(57)【要約】  本出願において、石膏配合物及び他の建築製品に使用される水性アスファルト／ワックスエマルジョンを開示する。本エマルジョンは、水と、ワックス成分と、アスファルト成分と、少なくとも１つの乳化剤とを含み得る。また本出願では、硬化性石膏組成物を調製するために、エマルジョン中又はかかるエマルジョンから形成されるスラリー中に任意の添加剤が含まれていてもよい。かかるエマルジョンを製造する方法も提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏配合物に使用される水性ワックスエマルジョンであって、
少なくとも約５０重量パーセントの水と、
パラフィン系炭化水素と、天然モンタンワックス及び合成モンタンワックスの１つ又は複数とを含む、約１５重量パーセント以上約３０重量パーセント以下のワックス成分と、
約７重量パーセント以上約１２重量パーセント以下のアスファルト成分であって、
該アスファルト成分と前記パラフィン系炭化水素との比率が、約０．１：１〜約１：１（重量比）の範囲である、アスファルト成分と、
約１重量パーセント以上約５重量パーセント以下の少なくとも１つの乳化剤と、
を含む、石膏配合物に使用される水性ワックスエマルジョン。
【請求項２】
石膏配合物に使用される水性ワックスエマルジョンであって、
約５０重量パーセント以上約７５重量パーセント以下の水と、
約１０重量パーセント以上約４０重量パーセント以下のワックス成分と、
約５重量パーセント以上約１５重量パーセント以下のアスファルト成分と、
約０．５重量パーセント以上約５重量パーセント以下の少なくとも１つの乳化剤と、
を含む、石膏配合物に使用される水性ワックスエマルジョン。
【請求項３】
約７０重量パーセントの水と、約２１重量パーセントの前記ワックス成分と、約８重量パーセントの前記アスファルト成分と、約１重量パーセントの前記少なくとも１つの乳化剤とを含む、請求項２に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項４】
前記ワックス成分が、モンタンワックス、合成モンタンワックス及び／又はパラフィン系炭化水素の少なくとも１つを含む、請求項２又は３に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項５】
前記ワックス成分が、パラフィン系炭化水素とモンタンワックスとを含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項６】
前記ワックス成分が、モンタンワックスを含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項７】
前記ワックス成分が、モンタンワックスと合成モンタンワックスとを含む、請求項２〜６のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項８】
前記ワックス成分が合成モンタンワックスを含み、該合成モンタンワックスが、ノルマルα−オレフィンワックス、酸化によって及び／又は蒸留若しくはストリッピングによる精製によって変性された炭素原子約２０個以上の炭素鎖長のオレフィンワックス、天然又は合成のカルナウバ蝋、ヤシ蝋、フィッシャー−トロプシュワックス、蜜蝋、ポリエチレンワックス、高分子アルケン、酸化ポリエチレンワックス、並びにそれらの混合物、ブレンド及び誘導体からなる群から選択される、請求項２〜７のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項９】
前記ワックス成分がパラフィン系炭化水素を含み、該パラフィン系炭化水素が、約４０℃〜約８０℃の融点を有するパラフィンワックスである、請求項２〜８のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項１０】
前記パラフィンワックスが約１重量パーセント以下の油を含む、請求項９に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項１１】
前記パラフィンワックスが約０．５重量パーセント以下の油を含む、請求項１０に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項１２】
約０．５重量パーセント以上約５重量パーセント以下のモンタンワックスと、約０．１重量パーセント以上約５重量パーセント以下の合成モンタンワックスと、約５重量パーセント以上約３０重量パーセント以下のパラフィン系炭化水素とを含む、請求項２〜１１のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項１３】
約１重量パーセント以上約４重量パーセント以下のモンタンワックスと、約０．２５重量パーセント以上約３重量パーセント以下の合成モンタンワックスと、約１０重量パーセント以上約３０重量パーセント以下のパラフィン系炭化水素とを含む、請求項２〜１２のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項１４】
約１．５重量パーセント以上約３重量パーセント以下のモンタンワックスと、約０．５重量パーセント以上約１．５重量パーセント以下の合成モンタンワックスと、約１５重量パーセント以上約２５重量パーセント以下のパラフィン系炭化水素とを含む、請求項２〜１３のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項１５】
約２重量パーセントのモンタンワックスと、約１重量パーセントの合成モンタンワックスと、約１８重量パーセントのパラフィン系炭化水素とを含む、請求項２〜１４のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項１６】
前記ワックス成分がパラフィン系炭化水素を含み、前記アスファルト成分と該パラフィン系炭化水素との比率が、約０．１：１〜約１：１（重量比）である、請求項２〜１５のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項１７】
前記アスファルト成分と前記パラフィン系炭化水素との比率が、約０．４：１（重量比）である、請求項１６に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項１８】
前記アスファルト成分が、約６０以下の針入度グレードを有する、請求項２〜１７のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項１９】
前記アスファルト成分が、約２０以下の針入度グレードを有する、請求項２〜１８のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項２０】
前記アスファルト成分が、約０以上約１０以下の針入度グレードを有する、請求項２〜１９のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの乳化剤が、炭化水素樹脂、クラフトリグニン、スチレン無水マレイン酸、及び／又は無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィンを含む、請求項２〜２０のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの乳化剤が、樹脂及び／又はクラフトリグニンを含む、請求項２〜２１のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項２３】
前記エマルジョンが、ポリ（フェノレートカルボキシレート）樹脂、炭化水素樹脂、熱可塑性樹脂、及びそれらのブレンドの１つ又は複数を含み、前記クラフトリグニンが、トール油脂肪酸をベースとしたアミドアミン及びそれらのブレンドを含む、請求項２２に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項２４】
約０．５重量パーセントの前記ポリ（フェノレートカルボキシレート）樹脂と、約０．６重量パーセントの前記熱可塑性樹脂とを含む、請求項２３に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの乳化剤が、スチレンマレイン酸、及び／又は無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィンを含む、請求項２〜２４のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項２６】
前記無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィンが、無水マレイン酸がグラフトしたポリエチレンである、請求項２５に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項２７】
約５重量パーセント未満の鹸化剤を更に含む、請求項２〜２６のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項２８】
約０．１重量パーセント以上約３重量パーセント以下の鹸化剤を更に含む、請求項２〜２７のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項２９】
約０．５重量パーセントの前記鹸化剤を含む、請求項２８に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項３０】
前記鹸化剤がアルカリ金属である、請求項２９に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項３１】
安定化剤及び／又は分散剤を更に含む、請求項２〜３０のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョン。
【請求項３２】
水性ワックスエマルジョンを製造する方法であって、
約６０未満の針入度グレードを有するアスファルトとワックス成分とを含む第１のエマルジョン成分を準備することと、
水と少なくとも１つの乳化剤とを含む第２のエマルジョン成分を準備することと、
前記第１のエマルジョン成分及び前記第２のエマルジョン成分をそれぞれ加熱することと、
前記第１のエマルジョン成分と前記第２のエマルジョン成分とを組み合わせることであって、エマルジョン溶液を形成することと、
前記エマルジョン溶液を乳化させることであって、前記水性ワックスエマルジョンを形成することと、
を含む、水性ワックスエマルジョンを製造する方法。
【請求項３３】
前記第１のエマルジョン成分及び前記第２のエマルジョン成分を約７０℃以上に加熱することを更に含む、請求項３２に記載の水性ワックスエマルジョンを製造する方法。
