(57)【要約】  スラリーの流動性を維持しつつ、石膏スラリーに使用される分散剤の使用量を減らすことができる、水、焼成石膏、ナフタレンスルホネート分散剤、並びに化学的に形成されて該ナフタレンスルホネート分散剤の効力を増す少なくとも１つの変性剤を含む石膏スラリー、並びにこの石膏スラリーを含む石膏芯および少なくとも１つの外装材を含む石膏パネルの提供。該変性剤は、石灰、ソーダ灰、炭酸塩、珪酸塩、リン酸塩、ホスホネートおよびこれらの組み合わせからなる群から選ばれ、該焼成石膏の乾燥重量に基づいて約０．１重量％から約０．２５重量％の濃度で存在する。該スラリーのｐＨは約９より低く、該ナフタレンスルホネート分散剤は、該焼成石膏の乾燥重量に基づいて約０．０５重量％から約０．５重量％の濃度で存在する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水、焼成石膏、ナフタレンスルホネート分散剤、並びに該ナフタレンスルホネート分散剤の効力を増す化学構造を有する少なくとも１つの変性剤を含むことを特徴とする石膏スラリー。
【請求項２】
該変性剤が、石灰、ソーダ灰、炭酸塩、珪酸塩、リン酸塩、ホスホネートおよびこれらの組み合わせからなる群から選ばれる請求項１の石膏スラリー。
【請求項３】
該変性剤がソーダ灰である請求項２の石膏スラリー。
【請求項４】
該変性剤が、該焼成石膏の乾燥重量に基づいて約０．１重量％から約０．２５重量％の濃度で存在する請求項１の石膏スラリー。
【請求項５】
該スラリーのｐＨが約９より低い請求項１の石膏スラリー。
【請求項６】
該ナフタレンスルホネート分散剤が、該焼成石膏の乾燥重量に基づいて約０．０５重量％から約０．５重量％の濃度で存在する請求項１の石膏スラリー。
【請求項７】
該水が、該焼成石膏の乾燥重量に基づいて約０．４重量％から約０．８重量％の濃度で存在する請求項１の石膏スラリー。
【請求項８】
少なくとも１つの外装材、並びに請求項１の水和された石膏スラリーを含有する石膏芯を含むことを特徴とする石膏パネル。
【請求項９】
該変性剤が、石灰、ソーダ灰、炭酸塩、珪酸塩、リン酸塩、ホスホネート、セメントおよびこれらの組み合わせからなる群から選ばれる請求項８の石膏パネル。
【請求項１０】
該変性剤がソーダ灰である請求項９の石膏パネル。
【請求項１１】
該変性剤が、該焼成石膏の乾燥重量に基づいて約０．０５重量％から約０．２５重量％の濃度で存在する請求項８の石膏パネル。
【請求項１２】
該ナフタレンスルホネート分散剤が、該焼成石膏の乾燥重量に基づいて約０．０５重量％から約０．５重量％の濃度で存在する請求項８の石膏パネル。
【請求項１３】
該水が、該焼成石膏の乾燥重量に基づいて約０．４重量％から約０．６重量％の濃度で存在する請求項８の石膏パネル。
【請求項１４】
ナフタレンスルホネート分散剤の効力を増す化学構造を有する変性剤を選択し、
変性剤、ナフタレンスルホネート分散剤、水および焼成石膏を組み合わせて石膏スラリーを形成することを特徴とするナフタレンスルホネート分散剤を含む石膏スラリーの製造方法。
【請求項１５】
変性剤が、石灰、ソーダ灰、炭酸塩、珪酸塩、リン酸塩およびセメントからなる群から選ばれる請求項１４の方法。
【請求項１６】
該組み合わせ工程が、焼成石膏の添加前に、ナフタレンスルホネート分散剤および変性剤と水とを組み合わせることをさらに含む請求項１４の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良された石膏製品に関する。より詳細には、それは、ナフタレンスルホネート分散剤単独を使用することに比べて安価な、低い水濃度で流動できる改良された石膏スラリーに関する。
【背景技術】
【０００２】
石膏製品は、多くの理由で建築材料例えばウォールボードとして通常使用される。ウォールボードシートは、容易に接合されて任意のサイズおよび形状の連続する壁をつくる。それらは容易に継ぎ合わされそして防火および防音の性質を有する。修飾的な仕上げ例えばウォールペーパーまたはペイントは、容易にプラスターまたはウォールボードの表面に付着することができ、非常にいろいろな修飾が自由に選択できる。
【０００３】
