JP2002500156A - 石膏製品 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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- C08L91/06—Waxes
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Abstract
(57)【要約】
高水溶性(曇点)及び高発泡性を有する硫酸化アニオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤を含む乳化剤系からなるワックスエマルジョンを、石膏スラリーに加えて、石膏板の耐水性を向上する。このワックスは、石油由来の炭化水素ワックス及びモンタンワックスの混合物である。
Description
【0001】 本発明は、石膏製品及びその製造方法に関する。特に、本発明は、改善された
耐水性及び/又は低密度の発泡石膏製品及びその製造方法、好適には連続プロセ
スに関する。
耐水性及び/又は低密度の発泡石膏製品及びその製造方法、好適には連続プロセ
スに関する。
【0002】 石膏板(又はしっくい板又は壁板)は、建設産業において広く使用されている
。石膏板は、代表的には、接着されるライナーの一方の側に、固化した石膏の実
質的に平らなコアから成る。ライナーは、代表的には、紙から成る。コアは、補
強、例えばガラス繊維補強、されてもよい。
。石膏板は、代表的には、接着されるライナーの一方の側に、固化した石膏の実
質的に平らなコアから成る。ライナーは、代表的には、紙から成る。コアは、補
強、例えばガラス繊維補強、されてもよい。
【0003】 石膏製品(又は焼き石膏(パリスのしっくい)又はしっくい製品)は、無水硫
酸カルシウム又は硫酸カルシウム半水和物を水と混合し、この混合物を固化させ
て硫酸カルシウム2水和物とすることによって製造する。スラリーは、しばしば
、型手段に注入する前に、水(表面活性物質)中の発泡剤の予備調製溶液を混ぜ
込むことによって発泡させる。しかしながら、石膏製品について誤解される問題
は、硫酸カルシウム2水和物は、水を吸収し、これが石膏製品の強度を低下させ
るということである。例えば、しっくい板は、比較的高い湿度が想定される場所
(例えば、台所又は風呂場)での使用に際して、実質的に耐水性が少なくとも要
求される。このため、疎水化剤の存在が必要である。(「疎水化」とは、水分吸収
を防止するか、又は低減する方法を意味する技術用語である。) シリコーンオイルは、石膏製品用の疎水化剤として従来から使用されている。
しかしながら、シリコーンオイルは、高価で、比較的供給量が少ない。また、シ
リコーンオイルは、後述する試験において5wt%未満の水分吸収の耐湿性を与
えることが難しい。
酸カルシウム又は硫酸カルシウム半水和物を水と混合し、この混合物を固化させ
て硫酸カルシウム2水和物とすることによって製造する。スラリーは、しばしば
、型手段に注入する前に、水(表面活性物質)中の発泡剤の予備調製溶液を混ぜ
込むことによって発泡させる。しかしながら、石膏製品について誤解される問題
は、硫酸カルシウム2水和物は、水を吸収し、これが石膏製品の強度を低下させ
るということである。例えば、しっくい板は、比較的高い湿度が想定される場所
(例えば、台所又は風呂場)での使用に際して、実質的に耐水性が少なくとも要
求される。このため、疎水化剤の存在が必要である。(「疎水化」とは、水分吸収
を防止するか、又は低減する方法を意味する技術用語である。) シリコーンオイルは、石膏製品用の疎水化剤として従来から使用されている。
しかしながら、シリコーンオイルは、高価で、比較的供給量が少ない。また、シ
リコーンオイルは、後述する試験において5wt%未満の水分吸収の耐湿性を与
えることが難しい。
【0004】 米国特許5437722には、炭化水素ワックス、モンタンワックス及び乳化
