書に援用される）に記載されている。
【００２６】
いずれの特定の理論にも縛られるのを望まないが、硬化前処理におけるテトラメタホスフェート化合物の添加は、硬化が起きた後、結晶性石膏構造における各接触点での強度を増大させると仮説が立てられる。結果として、テトラメタホスフェート化合物は、硬化石膏含有製品に増大した強度と寸法安定性を与えると考えられる。寸法安定性に関し、以下のことが期待され、好まれる：得られる石膏製品、例えば、板は、４足幅（ｆｏｏｔ  ｗｉｄｔｈ）当たり約０．０６インチ未満かつ１２足長当たり約０．３０インチ未満の乾燥収縮を示す、及び／又は、石膏製品は、その幅で約０．１３％未満、その長さで約０．２６％未満の乾燥収縮を示す（ここで、長さと幅は、ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−９５に基づき測定される）。当業者に理解されるように、乾燥収縮は、硬化（水和）の完了後、過剰の水が飛ばされるとき起こりうる収縮である。このことは、例えば、硬化水和の完了後、しかし、過剰水の乾燥（例えば、炉における）前、板の長さと幅を測定し（例えば、ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−９５に基づいて）、次いで、乾燥後に再び測定し、次いで、差異を計算することによってなされる。
【００２７】
好ましい実施態様では、焼き石膏の重量に基づき、約０．００４〜約２．０重量％の濃度で、テトラメタホスフェート塩を焼き石膏の水性混合物中に溶解し、混合物中にテトラメタホスフェートイオンを得る。テトラメタホスフェート化合物の好適濃度は、約０．０４〜約０．１６％である。より好適な濃度は約０．０８％である。本発明の幾つかの実施態様の実施においては、より容易な貯蔵と配送のために、所望ならば、テトラメタホスフェート塩を、水に予め溶解して、水溶液の形態で混合物中に添加できる。
【００２８】
本発明の好ましい実施態様によれば、テトラメタホスフェートイオンは、焼き石膏を水和して硬化石膏が形成される間、焼き石膏の水性混合物に存在することだけが必要である。従って、初期段階で混合物中にテトラメタホスフェート化合物を添加することは、通常、非常に便利で、従って好ましい。
【００２９】
やや遅い段階で焼き石膏と水との混合物にテトラメタホスフェート化合物を添加することも十分である。例えば、典型的な石膏板の製造において、水と焼き石膏とを共に混合装置に入れ、十分に混合し、次いで、通常、移動ベルト上のカバーシートに堆積させる。焼き石膏が再水和して硬化石膏が形成される主要な部分が起こる前に、第２のカバーシートを堆積した混合物の上に配置する。混合装置での製造の間、石膏含有混合物にテトラメタホスフェート化合物を加えることが最も便利であるが、例えば、テトラメタホスフェートイオン水溶液が、堆積した混合物中にしみ込み、硬化石膏を形成する水和の大半が起こるときにテトラメタホスフェートイオン水溶液が存在しているように、第２のカバーシートを堆積物上に配置する直前に、焼き石膏の堆積した水性混合物上に該イオンの水溶液を噴霧することによって、後期段階でテトラメタホスフェートイオンを添加することも十分である。
【００３０】
混合物中にテトラメタホスフェート化合物を添加する他の別の方法は、当業者には明白であろうし、勿論、本発明の範囲内であると考えられる。例えば、塩が溶解し、焼き石膏の水性混合物の堆積がカバーシートと接触するようになったとき、塩によりテトラメタホスフェートイオンが混合物を通じて移動するように、テトラメタホスフェート塩又は塩溶液でカバーシートの一方又は両方をプレコートすることも可能でありうる。別の代替は、焼き石膏を水と混合し再水和が引き起こされるときに塩が既に存在するように、生の石膏が加熱され焼き石膏が形成される前においてさえ、テトラメタホスフェート塩を生の石膏と混合することである。
【００３１】