最大限の密度のスラリーからつくられる石膏製品の強さは、その製造時に使用される水の量に正比例する。石膏スラリーへ添加される水のいくらかは、硫酸カルシウム半水和物としても知られている焼成された石膏を水和するのに使用されて、硫酸カルシウム２水和物の結晶の連結したマトリックスを形成する。過剰の水は、蒸発するか、またはキルン中で追い出されて、今まで水により占められていたマトリックス中に空隙を残す。多量の水が使用されて石膏スラリーを流動化した場合、完全に乾燥されたとき、より多くかつより大きな空隙が製品に残される。これらの空隙は、仕上げた製品の製品密度および強さを減らす。ウォールボードの製造プロセスでは、フォームスラリーもスタッコスラリーへ添加されて所望のウォールボードの重量を達成する。
【０００４】
分散剤を使用して流体スラリーをつくるのに使用される水の量を減らす試みがなされてきた。ナフタレンスルホネート分散剤が、ウォールボード製造プロセスに使用される水の量を減らすのに非常に有効である。これらの材料は比較的高価なため、広範囲の水の減少を達成するために多量の分散剤を使用することに伴う不利益が知られている。この成分の高い価格は、競争の激しい市場でこれらの製品から得られる元来低いマージンを、なお圧迫することになる。
【０００５】
石灰がプラスターに使用されてその作業性を改善する。それはプラスターに良好な「感触」を与え、それを容易に「こて」で処理できる滑らかさおよび可塑性を付与する。それがアルカリ性のため、石灰は、いくつかの凝結遅緩剤をより能率的にするように働き、プラスターの凝結しない時間を延長する。最後に、プラスターに存在する石灰は、時間とともに酸化して炭酸カルシウムを形成し、プラスター単独で得られるのよりも高い固さを表面に与える。
【０００６】
特許文献１は、ベータ焼成石膏およびセメントの混合物への珪酸塩の添加を教示している。その実施例では、リグノスルフェートまたはナフタレンスルホネートが、減水剤として使用されている。珪酸塩を含むポゾラン性材料の添加は、エトリンガイトの形成による膨張を減らすと考えられる。組成物は、建築材料、例えば裏打ちボード、床下材、道路修繕材、消火材およびファイバーボードに使用されることが示唆されている。
【０００７】
特許文献２は、石膏と珪酸ナトリウムおよび合成橋かけ結合剤とを組み合わせた新規なウォールボード組成物を教示している。酢酸ビニルポリマーが好ましい橋かけ結合剤であった。珪酸ナトリウムの添加は、所定の数のパネルをつくるのに必要な焼成した石膏の量を減らす。建築用パネルの重量は低下し、そのことが、作業者が設置の前およびその間にパネルを扱うのを一層容易にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許５７１８７５９
【特許文献２】米国特許６３９１９５８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の技術は、所定のナフタレンスルホネート分散剤の有効性を改善する問題を適切に対応することができなかった。分散剤の有効性を改善することは、分散剤のコストを低下させ、石膏製品の妥当な価格を維持することになる。
【００１０】
従って、当該技術では、スラリーの流動性を維持しつつ、石膏スラリーに使用される分散剤の使用量を減らす必要がある。分散剤の使用量の減少は、分散剤に費やされるコストの節約になる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらおよび他の問題は、本発明により改善され、それは、ナフタレンスルホネートタイプの分散剤によりつくられたスラリーの流動性を高める効力変性剤を石膏スラリーへ添加することを含む。変性剤の１つ以上が使用されるとき、所定の流動性を達成するためにより少ない量の分散剤が必要になり、分散剤のコストをより低くする。
【００１２】
さらに詳細には、本発明は、水、硫酸カルシウム半水和物、ナフタレンスルホネート分散剤および変性剤を含む改良された石膏スラリーに関する。変性剤は、ナフタレンスルホネート分散剤の効力を改善するような化学構造を有する。好ましい変性剤は、セメント、石灰、消石灰、ソーダ灰、炭酸塩、珪酸塩、リン酸塩およびホスホネートを含む。
【００１３】
