(57)【要約】【課題】フローリング化合物として有用なスラリーを得る。【解決手段】水和して高強度フローリング化合物を構成するスラリーを形成する組成物が、水とともに使用される混合物として開示される。混合物は重量にしておよそ５０％からおよそ９８％の硫酸カルシウム半水塩を含有し、少なくとも２５％の硫酸カルシウム半水塩をベータ仮焼体として有する。ポリカルボン酸塩分散剤が重量に対しおよそ０．２％からおよそ１０％の量で混合物に含まれる。混合物はさらに重量で０．０５％−５０％の向上要素を含有する。望ましい量の水と混合された場合、フローリング化合物として有用なスラリーが形成される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水和して高強度フローリング化合物を形成するスラリーを調合するために水と共に使用される混合物であって、当該混合物は、
重量でおよそ５０％からおよそ９８％の硫酸カルシウム半水塩で、且つ少なくとも２５％の当該硫酸カルシウム半水塩がベータ型焼成体である硫酸カルシウム半水塩と、
重量でおよそ０．２％からおよそ１０％のポリカルボン酸塩分散剤と、
重量で０．０５％から５０％の向上要素（enhancing component）と、
からなる混合物。
【請求項２】
当該硫酸カルシウム半水塩は、その重量の少なくとも９０％がベータ型焼成体を含んでいる事を特徴とする請求項１に記載の混合物。
【請求項３】
当該硫酸カルシウム半水塩が実質的にベータ型焼成体からなる事を特徴とする請求項２に記載の混合物。
【請求項４】
当該半水塩の濃度が重量でおよそ８０％から９５％である事を特徴とする請求項２に記載の混合物。
【請求項５】
当該向上要素が石灰を含んでいる事を特徴とする請求項１に記載の混合物。
【請求項６】
当該混合物内の当該石灰の濃度が重量でおよそ０．０５％からおよそ１０％である事を特徴とする請求項５に記載の混合物。
【請求項７】
当該混合物が、乾燥した凝結体のない状態のポリカルボン酸塩の重量のおよそ０．２％からおよそ１％を含んでいる事を特徴とする請求項１に記載の混合物。
【請求項８】
当該混合物はさらに多糖類を有する事を特徴とする請求項１に記載の混合物。。
【請求項９】
ポンプでの使用が可能なスラリーの水化生成品を含む下地床であって、当該スラリーは
およそ５０％からおよそ９８％の硫酸カルシウム半水塩で、当該半水塩は少なくとも２５％っがベータ型焼成体である硫酸カルシウム半水塩と、
およそ０．２％からおよそ１０％のポリカルボン酸塩分散剤と、
重量でおよそ０．０５％からおよそ５０％の向上要素（enhancing component）と、
当該半水塩、当該ポリカルボン酸塩および当該向上要素を組合わせた複合混合物の乾燥固形分１００ｇにつきおよそ１２ｃｃからおよそ４０ｃｃの水
とで構成されており、且つ、当該水和した混合物が２５００ｐｓｉ（１７５Ｋｇ／ｃｍ２）を超える圧縮強度を持っている事を特徴とする下地床。
【請求項１０】
当該半水塩が実質的にベータ型焼成体の半水塩からなる事を特徴とする請求項９に記載の下地床。
【請求項１１】
当該ポリカルボン酸塩分散剤の濃度が、乾燥した凝結体の無い状態での重量で、およそ０．２％からおよそ１％である事を特徴とする請求項９に記載の下地床。
【請求項１２】
当該向上要素が石灰を有する事を特徴とする請求項９に記載の下地床。
【請求項１３】
当該水が、乾燥した凝結体の無い状態の混合体１００グラムに対して３５ｃｃ未満含まれている事を特徴とする請求項１１に記載の下地床。
【請求項１４】
当該水が、乾燥した凝結体の無い状態の混合体１００グラムに対して２５ｃｃ未満含まれている事を特徴とする請求項１３に記載の下地床。
【請求項１５】
当該スラリーがさらに多糖類を有するを特徴とする請求項８に記載の下地床。
【請求項１６】
ポンプでの使用が可能なスラリーの水化生成品を含む下地床であって、当該スラリーは
およそ５０％からおよそ９８％の硫酸カルシウム半水塩で、当該半水塩は少なくとも２５％っがベータ型焼成体である硫酸カルシウム半水塩と、
およそ０．２％からおよそ１０％のポリカルボン酸塩分散剤と、
重量でおよそ０．０５％からおよそ５０％の向上要素と、
当該半水塩、当該ポリカルボン酸塩および当該向上要素を組合わせた複合混合物の乾燥固形分１００ｇにつきおよそ１５ｃｃからおよそ２５ｃｃの水
とで構成されており、且つ、当該水和した混合物が２５００ｐｓｉ（１７５Ｋｇ／ｃｍ２）を超える圧縮強度を持っている事を特徴とする下地床。
【請求項１７】
下地床を形成する方法であって、当該方法は、
少なくとも２５％のベータ型焼成体を含むおよそ５０％からおよそ９８％の硫酸カルシウム半水塩、およそ０．２％からおよそ１０％のポリカルボン酸塩分散剤およびおよそ０．０５％からおよそ５０％の向上要素を含む各成分を入手すること、
当該入手材料を湿潤材料と乾燥材料とに区分すること、
当該乾燥材料を乾燥ブレンドすること、
乾燥固体状態に基づいた材料の１００グラム当たりおよそ１２ｃｃからおよそ４０ｃｃの水を計量すること、
湿潤材料と水の混合物を形成すること、
乾燥材料と当該混合物からのスラリーを形成すること、
下地床用に用意された領域へスラリーを流し込むこと、
当該スラリーを凝固させて、２５００ｐｓｉを超える圧縮強度を持つ下地床を形成すること
から構成されている下地床を形成する方法。
【請求項１８】
焼石膏はベータ型焼石膏を有する事を特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
当該硫酸カルシウム半水塩は凝結体の無い乾性混合物の重量で少なくとも８０％含んでいる事を特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