剤/安定剤系(さらにまた、ポリビニルアルコールを含む)を含有する水性エマ
ルジョンを使用して、石膏製品に耐水性を与えることが記載されている。その乳
化剤系は、ノニオン又はアニオン性の界面活性剤及びアルカリを含ませることが
できる。ノニオン性界面活性剤としては、アルキル−フェノキシポリ(エチレノ
キシ)エタノール、ソルビタン脂肪酸エステル、及びポリオキシエチレンソルビ
タン脂肪酸エステルを例示することができる。
剤/安定剤系(さらにまた、ポリビニルアルコールを含む)を含有する水性エマ
ルジョンを使用して、石膏製品に耐水性を与えることが記載されている。その乳
化剤系は、ノニオン又はアニオン性の界面活性剤及びアルカリを含ませることが
できる。ノニオン性界面活性剤としては、アルキル−フェノキシポリ(エチレノ
キシ)エタノール、ソルビタン脂肪酸エステル、及びポリオキシエチレンソルビ
タン脂肪酸エステルを例示することができる。
【0005】 我々の係属中の出願であるPCT/GB97/02366(本発明の優先日前に未 公開)には、炭化水素ワックス、モンタンワックス及びコロイド安定化された乳
化剤系を含有する水性エマルジョンを混ぜることによって疎水化された発泡石膏
製品が記載されている。好適なコロイド安定化された乳化剤系は、有機の又は無
機の何れかのコロイド物質を含んでおり、より好適には無機のコロイド物質を含
んでいる。一例を挙げると、ナフタレンスルホン酸ナトリウムと組み合わせたモ
ンモリロナイト粘土基本系が挙げられる。
化剤系を含有する水性エマルジョンを混ぜることによって疎水化された発泡石膏
製品が記載されている。好適なコロイド安定化された乳化剤系は、有機の又は無
機の何れかのコロイド物質を含んでおり、より好適には無機のコロイド物質を含
んでいる。一例を挙げると、ナフタレンスルホン酸ナトリウムと組み合わせたモ
ンモリロナイト粘土基本系が挙げられる。
【0006】 上述したPCT出願では、ノニオン性界面活性剤及びアニオン性界面活性剤の組 み合わせに基づく乳化剤系を使用する比較例が記載されているが、ノニオン性界
面活性剤もアニオン性界面活性剤も特に規定されていなかった。この比較例で使
用されている乳化剤系は、実際、アルキルフェニルエトキシレートと石鹸系アニ
オン性界面活性剤との組み合わせであった。この乳化剤系を使用した加工例は、
実用的でなかった。実際、現在のところ、アニオン性界面活性剤は、泡を破壊す
る原因となり、又は、比較的硬い水を使用して形成したスラリーに混ぜる際に、
アニオン性界面活性剤が硬いイオンによって系外に析出してしまう、と信じられ
ている。
面活性剤もアニオン性界面活性剤も特に規定されていなかった。この比較例で使
用されている乳化剤系は、実際、アルキルフェニルエトキシレートと石鹸系アニ
オン性界面活性剤との組み合わせであった。この乳化剤系を使用した加工例は、
実用的でなかった。実際、現在のところ、アニオン性界面活性剤は、泡を破壊す
る原因となり、又は、比較的硬い水を使用して形成したスラリーに混ぜる際に、
アニオン性界面活性剤が硬いイオンによって系外に析出してしまう、と信じられ
ている。
【0007】 上記PCT出願にはまた、アニオン性乳化剤を含まない乳化剤系に基づく、ノニ オン性界面活性剤を使用した比較例が記載されている。この比較例は混合系にい
くらかの改善をもたらすが、適切な密度及び/又は水分吸収量を達成するための
、石膏製品におけるエマルジョンの高くて十分なレベルに使用すると、石膏製品
に使用する紙が濡れ過ぎて製造中に剥がれてしまう。
くらかの改善をもたらすが、適切な密度及び/又は水分吸収量を達成するための
、石膏製品におけるエマルジョンの高くて十分なレベルに使用すると、石膏製品
に使用する紙が濡れ過ぎて製造中に剥がれてしまう。
【0008】 本発明によれば、 a) 石膏のスラリーを水中で形成する工程、 b) 該スラリーを型手段に注入し、該石膏を水和する工程、 を含む石膏製品を製造する方法であって、 乳化剤系を含む水性連続相中に石油由来の炭化水素ワックス及びモンタンワッ