本発明の他の態様では、石膏パネルは、少なくとも１つの外装材シート、および改良された石膏スラリーから製造された芯からつくられる。本発明の他の態様は、変性剤を選び、変性剤とナフタレンスルホネート分散剤とを混合しそして硫酸カルシウム半水和物を添加することを含む石膏スラリーを製造する方法である。
【００１４】
本発明の変性剤の使用は、石膏スラリーを流動化するにあたって分散剤の効力を改良する。効力のこの改良は、種々の製品について異なる方法で有用である。いくつかの態様では、分散剤の使用量が減り、コストを下げて、より競争のできる価格の石膏製品がつくられる。
【００１５】
分散剤の使用量を減らすことの代わりにまたはそれに加えて、分散剤の改良された効力は、また石膏スラリーをつくるのに用いられる水の量を減らすのに使用できる。過剰の水がオーブンまたはキルンで製品から追い出された製品では、製造プロセスは、燃料の効率を高め、化石燃料を保全しそしてより少ない水が蒸発するコストの節約を実現する。燃料の節約は、キルンの温度の低下またはキルン中の滞留時間の短縮の何れかに基づく。使用される水の量の減少は、またいくつかの製品例えばフローリングにおける製品の密度を高めることになる。これは、製品の強さをより高める。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の石膏スラリーは、水、焼成石膏、ナフタレンスルホネートタイプ分散剤および変性剤を用いてつくられる。本発明の利点は、高い強さの石膏製品用のスラリーで使用するとき、最も明らかになるが、ナフタレンスルホネート分散剤の少ない使用量を既に利用するものでも、本発明はナフタレンスルホネートを使用する任意のスラリーで使用できる。
【００１７】
任意の焼成石膏またはスタッコがこのスラリーで有用であり、特にアルファ−焼成石膏、ベータ−焼成石膏、硬石膏またはこれらの組み合わせが用いられる。好ましくは、石膏スラリーは、乾燥固体基準で焼成石膏の少なくとも５０重量％を含む。スラリーは、他の好ましい態様では、少なくとも７５重量％、８０重量％または９０重量％を含む。好ましいスタッコは、ＵＳＧ  Ｃｏｒｐ．Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬによるＭｏｕｌｄｉｎｇ  Ｐｌａｓｔｅｒ（ベータ焼成石膏）およびＨＹＤＲＯＣＡＬ（商標）ブランドスタッコ（アルファ焼成石膏）またはＣＡＳ−２０−４（硬石膏）を含む。
【００１８】
スラリーをつくるのに使用される水の量の減少は、ナフタレンスルホネート分散剤の添加により達成される。理論により縛られるのを望まないが、分散剤は、硫酸カルシウムへそれ自体付着し、次にポリマーの荷電基が互いに反撥し、石膏の粒子を分散させそして容易に流動させる。スラリーがより容易に流動するとき、水の量は減少できそしてなお流動可能な流体を得る。一般に、水の減少は、製品の強さを増大させそして乾燥コストを低下させる。好ましいナフタレンスルホネートは、ＧＥＯ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ａｍｂｌｅｒ，ＰＡによるＤＡＸＡＤを含む。ナフタレンスルホネートは、石膏重量の重量％として約０．５％、好ましくは約０．０５％から約０．５％より好ましくは約０．５％から約０．２５％の活性成分の量で使用される。
【００１９】
変性剤は、石膏スラリー中でナフタレンスルホネート分散剤と組み合わされたとき、分散剤の効力を改善する液体または固体の任意の物質である。変性剤は、それら自体が分散剤である必要はないが、分散剤をより有効にするように働く。例えば、分散剤の一定の濃度で、変性剤を含まない同じスラリーに比べて使用されたとき、より良い流動性が得られる。変性剤の使用に関する正確な化学理論は十分に分からないが、推定されるメカニズムは、ソーダ灰のような変性剤が石膏の表面と相互反応して分散剤の効果が改善するのを助けるというものである。任意のメカニズムが、変性剤により使用されて、本発明の目的のために分散剤の効力を改善する。
【００２０】