【請求項３４】
前記アスファルトが約０以上約１０以下の針入度グレードを有し、前記ワックス成分が、モンタンワックス、合成モンタンワックス、及び／又は約１重量パーセント以下の油を有するパラフィンワックスの少なくとも１つを含む、請求項３２又は３３に記載の水性ワックスエマルジョンを製造する方法。
【請求項３５】
水性ワックスエマルジョンを製造する方法であって、
完全なアスファルトエマルジョンを形成することであって、
アスファルトを含む第１のエマルジョン成分を準備することと、
水と少なくとも１つの乳化剤とを含む第２のエマルジョン成分を準備することと、
前記第１のエマルジョン成分及び前記第２のエマルジョン成分をそれぞれ加熱することと、
前記第１のエマルジョン成分と前記第２のエマルジョン成分とを組み合わせることであって、第１のエマルジョン溶液を形成することと、
前記第１のエマルジョン溶液を乳化させることであって、前記完全なアスファルトエマルジョンを形成することと、
を含む、完全なアスファルトエマルジョンを形成することと、
完全なワックスエマルジョンを形成することであって、
ワックス成分を含む第３のエマルジョン成分を準備することと、
水と少なくとも１つの乳化剤とを含む第４のエマルジョン成分を準備することと、
前記第３のエマルジョン成分及び前記第４のエマルジョン成分をそれぞれ加熱することと、
前記第３のエマルジョン成分と前記第４のエマルジョン成分とを組み合わせることであって、第２のエマルジョン溶液を形成することと、
前記第２のエマルジョン溶液を乳化させることであって、前記完全なワックスエマルジョンを形成することと、
を含む、完全なワックスエマルジョンを形成することと、
前記完全なアスファルトエマルジョンを、前記完全なワックスエマルジョンとブレンドさせることであって、前記水性ワックスエマルジョンを生成することと、
を含む、水性ワックスエマルジョンを製造する方法。
【請求項３６】
前記アスファルトが、約６０以下の針入度グレードを有する、請求項３５に記載の水性ワックスエマルジョンを製造する方法。
【請求項３７】
前記アスファルトが、約０以上約１０以下の針入度グレードを有する、請求項３５又は３６に記載の水性ワックスエマルジョンを製造する方法。
【請求項３８】
前記ワックス成分が、モンタンワックス、合成モンタンワックス、及び／又は約１重量パーセント以下の油を有するパラフィンワックスの少なくとも１つを含む、請求項３５〜３７のいずれか一項に記載の水性ワックスエマルジョンを製造する方法。
【請求項３９】
硬化性石膏組成物であって、
水を含む石膏スラリーと、
水性ワックスエマルジョンであって、
約４０重量パーセント以上の水と、
約５重量パーセント以上約５０重量パーセント以下のワックス成分と、
約３重量パーセント以上約１８重量パーセント以下のアスファルト成分と、
約０．２重量パーセント以上約１０重量パーセント以下の少なくとも１つの乳化剤と、
を含む、水性ワックスエマルジョンと、
を含む、硬化性石膏組成物。
【請求項４０】
前記アスファルト成分が、約６０以下の針入度グレードを有し、前記ワックス成分が、モンタンワックス、合成モンタンワックス、及び／又は約１重量パーセント以下の油を有するパラフィンワックスの少なくとも１つを含む、請求項３９に記載の硬化性石膏組成物。
【請求項４１】
前記少なくとも１つの乳化剤が、少なくとも１つの樹脂、クラフトリグニン、スチレン無水マレイン酸、及び／又は無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィンを含む、請求項３９又は４０に記載の硬化性石膏組成物。
【請求項４２】
アルカリ金属を更に含む、請求項３９〜４１のいずれか一項に記載の硬化性石膏組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬化性石膏配合物並びに他の建設配合物及び建築配合物に添加するワックスエマルジョン及び混合物の分野に関し、より詳細には、低吸水率の石膏壁板を製造するような混合物及びエマルジョンの分野に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づき、「石膏組成物及び建築製品に使用される水性アスファルト／ワックスエマルジョン（AQUEOUS ASPHALT/WAX EMULSION FOR USE IN GYPSUM COMPOSITIONS AND BUILDING PRODUCTS）」と題する２０１１年８月１６日付けで出願された米国仮出願第６１／５２４，２００号、及び「石膏組成物及び建築製品に使用される水性アスファルト／ワックスエマルジョン（AQUEOUS ASPHALT/WAX EMULSION FOR USE IN GYPSUM COMPOSITIONS AND BUILDING PRODUCTS）」と題する２０１２年１月１８日付けで出願された米国仮特許出願第６１／５８７，８２２号（それらの内容全体は参照により本明細書に援用され、本明細書の一部をなすものとする）の優先権の利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００３】
石膏壁板は、建築物の内壁及び外壁を形成するのに使用されている。標準的な石膏壁板は、石膏スラリーを調製し、スラリーを２つのライナーの間に配して、それを硬化させることによって作られる。標準的な壁板配合物は、耐水性でないため、水に曝されると強度を失う。その上、水に曝されると、白かび、かび又は他の生物の増殖によって、壁板が汚れるおそれがある。
【０００４】
石膏壁板の耐水性を上げる多数の試みが為されてきた。或る方法は、様々な化合物、例えば、ワックス、鹸化剤、乳化剤、及びアスファルト等の他の添加剤を含有するエマルジョンを石膏スラリーに添加することを含む。
【０００５】
特許文献１は、ポリビニルアルコールを含むアスファルト／ワックスエマルジョンを、石膏スラリーに添加して、耐水特性を与えることを開示している。アスファルト／ワックスエマルジョンは、アスファルト３部に対してワックス約１部の比率で、パラフィン又はマイクロクリスタリンワックスを含み得る。
【０００６】
特許文献２は、耐水性を改善させるように石膏スラリーに添加される、ポリビニルアルコールとホウ酸塩化合物とを含むアスファルト／ワックスエマルジョンを開示している。ワックスは、パラフィン又はモンタンワックスを含んでいてもよい。特許文献３も、耐水特性を改善させるために石膏スラリーに添加される、ポリビニルアルコールを含むアスファルト／ワックスエマルジョンを開示している。壁板を形成した後、樹脂ラテックスのコーティングを付すと、壁板の耐水特徴が更に改善される。
【０００７】
特許文献４は、耐水性石膏組成物、及び約４０℃〜８０℃の融点を有するパラフィン系炭化水素と、パラフィン系炭化水素１００部当たり約１重量部〜２００重量部のモンタンワックスと、パラフィン系炭化水素１００部当たり約１重量部〜５０重量部のポリビニルアルコールとを含むアスファルト無含有ワックスエマルジョンを記載している。また、石膏壁板の耐水特性を改善させるのに有効であることが示される水性ワックスエマルジョンは市販されている。従来技術であるかかる市販の水性エマルジョンの１つは、Henry Company（El Segundo, CA）によって供給されるＡｑｕａｌｉｔｅ（商標）７０である。このエマルジョンは、石膏壁板の耐湿性を上げるのに非常に有効であることが示されている。
【０００８】
また、特許文献５は、耐水性石膏壁板に使用される合成モンタン系配合物の使用を教示している。石膏壁板に使用される他の有効な市販のワックス系エマルジョンとしては、同様にHenry Companyによって供給される、Ａｑｕａｌｉｔｅ（商標）３０、Ａｑｕａｌｉｔｅ（商標）７００及びＡｑｕａｌｉｔｅ（商標）８００が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第３，９３５，０２１号
【特許文献２】米国特許第４，０９４，６９４号
【特許文献３】米国特許第５，３９７，６３１号
【特許文献４】米国特許第５，４３７，７２２号
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１０／０１１６４０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
耐水性は、上記の様々なエマルジョンによって実現することができるが、かかるエマルジョンの製造コストを下げるとともに、石膏壁板の耐水特性の改善を実現することが、望ましいと考えられる。したがって、当該技術分野では、とりわけ原材料コストに関して、かかるエマルジョンの製造コストを低減させるとともに、石膏壁板の耐水特性を改善させる、組成物及び方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の或る特定の態様、利点及び新規の特徴が本明細書で述べられている。全てのこうした利点を、本明細書に開示される本発明の任意の特定の実施の形態に従って達成することが必ずしもできるわけではないことが理解される。そのため、本明細書に開示される本発明は、本明細書で教示又は示唆される可能性がある他の利点を必ずしも達成することなく、本明細書で教示される１つの利点又は利点の群を達成するか又は選択するように、具現化又は実行することができる。
【００１２】
例示的な一実施の形態は、石膏配合物に使用されるアスファルト／ワックスエマルジョンであって、少なくとも約５０重量パーセント以上の水と、パラフィン系炭化水素と、天然モンタンワックス及び合成モンタンワックスの１つ又は複数とを含み得る、約１５重量パーセント以上約３０重量パーセント以下のワックス成分と、約７重量パーセント以上約１２重量パーセント以下のアスファルト成分であって、アスファルト成分とパラフィン系炭化水素との比率が、約０．１：１〜約１：１（重量比）の範囲である、アスファルト成分と、約１重量パーセント以上約５重量パーセント以下の少なくとも１つの乳化剤とを含む、石膏配合物に使用されるアスファルト／ワックスエマルジョンを含む。
【００１３】