当該方法は、さらにスラリー形成前に乾燥材料中に凝結体を混ぜ入れる工程を有する事を特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
当該方法は、さらに当該ドライブレンド処置後の乾燥性混合物を包装する工程を有する事を特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
当該下地床は、請求項１７に記載の方法により形成された水化した生成物を有する下地床。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高強度フローリング組成物に関する。
【０００２】
さらに具体的には、本発明はベータ型焼成硫酸カルシウム半水塩（ｂｅｔａ−ｃａｌｃｉｎｅｄ  ｃａｌｃｉｕｍ  ｓｕｌｆａｔｅ  ｈｅｍｉｈｙｄｒａｔｅ)を使用して作られるフローリング組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
石膏とセメントの両方は建設材料として既知されている。石膏はよく知られた壁板の主成分であり、これに紙を接着して強度と滑らかな表面を与える。セメントは、コンクリート構造物などにおいて、その耐水性と硬度が重要である様々な用途に使用される。セメントはまた、硬度と耐水性が重要であるビルディングのパネルにも使用される。
【０００４】
石膏（ｇｙｐｓｕｍ）はまた、硫酸カルシウム二水塩、白土（ｔｅｒｒａ  ａｌｂａ)、あるいは粉末石膏としても知られる。焼き石膏（Ｐｌａｓｔｅｒ  ｏｆ  Ｐａｒｉｓ）はまた、焼石膏（ｃａｌｃｉｎｅｄ  ｇｙｐｓｕｍ）、スタッコ、あるいは硫酸カルシウム半水塩（ｃａｌｃｉｕｍ  ｓｕｌｆａｔｅ  ｓｅｍｉｈｙｄｒａｔｅ、ｃａｌｃｉｕｍ  ｓｕｌｆａｔｅ  ｈａｌｆ−ｈｙｄｒａｔｅ、ｃａｌｃｉｕｍ  ｓｕｌｆａｔｅ  ｈｅｍｉｈｙｄｒａｔｅ）としても知られる。発電所からの燃焼ガスの脱硫処理からの副産物である合成石膏も使用可能である。採掘された際、原石膏は二水和物の形状を持つ。
【０００５】
この形状において、硫酸カルシウムの各分子はおよそ二つの水分子を伴う。半水和塩を生じるには以下の化学式によって石膏を焼成し、水和状態から水分を取り払う。
【０００６】
ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ→ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ＋３／２Ｈ２Ｏ
水と混合すると、半水塩は再水和して絡み合った二水和物結晶からなる絡み合ったマトリクスを形成する。セメントの数日間と比較して、石膏は数分間あるいは数時間で水和する。このことから、もし十分な硬度と強度が得られるのであれば石膏はフローリングへの応用において魅力ある代替物となる。
【０００７】
硫酸カルシウム半水塩は少なくとも二つの結晶形状を生じることができる。アルファ焼石膏は、連続工程ないし硫酸カルシウム二水塩を圧力下で仮焼する塊岩工程（ｌｕｍｐ  ｒｏｃｋ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）によって製造される。アルファ焼石膏はベータ焼石膏と比較してより少ない針状結晶を生じるため、結晶同士はより密集し、結果としてより高密度で強力なプラスターを形成する。この結晶形態は水が結晶間を容易に流動できるため、流動性あるスラリーを形成するのにより少ない水が必要となる。より長い結晶はベータ焼石膏の特性である。この結晶構造は結晶同士がよりゆったりと集まっているため、やや低密度の生成物となる。ベータ形状はまた、焼石膏を流動化する際により多くの水を必要とする。硬度が重要な用途においては、高費用で入手しづらいにも関わらずアルファ型焼石膏が好まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
塗布用途に焼石膏を選択する場合、その入手のしやすさと低価格からベータ焼石膏がよく選ばれる。またベータ焼石膏は一般的であることから、アルファ形状と比較して出荷費用および保管料も低下する。しかしながら、その結晶構造は一定の流動性を得るまでにより多くの水を必要とすることから、濃度が高く、強い石膏を作ることが難しくなる。
【０００９】
高流動化剤の添加は石膏スラリーの流動性を向上することで知られている。この高流動化剤は溶剤内に分子を分散して結晶同士がより動き回りやすくするため、結果的にスラリー全体の流動性を向上する。スルホン化メラミン（ｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ  ｍｅｌａｍｉｎｅ）とスルホン化ナフタリン（ｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ  ｎａｐｈｔａｌｅｎｅ）が高流動化剤として知られているが、これによって得られる向上された流動性は高強度フローリング適用においてベータ焼石膏がアルファ焼石膏を完全に置換できるほどではない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ポリカルボン酸塩は高流動化剤としてセメントに使用されることも知られている。しかしながら向上要素とともに使用すると、ポリカルボン酸塩はスルホン化ナフタリンやスルホン化メラミンなどの従来の高流動剤よりもはるかに優れた性能を発揮する。
【００１１】
より具体的には、本発明のひとつの実施例はスラリーを調合する際に水とともに使用される混合物であり、これは水和して高強度のフローリング化合物を形成する。混合物は重量でおよそ５０％からおよそ９８％の硫酸カルシウム半水塩を含有し、その少なくとも硫酸カルシウム半水塩の２５％がベータ焼石膏である。カルボン酸塩分散剤がこの混合物に重量でおよそ０．２％からおよそ１０％含有される。混合物はまた重量でおよそ０．０５−５０％の向上要素も含有する。望ましい量の水と混合された場合、スラリーが形成されてフローリング組成物として使用できる。