好ましい変性剤は、セメント、石灰（生石灰または酸化カルシウムとしても知られている）、消石灰（水酸化カルシウムとしても知られている）、水和した石灰、ソーダ灰（炭酸ナトリウムとしても知られている）、炭酸カリウム（ソーダとしても知られている）および他の炭酸塩、珪酸塩、水酸化物、ホスホナートおよびリン酸塩を含む。好ましい炭酸塩は、炭酸ナトリウムおよび炭酸カリウムを含む。珪酸ナトリウムは、好ましい珪酸塩である。好ましいホスホネートは、ＤＥＱＵＥＳＴ（商標）２００６（Ｓｏｌｕｔｉａ，Ｉｎｃ．Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）として市販されているアミノトリ（メチレンホスホン酸）のペンタナトリウム塩である。
【００２１】
石灰または消石灰が変性剤として使用されるとき、それは、乾燥硫酸カルシウム半水和物の重量に基づいて約０．００５％から約１．０％の濃度で使用される。水の存在下、石灰は水酸化カルシウムすなわち消石灰へ急速に転換され、そしてスラリーのｐＨはアルカリ性になる。ｐＨの急速な上昇は、スラリーの化学的性質に多数の変化を生じさせる。ナトリウムトリメタホスフェートを含む或る添加物は、ｐＨが上がるにつれ、破壊する。また、スラリーがウォールボードまたは石膏パネルをつくるのに使用されるとき、水和に問題がある。高いｐＨで紙の結合に問題がある。スラリーと接触するようになる作業者にとり、アルカリ性の強い組成物は、皮膚に刺激を生じさせ、そのため接触を避けねばならない。約１１．５より高いｐＨでは、石灰は、もはや流動性を増加させない。そのため、この変性剤からの最適な性能のために、ｐＨを約９より低く維持することが、いくつかの用途では好ましい。他の用途例えばフローリングでは、高いｐＨが、かび類を最小にする利益を有する。アルカリ金属水酸化物特にナトリウムおよびカリウムの水酸化物が、フローリングおよびプラスターで使用されるのに好ましい。
【００２２】
他の好ましい変性剤は、炭酸塩、ホスホネート、リン酸塩および珪酸塩を含む。好ましくは、変性剤は、乾燥硫酸カルシウム半水和物の重量に基づいて０．２５％より少ない量で使用される。これらの濃度より高いと、変性剤の量の増加は、分散剤の効力を低下させる。これら変性剤は、好ましくは、石膏重量に基づいて約０．０５％から０．２５％、または約０．１０％から約０．２５％の量で使用される。
【００２３】
変性剤は、変性剤が混合物へ添加される前に硫酸カルシウム半水和物が分散剤により湿っているときには、より有効ではないように思われる。そのため、分散剤および変性剤は、スタッコとの混合前に組み合わされることが好ましい。もし変性剤または分散剤の何れかが液状であるならば、好ましくはプロセス水へ添加される。変性剤または分散剤の何れかが、次に硫酸カルシウム半水和物の添加前に水に添加される。わずか数秒間の混合で、変性剤および分散剤をともにブレンドすることができる。もし変性剤および分散剤の両者が乾燥した形であるならば、それらはともに混合できそしてスタッコと同時に添加できる。水、分散剤、変性剤およびスタッコを組み合わせる好ましい方法は、米国特許出願１１／１５２３２３（本明細書で参考として引用される）にさらに記載されている。
【００２４】
ナフタレンスルホネート分散剤および変性剤が、異なる源からの石膏で使用されるとき、異なって反応することも注目される。実験室のテストは、異なる地理的位置からの石膏が異なる塩および不純物を含むことを示す。理論に縛られることを望まないが、石膏に存在する不純物は、分散剤および変性剤の両者の効力に関係するものと思われる。スタッコに存在する不純物のなかで、地理的位置により変化する塩がある。多くの塩は、硬化促進剤または硬化遅延剤であることが知られている。これらの同じ塩は、また達成できる流動性の程度に影響することにより、ナフタレンスルホネート分散剤の効力を変化させる。ナフタレンスルホネートは、好ましくは塩の少ないスタッコとともに利用される。
【００２５】
性能を向上させるために流動性をあげる分散剤および変性剤を使用すると、スラリーを流動化するのに使用される水の量は、これらの添加剤なしにつくられたスラリーに比べて、減少する。スタッコの源、焼成技術、分散剤の種類および変性剤のすべてが一緒に働いて所定の流動性のスラリーを生ずることを理解すべきである。
【００２６】
スラリーが考えられている用途に関して十分な流動性を有するかぎり、任意の量の水が、本発明のスラリーをつくるのに使用される。水の量は、スタッコの源、焼成のやり方、添加物およびつくられる製品に応じて、非常に変化する。ウォールボードの用途では、０．２０から約０．８の水対スタッコの比（「ＷＳＲ」）が使用され、それは好ましくは約０．４から約０．８そしてより好ましくは約０．５から約０．７である。