別の実施の形態では、石膏配合物に使用される水性ワックスエマルジョンは、約５０重量パーセント以上約７５重量パーセント以下の水と、約１０重量パーセント以上約４０重量パーセント以下のワックス成分と、約５重量パーセント以上約１５重量パーセント以下のアスファルト成分と、約０．５重量パーセント以上約５重量パーセント以下の少なくとも１つの乳化剤とを含む。一実施の形態では、エマルジョンは、約７０重量パーセントの水と、約２１重量パーセントのワックス成分と、約８重量パーセントのアスファルト成分と、約１重量パーセントの少なくとも１つの乳化剤とを含むことができる。幾つかの実施の形態では、ワックス成分は、モンタンワックス、合成モンタンワックス及び／又はパラフィン系炭化水素の少なくとも１つを含むことができる。幾つかの実施の形態では、ワックス成分は合成モンタンワックスを含むことができ、合成モンタンワックスは、ノルマルα−オレフィンワックス、酸化によって及び／又は蒸留若しくはストリッピングによる精製によって変性された炭素原子約２０個以上の炭素鎖長のオレフィンワックス、天然又は合成のカルナウバ蝋、ヤシ蝋、フィッシャー−トロプシュワックス、蜜蝋、ポリエチレンワックス、高分子アルケン、酸化ポリエチレンワックス、並びにそれらの混合物、ブレンド及び誘導体からなる群から選択され得る。ワックス成分はパラフィン系炭化水素を含むことができ、パラフィン系炭化水素は、約４０℃〜約８０℃の融点を有するパラフィンワックスとすることができる。幾つかの実施の形態では、パラフィンワックスは約１重量パーセント未満又は０．５重量パーセント未満の油を含むことができる。エマルジョンは、約０．５重量パーセント〜約５重量パーセントのモンタンワックスと、約０．１重量パーセント〜約５重量パーセントの合成モンタンワックスと、約５重量パーセント〜約３０重量パーセントのパラフィン系炭化水素とを含むことができる。幾つかの実施の形態では、エマルジョンは、約１重量パーセント〜約４重量パーセントのモンタンワックスと、約０．２５重量パーセント〜約３重量パーセントの合成モンタンワックスと、約１０重量パーセント〜約３０重量パーセントのパラフィン系炭化水素とを含むことができる。別の実施の形態では、エマルジョンは、約１．５重量パーセント〜約３重量パーセントのモンタンワックスと、約０．５重量パーセント〜約１．５重量パーセントの合成モンタンワックスと、約１５重量パーセント〜約２５重量パーセントのパラフィン系炭化水素とを含むことができる。幾つかの実施の形態では、エマルジョンは、約２重量パーセントのモンタンワックスと、約１重量パーセントの合成モンタンワックスと、約１８重量パーセントのパラフィン系炭化水素とを含む。幾つかの実施の形態では、ワックス成分はパラフィン系炭化水素を含み、アスファルト成分とパラフィン系炭化水素との比率は、約０．１：１〜約１：１（重量比）とすることができる。幾つかの実施の形態では、アスファルト成分とパラフィン系炭化水素との比率は、約０．４：１（重量比）とすることができる。幾つかの実施の形態では、アスファルト成分は、約６０未満、約２０未満、又は約０〜約１０の針入度グレードを���することができる。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの乳化剤は、炭化水素樹脂、樹脂、クラフトリグニン、スチレン無水マレイン酸、及び／又は無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィンを含む。別の実施の形態では、樹脂は、ポリ（フェノレートカルボキシレート）樹脂、熱可塑性樹脂、及びそれらのブレンドの１つ又は複数とすることができ、クラフトリグニンは、トール油脂肪酸をベースとしたアミドアミン及びそれらのブレンドを含むことができる。幾つかの実施の形態では、エマルジョンは、約０．５重量パーセントのポリ（フェノレートカルボキシレート）樹脂と、約０．６重量パーセントの熱可塑性樹脂とを含む。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの乳化剤は、スチレンマレイン酸、及び／又は無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィンを含むことができる。無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィンは、無水マレイン酸がグラフトしたポリエチレンとすることができる。水性ワックスエマルジョンは鹸化剤を更に含むことができ、エマルジョンは約５重量パーセント未満の鹸化剤を含み得る。幾つかの実施の形態では、エマルジョンは、約０．１重量パーセント〜約３重量パーセントの鹸化剤又は約０．５重量パーセントの鹸化剤を含むことができる。鹸化剤はアルカリ金属とすることができる。幾つかの実施の形態では、水性ワックスエマルジョンは、安定化剤及び／又は分散剤を更に含むことができる。
【００１４】
幾つかの実施の形態は更に、水性ワックスエマルジョンを製造する方法を含む。１つの水性ワックスエマルジョンを製造する方法は、ａ）約６０未満の針入度グレードを有するアスファルト成分とワックス成分とを含む第１のエマルジョン成分を準備することと、ｂ）水と少なくとも１つの乳化剤とを含む第２のエマルジョン成分を準備することと、ｃ）第１のエマルジョン成分及び第２のエマルジョン成分をそれぞれ加熱することと、ｄ）第１のエマルジョン成分と第２のエマルジョン成分とを組み合わせることであって、エマルジョン溶液を形成することと、ｅ）エマルジョン溶液を乳化させることであって、水性ワックスエマルジョンを形成することと、を含む。更なる実施の形態では、工程（ｃ）は成分を約７０℃以上に加熱することを含む。アスファルト成分は好ましくは約０〜約１０の針入度グレードを有し、ワックス成分は好ましくは、モンタンワックス、合成モンタンワックス、及び／又は約１重量パーセント未満の油を有するパラフィンワックスの少なくとも１つを含む。
【００１５】
別の実施の形態では、水性ワックスエマルジョンを製造する方法が、ａ）完全なアスファルトエマルジョンを準備することであって、完全なアスファルトエマルジョンを、幾つかの実施の形態では、約６０未満の針入度グレード（penetration grade）を有し得るアスファルトを含む第１のエマルジョン成分を準備することと、水と少なくとも１つの乳化剤とを含む第２のエマルジョン成分を準備することと、第１のエマルジョン成分及び第２のエマルジョン成分をそれぞれ加熱することと、第１のエマルジョン成分と第２のエマルジョン成分とを組み合わせることであって、第１のエマルジョン溶液を形成することと、第１のエマルジョン溶液を乳化させることであって、完全なアスファルトエマルジョンを形成することとによって生成する、完全なアスファルトエマルジョンを準備することと；ｂ）完全なワックスエマルジョンを準備することであって、完全なワックスエマルジョンを、ワックス成分を含む第３のエマルジョン成分を準備することと、水と少なくとも１つの乳化剤とを含む第４のエマルジョン成分を準備することと、第３のエマルジョン成分及び第４のエマルジョン成分をそれぞれ加熱することと、第３のエマルジョン成分と第４のエマルジョン成分とを組み合わせることであって、第２のエマルジョン溶液を形成することと、第２のエマルジョン溶液を乳化させることであって、完全なワックスエマルジョンを形成することとによって生成する、完全なワックスエマルジョンを準備することと；ｃ）完全なアスファルトエマルジョンと完全なワックスエマルジョンとを組み合わせることと；ｄ）組み合わせたエマルジョンを撹拌して水性ワックスエマルジョンを形成することとを含む。理解し易いように逐次的に提示しているが、当業者は、上記の方法の工程を必ずしも列挙した順に実施しなくてもよいことを理解するであろう。
【００１６】
完全なアスファルトエマルジョンは、少なくともアスファルト成分と、水と、少なくとも１つの乳化剤とを含むアスファルトエマルジョンとみなされ得る。幾つかの実施の形態では、完全なアスファルトエマルジョンが、本明細書中に記載される添加剤のいずれかを含んでいてもよい。
【００１７】
完全なワックスエマルジョンは、少なくともワックス成分と、水と、少なくとも１つの乳化剤とを含むワックスエマルジョンとみなされ得る。幾つかの実施の形態では、完全なワックスエマルジョンが、本明細書中に記載される添加剤のいずれかを含んでいてもよい。
【００１８】
或る特定の実施の形態は更に、（ａ）水を含む石膏スラリーと、（ｂ）水性ワックスエマルジョンであって、約４０重量パーセント以上の水と、約５重量パーセント以上約５０重量パーセント以下のワックス成分と、約３重量パーセント以上約１８重量パーセント以下のアスファルト成分と、約０．２重量パーセント以上約１０重量パーセント以下の少なくとも１つの乳化剤とを含む、水性ワックスエマルジョンとを含む、硬化性石膏組成物を含む。アスファルト成分は好ましくは、約６０未満の針入度グレードを有し、ワックス成分は好ましくは、モンタンワックス、合成モンタンワックス、及び／又は約１重量パーセント未満の油を有するパラフィンワックスの少なくとも１つである。少なくとも１つの乳化剤は、少なくとも１つの樹脂、クラフトリグニン、ＳＭＡ、及び／又は無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィンを含む。任意で硬化性石膏組成物はアルカリ金属を更に含む。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態の例示的なプロセスを示す図である。
【図２】第２の実施形態の例示的なプロセスを示す図である。
【図３】第３の実施形態の例示的なプロセスを示す図である。
【図４】第４の実施形態の例示的なプロセスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本明細書中に記載される組成物の或る特定の実施形態は、添加剤として耐水性石膏壁板に使用される優れた耐水性及びエマルジョン特性をもたらすと同時に、比較的安価なアスファルトを使用することによってエマルジョンのコストを低減させる。本エマルジョンは、当該技術分野における既存の耐水性のアスファルト無含有エマルジョンと比較しても同様の耐水特性を示す。
【００２１】
本明細書中に記載される例示的な水性アスファルト／ワックスエマルジョンの重要成分は水である。エマルジョンを調製するのに使用される水としては、好適な工業用水、水道水、蒸留水又は脱イオン水等が挙げられ得る。水は包括的に、エマルジョン中に、エマルジョンの少なくとも約４０重量パーセント、好ましくは約５０重量パーセント〜約７５重量パーセント、より好ましくは約６０重量パーセント〜約７０重量パーセント、更に好ましくは約７０重量パーセントの量で使用される。しかしながら、他の実施形態では、より大きい又はより小さい（重量）百分率の水を利用してもよい。例えば、エマルジョン中に、少なくとも約５０重量パーセントの量で水を使用してもよい。
【００２２】
