(57)【要約】  プラスターボードは、中に石膏に対して少なくとも1wt%の量で分布したポリマー添加剤を有する石膏マトリックスであって、その中に埋め込まれた第1群繊維及び第2群繊維をさらに有する石膏マトリックスを含み、第1群繊維の繊維は、第2群繊維の繊維の平均長さの少なくとも3倍である平均長さを有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
中に石膏に対して少なくとも1wt%の量で分布したポリマー添加剤を有する石膏マトリックスであって、その中に埋め込まれた第1群繊維及び第2群繊維をさらに有する前記石膏マトリックスを含むプラスターボードであって、前記第1群繊維の繊維が、前記第2群繊維の繊維の平均長さの少なくとも3倍である平均長さを有する、前記プラスターボード。
【請求項２】
前記第1群繊維の繊維が、2〜10mmの範囲の平均長さを有する、請求項1に記載のプラスターボード。
【請求項３】
前記第1群及び第2群繊維が、前記石膏マトリックスに対して20wt%未満である総量で存在する、請求項1又は請求項2に記載のプラスターボード。
【請求項４】
前記第1群繊維がガラス繊維を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプラスターボード。
【請求項５】
前記第2群繊維がセルロース繊維を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプラスターボード。
【請求項６】
前記セルロース系繊維が200μm〜1.8mmの範囲の長さを有する、請求項5に記載のプラスターボード。
【請求項７】
前記セルロース系繊維が20〜60μmの範囲の厚さを有する、請求項5又は請求項6に記載のプラスターボード。
【請求項８】
前記ポリマー添加剤がデンプンである、請求項1〜7のいずれか1項に記載のプラスターボード。
【請求項９】
前記ポリマー添加剤が、前記石膏マトリックスに対して20wt%未満の量で存在する、請求項1〜8のいずれか1項に記載のプラスターボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、建築構造に用いるパネルに関する。特に、本発明は、シンク、テレビ、又はラジエーター等の品物を取り付け得る区画を提供するためのパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明に対する背景
プラスターボード(例えば石膏プラスターボード)、ポリスチレンボード及びファイバーボード等の軽量パネルは、一般的に建築物内に区画を提供するために用いられる。この用途にとってのそれらの利点としては、それらが軽く、設置が速いことが挙げられる。
しかしながら、ある一定の場合、該軽量パネルは、固定物(例えばシンク、テレビ、ラジエーター、消化器、棚、及びパネルへの取り付けを必要とするその他の品物)を支持するのに十分強くないという欠点を有することがある。このような場合、固定物の重量によって、固定物が区画から外れて落ちるように、固定手段(例えばネジ)がパネルから引き抜かれてしまうことがある。
典型的に、この問題は、合板シートを設けてパネルの固定強度を高めることによって対処している。この場合、合板シートは、固定物を配置すべき側の反対のパネル面に設けられる。合板シートは、固定物をパネルに締め付けるために利用される1種以上の固定手段(例えばネジ)を保持するための強度上昇をもたらし得る。典型的に、合板シートが区画枠内に配置され、次にプラスターボードが合板に固定され、その結果、プラスターボードは区画枠外に位置する。
代替物として、金属支持手段を設けてよい。これらは固定プレート、チャネル、ストラップ、又は金属ファスナーを含み得る。合板シートの場合のように、金属支持手段は、一般的に固定物を固定すべき側の反対のパネル面に配置され、固定物をパネルに取り付けるために用いられる固定手段、例えば固定ネジを受けて締め付ける役割を果たす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらの配置は両方ともパネルと、現場で互いに貼り付けるべき追加の支持成分とを必要とするという欠点を有する。さらに、金属支持手段を使用するときに、複数の該支持手段は、固定物をパネルに締め付けるために必要な固定手段のフルセットを支持する必要があり得る。従って、設置プロセスは時間及び費用がかかり得る。
さらに、金属支持手段又は合板シートの追加は、区画の重量及び厚さを増大させ、及び／又は空洞壁空間の低減をもたらす。一般に、合板自体は現場で大きさに合わせてカットしなければならないので、設置に必要な時間が長くなり、ダスト及び潜在的に有害な成分の放出につながる可能性がある。