【００２７】
本発明の第２の局面では、スラリーは、強さの増大した石膏のパネルまたはウォールボードをつくるのに使用される。石膏のパネルを形成するために、スラリーは、外装材の少なくとも１枚のシートの上に注がれる。外装材は、石膏パネルの当業者には周知である。マルチプライ紙は、好ましい外装材であるが、しかし、シングルプライ紙、段ボール紙、プラスチックシートおよび他の外装材も使用できる。
【００２８】
他の添加物も、石膏スラリーが使用される特定の用途に典型的なものであれば、スラリーへ添加される。本発明の或る態様では、添加物は石膏スラリーに含まれて仕上げの誠意品の１つ以上の性質を変性する。これらの任意の添加物は、当業者に周知の方法および量で使用される。濃度は、仕上げボードパネルの１０００平方フィート（「ＭＳＦ」）あたりの量で示される。硬化遅延剤（約２Ｌｂ／ＭＳＦ（９．８ｇ／ｍ２）以内）または乾燥促進剤（約３５Ｌｂ／ＭＳＦ（１７０ｇ／ｍ２）以内）が添加されて水和反応が生ずる速度を変性する。「ＣＳＡ」は、５％の糖とともに砕かれそして糖をカラメル化するために華氏２５０度（１２１℃）に加熱された硫酸カルシウム２水和物９５％を含む硬化促進剤である。ＣＳＡは、ＵＳＧ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｏｕｔｈａｒｄ，ＯＫプラントから入手でき、そして米国特許３５７３９４７（本明細書で参考として引用される）に従って製造される。硫酸カリウムは、他の好ましい促進剤である。ＨＲＡは、硫酸カルシウム２水和物１００ポンドあたり約５−２５ポンドの比で糖と新しく砕かれた硫酸カルシウム２水和物である。それは、米国特許２０７８１９９に記載されており、その特許は本明細書で参考として引用される。これらの両者は好ましい促進剤である。
【００２９】
湿潤石膏促進剤またはＷＧＡとして知られている他の促進剤も好ましい促進剤である。湿潤石膏促進剤に使用および製法の記述は、米国特許６４０９８２５に開示されており、その特許は本明細書で参考として引用される。この促進剤は、有機ホスホネート化合物、リン酸塩含有化合物またはこれらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも１つの添加物を含む。この特定の促進剤は、長い寿命を有し、そして有効性を長期間維持して、湿潤石膏促進剤が製造され、貯蔵されそして使用前に長距離を輸送できる。湿潤石膏促進剤は、ボード製品の１０００平方フィートあたり約５−約８０ポンド（２４．３−３９０ｇ／ｍ２）におよぶ量で使用される。
【００３０】
ガラスファイバーは、任意に、仕上げ製品の用途に応じて、少なくとも１１Ｌｂ／ＭＳＦ（５４ｇ／ｍ２）の量でスラリーへ添加される。１５Ｌｂ／ＭＳＦ（７３．２ｇ／ｍ２）以内の紙ファイバーもスラリーへ添加される。ワックスエマルションまたはポリシロキサンは、９０Ｌｂ／ＭＳＦ（０．４ｋｇ／ｍ２）以内の量で石膏スラリーへ添加されて、仕上げ石膏ボードパネルの水抵抗性を改善する。
【００３１】
軽量にするために硬化石膏含有製品中に空隙を生じさせる発泡剤を用いる本発明の態様では、発泡した硬化石膏製品を製造するのに有用であることが周知である任意の従来の発泡剤が使用できる。多くのこのような発泡剤は周知でありそして例えばＧＥＯ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ａｍｂｌｅｒ，ＰＡから容易に入手できる。発泡体および発泡した石膏製品を製造する好ましい方法は、米国特許５６８３６３５に開示されており、それは本明細書で参考として引用される。もし発泡体が製品に加えられるならば、ナフタレンスルホネート分散剤は、硫酸カルシウム半水和物へのその添加前に、プロセス水と発泡体水との間に分けられる。ミキサー水と発泡体水中に１つ以上の分散剤を配合する好ましい方法は、米国特許出願１１／１５２４０４に記載されており、それは既に参考として引用されている。
【００３２】