例示的な水性アスファルト／ワックスエマルジョンはワックス成分を更に含む。ワックス成分は、モンタンワックス、合成モンタンワックス及び／又はパラフィン系炭化水素の１つ又は複数を含んでいてもよい。一実施形態において、ワックス成分は、パラフィン系炭化水素とモンタンワックスとの組合せを含む。別の実施形態では、ワックス成分は少なくとも一部分に、モンタンワックスを含む。更に別の実施形態では、ワックス成分が、合成モンタンワックスで少なくとも部分的に置き換えられているモンタンワックスを含み、ここでは、モンタンワックス及び／又は合成モンタンワックスはこれらの成分の単一のものから、１：９９〜９９：１の範囲の比率のブレンドまでに及ぶ様々な組合せで使用することができると理解される。ワックス成分は好ましくは、エマルジョンの約５重量パーセント〜約５０重量パーセント、好ましくはエマルジョンの約１０重量パーセント〜約４０重量パーセント、より好ましくはエマルジョンの約１５重量パーセント〜約３０重量パーセント、更に好ましくは約２１パーセントを占める。しかしながら、他の実施形態では、より大きい又はより小さい（重量）百分率のワックス成分を利用してもよい。
【００２３】
当該技術分野において亜炭ワックスとしても知られているモンタンワックスは、典型的に暗い色から琥珀色までの天然に存在する硬質ワックスである（もっと明るいが、より精製されたモンタンワックスも市販されている）。モンタンワックスは、炭素約２４個〜３０個の鎖長を有する長鎖アルキル酸及びアルキルエステルで形成される化学成分を含む。天然モンタンは、樹脂酸、ポリテルペン及び幾つかのアルコール、ケトン、並びに他の炭化水素を含むため、「純粋な」ワックスではない。鹸化可能なワックスであるモンタンワックスの鹸化価は約９２であり、融点は約８０℃である。モンタンワックスはまた、漂白されていても又は精製されていてもよい。エマルジョン中にモンタンワックスを使用する場合、好ましくはモンタンワックスは、エマルジョンの約０．５重量パーセント〜約５重量パーセント、好ましくはエマルジョンの約１重量パーセント〜約４重量パーセント、より好ましくはエマルジョンの約１．５重量パーセント〜約３重量パーセント、更に好ましくはエマルジョンの約２重量パーセントの量で存在する。しかしながら、他の実施形態では、より大きい又はより小さい（重量）百分率のモンタンワックスを利用してもよい。
【００２４】
本明細書中でエマルジョン組成物のワックス成分に使用され得る好適な合成モンタンワックスとしては、水性ワックスエマルジョンにおける使用に当該技術分野で知られている又は開発される任意の合成モンタンワックスが挙げられる。使用に適する合成モンタンワックスとしては、特許文献５（その内容全体は引用することにより本明細書の一部をなすものとする）に記載されるワックスが挙げられるが、これらに限定されない。これらの合成モンタンワックスは好ましくは、合成ノルマルα−オレフィンワックス、好ましくは酸化によって及び／又は蒸留若しくはストリッピングによる精製によって変性された炭素原子約２０個以上の炭素鎖長の合成オレフィンワックス、及び／又はそれらの組合せである。合成モンタンワックスはまた、個々の成分として、又は他の合成モンタン材料との様々なブレンドのいずれかで、天然カルナウバ蝋、ヤシ蝋、フィッシャー−トロプシュワックス、蜜蝋、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、高分子アルケン、及びそれらの誘導体、耐水性石膏壁板を調製する耐水性ワックス配合物代替物として有用な（触媒添加剤又は他の添加剤を含む及びこれらを含まない）シロキサン（例えば、米国特許第７，８９２，４７２号（その内容全体は引用することにより本明細書の一部をなすものとする）を参照）、コロホニー樹脂、合成カルナウバ蝋等を含んでいてもよい。かかる合成モンタン材料は、モンタンワックス及び／又はパラフィン系炭化水素と組み合わせることもできる。本明細書中でエマルジョンに使用される場合、合成モンタンワックスは好ましくは、約５重量パーセントまで、好ましくはエマルジョンの約０．１重量パーセント〜約５重量パーセント、より好ましくはエマルジョンの約０．２５重量パーセント〜約３重量パーセント、更に好ましくはエマルジョンの約０．５重量パーセント〜約１．５重量パーセント、更に好ましくはエマルジョンの約１重量パーセントの量で存在する。しかしながら、他の実施形態では、より大きい又はより小さい（重量）百分率の合成モンタンワックスを利用してもよい。
【００２５】
使用に適したパラフィン系炭化水素としては、当該技術分野で知られている又は石膏壁板の耐水特性の発生及び改善に有用な水性ワックスエマルジョンにおける使用に開発されるものが挙げられ、また、他のワックス成分（複数の場合もある）、アスファルト成分及び少なくとも１つの乳化剤と相溶性である任意の好適なパラフィン系炭化水素が挙げられ得る。パラフィン系炭化水素は、エマルジョンの約５重量パーセント〜約４０重量パーセント、好ましくはエマルジョンの約１０重量パーセント〜約３０重量パーセント、より好ましくはエマルジョンの約１５重量パーセント〜約２５重量パーセント、更に好ましくはエマルジョンの約１８重量パーセントである。しかしながら、他の実施形態では、より大きい又はより小さい（重量）百分率のパラフィン系炭化水素を利用してもよい。例えば、パラフィン系炭化水素が、エマルジョンの約５重量パーセント〜約３０重量パーセントを占めていてもよい。パラフィン系炭化水素は、約４０℃〜約８０℃の融点を有し、特性が耐水性壁板の製造に好ましいパラフィンワックスであるのが好ましいが、他の建築製品用途では、例えば配向性ストランドボードには、他のパラフィンワックスも使用することができる。
【００２６】
パラフィンワックスは、精製プロセス中にワックスから取り除かれる油の混入量に基づいて分類される。パラフィンワックスの分類としては、約０．５重量パーセント未満の油を有する十分に精製されたワックス、約０．５重量パーセント〜約１重量パーセントの油を有する半精製されたワックス、及び１パーセントより多くの油を有するスケールワックスが挙げられる。パラフィンワックスは、約１重量パーセント未満の油を有する半精製されたパラフィンワックス、より好ましくは、０．５重量パーセント未満の油を有する十分に精製されたワックスとすることができる。低含油率のパラフィンワックスは石膏壁板とより相溶性であることから好ましい。より大きい含油率のパラフィンは、石膏壁板に脱泡及び密度の増大をもたらす可能性がある。
【００２７】
幾つかの実施形態では、ワックスエマルジョンが、炭化水素樹脂を含み得る炭化水素化合物（単数又は複数）を更に含む。炭化水素又は炭化水素化合物は、炭化水素化合物又は炭化水素化合物から形成される樹脂（天然及び合成）である或る種の材料の１つ又は複数とすることができる。炭化水素化合物は、様々な任意の官能基を有していてもよく又は官能基化されていなくてもよい、飽和又は不飽和の化合物とすることができる。本明細書中で使用する場合、「官能基（functionality）」とは、天然に存在し得るか、又は反応、グラフト化若しくは他の化学手法を通じて化合物上に付加するように合成され得る或る種の基を意味する。官能基の幾つかの例としては、カルボン酸基；硫黄含有基；硫黄含有基；メルカプト基；カルボキシル基；ヒドロキシル基；フェノール基；アミン等の窒素含有基；ケトン；アルデヒド；アクリレート；脂肪族アルコール、芳香族アルコール若しくは脂環式アルコール；上述の他の基によって更に官能基化されていてもよい、フッ素化された基、及びアルキル化された基、アルケニル化された基、アルキニル化された基、アリール化された基、又は類似の側鎖基が挙げられる。幾つかの実施形態では、官能基が鎖中の炭素に結合していてもよいが、原子又は分子を、鎖又は構造、例えば、ニトロソ基、エステル、エーテル等の中に組み込むこともできる。
【００２８】
幾つかの実施形態では、炭化水素化合物は、単量体形態で使用することができ、又は、かかる化合物から生成される、天然若しくは合成いずれの二量体形態、三量体形態、オリゴマー形態若しくは樹脂形態とすることもできる。幾つかの実施形態では、相溶性、反応性又は他の特性をもたらすことが使用者により望まれる場合には、化合物及び樹脂を更に誘導体化してもよい。樹脂は、３０００以下、好ましくは２０００未満、更に好ましくは約５００〜約１０００の分子量（Ｍｗ）を有し得る。幾つかの実施形態では、炭化水素成分中に使用する化合物又は樹脂を、単一の化合物若しくは樹脂としてもよく、又は２つ以上のかかる化合物及び／又は樹脂の混合物、ブレンド若しくは合金としてもよい。
【００２９】
幾つかの実施形態では、炭化水素が、炭素原子５個〜２０個を有していてもよく、又はモノマーとして少なくとも１つの炭化水素化合物をベースとする少なくとも１つの炭化水素樹脂を有していてもよく、樹脂は炭化水素化合物を含む少なくとも二量体であり、樹脂は約３０００以下のＭｗを有することができ、炭化水素化合物は、飽和しているか又は不飽和であり、官能基化されているか又は官能基化されておらず、脂肪族、脂環式又は芳香族のものである。幾つかの実施形態では、炭化水素が、約２２℃〜約１１０℃の軟化点（softening point）を有していてもよい。他の実施形態では、炭化水素化合物が、約６５℃〜約１１０℃の軟化温度（softening temperature）を有していてもよい。
【００３０】
炭化水素化合物の非限定的な例としては、芳香族石油蒸留物により形成され、かつ約１０００以下の分子量及び約９０℃〜約１００℃の軟化点を有する芳香族石油炭化水素樹脂、並びにフェノールで官能基化された樹脂、酸で官能基化された樹脂、並びにそれらのエステルが挙げられる。この群の中の市販されている例示的な化合物としては、石油のスチームクラッキング留出液から形成される、Ruetgers Chemicals GmbH（Germany）からの様々なＮｏｖａｒｅｓ（商標）樹脂、荒川化学工業株式会社からのＡｋｒｏｎ脂環式炭化水素樹脂、及び類似の化合物が挙げられる。さらに、幾つかの実施形態では、Ｃ５〜Ｃ９成分の石油留分から採取される、約７５℃〜約１０５℃の軟化点を有する芳香族炭化水素化合物又は樹脂、並びにフェノールで変性された化合物及び樹脂、酸で変性された化合物及び樹脂、並びにそれらのエステルを使用してもよい。市販の化合物の幾つかの例は、Kolon Industries（Korea）からのＨｉｋｏｔａｃｋ（商標）Ｐ−９０、ともにCray Valley（France）から入手可能なＮｏｒｓｏｌｅｎｅ（商標）Ｍ１０９０及びＷｉｎｇｔａｃｋ（商標）８６、Ｅｓｃｏｒｅｚ（商標）２１０１の商品名で入手可能なもの、並びにＮｏｖａｒｅｓメチルスチレン化フェノール等の類似の化合物である。
【００３１】