従って、固定手段を保持し、固定物を支持することができ、かつ時間のかかる設置プロセスを必要としない改善されたパネルを提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の概要
プラスターボードに繊維の混合物を含めることによって、固定手段を保持するパネルの能力に改善をもたらし得ることが分かった。これによって、より強いプラスターボードが作製できるようになるか、又は許容できる強度を有する、より軽いプラスターボードが可能となり得る。
繊維の混合物を使用することによって、スタッコスラリーの粘度を低下させることでき、それによってプラスターボードのより容易な製造を可能にすることも認められた。
従って、第1の態様において、本発明は、中に石膏に対して少なくとも1wt%の量で分布したポリマー添加剤を有する石膏マトリックスであって、その中に埋め込まれた第1群繊維及び第2群繊維をさらに有する石膏マトリックスを含むプラスターボードであって、第1群繊維の繊維が、第2群繊維の繊維の平均長さの少なくとも3倍である平均長さを有する、プラスターボードを提供することができる。
好ましくは、第1群繊維の繊維は、第2群繊維の繊維の平均長さの少なくとも4倍である平均長さを有する。
【０００５】
より長い繊維に加えてより短い繊維を含めることによって、プラスターボードの作製に用いるスタッコスラリーの粘度の上昇を回避しながら、プラスターボードの強度を高めることができる。スラリーの過剰の粘度は、空隙の形成及び／又はこれを回避するために作製中にライン速度を減じる必要性につながる傾向がある。
第1群繊維は、ガラス繊維等の無機繊維を含み得る。ガラス繊維は、典型的に1mmより大きい、好ましくは2mmより大きい、最も好ましくは3mmより大きい平均長さを有する。一般に、ガラス繊維は10mm未満、好ましくは8mm未満の平均長さを有する。
好ましくは、技術上周知なように、ガラス繊維は、石膏へのそれらの親和性を高めるためのサイジング剤で被覆される。
第2群繊維は、セルロース系繊維(例えば、セルロース繊維又は木質繊維)等の有機繊維を含み得る。セルロース系繊維は、典型的に100μmより大きい、好ましくは200μmより大きい平均長さを有する。一般に、セルロース系繊維は、1.8mm未満、好ましくは1mm未満、最も好ましくは800μm未満の平均長さを有する。一般に、セルロース系繊維の厚さは、10μmより大きく、好ましくは20μmより大きい。典型的に、セルロース系繊維の厚さは、60μm未満、好ましくは40μm未満である。
石膏製品への組み入れ前のセルロース系繊維の見掛け密度は、典型的に250g/L未満である。
【０００６】
他の実施形態において、有機繊維は例えばポリエチレン、ポリプロピレン、又はポリエステル繊維であってよい。
典型的に、第1群繊維の繊維は、1mmより大きい、好ましくは2mmより大きい、最も好ましくは3mmより大きい平均長さを有する。一般に、第1群繊維の繊維は、10mm未満、好ましくは8mm未満の平均長さを有する。
第2群繊維の繊維は、典型的に100μmより大きい、好ましくは200μmより大きい平均長さを有する。一般に、第2群繊維の繊維は、1.8mm未満、好ましくは1mm未満、さらに好ましくは800μm未満の平均長さを有する。
一般に、第2群繊維の繊維の厚さは、10μmより大きく、好ましくは20μmより大きい。典型的に、第2群繊維の繊維の厚さは、60μm未満、好ましくは40μm未満である。
一般に、第1群及び第2群繊維は、石膏マトリックスに対して20wt%未満、好ましくは15wt%未満、さらに好ましくは10wt%未満の総量で存在する。
【０００７】
好ましくは、ポリマー添加剤は、石膏マトリックス中に少なくとも2wt%、最も好ましくは少なくとも3wt%の量で分布している。
典型的に、ポリマー添加剤はデンプンである。好ましくは、ポリマー添加剤は、石膏マトリックスに対して20wt%未満、好ましくは15wt%未満の量で存在する。
本発明の第1態様の特定実施形態では、プラスターボードは紙製表面仕上げを有する。これらの紙製表面仕上げは、セルロース繊維とガラス繊維を両方含んでよく、これは、プラスターボードの耐火性を改善すると考えられる。他の場合、プラスターボードは、表面が一部又は完全に埋め込まれたマット、例えば、ガラスマットを有してよい。
本発明の第1態様の特定実施形態では、石膏マトリックスは、シリコーン油又はワックス等の疎水性添加剤を含む。
本発明の第1態様の特定実施形態では、石膏マトリックスは殺生物剤を含有してよい。
本発明の第1態様の特定実施形態では、石膏マトリックスは、製品の耐火性を改善するために、非膨張バーミキュライト、マイクロシリカ、及び／又は粘土等の収縮防止剤を含有してよい。