【００１２】
本発明のもうひとつの実施例において、乾燥材料の重量の２５％未満まで水を減らすことによって素早く乾燥するフローリング組成物を得ることができる。全半水塩のうち、１００％までアルファ半水塩を使用することが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本組成物はベータ焼石膏を１００％使用しても結果として高強度フローリングを形成する。向上要素の存在下ではポリカルボン酸塩分散剤はその他の高流動化剤よりも効果的であり、スラリーをより液化状で流動的にする。混合物の流動性はあまりにも良好なため、少量の水の使用でベータ焼石膏は流動化してスラリーとなり、これはこの分野において既知される何よりも高密度で、強いフローリング製品を形成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
フローリング塗布への使用に適したスラリーを作るための混合物は硫酸カルシウム半水塩、向上要素およびポリカルボン酸塩分散剤から作られる。高強度な床および下地床は１平方インチにつき２５００ポンド（１７５Ｋｇ／ｃｍ２）を超える圧縮強度を持つこの組成物から作成される。以下に詳細にわたって記載される好ましい実施例において、組成物の全ての構成要素は乾燥した混合物における乾燥した材料の観点から説明される。
【００１５】
この説明は、単に一つの実施可能な具体例を示すものであり、又測定が乾燥した固形成分についてなされている場合には、液状成分に付いては、当該乾燥状成分と同等であることが考慮される。
【００１６】
特に指定のない限り、存在しうる凝結体や詰物を除き、全ての構成要素は乾燥固体に対する重量と言う観点において測定される。
【００１７】
乾燥混合物の主要成分は硫酸カルシウム半水塩である。乾燥混合物は重量でおよそ５０％からおよそ９８％の半水塩を含むことが好ましい。さらに乾燥混合物のおよそ８０％からおよそ９８％、およそ８０％からおよそ９５％、あるいは８８％からおよそ９５％が硫酸カルシウム半水塩であることがより好ましい。
【００１８】
あらゆる種の半水塩がこの混合物内において有用である。これはスラリー処理や塊岩処理、あるいは大気中での焼成などのあらゆる既知の製法によって調合される。アルファ硫酸カルシウム半水塩ないしベータ硫酸カルシウム半水塩のどちらもがこの混合物において有用である。アルファ形状の硫酸カルシウム半水塩結晶はベータ形状ほどとがっていない。
【００１９】
このあまりとがっていない結晶形状が浸水を容易にし、水と混合された際により流動しやすい。このアルファ形状の低水需要量はベータ形状の硫酸カルシウム半水塩を使用してできる硫酸カルシウム半水塩の絡みあうマトリクスと比較して、より密接密集した高密度の複合物を結果として生じる。当分野において既知されるように、アルファおよび／あるいはベータ硫酸カルシウム半水塩の組合わせは、加工可能なスラリーを形成するために必要な水量を調節し、これは最終的な鋳造模型の密度を左右する。
【００２０】
本組成物への使用には、アルファないしベータ型焼成半水塩のどちらもが適している。
【００２１】
好ましいアルファ半水塩にはスラリー処理によって生成されたユナイテッド  ステ−ツ  ジプサム  カンパニー（Ｕ．Ｓ．Ｇｙｐｓｕｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）（イリノイ州シカゴ）から販売されている、塊岩処理によって生成されたＨＹＤＲＯＣＡＬのＣ−Ｂａｓｅ、Ｊ−ＢａｓｅないしＥ−Ｂａｓｅ、あるいはＨＹＤＲＯＣＡＬのＡ−ＢａｓｅないしＢ−Ｂａｓｅ、あるいはアルファ焼成半水塩を生成するその他の方法によって生成されたものが含まれる。
【００２２】
Ｎｏ．１  モールディング  プラスター（Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｐｌａｓｔｅｒ）はユナイテッド  ステ−ツ  ジプサム  カンパニー（Ｕ．Ｓ．Ｇｙｐｓｕｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）（イリノイ州シカゴ）から販売されている好ましいベータ半水塩である。継続的焼成合成石膏はベータ焼成半水塩と同等のものである。その他の方法で製造されたベータ半水塩も有用的である。水溶性硫酸カルシウム無水石膏は多くとも５０％の半水塩の代替物として適しており、マトリクスに強度を与える。硫酸カルシウム二水和物は充填剤として働き、ごく少量で、重量にして半水塩の２５％未満でのみ使用されるべきである。
【００２３】
どのようにアルファないしベータ焼石膏、あるいは両方の組合わせのいずれかが特定の用途に使用されるかは、多数の要素に起因する。費用が第一の関心事であるなら、大体の場合においてベータ焼石膏が好ましい。ベータ焼石膏はまた非常に作業しやすく、アルファ形状ほど滲まない。しかしながら、より高い強度が望まれる幾つかの実施例においてはアルファ半水塩ないしアルファおよびベータ形状の組合わせが好まれる。アルファおよびベータ仮焼半水塩の組合わせが使用される場合には、混合物は少なくとも２５％のベータ半水塩を含有するべきである。ベータ焼成体の量は５０％以上であるか、あるいは全半水塩の９０％を超えることが好ましい。
【００２４】
向上要素はセメントと石灰のうち、少なくともひとつである。セメントないし石灰を含有しない石膏で試験した際、ポリカルボン酸塩はその他の周知の分散剤に匹敵する分散特性を持つことが分かった。しかし向上要素と組合わされた場合、ポリカルボン酸塩は意外にもさらに多くの分散特性を示す。
【００２５】