本発明で使用される焼き石膏は、従来技術の対応する実施態様で有用であると典型的に見出された濃度の形態でありうる。本発明の実施で使用される焼き石膏は、天然源又は合成源からのアルファ硫酸カルシウム半水和物、ベータ硫酸カルシウム半水和物、水溶性硫酸カルシウム硬石膏、又はそれらの任意のものの及び全ての混合物でありうる。幾つかの好ましい実施態様では、アルファ硫酸カルシウム半水和物は、比較的高い強度を有する硬化石膏のその高い収率故に使用される。他の好ましい実施態様では、ベータ硫酸カルシウム半水和物、又はベータ硫酸カルシウム半水和物と水溶性硫酸カルシウム硬石膏との混合物が使用される。
【００３２】
所望の性質を付与し、製造を容易にするために、例えば、水性の泡、硬化促進剤、硬化抑制剤、再か焼阻害剤（ｒｅｃａｌｃｉｎｃａｔｉｏｎ  ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ）、結合剤、接着剤、分散補助剤、レベリング剤もしくは非レベリング剤、増粘剤、殺菌剤、殺真菌剤、ｐＨ調整剤、着色剤、補強材料、難燃剤、撥水剤、充填剤、及びそれらの混合物などの他の通常の添加剤は、慣例の量で本発明の実施で使用できる。
【００３３】
方法及び組成物がカバーシートの間に挟まれた硬化石膏含有材料のコアを含む石膏板を製造するためである幾つかの好適な本発明の実施態様では、テトラメタホスフェート化合物は、上記濃度と方法で使用される。他の点では、組成物及び方法は、例えば、米国特許第４，００９，０６２号及び同第２，９８５，２１９号（それらの開示は引用により本明細書に援用される）に記載のような従来技術の石膏板を製造するための対応する組成物及び方法と同じ成分及び同じ方法で実施できる。この好適な本発明の組成物と方法を用いて製造される板は、改良された、強度、永久変形に対する耐性、及び寸法安定性を示す。
【００３４】
板の表面シートが紙を含む石膏板を製造するための好適な方法及び組成物では、さもなければ僅かに増加する非常に高い湿度条件下での紙の離層リスクを避けるために、α化デンプンも使用される。原料のデンプンのα化は、少なくとも１８５°Ｆの温度の水で煮ることによって、又は他の周知の方法によって達成される。
【００３５】
本発明の目的に役立つ容易に利用できるα化デンプンの幾つかの例は（それらの商品名で記載する）、ＰＣＦ１０００デンプン（Ｌａｕｈｏｆｆ  Ｇｒａｉｎ  Ｃｏ．から入手可）、並びに、ＡＭＥＲＩＫＯＲ８１８デンプン及びＨＱＭ  ＰＲＥＧＥＬデンプン（両方ともＡｒｃｈｅｒ  Ｄａｎｉｅｌｓ  Ｍｉｄｌａｎｄ  Ｃｏ．から入手可）である。
【００３６】
本発明の好適な実施で使用するために、α化デンプンは、焼き石膏の重量に基づき濃度約０．０８〜約０．５重量％で焼き石膏の水性混合物に含める。α化デンプンの好適濃度は、約０．１６〜約０．４％である。より好適な濃度は約０．３％である。従来技術の対応する実施態様も（多くがそうであるように）α化されていないデンプンを含むならば、本発明の実施態様のα化デンプンはまた、通常使用される従来技術のデンプンの量の全て又は一部を置換するのに役立ちうる。
【００３７】
発泡剤を用い、硬化石膏含有製品中に空隙を得、より軽い重量を提供する本発明の実施態様では、発泡硬化石膏製品の製造に有用であることが公知の通常の発泡剤のいずれのものをも使用できる。多くのこのような発泡剤は周知であり、容易に市販で、例えば、ペンシルバニア、アンブラーのＧＥＯ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手できる。有用な発泡剤の更なる説明については、例えば、米国特許第４，６７６，８３５号；同５，１５８，６１２号；同５，２４０，６３９号；同５，６４３，５１０号；１９９５年６月２２日公開のＰＣＴ国際出願公開第ＷＯ９５／１６５１５号を参照。
【００３８】