他の実施形態では、炭化水素成分中に使用され得る他の樹脂としては、Ｓｙｌｖａｔｅｃ（商標）の名でArizona Chemicalから入手可能なもの等のテルペン樹脂及びテルペンフェノール樹脂、並びにロジン、ロジンエステル、ペンタエリスリトール含有ロジン、ペンタエリスリトール含有ロジンエステル、及び酸変性ロジン、酸変性樹脂、又はペンタエリスリトール含有樹脂エステル、例えば、Ruetgers Chemicals GmbHからＮｏｖａｒｅｓ（商標）及びArizona ChemicalからＳｙｌｖａｌｉｔｅ（商標）の名で販売されているものが挙げられる。幾つかの実施形態では、炭化水素成分が、約９５℃〜約１０５℃の軟化点を有する、脂肪族炭化水素樹脂及び脂環式炭化水素樹脂、例えば、Struktol Coから入手可能なもの、及び荒川化学工業株式会社からＡｋｒｏｎの名で入手可能なものを含んでいてもよい。また、約２０℃〜約１００℃の軟化点を有するクマロン−インデン樹脂を使用してもよい。かかる樹脂の例は、Ruetgers Chemical GmbHからＮｏｖａｒｅｓ（商標）の名で入手可能である。さらに、例えばRuetgers Chemical GmbHからＮｏｖａｒｅｓ（商標）Ｈ−１１００として入手可能な液体形態のジイソプロピルナフタレンエステル等の、アルキル、アルキニル又はアリールで官能基化されたナフタレンエステル、並びに様々な他の脂環式化合物、例えば、フェノール、テルペン、インデン、ナフサ、ナフタレン、及びそれらのアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールで官能基化された化合物も、炭化水素成分に使用することができる。
【００３２】
市販の炭化水素樹脂の他の例としては、Specialty Chemicals SalesからのＳＣＳ−Ｄ、NorsoleneからのＳ−８５、RutgersからのＮ−ＴＴ９０、Ｓｕｎ−Ｔａｃｋ（Taipei）、及びＡｑｕａｌｉｔｅ（商標）７０が挙げられ得る。本明細書中に記載する場合、炭化水素樹脂は、単一種類の炭化水素樹脂、又は二種類以上の炭化水素樹脂の混合物を含む。幾つかの実施形態では、使用する場合、炭化水素樹脂が水溶性でないか又は水にほとんど不溶性であってもよい。
【００３３】
幾つかの実施形態では、使用する場合、炭化水素樹脂が、エマルジョンの総重量ベースで、エマルジョンの約０．５重量％〜約１０．０重量％を構成し得る。好ましくは、炭化水素樹脂（使用する場合）は、エマルジョンの総重量ベースで約１．０重量％〜約１０．０重量％を構成する。より好ましくは、炭化水素樹脂（使用する場合）は、エマルジョンの総重量ベースで、エマルジョンの約２．０重量％〜約６．０重量％を構成する。しかしながら、他の実施形態では、より大きい又はより小さい（重量）百分率の炭化水素樹脂を利用してもよい。
【００３４】
ワックスエマルジョンは、耐水特性の改善を石膏壁板にもたらすアスファルト成分を更に含む。アスファルトをベースとしたエマルジョンの例示的な実施形態は、当該技術分野における既存のアスファルト無含有エマルジョンと比較して、同程度の撥水特性を石膏壁板に与える。さらに、他のエマルジョン成分と比較した場合、アスファルト成分は一般的により安価である。したがって、水性アスファルト／ワックスエマルジョンの或る特定の実施形態は概して、撥水特性に寄与するより高価な成分をより大量に必要とするアスファルト無含有エマルジョンと比較した場合に、原材料コストに起因して包括的により安価で製造することができる。
【００３５】
本明細書中で使用されるアスファルトは包括的に、室温で高粘度を有する黒い粘着性の半固体材料とすることができる。アスファルトは、主にその硬度に応じて幾つかのグレードに分類される。アスファルトの「針入度グレード」は、アスファルトの硬度を示す指標である。針入度グレードは、２５℃の温度で所定の負荷及び時間の下、プローブをアスファルトに貫入させることによって求められる。針入度グレードは、５秒間１００ｇの力でプローブが押し付けられたときの、アスファルトに貫入するプローブの深さ（０．１ｍｍ単位）に対応する。したがって、針入度グレードが小さいほど、アスファルトは硬くなる。
【００３６】
アスファルト成分としては、石膏壁板の形成に有用な水性ワックスエマルジョンにおける使用に当該技術分野で知られている又は開発される任意のアスファルトが挙げられ得る。アスファルト成分は、約６０未満の針入度グレードを有するのが好ましい。より好ましい実施形態では、アスファルト成分が、約４０未満、より好ましくは約２０未満の針入度グレードを有する。より好ましい実施形態では、アスファルト成分が、約０〜約１０の針入度グレードを有する「ゼロ針入度（"zero penetration" or "zero-pen"）」のアスファルトである。
【００３７】
アスファルト成分は、エマルジョンの約３重量パーセント〜約１８重量パーセント、好ましくはエマルジョンの約５重量パーセント〜約１５重量パーセント、より好ましくはエマルジョンの約７重量パーセント〜約１２重量パーセント、更に好ましくはエマルジョンの約８重量パーセントである。好ましい実施形態では、アスファルト成分とパラフィン系炭化水素との比率が、約０．１：１〜約１：１（重量比）である。より好ましい実施形態では、アスファルト成分とパラフィン系炭化水素との比率が、約０．４：１（重量比）である。他の比率を使用することもできる。
【００３８】
水性ワックスエマルジョンの或る特定の実施形態は、少なくとも１つの乳化剤を更に含む。使用することができる乳化剤の例は、アスファルト／ワックス水性エマルジョンにおける使用に適する、当該技術分野で既知の又は開発される任意の乳化剤が挙げられる。少なくとも１つの乳化剤は、アスファルトと相溶性の陰イオン性の緩結性乳化剤から選択され得る。かかる乳化剤の非限定的な例としては、炭化水素樹脂及び／又はクラフトリグニン、更に好ましくはポリ（フェノレートカルボキシレート）樹脂、熱可塑性樹脂、トール油脂肪酸をベースとしたアミドアミン、又はそれらのブレンドが挙げられる。ポリ（フェノレートカルボキシレート）樹脂は、ＩＮＤＵＬＩＮ（商標）ＩＳＥとしてMeadWestvaco Corporation（Charleston, SC）から市販されている。ＩＮＤＵＬＩＮ（商標）ＩＳＥ樹脂は陰イオン性の緩結性アスファルト乳化剤である。水性ワックスエマルジョンとの使用に適する熱可塑性樹脂は、Pinova（Brunswick, GA）から市販されているＶＩＮＳＯＬ（商標）樹脂である。ＶＩＮＳＯＬ（商標）樹脂は、松材に由来する硬い脆性の暗色の熱可塑性天然樹脂である。この樹脂は、約５７％のフェノール分と、約２８％のロジン分と、約１５％テルペノイド分とを含有し、アスファルト乳化剤として使用することができる。ＶＩＮＳＯＬ（商標）樹脂はまた、アルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類水酸化物等の塩基性媒体中において容易に鹸化可能である。したがって、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物と混合させたＶＩＮＳＯＬ（商標）樹脂も使用に適する。使用に適する、トール油脂肪酸をベースとしたアミドアミンは、MeadWestvaco Corporation（Charleston, SC）から市販されているＩＮＤＵＬＩＮ（商標）ＳＡＬである。
【００３９】
別の実施形態では、少なくとも１つの乳化剤が、ＳＭＡ及び／又は無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィン（polyolefin grafted maleic anhydrides）から選択され得る。ＳＭＡは、スチレンと無水マレイン酸との共重合によって得ることができ、その分子量は８００〜１０００００とすることができる。或る特定の実施形態において、ＳＭＡの分子量は１０００〜５００００とすることができる。
【００４０】
このようなコポリマーは、有機モノヒドロキシ化合物の部分エステル等の誘導体の形態でも使用することができる。部分エステル化は、スチレンと無水マレイン酸との反応後に行ってもよい。そうでなければ、部分エステル化は、無水マレイン酸の部分エステルとスチレンとの反応によって行ってもよい。或る特定の実施形態において、スチレンと無水マレイン酸又はその部分エステルとのモル比は、１：１〜１：５の範囲内である。ＳＭＡの好適な例としては、Sartomerにより製造されるＳＭＡ（商標）１０００、及び／又はPolyscope Polymers B.V.により製造されるＸｉｒａｎ  ＳＺ  ４０００５が挙げられ得る。
【００４１】
部分エステルを形成するのに使用される有機モノヒドロキシ化合物は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール若しくは２−エチルヘキサノール等のアルコール、又はブチルセロソルブ若しくはエチルセロソルブ等のセロソルブとすることができる。或る特定の実施形態において、有機モノヒドロキシ化合物は、無水マレイン酸１ｍｏｌ当たり約１ｍｏｌの量で使用される。
【００４２】
無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィンは、ポリオレフィン骨格上にグラフトされる少なくとも１つの無水マレイン酸部分を含み得る。グラフトポリマーは乳化剤として作用する。ポリオレフィン骨格は、炭素原子約５個〜約５００個の範囲の炭素鎖長を有していてもよい。これらの炭素鎖は、線形及び／又は分岐状のいずれであってもよく、更には飽和していても不飽和であってもよい。或る特定の実施形態において、無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィンは、無水マレイン酸がグラフトしたポリエチレンである。
【００４３】
無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィン（polyolefin maleic grafted anhydride）を、アミン及びエステル等の他の化合物と反応させて、無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィンの誘導体を形成してもよい。これらの得られる誘導体としては、ポリイミド、ポリアミン、多価酸、多価塩、ポリエステル、及びそれらの組合せが挙げられ得る。
【００４４】
本組成物中には、無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィンの幅広い種類のものを利用することができると考えられる。無水マレイン酸がグラフトしたポリオレフィンの好適なものの例としては、Baker Petroliteにより製造されるＣｅｒａｍｅｒ（商標）５００５及びＣｅｒａｍｅｒ（商標）６７グラフト化ポリマーが挙げられ得るが、他のものも利用可能である。
【００４５】