ポリカルボン酸の並外れた性能を得るには、少なくともひとつの向上要素が存在しなければならない。好ましい向上要素には石灰および水硬性セメントが含まれる。少なくとも０．０５％の石灰ないし同等のアルカリ性物質を必要とする。一般に向上要素は水硬性物質でなければ、およそ０．０５％からおよそ１０％の量で存在する。石灰の濃度は乾燥材料の重量での２．５％未満ないし１％未満であることが好ましい。少なくとも二種類の向上要素の使用もまた考慮される。乾燥粉末状において、石灰は好まれる乾燥混合物への添加に便利であるが、液体状でも便利であることが考慮され、また乾燥混合物の添加前に水に加えることも可能である。液体が使用される場合、アルカリ性物質の量は乾燥固形に基づいて計量されるべきで、いかなる水はスラリーの水含有量として考慮される。
【００２６】
向上要素がセメントないしその他の珪酸含有の水硬性物質である場合、乾燥混合物に対して多くとも５０％が使用できる。石膏のように水硬性セメントは水との化学的相互作用で硬化する。典型的な水硬性セメントはポルトランドセメント、フライアッシュ、高炉スラグ、およびシリカヒューム系である。最も一般に使用されているセメントはポルトランドセメント（デンマーク、オールボルグセメント（Ａａｌｓｂｏｒｇ  Ｃｅｍｅｎｔ））であり、これは本発明への使用に特に好ましい。より好ましいセメントは１型、３型および５型セメントである。灰色ないし白色のセメントの使用が可能である。Ｃ級セメント、高炉セメントおよび＃１Ｉｍｐｍｉｌｌセメントもまた本組成物への使用に考慮される。その他の水硬性珪酸塩もまた向上要素として有用的であると考えられる。その他の向上要素が存在しない場合、混合物は少なくとも０．５％のセメントを含有する。セメント濃度は乾燥成分の重量でおよそ１．７％からおよそ５０％であることが好ましい。
【００２７】
ポリカルボン酸塩分散剤は乾燥構成要素に基づいた重量でおよそ０．２％からおよそ１０％の濃度を必要とされる。さらに乾燥混合物成分はおよそ０．２％からおよそ５％、あるいはおよそ０．２％からおよそ２．５％のポリカルボン酸塩を含有することがより好ましい。
【００２８】
ポリカルボン酸塩は水硬性セメントとの使用で知られている。多種のポリカルボン酸塩が乾燥混合物に使用可能であり、これにはポリカルボン酸塩およびアクリルラテックス重合体（ａｃｒｙｌｉｃ  ｌａｔｅｘ  ｐｏｌｙｍｅｒ）などが含まれるがこれに限られない。ポリカルボン酸塩は水溶性であることが好ましい。ポリカルボン酸塩重合体は少なくとも二つの塩ないしイオン群と、少なくとも二つのカルボン酸群ないし少なくともひとつのカルボン酸塩ないしイオン群および少なくともひとつのカルボン酸群とを含む。およそ１００，０００からおよそ５，０００，０００ダルトン分子量が好ましい。好ましい分子量の範囲外のポリカルボン酸塩はあまり効率的でない傾向があり、逆に高い分子量の物質は極めて粘性が高くポンプでの使用が難しい。ポリカルボン酸塩分散剤の製造方法は当分野の専門家において認知されている。
【００２９】
ポリカルボン酸塩重合体は重量でおよそ０．２％からおよそ１０％の量で添加される。
【００３０】
その他の好ましい範囲には、およそ０．２％からおよそ５％、および０．２％からおよそ２％が含まれる。ポリカルボン酸塩分散剤の正確な量は使用される組成によって判断される。ポリカルボン酸塩は単独ないしその他の可塑剤と共に使用され、可塑剤にはリグニン、スルホン化ナフタリン（ｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ  ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）および／あるいはスルホン化メラミン（ｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ  ｍｅｌａｍｉｎｅ）分散剤が含まれるがこれに限られない。
【００３１】
好ましいポリカルボン酸塩は、不飽和カルボン酸型重合体を含有する単量体混合物の重合によって調合される重合体である。ＳＫＷポリマーズ（ＳＫＷ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）（ジョージア州ケネソウ）によって生成されるＭＥＬＦＬＵＸ  １６４１は特に好ましいポリカルボン酸塩である。これは改質されたポリエーテルカルボン酸塩をスプレー乾燥して製造される自由流動粉末である。その他の好ましいポリカルボン酸分散剤にはＭＥＬＦＬＵＸ１６４３ないし１６４３Ｆ（ジョージア州ケネソウ、ＳＫＷポリマーズ）が含まれ、これはオキシアルキレン−アルキルエーテル（ｏｘｙａｌｋｙｌｅｎｅ  ａｌｋｙｌｅｔｈｅｒ）と不飽和ジカルボン酸派生物に基づいており、米国特許第５，７９８，４２５に記載される。その他の適切なポリカルボン酸塩分散剤にはアクリル樹脂ラテックスと、ヨーロッパ特許第１，１３８，６９８に記載された改質アクリル重合体と、アクリル酸およびアクリルアミドの共重合体と、ポリカルボン酸の骨格鎖上に移植されたポリアルキレンオキシドなどの移植置換基として得られた重合体と、ポリ（メチルビニールエーテル／マレイン酸）、あるいは当業者に認知されるあらゆるポリカルボン酸塩分散剤が含まれる。
【００３２】
乾燥混合物に添加される水の量は乾燥混合物の重量で１０％からおよそ５０％に及ぶ。含水量はおよそ２０％からおよそ４０％、およそ１２％から４０％が好ましく、より好ましくはおよそ２８％からおよそ３２％の範囲におよぶ。適切な添加されるべき水量の選択は当業者によって認知されている。水硬性要素を水和するのに理論的に必要とされる量よりも少ない水の使用量が本発明の幾つかの実施例において使用される。
【００３３】