多くの場合、強度を維持するのを助けるために、石膏製品中に比較的大きな空隙を形成することが好適であろう。このことは、焼き石膏スラリーと接触するときに比較的不安定である泡を生じる発泡剤を用いることによって達成されうる。好ましくは、このことは、比較的不安定な泡を生じることが公知の発泡剤多量と、比較的安定な泡を生じることが公知の発泡剤少量とをブレンドすることによって達成される。
【００３９】
このような発泡剤混合物は、「オフラインで」、即ち、発泡石膏製品の製造プロセスとは別に、プレブレンドできる。しかし、プロセスの構成要素の「オンライン」部分として、同時に、そして連続的にこのような発泡剤をブレンドすることが好ましい。このことは、例えば、その後焼き石膏スラリーに添加されそれと混合される水性の泡の流れを生ずるために使用される泡発生器において、又は泡発生器の直前で、異なる発泡剤の別々の流れをポンプし、それらの流れを一緒にすることによって達成されうる。このようにブレンドすることによって、ブレンド中の発泡剤の割合は単純かつ効率的に調整されえ（例えば、別々の流れの一方又は両方の流速を変えることによって）、発泡硬化石膏製品中に所望の空隙特性を達成しうる。このような調整は、このような調整が必要かどうかを決定するための最終製品の試験に則してなされよう。このような「オンライン」ブレンディングと調整の更なる説明は、米国特許第５，６４３，５１０号及び同第５，６８３，６３５号に見出されうる。
【００４０】
不安定な泡を生じるのに有用な発泡剤の１タイプの例は、式
【００４１】
【化１】
2005512933.tif 000002
【００４２】
（式中、Ｒは、２〜２０個の炭素原子を含むアルキル基であり、Ｍはカチオンである）を有する。好ましくは、Ｒは、８〜１２個の炭素原子を含むアルキル基である。
【００４３】
安定な泡を生じるのに有用な発泡剤の１タイプの例は、式
【００４４】
【化２】
2005512933.tif 000003
【００４５】
（式中、Ｘは、２〜２０の数であり、Ｙは、０〜１０の数でありかつ発泡剤の少なくとも５０重量％では０より大きく、Ｍはカチオンである）を有する。
【００４６】
本発明の幾つかの好ましい実施態様では、上記式（Ｑ）及び（Ｊ）を有する発泡剤は、一緒にブレンドされ、式（Ｑ）発泡剤と、式（Ｊ）発泡剤（Ｙは０）の一部が、発泡剤の得られるブレンドの８６〜９９重量％を一緒に構成する。
【００４７】
本発明の幾つかの好ましい実施態様では、水性の泡は、式
【００４８】
【化３】
2005512933.tif 000004
【００４９】
（式中、Ｘは、２〜２０の数であり、Ｙは、０〜１０の数でありかつ発泡剤の少なくとも５０重量％では０であり、Ｍはカチオンである）を有するプレブレンドされた発泡剤から生じている。好ましくは、式（Ｚ）発泡剤の８６〜９９重量％ではＹは０である。
【００５０】
方法及び組成物が、硬化石膏と補強材料の粒子とを含む複合板の製造のためのものである幾つかの好適な本発明の実施態様では、テトラメタホスフェート化合物は、上記濃度と方法で使用される。複合製品は、硬化石膏とホスト粒子とを含み、硬化石膏の少なくとも一部は、ホスト粒子中の接近可能な空隙内及び近傍に位置するのが特に好ましい。本発明の組成物は、粒子中に接近可能な空隙を有するホスト粒子と、焼き石膏（その少なくとも一部は、ホスト粒子中の空隙内及び近傍で結晶形態である）と、水溶性テトラメタホスフェート塩との混合物を含む。組成物を水と混合して、水と、粒子中に接近可能な空隙を有するホスト粒子と、焼き石膏（その少なくとも一部は、ホスト粒子中の空隙内及び近傍で結晶形態である）、テトラメタホスフェートイオンとの発明混合物を製造することもできる。方法は、このような混合物を形成すること、表面上又は型内にそれを堆積させること、及びそれを硬化し乾燥させることを含む。他の点では、組成物及び方法は、例えば、米国特許第５，３２０，６７７号（その開示は引用により本明細書に援用される）に記載のような従来技術の複合板を製造するための対応する組成物及び方法と同じ成分及び同じ方法で実施できる。
【００５１】