幾つかの実施形態では、少なくとも１つの乳化剤が蝋質乳化剤であってもよい。或る特定の実施形態において、蝋質乳化剤としては、モンタンワックス（又は天然代替物若しくは合成代替物）、又は炭化水素（Ｃ９タイプ）樹脂を挙げることができ、それらの更なる詳細は本出願の別のところに開示している。幾つかの実施形態では、蝋質乳化剤が、水溶性でないか又は水にほとんど不溶性であってもよい。更なる実施形態では、乳化剤が液体乳化剤であってもよい。幾つかの実施形態では、液体乳化剤として、ＰＥ−ＭＡ、Ｖｉｎｓｏｌ（商標）セッケン、Ｉｎｄｕｌｉｎ  ＩＳＥ、及び他の界面活性剤、例えば、当業界で既知のものが挙げられ得る。
【００４６】
上記のこれらの乳化剤はそれぞれ、水性アスファルト／ワックスエマルジョン中において単独で使用することができる。しかしながら、乳化剤のブレンドが乳化特性の改善を示したため、ブレンドの方が好ましい。
【００４７】
少なくとも１つの乳化剤は、水性ワックスエマルジョンの約０．２重量パーセント〜約１０重量パーセント、好ましくはエマルジョンの約０．２５重量パーセント〜約１０重量パーセント、より好ましくは約０．５重量パーセント〜約５重量パーセント、更に好ましくはエマルジョンの約１重量パーセント〜約３重量パーセント、更に好ましくはエマルジョンの約１重量パーセントである。幾つかの実施形態では、少なくとも１つの乳化剤が、エマルジョンの１重量パーセント以上約５重量％以下を構成していてもよい。好ましい実施形態では、ポリ（フェノレートカルボキシレート）樹脂がエマルジョンの約０．５重量パーセントであり、熱可塑性樹脂がエマルジョンの約０．６重量パーセントである。別の好ましい実施形態では、エマルジョンが、パラフィン系炭化水素とアスファルト成分との総合重量１００部当たり、約１重量部〜約５０重量部の少なくとも１つの乳化剤を含む。
【００４８】
また、本明細書中の一実施形態によれば、アルカリ金属、好ましくは水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、硫酸マグネシウム、水酸化ナトリウム、又は類似の材料、更に好ましくは水酸化カリウムを含み得る鹸化剤（複数の場合もある）が、水性ワックスエマルジョンにおいて有用である。ワックスエマルジョンにおける使用で知られている又は開発される他の鹸化剤も使用することができる。鹸化剤は、エマルジョンの約５重量パーセント未満、好ましくはエマルジョンの約０．１重量パーセント〜約３重量パーセント、更に好ましくはエマルジョンの約０．５重量パーセントの量で存在し得る。
【００４９】
本明細書中に記載される水性ワックスエマルジョンの好ましい実施形態において望まれる場合には、当該技術分野で既知のタイプの任意の安定化剤及び／又は分散剤を使用してもよい。好ましくは、安定化剤を使用する場合、安定化剤は、ポリビニルアルコール、又は壁板における耐水性を向上させることができる類似の材料である。ポリビニルアルコールは好ましくは、ポリ酢酸ビニルの加水分解によって調製され、より好ましくは、実質的に完全に又は十分に加水分解されたポリビニルアルコールである。更に好ましくは、ポリビニルアルコールは、少なくとも約９０％加水分解されたポリビニルアルコール、より好ましくは９７％〜１００％加水分解されたポリビニルアルコールである。更に好ましくは、使用されるポリビニルアルコールは、約６０℃〜約９５℃の高温では水溶性であるが、冷たい水では不溶性である。ポリビニルアルコールは、耐水性を向上させることができるものの、エマルジョン成分全体のコスト増の一因であるため、任意の成分である。
【００５０】
好ましい任意の分散剤としては、化合物中に硫黄又は硫黄含有基（複数の場合もある）を有するもの、例えば、スルホン酸（Ｒ−Ｓ（＝Ｏ）２−ＯＨ）、及びそれらの塩（式中、Ｒ基は他に、ヒドロキシル、カルボキシル、又は他の有用な結合基で官能基化されていてもよい）が挙げられる。好ましいものは、より高分子量のスルホン酸化合物、例えば、リグノスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、これらの酸のスルホン酸塩、及びこれらの材料の誘導体化又は官能基化された変形形態である。好ましいリグノスルホン酸塩は、MeadWestvaco Corporation（Charleston, SC）から入手可能なＰｏｌｙｆｏｎ（商標）Ｈである。加えて、ワックスエマルジョンにおける使用に当該技術分野で知られている他の分散剤、例えば、硫酸マグネシウム；ヘプタモリブデン酸アンモニウム／デンプンの組合せ；非イオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤、双性イオン性界面活性剤、及びそれらの混合物；並びにアルキル第四級アンモニウムモンモリロナイトクレイ、並びに、他の既知の分散剤を使用してもよい。配合物成分と相溶性であってそれらとともに十分に機能するものであれば、本明細書中では類似の材料も使用することができる。
【００５１】
幾つかの実施形態では、或る特定の成分を単に極少量添加してもよく、又は完全に排除してもよい。例えば、幾つかの実施形態では、β−ナフタレンスルホン酸とホルマリンとの縮合生成物のアルカリ金属塩、及び／又はポリアクリル酸のアルカリ塩を単に極少量添加してもよく、又は完全に排除してもよい。他の実施形態では、陽イオン性界面活性剤、例えば、第四級アミン界面活性剤を単に極少量添加してもよく、又は配合物から完全に排除してもよい。幾つかの実施形態では、合成モンタンワックス及び／又は天然モンタンワックスを単に極少量添加してもよく、又は完全に排除してもよい。幾つかの実施形態では、ホウ酸塩を単に極少量添加してもよく、又は完全に排除してもよい。
【００５２】
他の添加剤、例えば、エマルジョンの形成を助ける乳化剤を含む、種々の目的でエマルジョンに従来採用されてきたもの等を供給してもよく、これらとしては、エマルジョンの安定化を助けることが知られている又はエマルジョンの安定化を助けるのに開発される有用な材料、レオロジーコントロール剤（rheological agents）、増粘剤、相溶化剤、着色剤、フィラー、防腐剤、界面活性剤等が挙げられる。
【００５３】
製造方法
本明細書中の一実施形態において水性ワックスエマルジョンを製造する方法は、好ましくは加熱された、別々のエマルジョン成分を準備することと、加熱された成分を組み合わせてエマルジョン溶液を形成し、これを乳化させて水性ワックスエマルジョンを形成することとを含む。
【００５４】
本開示の組成物を製造する方法１００の例示的な実施形態の包括的な理解のために、図１におけるフロー図について言及する。１０１に示されるように、アスファルト成分（複数の場合もある）とワックス成分（複数の場合もある）とを適切な装置において混合させ、ブレンドを形成することができる。次に、１０３に示されるように、ブレンドをコロイドミル又はホモジナイザにポンプで送り込むことができる。１０２に明示されるように、別個の工程で、水と少なくとも１つの乳化剤とを混合させる。その後、１０４に示されるように、水と少なくとも１つの乳化剤との溶液をコロイドミル又はホモジナイザ内にポンプで送り込む。工程１０１及び工程１０２は同時に実施してもよく、又はそれぞれ別の時間に実施してもよい。エマルジョン中に液滴が適切に形成されるように、工程１０３及び工程１０４は同時に実施してもよい。幾つかの実施形態では、工程１０１及び工程１０３を、工程１０２を開始する前に実施してもよい。最後に、１０５に示されるように、１０１からのブレンドと１０２からの溶液とを、同じコロイドミル又はホモジナイザにおいて粉砕又は均質化して、水性ワックスエマルジョンを形成する。
【００５５】
図２のフロー図は、一段階エマルジョンアプローチを用いて、水性アスファルトワックスエマルジョンを形成する更に別の例示的な方法２００を説明するものである。２０１に示されるように、アスファルト成分（複数の場合もある）と、パラフィンワックスと、適切な乳化剤（例えば、不水溶性炭化水素樹脂等の蝋質乳化剤）とを、約９３．３℃の温度で混ぜ合わせて、アスファルト／ワックスブレンドを形成する。次に、２０３に示されるように、アスファルト／ワックスブレンドを、コロイドミル又はホモジナイザにポンプで送り込むことができる。同時に又は先に若しくは後で、２０２に示されるように、水、液体乳化剤、分散剤（複数の場合もある）、ＫＯＨ及び／又はポリビニルアルコールを、約８５℃の温度で、ポリビニルアルコールが溶解して水溶液となるまで混合させることができる。その後、２０４によって説明されるように、水溶液をコロイドミル又はホモジナイザにポンプで送り込むことができる。幾つかの実施形態では、初めに、水溶液をコロイドミル又はホモジナイザにポンプで送り込む前に最初に水溶液を入れた別個のタンクに、アスファルト／ワックスブレンドをポンプで送り込んでもよい。その後、２０５に示されるように、２０３からのブレンド及び２０４からの水溶液を、アスファルト／ワックスエマルジョンの所望の粒径及び／又は特性を実現するよう、一緒に粉砕又は均質化することができる。その後、熱交換器を用いて、エマルジョンを約２９．４℃〜約３７．８℃の範囲の温度に急速冷却させることができる。得られる冷却されたワックス／アスファルトエマルジョンをその後、顧客への輸送のために梱包してもよい。
【００５６】
別の実施形態では、第１のエマルジョン成分が、本明細書中に記載されるアスファルト、好ましくは約６０未満の針入度グレードを有するものと、上記のエマルジョン組成物中のワックス成分に適する様々なワックスで構成され得るワックス成分とを含むのが好ましい。
【００５７】
幾つかの実施形態では、以下の例示的な方法に従ってワックス成分を調製することができる。パラフィンワックスをその融点を超えて加熱して、溶融パラフィンワックスを形成することができる。幾つかの実施形態では、炭化水素樹脂を溶融させて、溶融パラフィンワックスに添加することができる。幾つかの実施形態では、他のワックスを溶融パラフィンに組み込んでもよく、任意に、合成ワックス又は天然ワックスを添加して、ワックス成分を形成してもよい。例えば、モンタンワックスを溶融させて溶融パラフィンワックスとともに組み込んで、ワックス成分を形成してもよい。また、幾つかの実施形態では、溶融炭化水素樹脂を蝋質乳化剤としてワックス成分に添加して、第１のエマルジョン成分を形成してもよい。
【００５８】
次に、水と、少なくとも１つの乳化剤、例えば、本明細書中に記載される乳化剤、好ましくはかかる乳化剤のブレンドとを含む第２のエマルジョン成分を準備する。また、他の添加剤（界面活性剤、分散剤等）を、第２のエマルジョン成分に供給してもよい。２つのエマルジョン成分を組み合わせる前に、それぞれを（温度の変動は許容可能であるが）およそ同じ温度に加熱することが最も好ましい。組み合わせた後で加熱してもよいが、分離を回避しかつ均質化を容易にするために、エマルジョン成分を組み合わせる前に少なくとも幾らか加熱しておくことがより好ましい。２つのエマルジョン成分は、粉砕技法又は均質混合技法を用いて組み合わせることができる。例えば、成分をコロイドミルに通す等の、当該技術分野で既知の又は開発される任意の技法を使用することができる。