スラリーと凝固したプラスターの両方の性質を最適に調節するために、スラリーに添加される水は実際に可能な限り純粋であるべきである。塩および有機化合物はスラリーの凝固時間を変えることでよく知られ、促進剤から抑制剤まで様々である。幾つかの不純物は、二水和物結晶の絡みあったマトリクスが形成されるにつれて構造に不規則性を生じ、凝固した生成物の強度を減少する。従って生成物の強度および一貫性はできる限り不純物の含有されない水を使用することで向上される。
【００３４】
速乾性フローリング組成物の実施例もまた、多くて１００％のアルファ半水塩を使用することで得られる。水含量を削減することで乾燥すべき水分の量が減少する。好ましい水含量はおよそ１５％からおよそ２５％の範囲である。スラリーの流動性を向上することによって、半水塩を完全に水和する際に理論上必要な水量以下である低含水量でもポンプの使用が可能なスラリーが形成される。あらゆるプラスター組成において、より多くの水を添加するにつれて凝固プラスターの強度は低下する。
【００３５】
多くの添加成分は適切に乾燥混合物を最大限に使用可能にする。乾燥混合物を水と混ぜ合わせる際に生じる気泡を減少するために消泡剤が使用される。使用の際、乾燥混合物は多くとも０．５％の消泡剤を含有する。ＦＯＡＭＡＳＴＥＲ  ＣＮ（イリノイ州カンカキー、アストロケミカルズ（Ａｓｔｒｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ））が好ましい消泡剤である。
【００３６】
ホウ酸は焼成およびカビの増殖を防ぐために任意に乾燥混合物に添加される。好ましくは多くとも１．２５％までの量が添加される。その他の好ましいホウ酸添加量の範囲は多くとも１％および多くとも０．５％である。
【００３７】
凝固遅延剤がスラリーの作業時間を延長するために添加される。目標とする作業時間は、使用する組成物、さらにどこでどのようにスラリーが塗布されるかによっておよそ１０分から２時間までである。事実、硫酸カルシウム半水塩と共に有効に使用されることが知られるあらゆる凝結遅延剤は全て、目標の作業時間域を得るのに適している。スマ（ＳＵＭ）Ａ、酒石クリーム（重酒石酸カリウム）、クエン酸ナトリウムおよびジエチレントリアミン五酢酸などのタンパク質性遅延剤が好ましい。
【００３８】
凝固促進剤がスラリーの凝固を促進するために使用される。半水塩の凝固を促進することで知られるあらゆる促進剤の使用が可能であり、硫酸塩、酸および硫酸カルシウム二水和物が含まれるがこれに限られない。有効量は選択された促進剤の効能と共に異なるが、通常な重量で１％未満である。
【００３９】
細かく粉体化れた硫酸カルシウム二水和物は好ましい促進剤である。新しく準備されたばかりのものは高い効力を持ち、スラリーへの即時使用に適している。しかし使用前に貯蔵されるとその効果を失う。ここに参照により開示に含まれる米国特許第２，０７８，１９８は砂糖などの物質と混在された硫酸カルシウム二水和物を有する改善された促進剤を開示する。この混合物は硫酸カルシウム二水和物が古くなることによる劣化を防ぎ、スラリーにおいて数日間（数週間）効果を示す。共に研削された砂糖と硫酸カルシウム二水和物の混合物を加熱してカラメル状の砂糖が硫酸カルシウム二水和物をコーティングすることが開示される米国特許第３，５７３，９４７がここに参照することによって開示に含まれる。溶けた砂糖のコーティングはさらに硫酸カルシウム二水和物を安定化させ、加熱されていない砂糖／二水和物混合物と比較して、はるかに老化作用を減少させる。このように調合される硫酸カルシウム二水和物は「ＣＳＡ」（イリノイ州シカゴのＵＳジプサム社（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｇｙｍｓｕｍ  Ｃｏ．））として例に参照される。あらゆる形状においても、望ましくは研削された無水物は重量で０．５％未満で使用される。
【００４０】
０．０００６％から０．５％の多糖類の添加は、本実施例の組成物の砂荷重を改善し、にじみや沈殿を減少し、またポンプでの使用性を向上する。結果としてポリカルボン酸塩および多糖類を共に使用することで、生成物は取扱いやすくなり、均一化し、高強度を持ち、さらにどちらかひとつの重合体のみでは得られない特性の組合わせを持つようになる。多糖類はまたポリカルボン酸塩分散剤とともに作用して、結晶マトリクスが十分に均一分布するまでスラリー構成要素を懸濁させる。砂やその他の凝結体はその沈殿を抑制される。スラリーの粘性は低くなり、注入性が向上することからエネルギー費が減少する。組成物の作業性と表面の潤滑性も向上する。
【００４１】
本発明に特に好ましい多糖類は多様である。生体高分子ゴムが最も好ましい。スクレログルカンやシゾフィランなどのグルカン製品が特に好ましい。スクレログルカンはスクレロチウム属の糸状菌から生じる。シゾフィランはスエヒロタケ属の菌によって生じられる体外多糖である。スクレログルカンおよびシゾフィランは多糖類であり、その１−３の線状鎖は、およそ３０からおよそ３５パーセントの線状鎖が１−６結合によって結合する単一のＤ−グリコシルユニットと連結する。平均分子量は５ｘ１０６以上である。これらは非イオン性ホモ多糖類である。連鎖は三重螺旋状に自己結合している。これらは水中に溶解して擬似プラスチック溶液を生じる。これら化合物の補足的な特性および作成法は米国特許第４，９５４，４４０に記載され、この参照により開示に含まれる。好ましいスクレログルカンはＳＫＷケミカル株式会社（ＳＫＷ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｉｎｃ）（カリフォルニア州マリエッタ）から商品名ＢＩＯＢＩＳで市販されている。キサンタンガムやウェランガムなどのその他の多糖類ガムも本発明において使用が可能である。
【００４２】