方法及び組成物が機械加工できる材料の製造のためのものである幾つかの好ましい実施態様では、テトラメタホスフェート化合物は、上記濃度と方法で使用される。このような実施態様の幾つかの好適形態では、組成物は、焼き石膏と、水溶性テトラメタホスフェート塩と、デンプンと、水再分散型ポリマー粒子との混合物を含む。組成物を水と混合して、水と、焼き石膏と、テトラメタホスフェートイオンと、デンプンと、水再分散型ポリマー粒子との発明混合物が製造できる。方法は、このような混合物を形成すること、表面上又は型内にそれを堆積させること、及びそれを硬化し乾燥させることを含む。
【００５２】
テトラメタホスフェートの塩とイオンを含めること以外の側面では、組成物及び方法は、例えば、米国特許第５，５３４，０５９号（その開示は引用により本明細書に援用される）に記載のような従来技術の機械加工できるプラスター材料を製造するための対応する組成物及び方法と同じ成分及び同じ方法で実施できる。
【００５３】
方法及び組成物が、石膏板の端間の接合部を仕上げるために使用される材料の製造のためのものである幾つかの好適な本発明の実施態様では、テトラメタホスフェートの塩又はイオンは、上記濃度で使用される。テトラメタホスフェートの塩及びイオンを含めること以外の側面では、組成物及び方法は、例えば、米国特許第３，２９７，６０１号（その開示は引用により本明細書に援用される）に記載のような従来技術の接合部仕上げ材料を製造するための対応する組成物及び方法と同じ成分及び同じ方法で実施できる。このような実施態様の幾つかの好適形態では、組成物は、焼き石膏と、水溶性テトラメタホスフェート塩と、結合剤と、増粘剤と、非レベリング剤との混合物を含む。組成物を水と混合して、焼き石膏と、テトラメタホスフェートイオンと、結合剤と、増粘剤と、非レベリング剤との発明混合物を製造できる。方法は、このような混合物を形成すること、石膏板の端間の接合部にそれを挿入すること、それを硬化し乾燥させることを含む。
【００５４】
このような好適な接合部仕上げの実施態様では、結合剤、増粘剤、及び非レベリング剤は、接合化合物の分野の当業者に周知の成分から選択される。例えば、結合剤は通常のラテックス結合剤でありえ、ポリ（ビニルアセテート）及びポリ（エチレン−コ−ビニルアセテート）が好適でありえ、組成物の約１〜約１５重量％の範囲で含まれる。有用な増粘剤の例はセルロース増粘剤、例えば、エチルヒドロキシ、エチルセルロース、ヒドロキシプロピル  メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピル  セルロース、又はヒドロキシエチル  セルロースであり、組成物の約０．１〜約２重量％の範囲で含まれる。適切な非レベリング剤の例は、アタパルジャイト、セピオライト、ベントナイト、及びモンモリロナイト粘土であり、組成物の約１〜約１０重量％の範囲で含まれる。
【００５５】
方法及び組成物が、吸音タイルの製造のためのものである幾つかの好適な発明の実施態様では、テトラメタホスフェート化合物は、上記濃度で含まれる。このような実施態様の幾つかの好適形態では、組成物は、水と、焼き石膏と、テトラメタホスフェートイオンと、糊化デンプンと、鉱滓綿との混合物、又は水と、焼き石膏と、テトラメタホスフェートイオンと、糊化デンプンと、発泡パーライト粒子と、繊維補強剤との混合物を含む。方法は、このような混合物を形成すること、トレー内にそれを成型すること、及びそれを硬化し乾燥させることを含む。テトラメタホスフェート化合物を含めること以外の側面では、組成物及び方法は、例えば、米国特許第５，３９５，４３８号及び同第３，２４６，０６３号（それらの開示は引用により本明細書に援用される）に記載のような従来技術の吸音タイルの製造のための対応する組成物及び方法と同じ成分及び同じ方法で実施できる。
【実施例】
【００５６】