【００５９】
代替的に、コロイドミルの代わりにホモジナイザを使用してもよい。かかるホモジナイザは、牛乳及び他の製品を均質化するのに使用されるものと同じ一般的なタイプの機器とすることができる。このような方法では、第１のエマルジョン成分と第２のエマルジョン成分とを組み合わせて、高圧（典型的には約１５００ｐｓｉ〜約３５００ｐｓｉ）下で一緒に供給して、成分を乳化させ、典型的にコロイドミルの使用に伴うものよりも小さい粒径を作り出す。また、エマルジョンの乳化成分が貯蔵時に分離した場合でも、エマルジョンは撹拌によって容易に再生することができる。
【００６０】
溶液を組み合わせ、必要であれば更に加熱して、エマルジョン溶液を乳化反応にかけて、例えば石膏壁板に使用される水性ワックスエマルジョンを形成する。
【００６１】
一実施形態において、上記のアスファルト成分は、好ましくは約６０未満の針入度グレードを有し、より好ましくは約０〜約１０の針入度グレードを有し、上記のワックス成分は好ましくは、モンタンワックス、炭化水素樹脂、合成モンタンワックス及び／又はパラフィンワックスの１つ又は複数を有し、更に好ましくはパラフィンワックスが約１重量パーセント未満の油を有する。好ましくは上記の第２のエマルジョン成分に添加される、アルカリ金属、ポリビニルアルコール等の任意の安定化剤等、並びに本明細書中に記述される他の添加剤のいずれかを供給してもよい。好ましくはまた、乳化のために成分を混合／均質化する前に、第１のエマルジョン成分及び第２のエマルジョン成分を両方とも約７０℃を超えて加熱する。
【００６２】
別の実施形態では、本明細書中の水性ワックスエマルジョンを製造する方法が、完全なアスファルトエマルジョン及び完全なワックスエマルジョンを準備することと、完全な２つのエマルジョンを組み合わせて水性ワックスエマルジョン溶液を形成することとを含む。
【００６３】
本開示の組成物を製造する方法３００の更に別の例示的な実施形態の包括的な理解のために、図３におけるフロー図について言及する。３０１に示されるように、アスファルト成分は適切な装置において混合することができる。次に３０５に示されるように、アスファルト成分ブレンドを、コロイドミル又はホモジナイザにポンプで送り込むことができる。同時に又は先に若しくは後で、３０２に示されるように、水と少なくとも１つの乳化剤とを混合させてブレンドとして、その後、３０６に示されるように、３０１で混合したアスファルト成分ブレンドと同じコロイドミル又はホモジナイザにポンプで送り込むことができる。その後、３０９に示されるように、３０１で形成したアスファルト成分ブレンドと、３０２で形成した水／乳化剤ブレンドとを一緒に粉砕又は均質化して、完全なアスファルトエマルジョンを形成することができる。３０３に明示されるように、別個の工程で、ワックス成分（複数の場合もある）を混合して、ワックス成分（複数の場合もある）ブレンドを形成することができる。次に３０７に示されるように、ワックス成分（複数の場合もある）ブレンドをコロイドミル又はホモジナイザにポンプで送り込むことができる。同時に又は先に若しくは後で、３０４に示されるように、水と少なくとも１つの乳化剤とを混合させてブレンドとして、その後、３０８に示されるように、３０３で混合したワックス成分（複数の場合もある）ブレンドと同じコロイドミル又はホモジナイザにポンプで送り込むことができる。その後、３１０に示されるように、３０３で形成したワックス成分（複数の場合もある）ブレンドと、３０４で形成した水／乳化剤ブレンドとを一緒に粉砕又は均質化して、完全なワックスエマルジョンを形成することができる。３１１及び３１２に示されるように、完全なアスファルトエマルジョンを完全なワックスエマルジョンと組み合わせることができる。３１３に示されるように、２つのエマルジョンを撹拌しながらブレンドさせると、水性ワックスエマルジョンを形成することができる。
【００６４】
図４のフロー図は、二段階エマルジョンアプローチを用いて、水性アスファルトワックスエマルジョンを製造する更に別の例示的な方法４００を説明するものである。４０１に示されるように、アスファルト成分を適切な装置において約１２１．１℃の温度で混合することができる。次に４０３に示されるように、アスファルト成分ブレンドをコロイドミル又はホモジナイザにポンプで送り込むことができる。同時に又は先に若しくは後で、４０２に示されるように、水と、液体乳化剤と、ＫＯＨとを、約８５℃の温度で均一になるまで混合させてブレンドとし、水溶液を形成することができる。その後、４０４に示されるように、水溶液を、４０１で形成したアスファルトブレンドとともに、コロイドミル又はホモジナイザ内にポンプで送り込むことができる。幾つかの実施形態では、混合物をコロイドミル又はホモジナイザにポンプで送り込む前に、４０２で形成した水溶液を入れた別個のタンクに、アスファルトブレンドをポンプで送り込んでもよい。その後、４０６に示されるように、４０１で形成したアスファルトブレンド及び４０２で形成した水溶液を、所望の粒径及び／又は特性を実現するよう、一緒に粉砕又は均質化させて、完全なアスファルトエマルジョンを形成するよう、熱交換器を用いて約２９．４℃〜約３７．８℃の温度まで急速冷却させた後、タンクにポンプで送り込んでもよい。４０５に明示されるように、別個の工程で、パラフィンワックスと蝋質乳化剤（例えば、合成モンタンワックス若しくは天然モンタンワックス又は炭化水素樹脂）とを約９３．３℃の温度で混ぜ合わせて、ワックスブレンドを形成することができる。その後、４０７に示されるように、ワックスブレンドをコロイドミル又はホモジナイザにポンプで送り込むことができる。同時に又は先に若しくは後で、４０８に示されるように、水、液体乳化剤、分散剤（複数の場合もある）、ＫＯＨ及び／又はポリビニルアルコールを、（使用する場合）ポリビニルアルコールが溶解して水溶液となるまで約８５℃の温度で混合させることができる。その後、４０９に示されるように、水溶液を４０５で形成したワックスブレンドとともにコロイドミル又はホモジナイザ内にポンプで送り込むことができる。幾つかの実施形態では、ワックスブレンド及び水溶液をコロイドミル又はホモジナイザにポンプで送り込む前に、４０８で形成した水溶液を入れた別個のタンクに、ワックスブレンドをポンプで送り込んでもよい。その後、４１０に示されるように、４０５で形成されたワックスブレンド及び４０８で形成された水溶液を、所望の粒径及び／又は特性を実現するよう、一緒に粉砕又は均質化させて、完全なワックスエマルジョンを形成するよう、熱交換器を用いて約２９．４℃〜約３７．８℃の温度まで急速冷却させた後、タンクにポンプで送り込んで、４０６で形成した完全なアスファルトエマルジョンと組み合わせることができる。４１２に示されるように、４０６で形成した完全なアスファルトエマルジョンを、タンク内で撹拌しながら４１０で形成した完全なワックスエマルジョンとブレンドさせると、アスファルト／ワックスエマルジョン完成品を形成することができる。完全なアスファルト／ワックスエマルジョンをその後、顧客への搬送のために梱包してもよい。
【００６５】
完全なアスファルトエマルジョンを準備する。完全なアスファルトエマルジョンは以下の方法を用いて生成する。アスファルトを含む第１のエマルジョン成分を準備する。或る特定の実施形態において、第１のエマルジョン成分は約１２０℃以上に加熱されるが、他の温度を使用してもよい。水と少なくとも１つの乳化剤、例えば本明細書中に記載される乳化剤、好ましくはかかる乳化剤のブレンドとを含む第２のエマルジョン成分を準備する。他の添加剤（界面活性剤、分散剤、及び上記の他の添加剤）も、第２のエマルジョン成分に供給してもよい。幾つかの実施形態では、第２のエマルジョン成分を約８５℃に加熱するが、他の温度を使用してもよい。第１のエマルジョン成分及び第２のエマルジョン成分は、粉砕技法又は均質混合技法を用いて組み合わせることができる。例えば、成分をコロイドミルに通す等の、当該技術分野で既知の又は開発される任意の技法を使用することができる。コロイドミルの代わりに又はこれに加えて、ホモジナイザを使用してもよい。かかるホモジナイザは上記の同じタイプのものとすることができる。
【００６６】
完全なワックスエマルジョンを準備する。完全なワックスエマルジョンは以下の例示的な方法を用いて生成する。上記のエマルジョン組成物中のワックス成分に適する様々なワックスで構成され得るワックス成分を含む第３のエマルジョン成分を準備する。第３のエマルジョン成分はまた少なくとも１つの乳化剤を含んでいてもよく、これには炭化水素樹脂が挙げられ得る。或る特定の実施形態において、第３のエマルジョン成分は約９０℃に加熱されるが、他の温度を使用してもよい。水と、少なくとも１つの乳化剤、例えば、本明細書中に記載される乳化剤、好ましくはかかる乳化剤のブレンドとを含む第４のエマルジョン成分を準備する。他の添加剤（界面活性剤、分散剤、及び上記の他の添加剤）も第４のエマルジョン成分に供給してもよい。或る特定の実施形態において、第４のエマルジョン成分は約８５℃に加熱されるが、他の温度を使用してもよい。第３のエマルジョン成分及び第４のエマルジョン成分は、上記のように、粉砕技法及び／又は均質混合技法を用いて組み合わせることができる。
【００６７】
その後、完全なアスファルトエマルジョンと完全なワックスエマルジョンとを、撹拌しながら組み合わせて、組み合わせたエマルジョン溶液を、例えば石膏壁板に使用される水性ワックスエマルジョンとする。
【００６８】
或る特定の実施形態において、上記の完全なアスファルトエマルジョンのアスファルト成分は、約６０未満の針入度グレード又は約０〜約１０の針入度グレードを有していてもよく、上記の完全なワックスエマルジョンのワックス成分は、モンタンワックス、合成モンタンワックス及び／又はパラフィンワックスの１つ又は複数を有していてもよく、幾つかの実施形態では、パラフィンワックスが約１重量パーセント未満の油を有する。他の実施形態では、上記の第２のエマルジョン成分及び／又は第４のエマルジョン成分に添加され得る、アルカリ金属、ポリビニルアルコール等の任意の安定化剤等、並びに本明細書中に記述される他の添加剤のいずれかを供給してもよい。
【００６９】
硬化性石膏組成物
石膏スラリーと、上記の水性アスファルト／ワックスエマルジョンとを含む硬化性石膏組成物も本明細書中に記載される。水性アスファルト／ワックスエマルジョンは、水と；好ましくはモンタンワックス、合成モンタンワックス、及び／又は約１重量パーセント未満の油を有するパラフィンワックスの少なくとも１つを含むワックス成分と；好ましくは６０未満の針入度グレードを有するアスファルト成分と；少なくとも１つの乳化剤、好ましくは炭化水素樹脂又はクラフトリグニンとを含むのが好ましい。任意の鹸化剤、好ましくはアルカリ金属も含んでいてもよい。