ヘテロ多糖類は高い分子量を持ち、一般に少なくとも二つの異なる種類の単糖類を含む線状炭水化物重合体である。Ｓ−６５７などの重合した反復単位を形成する少なくとも二種類の異なる単糖類が米国特許第５，１７５，２７８に記載され、この参照により開示に含まれる。この多糖類は本発明に特に有用なキサンタンガムの一例である。好ましい多糖類であるＳ−６５７は、およそ二百万ダルトン以上の分子量を持つ延長し絡みあった三つ折の左巻き二重螺旋を形成し、商品名Ｄｉｕｔａｎでケルコバイオポリマーズ社（Ｋｅｌｃｏ  Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒｓ）（カリフォルニア州サンディエゴ）から市販されている。
【００４３】
凝結体をこの組成物に添加する際は、当業者に認知されるあらゆる凝結体を使用できる。その低コストと入手のしやすさから、珪砂やその他の珪酸塩が最も頻繁に使用される。凝結体は完成品の密度を調節する目的で選択される。多様な砂が本発明に適しており、これらにはモヒカン中型砂（Ｍｏｈａｗｋ  Ｍｅｄｉｕｍ  ｓａｎｄ）、リッチミックス細砂（Ｒｉｃｈ  Ｍｉｘ  Ｆｉｎｅ  ｓａｎｄ）、アトランタ砂（Ａｔｌａｎｔａ  ｓａｎｄ）、ドーサン砂（Ｄｏｔｈａｎ  Ｓａｎｄ）、フロリダ砂（Ｆｌｏｒｉｄａ  ｓａｎｄ）などが含まれる。様々な種類の砂を組合わせて特定の粒子サイズ分布ないしその他の性質を得ることができる。より重い岩石、砂利、玉砂利やシリカヒューム系などのこれに限られない凝結体は生成物の密度を上げるのに対し、発泡陶粒（Ｈａｄｉｔｅ）、粘土、軽石、発泡体、蛭石ないし中空のミクロスフェアは密度を下げる。真珠岩、石灰岩あるいはスラグなどのあらゆる種類の充填剤も使用可能である。凝結剤は、乾燥した凝固剤を含有しない構成要素の重量で多くて３００重量％まで組成物に添加される。
【００４４】
本発明の組成は、特定の用途によってさらに多数の添加物を任意に持つ。これらの添加物には増量剤、着色料、保存料およびその他の当業者に認知される添加物が含まれる。特定用途のための添加物やその適切な濃度は当分野の専門家において認知されている。色素、染料および染色料などの着色剤も添加物として有効であり、特にフローリング用途に有用である。あらゆる既知の着色料が本発明に使用される。二酸化チタンは特に組成物を白くする際に有用である。着色剤はこの種の組成物に従来使用される量で使用され、また従来の方法によって添加される。
【００４５】
本発明のもうひとつの実施例において、混合物は高質で水平な表面になるようほとんどあるいは全く最終加工の必要ない自己水平化フロアになるよう調節される。この用途に使用されるスラリーはより流動的である。しかしスラリーの粘性は水を加えるだけで減少され、完成品の強度も減少し、滲みとして知られる水の分離も上昇する。水平化組成物は通常、高分子樹脂を組み込んでおり、組成の調整が必要である場合がある。
【００４６】
水平化組成物はまた高分子樹脂を使用して仕上がった床の表面性質を調節する。表面の脆弱性は重合体を多くとも５％、あるいは好ましくはおよそ０．０５％からおよそ１％までの濃度で使用した際に削減される。典型的な樹脂にはエロテックス（Ｅｌｏｔｅｘ）  ＡＧ（スイス、ゼンパハ）からの１０１８４および５０Ｅ  ２００、およびビナッパＲＰ（ＶＩＮＮＡＰＡＳＲＰ）−２２６（ミシガン州、エードリアン、ワッカーポリマーシステムズ（Ｗａｃｋｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ））が含まれる。
【００４７】
本発明の範囲内において、使用される混合あるいはポンプ装置によって組成を調節すべきである。異なるブランドのポンプ装置は剪断力を生じるため、スラリーが適切に流動するための特定の性質を必要とする。幾つかの機械は特定の粒子サイズ分布を持つ凝結体を使用する。その他の機械メーカーは組成を調節するよう勧めている。各機械に対応しての組成の調節は、通常これらの機械を使用してスラリーを作る当業者によって判断されることが理解される。
【００４８】
局所的に床板の下敷きとして使用される場合、自由流動して容易にホースからポンプ注入されるよう組成物が調節される。凝結体の分離なしでのより高い流動性が望まれる。この用途において、水と高分子樹脂はそれぞれ最高の濃度域において使用される。凝結体はホース内の固形沈殿の分離を減少するよう選択されるべきである。
【００４９】
これらの組成物の使用は、高質の生成品を作るのに特別な混合方法やプロセスを必要としない。乾燥混合物あるいはスラリーを生成するための材料を調達する。選択された添加物の種類により、液体状、乾燥状ないしその両方で入手される。液体状態で使用された場合、添加物濃度は乾燥状態の重量に基づいて判断される。この混合物はすべて乾燥状態の重量に基づき、少なくとも２５％のベータ焼成体、およそ０．２％からおよそ１０％のポリカルボン酸分散剤、およびおよそ０．０５％からおよそ５０％の向上要素を有するおよそ５０％からおよそ９８％の硫酸カルシウム半水塩を有する材料を入手することによって生成される。凝固促進剤、遅延剤、高分子樹脂、消泡剤などの任意の添加物もまた入手される。材料は容易に混ぜ合わせられるように、湿潤材料と乾燥材料とに分ける。乾燥材料はマリオンミキサー（Ｍａｒｉｏｎ  ｍｉｘｅｒ）などのミキサーで均質になるまで混合される。この混合混合物はその後に市販販売されるよう任意に包装されてもよい。
【００５０】
床ないし下地床を張る予定の部位において、乾燥材料に対し１００グラムの材料につきおよそ１２ｃｃからおよそ４０ｃｃの水を計量して混合容器に入れる。いかなる湿性ないし湿潤材料が使用される場合、これらは水に混ぜ入れられる。そして乾燥材料を水に混ぜ入れ、均質スラリーを形成する。次にスラリーを基板上に塗布、ポンプ注入、放出ないし流し込まれて凝固させ、床あるいは下地床を形成する。
【００５１】