本発明の幾つかの好ましい実施態様を更に説明するために、以下の実施例を提示するが、本発明の範囲のいかなる限定としても解釈されるべきではない。違うように記載されていなければ、組成物及び混合物中の材料の濃度は、存在する焼き石膏の重量に基づき重量％で示されている。略語「ＳＴＭＰ」は、ナトリウム  トリメタホスフェートを表し、略語「ＳＣ」は、ナトリウム  シクロテトラホスフェート（即ち、ナトリウム  テトラメタホスフェート）を表す。
【００５７】
実施例１：永久変形に対する耐性（実験室石膏板たわみ耐性）
硬化石膏含有板のサンプルを、本発明に基づき実験室で製造し、永久変形に対する耐性に関し、ナトリウム  テトラメタホスフェートを含まない方法及び組成物を用い製造したサンプル板と比較した。
【００５８】
低速度で１０秒間、４リットルのワーリングブレンダー中で混合することによってサンプルを製造した：ベータ硫酸カルシウム半水和物０．７ｋｇ（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｇｙｐｓｕｍ  ＣｏｍｐａｎｙのＳｏｕｔｈａｒｄプラント）；「環境（ｃｌｉｍａｔｅ）安定化促進剤」（ＣＳＡ）と文献中で言われている米国特許第３，５７３，９４７号（その開示は引用により本明細書に援用される）に記載のような、効率を維持するために糖でコーティングされ、加熱された硫酸カルシウム半水和物の微粉砕粒子を含む硬化促進剤粉末１．０ｇ；水道水１Ｌ；及び、添加剤０ｇ（対照サンプル）、ナトリウム  トリメタホスフェート０．７ｇ（０．１％）、又はナトリウム  テトラメタホスフェート０．７ｇ（０．１％）。このようにして形成したスラリーをトレー中に成型し、平らな石膏板サンプルを製造した。各々の寸法は約６×２４×１／２インチである。硫酸カルシウム半水和物が硬化し、硬化石膏（硫酸カルシウム二水和物）の連結マトリックスが形成された後、恒量まで１１２°Ｆのオーブンで板を乾燥した。各々の板の最後に測定された重量を記録した。石膏板のたわみ性能に対する紙カバーの影響を回避するために、これらの板に紙の上張りは適用しなかった。
【００５９】
次いで、各々の乾燥した板を、２つの１／２インチ幅の支持体（その長さは、板の全幅を伸ばした）上、水平位置に置いた（板の各端に１つの支持体）。９０°Ｆ温度と９０％相対湿度の持続周囲条件下、特定期間（本実施例では２週間）、板をこの位置に保った。次いで、板の端の上縁の間に延びる想像上の水平面からの、板の上面中央の距離（インチ）を測定することによって、板のゆがみ（即ち、たわみの程度）を測定した。板の硬化石膏マトリックスの永久変形に対する耐性は、板のたわみの程度に逆比例すると考えられる。従って、たわみの程度が大きい程、硬化石膏マトリックス含有板の永久変形に対する相対耐性は小さい。「ゆがみ」として測定した、永久変形に対する耐性の試験を表１に報告する。
【００６０】
【表１】
2005512933.tif 000005
【００６１】
表１に見られるように、硬化前処理で焼き石膏スラリーにテトラメタホスフェートを含ませた２つのサンプルは、対照と比較して顕著に小さいゆがみ（即ち、たわみ）を示し、ＳＴＭＰを使用したサンプルのゆがみに匹敵する小さなゆがみを示した。
【００６２】
実施例２：水和速度
本実施例は、ホスフェート添加剤が存在しない場合（対照）及びナトリウム  トリメタホスフェートが存在する場合の水和速度と比較した、本発明に基づく硬化前処理においてナトリウム  シクロテトラホスフェートが存在する場合の焼き石膏から硫酸カルシウム二水和物への水和速度を示す。
【００６３】
４つのバッチを製造した。各バッチに関し、硫酸カルシウム半水和物（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｇｙｐｓｕｍ  ＣｏｍｐａｎｙのＳｏｕｔｈａｒｄプラント）１２００ｇを測り、別にしておいた。ＣＳＡ  ３ｇを、全てが十分に分散するまで硫酸カルシウム半水和物粉末とブレンドした。７５°Ｆの水１３２０ｍｌ量を測り、高剪断刃を有する４リットルのワーリングブレンダーに注ぎ入れた。
【００６４】