【００７０】
石膏組成物は任意に、エマルジョン及び／又は石膏スラリーに添加され得る上記の分散剤（例えば、リグノスルホン酸、ナフタレンスルホン酸又はそれらの組合せ）を含んでいてもよい。当該技術分野で既知の又は開発される様々な強度添加剤及び／又は湿潤性添加剤を、任意の成分としてスラリーに供給してもよい。このため、石膏配合物は、少なくとも、（単独で又は組み合わせて添加される）ラテックス形態又はエマルジョン形態の酢酸ビニル／エチレンコポリマー（複数の場合もある）を含む第１の強度添加剤（複数の場合もある）と、湿潤剤及び／又は界面活性剤の１つ又は複数である第２の添加剤とを含み得る。湿潤剤及び／又は界面活性剤は、脂肪アルコール、エトキシル化アルコール、植物油エトキシレート、アルキルフェノールエトキシレート、一塩基エステル、シリコーンポリエーテル、アルキル化ピロリドン、アスファルテン分散剤、アセチレンジオール、ＥＯ／ＰＯブロックコポリマー、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）エステル、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホネート、ナトリウム塩、カリウム塩及びアミン塩、ナトリウムアルキル化ジフェニルオキシドジスルホネート、アミンオキシド、アミンエトキシレート、アルカノールアミド、ナトリウム芳香族スルホネート及びアンモニウム芳香族スルホネート、アルコールサルフェート、アルコールエーテルサルフェート、エトキシル化アルコールリン酸エステル、エトキシル化アルコールサルフェート、ナトリウムアルキルスルホネート、ナトリウムアルファスルホメチルエステル、ナトリウムジアルキルスルホスクシネート、並びにフルオロ脂肪族界面活性剤を含む材料から選ぶことができる。湿潤剤及び／又は界面活性剤は、独立して又は２つ以上の材料のブレンドで使用することができる。第１の添加剤と第２の添加剤との組合せによって、石膏配合物について強化された強度、及び石膏コア内のカルシウム系成分のより良好な接着力を有する、それ故、板の厚み全体にわたって強化された強度をもたらす、石膏製品、例えば石膏壁板が提供される。
【実施例】
【００７１】
ここで以下の非限定的な例に関して、例証を目的とする水性アスファルト／ワックスエマルジョンについて説明する。
【００７２】
本実施例では、水性アスファルト／ワックスエマルジョンを、試験のためにかかるエマルジョンを用いる研究室サイズの石膏板とともに形成した。水及び水性アスファルト／ワックスエマルジョン及び任意の他の添加剤等の液体を、Ｗａｒｉｎｇ（商標）産業用キッチンブレンダーに入れた。ブレンダーに添加した水性ワックスエマルジョンの量は、壁板１０００平方フィート（ＭＳＦ）当たり約４４ポンド（ｌｂ）又は約７０ｌｂのいずれかの水性ワックスエマルジョンを有する壁板を形成するのに十分なものであった。次に、スタッコを、デンプン及び促進剤（ＢＭＡ（ボールミル促進剤））と混合させた。スタッコを液体に約１０秒間浸漬させた後、ブレンダーを約１５秒間中速にした。得られるスラリーを、紙を入れた型に注ぎ入れて、１２インチ×１２インチの初期セットを作製し、１７０℃に設定した炉に移した。１８分後、板を裏返して、更に１８分間乾燥させた。その後、板を４３℃で２４時間乾燥させた。次に、６インチ×６インチのサンプルを板の中央から採取した。室温まで冷却させた後、この板を試験して、それらの耐湿性を求めた。
【００７３】
この際、６インチ×６インチの板の耐湿性はＡＳＴＭ  Ｃ４７３に準じて測定した。６インチ×６インチの板をそれぞれ秤量し、水に２時間浸漬させた後、再度秤量した。各板の耐湿性は、浸漬後の板の重量増大率として算出した。このため、より大きい耐湿性を有する板の方が、より小さい耐湿性を有する板よりも耐水性が小さい。
【００７４】
比較のために、市販のエマルジョンＡｑｕａｌｉｔｅ（商標）７０に基づく、４４ｌｂ／ＭＳＦ及び７０ｌｂ／ＭＳＦの２つの対照サンプルを試験した。表１及び表２は、様々な４４ｌｂ／ＭＳＦサンプルと比較した４４ｌｂ／ＭＳＦ対照サンプル、及び関連する耐湿性結果を示すものである。表３は、炭化水素樹脂を含有する様々な他の７０ｌｂ／ＭＳＦサンプルの組成、並びに関連する耐湿性結果及び粘度結果を説明するものである。表４は、様々な７０ｌｂ／ＭＳＦサンプルと比較した７０ｌｂ／ＭＳＦ対照サンプル、及び関連する耐湿性結果を示すものである。様々な水性アスファルト／ワックスエマルジョン成分、及び関連するエマルジョン中の重量パーセントも表中に示す。使用する石膏のタイプは、ＡＳＴＭ  Ｃ１９３６に準じて製造される標準的な壁板とした。使用するデンプンは、市販のデンプン、例えば、工業用変性デンプンである（Industrial Starch-Modified）壁板用バインダ（Tate & Lyle製）とした。
【００７５】
【表１】
2014525979.tif 000003
【００７６】
【表２】
2014525979.tif 000004
【００７７】
【表３】
2014525979.tif 000005
【００７８】
【表４】
2014525979.tif 000006
【００７９】
驚くべきことに、７．１ｗｔ％のゼロ針入度の（0-pen）アスファルトと、１７．６ｗｔ％のパラフィン系炭化水素ワックスとを有する配合物Ｇ、２．６８ｗｔ％のゼロ針入度のアスファルトと、１７．６ｗｔ％のパラフィン系炭化水素ワックスとを有する配合物ＡＬ、及び７．６ｗｔ％のゼロ針入度のアスファルトと、１７．６ｗｔ％のパラフィン系炭化水素ワックスとを有する配合物ＣＥを含むがこれらに限定されない幾つかのサンプルでは、サンプルの耐湿性がそれぞれ、アスファルト成分を含有していない対照サンプルのものよりも小さいことが分かった。
【００８０】
第２の実施例では、上記のＡＳＴＭ  Ｃ４７３法を用いた耐水性評価のために水性アスファルト／ワックスエマルジョンを形成した。水を約９８．９℃に加熱した。ＫＯＨをこの水に添加し、Ｖｉｎｓｏｌ（商標）を溶液中に溶解させた。Ｖｉｎｓｏｌが溶解したら、ＳＭＡ及びＩｎｄｕｌｉｎ（商標）ＩＳＥを添加し、溶液を均一になるまで混合した。アスファルトは流体となるまで別途加熱した。モンタンワックス、合成モンタンワックス及び溶融パラフィンをこの流体アスファルトに添加して、均一になるまで混合した。アスファルト／ワックスブレンドを水ブレンド中へと混合し、コロイドミルで粉砕した。National Gypsum社（Burlington）のスタッコ及び上記のＡＳＴＭ  Ｃ４７３試験法を用いた耐湿性は７％であることが分かった。表５に例示的な配合を示す。
【００８１】
【表５】
2014525979.tif 000007
【００８２】
第３の実施例では、上記のＡＳＴＭ  Ｃ４７３法を用いた耐水性評価のために水性アスファルト／ワックスエマルジョンを形成した。第３の実施例では、以下の方法を用いて完全なアスファルトエマルジョンを形成した。水を約９８．９℃に加熱した。ＫＯＨをこの水に添加し、Ｖｉｎｓｏｌ（商標）を溶液中に溶解させた。アスファルトは流体となるまで別途加熱した。ガムロジンをアスファルト中に溶融し、均一になるまで混合した。コロイドミルにおいてアスファルトブレンドを水ブレンドと混合させて、容器内に貯蔵した。例示的なアスファルトエマルジョンは、６０ｃｐｓの粘度、５８．６％の固形分及び１２．５のｐＨを有することが分かった。表６に完全なアスファルトエマルジョンの例示的な配合を示す。
【００８３】
【表６】
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【００８４】
完全なワックスエマルジョンは以下の例示的な方法を用いて形成した。水を約９３．３℃に加熱した。ＫＯＨをこの水に添加し、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）を溶液中に溶解させた。ＰＶＯＨが溶解したら、ＳＭＡ及びリグノスルホネートを添加し、均一になるまで混合した。別途、パラフィンワックスを溶融するまで加熱した。次に、モンタンワックスをパラフィン中に溶融し、均一になるまで混合した。コロイドミルにおいてワックスブレンドを水ブレンドと混合させて、容器内に貯蔵した。例示的なワックスエマルジョンは、１６０ｃｐｓの粘度、４３．９５％の固形分及び１１．６２のｐＨを有することが分かった。表７に完全なワックスエマルジョンの例示的な配合を示す。
【００８５】
【表７】
2014525979.tif 000009
【００８６】
十分な水をアスファルトエマルジョンに添加して、固形分を４０％まで減少させた。次に、アスファルトエマルジョンをワックスエマルジョン中に、３０：７０（アスファルトエマルジョン対ワックスエマルジョン）の比率で撹拌しながら均一になるまで混合させた。得られるアスファルト／ワックスエマルジョンは、３２ｃｐｓの粘度、４１．９７％の固形分及び１２．１のｐＨを有することが分かった。National Gypsum社（Burlington）のスタッコを用い、上記のＡＳＴＭ  Ｃ４７３試験法に則った耐湿性は６．８４％であることが分かった。
【００８７】
上記の第２の実施例及び第３の実施例では、水性アスファルト／ワックスエマルジョンを、試験のためにかかるエマルジョンを用いた研究室サイズの石膏板とともに形成した。上記の耐湿性を実現するために、使用した水性アスファルト／ワックスエマルジョンの量は、１０００平方フィート（ＭＳＦ）当たり約４４ｌｂの水性アスファルト／ワックスエマルジョンを有する壁板を形成するのに十分なものであった。
【００８８】
上記の詳細な説明は、様々な実施形態に適用される新規な特徴を示し、説明しかつ指摘しているが、本開示の趣旨を逸脱することなく、説明される装置又はアルゴリズムの形態及び詳細の様々な省略、置換及び変更を行うことができることが理解されるであろう。例えば、或る特定の例示的な実施形態に対して成分要素の或る特定の百分率及び比率が記載されていても、他の百分率及び比率を使用してもよい。或る特定のプロセスが記載されていても、他の実施形態ではより少ないか又は追加的な状態を含んでいてもよい。認識されるように、幾つかの特徴が他のものから切り離して使用又は実行され得ることから、本明細書中に記載される本発明の或る特定の実施形態は、本明細書中に記載した特徴及び利益全てをもたらさない形態で具現化することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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