このフローリング製品は最終の仕上げを必要としないが、当業者に既知される状況下においては表面の仕上げが望ましい場合がある。仕上げの技術は仕上げ工が表面の消耗などの表面特性をある程度まで調整することを可能にする。床はセメント仕上げ工によって既知されるあらゆる技術を用いて任意に最終の仕上げをされ、この技術には圧着工法、ローリングピン、あるいはモルタル下地などが含まれるがこれらに限られない。
【００５２】
これらとその他の実施例は以下の例に実証されている。特に明記しない限り、例において記載される全ての重量はポンドである。濃度ないし比率は乾燥した凝結体のない重量に基づく。
【００５３】
幾つかの例は砂のような凝結体がどのようにスラリー内に懸濁するかを観察するためスランプ試験を使用する。試験は、床が注ぎ込まれてスラリーがホースから注出される状態を擬態することを目的とする。時にポンプは異なるバッチへ切り替えられるか、異なる床部へ異動するために停止される。このような場合、スラリーは注出が再開始されるまで数分間ホース内に放置される。スランプ試験はこのような状況の擬態を目的とする。
【００５４】
特に記載のない限り、４０００グラムの試料が乾燥構成要素に基づいて用意された。凝結体を含む全ての乾燥構成要素を計量し、共に混ぜ合わした。所定量の脱イオン水を計量し、ミキシングボウルに注ぎこんだ。混合された乾燥材料を水に加え、凝固時間を測定するためにこの時間を開始時間として記録した。ミキシングボウルをホーバートミキサー（Ｈｏｒｂａｒｔ  ｍｉｘｅｒ）上に置き、およそ五秒間ゆすった。一分間浸透させた後、材料を低スピードで二分間混合した。ボウルをミキサーから取外し、内容物を１５秒間すべての材料が均等に混ざり合っているかを確認するよう泡だて器で混ぜ合わせた。
【００５５】
最初のスランプ試料がプラスチックシート上に置かれた湿った２インチｘ４インチ（５ｃｍ  ｘ  １０ｃｍ）シリンダにわずかに溢れるように注ぎ込まれた。余分な試料をならした後、シリンダをゆっくりと持ち上げ、スラリーが下から流れ出てパティが形成された。パティは二方向、９０°離れて測定され（±１／８インチ）、平均値がパティの直径として記録された。残りの試料はそのままピッチャー内に５分間放置された。攪拌せずに、更なるスランプ試料を五分間隔に注ぎこみ、これをピッチャーが空になるまで、あるいは注ぎ込めなくなるまで繰り返した。混合物はスランプ試験中、攪拌されなかった。
【００５６】
滲み出た水は、試料が凝固した後の試料の表面上の余分な水の量として判断された。１３０ｍＬの試料をセットされた２４０ｍＬカップに注ぎ込み、ビカー凝結が達成されるまで放置された。試料を含有するカップと滲み出た水の重量が測定された（±０．１０ｇ）。
【００５７】
次に、滲み出た水が注ぎ出され、カップをゆすって全ての余分な水が除去された。カップと試料の重量が再度測定された。滲み出た水は以下のように計算された。
（初期重量  −  最終重量）ク   初期重量  ＊  １００  ＝  ％滲み出た水
凝結した２インチ立方体が密度および圧縮強度を試験するために使用された。立方体鋳型は、漏れを防ぐために鋳型のそこをワセリンで封じ、鋳型をＷＤ−４０などの承認された剥離剤で潤滑して用意された。試料材は立方体の隅へおよそ３／４分目まで満たすまで注ぎ込まれ、必要に応じて砂が懸濁するよう攪拌された。小さなヘラを使用して立方体内の全ての気泡を取り除くよう、試料材は勢いよく隅から隅へ３−５秒間攪拌された。その後、立方体はわずかに溢れるまで満たされ、残りの試料材は更なる試験用に設定されたカップに注ぎ込まれた。余分な試料はビカー凝固してから１０分後に立方体鋳型からならされ、立方体はおよそ５０分後に鋳型から慎重に取り外された。立方体が作成されてからおよそ２４時間後、全ての立方体は一定した重量が得られるまで１１０°Ｆ（４３°Ｃ）の強制空気炉に８日間入れられた。
【００５８】
試料の密度は多数の乾燥した立方体の重量を測り、以下の方程式を適用して確定された。
【００５９】
密度（ｌｂ／ｆｔ３）＝（立方体の重量  ＊  ０．４７５９８）ク   立方体数
圧縮強度試験機を使用して圧縮強度を測定するために、凝結した立方体が使用された。立方体を二つのプラテン間に設置した。力を用いてプラテンをお互いに押し付けた。機械は立方体を潰すために必要となった力量を記録した。ポンドでの合計力量は表面積、この場合は４ｉｎ２、で割ってインチ平方ポンド（ｐｓｉ）に変換された。
【００６０】
凝固時間の参照はＡＳＴＭ  Ｃ−４７２によるビカー凝固時間を参照しており、この参照によって本開示に含まれる。ビカー凝固時間はプラスターが手練用の水に添加される時点から、およびスラリーが機械練り用にミキサーから取り出される時点から始まる。試料は望まれる用途のために標準の粘度を持つよう５０グラムの乾燥した凝結体の無い材料と十分な水とから構成される。試料はパティを形成するようアクリルシート上に流し出される。３００グラムのビカー針をパテイの中心と外縁の中程に、パティ表面に垂直になるよう立てる。針はパティ表面に保持され、自身の重みで自由に倒れるよう放たれる。凝固時間は針がパティの最下部まで貫通できない時点で判断される。貫通の度合いが不明確な場合、針を少し押して下の表面に触れているかどうかを判断する。
【００６１】
実施例１
床板の下敷き生成物としての使用に適した石膏セメント調合が本発明に従って作られた。相当量のアルファ焼石膏がベータ焼石膏によって置換され、およそ０．０２５％からおよそ１０％のポリカルボン酸塩を添加して高質生成物が作られた。
【００６２】
【表１】
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自由構成要素
乾燥構成要素はドライブレンドされ、１１８５グラムの試料が計量された。各試料は２８１５グラムの砂と混合されて、全ての構成要素が水に加えられて混ぜ合わされた。スランプ試験、密度および強度の結果が以下の表２に示される。
【００６３】
【表２】