クスの混合物のエマルジョンを含む疎水化剤を、前記型手段に注入する前に前記
スラリーに加える方法において、 前記乳化剤系が、 i) 少なくとも300の発泡性及び少なくとも50の曇点(DIN 5391 7による塩水中)の特性を有するノニオン性界面活性剤、及び ii) 硫酸化化合物からなるアニオン性分散剤、 を含むことを特徴とする方法、 が提供される。
クスの混合物のエマルジョンを含む疎水化剤を、前記型手段に注入する前に前記
スラリーに加える方法において、 前記乳化剤系が、 i) 少なくとも300の発泡性及び少なくとも50の曇点(DIN 5391 7による塩水中)の特性を有するノニオン性界面活性剤、及び ii) 硫酸化化合物からなるアニオン性分散剤、 を含むことを特徴とする方法、 が提供される。
【0009】 好適には、アニオン性分散剤は、いわゆる酸安定化合物である。即ち、この化
合物は、酸性側のpHを含む幅広いpHの範囲においてイオン化される。酸安定
性は、共役酸のpKaによって判定することができる。このpKaは、好適には
4未満であり、より好適には3未満、例えば、2以下である。アニオン性分散剤
は、一般に、スルフェート又はスルホネートである。
合物は、酸性側のpHを含む幅広いpHの範囲においてイオン化される。酸安定
性は、共役酸のpKaによって判定することができる。このpKaは、好適には
4未満であり、より好適には3未満、例えば、2以下である。アニオン性分散剤
は、一般に、スルフェート又はスルホネートである。
【0010】 アニオン性界面活性剤の適切な分類としては、硫酸化されたナフタレン/ホル
ムアルデヒド縮合物、例えば、分子量が6000〜40000の範囲内であるも
のである。これら化合物は、ナフタレンスルホネート類としても知られている。
その他のアリールスルホネートも使用できる。アニオン性分散剤は、一般に、そ
のナトリウム塩の形でエマルジョン中で使用される。その他、カリウム、アンモ
ニウム、又はカルシウム又はマグネシウムなどの2価金属塩も、使用することが
できる。好適な化合物は、Tamol(商標)の名称でBASF社から供給され
ている。
ムアルデヒド縮合物、例えば、分子量が6000〜40000の範囲内であるも
のである。これら化合物は、ナフタレンスルホネート類としても知られている。
その他のアリールスルホネートも使用できる。アニオン性分散剤は、一般に、そ
のナトリウム塩の形でエマルジョン中で使用される。その他、カリウム、アンモ
ニウム、又はカルシウム又はマグネシウムなどの2価金属塩も、使用することが
できる。好適な化合物は、Tamol(商標)の名称でBASF社から供給され
ている。
【0011】 ノニオン性界面活性剤は、比較的水溶性である必要がある。ノニオン性界面活
性剤の水溶性は、塩水中の標準試験法DIN 53917により求められる。内
容成分は、少なくとも50、例えば、60より大きく100付近までの、例えば
約75の曇点を有する。
性剤の水溶性は、塩水中の標準試験法DIN 53917により求められる。内
容成分は、少なくとも50、例えば、60より大きく100付近までの、例えば
約75の曇点を有する。
【0012】 我々は、最適の性能を発揮するノニオン性界面活性剤は、高い発泡性を有する
ものであることを見出した。発泡性は、標準試験法DIN 53902によって
測定することができる。例えば、この試験は、標準試験法のシート1に掲載され
ている方法により行われる。40℃で行い、界面活性剤濃度は、1.8mmol
Caイオン/lの水溶液中、2g/lであり、試験継続時間は30秒である。発
泡性は、少なくとも300、より好適には少なくとも500、例えば750まで
である。上述した試験方法を使用して得た発泡性が約600であるノニオン性界
面活性剤が入手できる。
ものであることを見出した。発泡性は、標準試験法DIN 53902によって