本発明の第1態様の特定実施形態では、泡又は軽量凝集体、例えばパーライトを含めてよい。該添加剤は、許容できる厚さを有する低密度ボードを作製するために当技術分野で知られている。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
詳細な説明
ここで、単に例として本発明を説明する。
下記一般的方法論を用いて石膏プラスターボードを調製した。
スタッコ及び他の乾燥添加剤をバッグに量り入れ、振り混ぜてそれらを混合した。水及び湿潤添加剤をボールに量り入れた。繊維を秤量し、ボール内の湿潤添加剤に加え、電動ミキサーを用いて30秒間一緒に混合した。
ボール内の湿潤添加剤に乾燥粉末添加剤を加えて電動ミキサーで30秒間混合した。
結果として生じたスラリーを2枚のボードライン紙間に挟み込み、混合時間から測って25分間水和させた。このボードを今度はオーブン内で180℃にて50分間80%超えの相対湿度で乾燥させた。
【実施例】
【０００９】
実施例1
下記成分から石膏プラスターボードを調製した：
・スタッコ；
・スタッコの量に対して5wt%の量のエチル化デンプン(デンプンはGrain Processing Corporationから商標名Coatmaster K57Fで入手可能)；
・スタッコの量に対して5wt%の量のガラス繊維。ガラス繊維は6mmの平均長さを有した；
・スタッコの量に対して2wt%の量のセルロース繊維。セルロース繊維は500μmの平均長さ及び35μmの平均径を有した。
実施例2
下記成分から石膏プラスターボードを調製した：
・スタッコ；
・スタッコの量に対して10wt%の量のエチル化デンプン(デンプンはGrain Processing Corporationから商標名Coatmaster K57Fで入手可能)；
・スタッコの量に対して5wt%の量のガラス繊維。ガラス繊維は6mmの平均長さを有した；
・スタッコの量に対して5wt%の量のセルロース繊維。セルロース繊維は500μmの平均長さ及び35μmの平均径を有した。
【００１０】
比較例1
下記成分から石膏プラスターボードを調製した：
・スタッコ；
・スタッコの量に対して5wt%の量のエチル化デンプン(デンプンはGrain Processing Corporationから商標名Coatmaster K57Fで入手可能)；
・スタッコの量に対して5wt%の量のガラス繊維。ガラス繊維は6mmの平均長さを有した。
比較例2
下記成分から石膏プラスターボードを調製した：
・スタッコ；
・スタッコの量に対して10wt%の量のエチル化デンプン(デンプンはGrain Processing Corporationから商標名Coatmaster K57Fで入手可能)；
・スタッコの量に対して5wt%の量のガラス繊維。ガラス繊維は6mmの平均長さを有した。
比較例3
下記成分から石膏プラスターボードを調製した：
・スタッコ；
・スタッコの量に対して6wt%の量のデンプン(デンプンはTate & Lyleから商標名Merifilmで入手可能可能)；
・スタッコの量に対して2wt%の量のガラス繊維。ガラス繊維は6mmの平均長さを有した。
比較例4
下記成分から石膏プラスターボードを調製した：
・スタッコ；
・スタッコの量に対して6wt%の量のデンプン(デンプンはTate & Lyleから商標名Merifilmで入手可能可能)；
・スタッコの量に対して1wt%の量のガラス繊維。ガラス繊維は6mmの平均長さを有した；
・スタッコの量に対して1wt%の量のポリプロピレン繊維。ポリプロピレン繊維は6mmの平均長さを有した。
【００１１】
ネジ引き抜き強さ
23℃の温度及び50%の相対湿度で条件づけした寸法100mm×100mmのサンプルについてネジ引き抜き試験を行なった。サンプルの表面に配置した金属荷重伝達要素を通して50mmの一条木ネジをサンプルに挿入した。荷重伝達要素は、ネジ頭とサンプルの表面との間に位置するように形成された第1部分、及び試験機と係合して、ネジの軸に沿ってネジに荷重を加えられるように形成された第2部分を有する。1Nmのトルクまでネジを締めた。
次に試料をZwick Universal試験機に載せ、ネジの軸に沿ってネジに10Nの予荷重を加えた。引き続き、引き抜きが達成されるまで10mm/分の一定のクロスヘッド速度を設定することによって荷重を増やした。
結果を表1に示す。これらは、それぞれ8つのサンプルから取った平均である。
【００１２】
表1
2018502232.tif 000002
【国際調査報告】
2018502232.tif 000003
2018502232.tif 000004