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【００６４】
実施例２
高比率の粒粉が組成に使用できるかを判断するために、表３の床板下敷きが検査された。以下の表３において、リッチミックス細砂（Ｒｉｃｈ  Ｍｉｘ  Ｆｉｎｅ  Ｓａｎｄ）とモヒカン中型砂を篩分析で検査した。
【００６５】
【表３】
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リッチミックスは通常、中型の素材量を多く含み、米国標準ふるいの＃１６と＃３０を通り抜ける。細砂はマトリクスを流動化する際により多くの水を必要とすることから、より多くの水量が砂構成要素を凝固させ、より多くの水が滲み出る。
【００６６】
表４の床板下敷き組成の試料（２３７０ｇ）が測定された。対照試料である指定２−１３６には多糖類が添加されなかった。試験試料２−１３８は乾燥材料に０．３１１６グラムのＤｉｕｔａｎ  ＥＸ−８２５９が添加された。各試料には１６８９グラムのモヒカン中型砂および３９４１グラムのリッチミックス細砂が添加された。スランプ試験を行った際に９．５パティの目標スランプが得られるよう水が加えられた。両試料のスランプ試験結果が表５に詳細に示されている。
【００６７】
【表４】
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【００６８】
【表５】
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【００６９】
実施例３
上級のほぼ自己水平化石膏セメント組成がアルファおよびベータ石膏の混合物、セメントおよびポリカルボン酸塩から作られた。水需要量が理論的必要量よりもはるかに低い混合物が上記の組成に従って調合される。
この例に参照される安定剤は、重量で７０％がアルファ焼石膏および３０％が多糖類である物理的混合物である。
【００７０】
【表６】
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試料は、２６６７ｇの中型モヒカン砂と混合された上記の各組成物の１３３３グラムを用いて調合された。スランプサイズが９．５−９．７５インチ（２４．１から２４．８ｃｍ）になるまで水が添加された。
【００７１】
【表７】
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ポリカルボン酸塩の濃度が上昇するにつれて、水容量は減少し、生成品の密度および強度が上昇した。乾燥組成の粘稠度１３５ｃｃ／１０００グラムにおいて、生成品は完全水和に必要な理論的水量よりも低水量を持っていた。しかしながら、強度と密度は流動性質を代価にして獲得されなかった。
【００７２】
実施例４
改善された自己水平化の床組成は石膏セメント、ポリカルボン酸塩および多糖類を有する。
【００７３】
【表８】
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上記の処方は、注出後に床板下敷き組成物がどれくらいの時間その自己回復性質を保つかを判断するために使用された。
【００７４】
【表９】
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この例のデータは上記のように、自己水平化石膏の処方がベータ焼石膏を用いて良好な作業時間で達成されたことを示す。
【００７５】
実施例５
どの生成品が容易に仕上げられるかを判断するため、下敷き材の仕上げ特性が検査された。自己水平化フローリング組成が表８に示される全ての構成要素の量を用いて調合されたが、ポリカルボン酸塩、５０Ｅ２００重合体および多糖類安定剤の量は以下のように変更された。
【００７６】
【表１０】
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【００７７】
実施例６
フローリング組成物の流動性が、多糖類の添加とスルンホン化ナフタリン（ｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ  ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）を比較することで試験された。下地床組成物の組成が表１１に示される。
【００７８】
【表１１】
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この例は９．５インチのスランプを生じるのに必要なポリカルボン酸の量を、同様のスランプに必要なスルホン化ナフタリン可塑剤の量と比較検査したものである。表１２に示された量の可塑剤が下地床化合物に添加された。
【００７９】
【表１２】
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同様なフローリング組成の流動性を得るのに必要となったスルホン化ナフタリン可塑剤、Ｌｏｍａｒ  Ｄ 、の量はポリカルボン酸塩、ＭＶＡ  １６４１、のほぼ四倍であった。同様の流動性で、試料１１−１３６Ａのフローリングはより強く、高密度で、速く凝結し、また滲み出た水分は少なく、結果としてより優れた生成物であった。試料１１−１３６ＡとＢのように、同じ濃度で二つの可塑剤を使用した際、試料１１−１３６Ｂは塗り広げるのにはあまりにも高粘度であった。
【００８０】
ここに記載される実施例および例は発明の例証を目的としており、本発明の範囲はこれに限られない。あらゆる有効な方法を使用して、本発明のあらゆる実施例と組成の任意の成分が組合わされることが可能である。本発明への補充的な実施例および使用は当分野の専門家には明白である。
【国際調査報告】
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