トリメタホスフェート化合物は、いくつかの態様で石膏スラリーへ添加されて、製品の強さを増加しそして硬化石膏のたるみ抵抗性を低下させる。好ましくは、トリメタホスフェート化合物の濃度は、焼成石膏の重量に基づいて約０．０３％から約２．０％である。トリメタホスフェート化合物を含む石膏組成物は、米国特許６３４２２８４および６６３２５５０に開示されており、両者とも本明細書で参考として引用される。トリメタホスフェート塩の例は、トリメタホスフェートのナトリウム、カリウムまたはリチウム塩を含み、例えばＡｓｔａｒｉｓ，ＬＬＣ．Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯから入手できるものがある。スラリーのアルカリ度を上げる石灰または他の変性剤とともにトリメタホスフェートを使用するときには、注意しなければならない。約９．５より高いｐＨでは、トリメタホスフェートは、製品を強くするその能力を失い、スラリー化は極めて時間がかかる。
【００３３】
ウォールボードへの他の添加する可能性のあるものは、かびなどの成長を減らす殺生物剤である。選ばれた殺生物剤およびウォールボードの目的とする用途に応じて、殺生物剤は、カバーまたは石膏の芯またはその両者へ添加される。殺生物剤の例は、硼酸、ピリチオン塩および銅塩を含む。殺生物剤は、表面または石膏の芯へ添加される。使用されるとき、殺生物剤は、約５００−１０００ｐｐｍの量で表面に使用される。
【００３４】
さらに、石膏組成物は、任意に、澱粉例えば予めゼラチン化した澱粉（アルファ澱粉）および／または酸変性澱粉を含む。予めゼラチン化した澱粉を含むことは、硬化および乾燥した石膏の注型物の強さを高め、そして水分の増加（例えば、水対焼成石膏の比の増大）の条件下で紙が剥がれるリスクを減らすかまたは最低にする。当業者は、原料の澱粉を予めゼラチン化する方法を理解するものと思われ、例えば原料の澱粉を水中で少なくとも華氏約１８５度（８５℃）の温度で蒸煮する方法または他の方法がある。予めゼラチン化した澱粉の好適な例は、ＰＣＦ  １０００澱粉（Ｌａｕｈｏｆｆ  Ｇｒａｉｎ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている）およびＡＭＥＲＩＫＯＲ  ８１８およびＨＱＭ  ＰＲＥＧＥＬ澱粉（両者ともＡｒｃｈｅｒ  Ｄａｎｉｅｌｓ  Ｍｉｄｌａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている）を含むが、これらに限定されない。もし含まれるならば、予めゼラチン化した澱粉は、任意の好適な量で存在する。例えば、もし含まれるならば、予めゼラチン化した澱粉は、使用される混合物へ添加されて硬化石膏組成物を形成し、石膏組成物の約０．５重量％から約１０重量％の量で存在する。澱粉例えばＵＳＧ  ９５（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｇｙｐｓｕｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ）も任意に芯の強さのために添加される。
【００３５】
他の周知の添加物は、必要に応じて使用されて、製品の特定の性質を変性する。糖類例えばデキストロースは、ボードの末端での紙の結合を改善するのに使用される。もし剛さが必要ならば、硼酸が普通使用される。難燃性は、バーミキュライトの添加により改善される。これらおよび他の周知の添加物は、本発明のスラリーおよびウォールボードの処方に有用である。
【００３６】
個々の石膏パネルはパッチプロセスでつくられるが、好ましいプロセスでは、石膏ボードは、長いパネルに形成されそして所望の長さのパネルに切断される連続法で工業的に製造される。形成された外装材が得られ、そして配置されて石膏スラリーを受容する。好ましくは、外装材は、所望の仕上げの大きさを有するパネルをつくるために２つ以下の切断を要する連続した長さのパネルを形成する幅を有する。任意の周知の外装材は、ウォールボードパネルをつくるのに有用であり、紙、ガラスマットおよびプラスチックシートを含む。外装材は、連続的にボードラインへ供給される。
【００３７】