バッチの１つには、エタノールで堆積させたナトリウム  シクロテトラホスフェート１．２ｇ（０．１％）を加えた。第２のバッチでは、ＮａＣｌで堆積させたナトリウム  シクロテトラホスフェート１．２ｇ（０．１％）を加えた。第３のバッチでは、ナトリウム  トリメタホスフェート（ＳＴＭＰ）１．２ｇ（０．１％）を加えた。第４のバッチでは、ホスフェートは加えなかった。
【００６５】
各バッチにおいて、粉末化した混合物を１０秒間浸漬し、次いで、中速度で３０秒間ブレンドして、スラリーを形成した。各バッチで、スラリーを型に注ぎ入れ、９個の立方体（一辺２インチ）を成型させた。
【００６６】
残りのスラリーを、断熱試験セルに注ぎ入れた。温度を温度プローブで５秒毎に測定し、記録した。硬化反応は発熱性であるので、反応の程度は温度上昇で測定した。５０％水和までの時間は、試験中記録された最小温度と最大温度との間の中点の温度に達する時間（分）であるとして測定した。結果を表２に示す。表２は、各バッチについての水和時間を示す。
【００６７】
【表２】
2005512933.tif 000006
【００６８】
表２に見られるように、添加剤の各々は、水和速度に殆ど影響を与えなかった。従って、有利に、硬化前処理でのテトラメタホスフェートの添加が、水和時間に顕著な悪影響を与えること無しに、たわみ耐性と圧縮強度を増大させる。
【００６９】
実施例３−実験室立方体圧縮強度
本実施例は、硬化前処理においてテトラメタホスフェート化合物を含めて製造された立方体の圧縮強度を、ホスフェート添加剤無しで製造した立方体の圧縮強度、そして、硬化前処理においてナトリウム  トリメタホスフェートを含めて製造された立方体と比較する。用いた試験方法は、ＡＳＴＭ  Ｃ４７２−９３に基づいた。
【００７０】
実施例２で記載した各バッチ由来の９個の立方体について硫酸カルシウム半水和物を硬化し、硫酸カルシウム二水和物を形成した後、立方体を型から取り出し、少なくとも７２時間１１２°Ｆの通風オーブン中で乾燥し、恒量にした。乾燥した立方体は、約５０ポンド／立方フィート（ｐｃｆ）の密度を有していた。
【００７１】
各乾燥立方体の圧縮強度をＳＡＴＥＣ試験機で測定した。各バッチについて試験した９個のサンプルの平均値として、結果を下記の表３で報告する。対照サンプルの強度値は変動した。なぜならば、ベータ硫酸カルシウム半水和物の種々の源及び／又はベータ硫酸カルシウム半水和物の異なるバッチを使用したからである。表の結果は、立方体の密度に関し理論的期待値（表３で「標準」として表した）と比較して、ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）での測定された圧縮強度と強度の％変化の形式で報告する。
【００７２】
【表３】
2005512933.tif 000007
【００７３】
表３に見られるように、硬化前処理においてナトリウム  テトラメタホスフェート又はナトリウム  トリメタホスフェートを用いて製造された立方体の圧縮強度は、対照と比較して増大した。このように、本発明に基づき、硬化前処理でナトリウム  テトラメタホスフェート化合物を含めなかった場合よりも、立方体はより大きな強度を有することを表３は示している。混合物に加えたナトリウム  テトラメタホスフェートの濃度がかなり小さかったならば（例えば、０．００４％程度）、測定可能な強度増加は見られなかったかもしれないが、依然として強度減少はないであろう。
【００７４】
特許、特許出願、及び刊行物を含む、本明細書で引用した全ての参考文献は、引用によりその全体が本明細書に援用される。
好適な実施態様を強調して本発明を記載したが、好適な実施態様のバリエーションを使用してもよく、本明細書に具体的に説明したのとは異なるように本発明を実施してもよいことが意図されることは当業者に明白であろう。従って、本発明は、以下の特許請求の範囲で規定された本発明の範囲内に包含される全ての改変物を含むものである。
【国際調査報告】
2005512933.tif 000009
2005512933.tif 000010