スラリーは、乾いた成分および湿った成分をともに任意の順序で混合することにより形成される。典型的な例では、液体添加物は水へ添加され、そしてミキサーを短時間作動してそれらをブレンドする。水を測ってミキサー中へ直接入れる。もし変性剤が使用されるならば、好ましくは変性剤および分散剤は、スタッコの導入前にミキサー水に予め溶解させる。スラリーの乾いた成分、焼成石膏および任意の乾いた添加物は、好ましくは、ミキサーへ入る前にともにブレンドされる。乾いた成分は、ミキサー中の液体へ添加され、そして乾いた成分が湿潤するまで、ブレンドされる。
【００３８】
スラリーは、次に混合されて均質なスラリーを得る。通常、水性の発泡体がスラリー中へ混合されて得られる芯材料の密度をコントロールする。このような水性発泡体は、通常、スラリーへの得られる発泡体の導入前に、適切な発泡剤、水および空気の高せん断混合により発生する。発泡体は、ミキサー中のスラリー中へ挿入されるか、または好ましくは、スラリーが排出管でミキサーを出るときスラリー中に挿入される。例えば、米国特許５６８３６３５（本明細書で参考として引用される）参照。石膏ボードプラントでは、しばしば、固体および液体はミキサーへ連続して加えられ、一方得られるスラリーはミキサーから連続して排出され、そして３０秒より短いミキサー中の平均滞留時間を有する。
【００３９】
スラリーは、排出管を経てミキサーから１つ以上の出口から連続的に出て、外装材を運ぶ移動コンベヤーの上に配置されそしてパネルに形成される。他の紙カバーシートは、任意に、スラリーの上に置かれて、スラリーは２つの移動するカバーシート（得られる石膏パネルの外装材になる）の間に挟まれる。得られるボードの厚さは、形成されるプレートによりコントロールされ、そしてボードの縁は、紙の重なる縁に連続的に折り目をつけ、折り重ねそして接着する適切な機械装置により形成される。追加のガイドは、硬化するスラリーが移動ベルト上を移動するとき、厚さおよび幅を維持する。形状が維持されている間、焼成石膏は水の一部と反応するのに十分な条件（すなわち、華氏約１２０度より低い温度）の下保持されて、硬化しそして石膏結晶の連結するマトリックスを形成する。ボードパネルは、次に切断され、形を整えられそして乾燥機へ送られて、硬化したがまだいくらか湿っているボードを乾燥する。
【００４０】
好ましくは、２段階乾燥プロセスが用いられる。パネルは、先ず高温キルンへ送られて、ボードを急速に加熱しそして過剰の水を追い出し始める。キルンの温度およびボードの滞留時間は、パネルの厚さにより変化する。例示として、１／２インチ（１２．７ｍｍ）のボードは、好ましくは、約２０−５０分で華氏３００度（１４９℃）以上の温度で乾燥される。表面の水が蒸発するとき、毛管作用によりパネルの内部から水が引き出されて表面の水と置換する。比較的急速な水の運動は、紙への澱粉およびピリチオン塩の移動を助ける。第２の段階のオーブンは、華氏３００度（１４９℃）より低い温度を有し、ボードの焼成を制限する。
【実施例１】
【００４１】
プラント試験中、ソーダ灰をナフタレンスルホネート（「ＮＳ」）分散剤含有石膏組成物に添加した。プラントをボード１０００ｆｔ２あたり１８６７ポンド（１２７３２．９４ｋｇ／１０００ｍ２）のスタッコを処理した。ＨＲＡを表１に示される量で添加して、切断ナイフで約５０％より高い水和を維持した。表１は、また添加された分散剤のタイプおよび量を示し、さらにスランプテストも示される。表１に報告された分散剤の量は、約４０％活性成分を含む液体分散剤の重量に基づく。
【００４２】
【表１】
2010513213.tif 000002
【００４３】
この工業上のテストでは、石膏ボードは、ソーダ灰の変性剤の添加とともにまたはなしで、ナフタレンスルホネートにより製造された。乾いたスタッコの重量に基づく０．０５％のソーダ灰が、他の成分とともにミキサーへ添加されたとき、所定の流動性に必要なナフタレンスルホネートの量は、ほとんど４０％減少した。これは、ナフタレンスルホネート分散剤の性能を増大するソーダ灰溶液の能力を立証する。
【００４４】
ナフタレンスルホネート分散剤および変性剤を含む石膏組成物の特定の態様が示されそして記述されたが、その広い範囲でしかも請求の範囲に規定された本発明から離れることなく、変化および修正が本発明になされることは、当業者により理解されるだろう。
【国際調査報告】
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