測定することができる。例えば、この試験は、標準試験法のシート1に掲載され
ている方法により行われる。40℃で行い、界面活性剤濃度は、1.8mmol
Caイオン/lの水溶液中、2g/lであり、試験継続時間は30秒である。発
泡性は、少なくとも300、より好適には少なくとも500、例えば750まで
である。上述した試験方法を使用して得た発泡性が約600であるノニオン性界
面活性剤が入手できる。
【0013】 ノニオン性界面活性剤は、一般に、エトキシレート化された高級の、アルキル
、アルケニル、アルカノイル又はアルケノイル化合物である。その他、エトキシ
レート化されたアリール化合物を使用することができ、例えば、エトキシレート
化されたアルキルフェノール誘導体を使用できる。好適には、この化合物は、エ
チレンオキシドの3〜30当量でエトキシレート化されたC8-18−アルカノール 、例えば、エチレンオキシドの10〜20当量でエトキシレート化されたC12-18 −アルカノール又は−アルケノールである。好適な化合物は、BASF社からL
utensol(商標)の名称で市販されている。その他、ポリグリコシレート
化された、アルキル、アルケニル、アルカノイル、アルケノイル及びアリール化
合物、例えば、アルキルポリグルコシドを使用することができる。
、アルケニル、アルカノイル又はアルケノイル化合物である。その他、エトキシ
レート化されたアリール化合物を使用することができ、例えば、エトキシレート
化されたアルキルフェノール誘導体を使用できる。好適には、この化合物は、エ
チレンオキシドの3〜30当量でエトキシレート化されたC8-18−アルカノール 、例えば、エチレンオキシドの10〜20当量でエトキシレート化されたC12-18 −アルカノール又は−アルケノールである。好適な化合物は、BASF社からL
utensol(商標)の名称で市販されている。その他、ポリグリコシレート
化された、アルキル、アルケニル、アルカノイル、アルケノイル及びアリール化
合物、例えば、アルキルポリグルコシドを使用することができる。
【0014】 酸安定アニオン性分散剤を使用することにより、エマルジョンと混合しても石
膏スラリー中の泡が破壊されることが回避されると信じられる。したがって、製
品の密度が最適化される。ノニオン性界面活性剤と組み合わせてアニオン性分散
剤を使用することにより、石膏スラリー中のノニオン性分散剤を高濃度で使用す
ることを回避でき、石膏製品用の紙の濡れ過ぎ及び製造中の剥がれを回避するこ
とができる。好適な界面活性剤は、エマルジョンを安定化し、石膏スラリーを硬
水で調製可能にし、例えば、少なくとも100ppm Ca2+、150ppm
Ca2+以上、例えば少なくとも200ppm Ca2+の硬度を有する。
膏スラリー中の泡が破壊されることが回避されると信じられる。したがって、製
品の密度が最適化される。ノニオン性界面活性剤と組み合わせてアニオン性分散
剤を使用することにより、石膏スラリー中のノニオン性分散剤を高濃度で使用す
ることを回避でき、石膏製品用の紙の濡れ過ぎ及び製造中の剥がれを回避するこ
とができる。好適な界面活性剤は、エマルジョンを安定化し、石膏スラリーを硬
水で調製可能にし、例えば、少なくとも100ppm Ca2+、150ppm
Ca2+以上、例えば少なくとも200ppm Ca2+の硬度を有する。
【0015】 高発泡性ノニオン性界面活性剤を使用することは、石膏スラリーの泡及び最終
製品の密度を最適化することに寄与すると信じられる。乳化剤系の界面活性剤の
好適な組み合わせによって、高いレベルのワックスを最終製品に混ぜることがで
き、石膏製品の疎水化を最適化することができる。
製品の密度を最適化することに寄与すると信じられる。乳化剤系の界面活性剤の
好適な組み合わせによって、高いレベルのワックスを最終製品に混ぜることがで
き、石膏製品の疎水化を最適化することができる。
【0016】 乳化剤系は、非発泡製品、例えば、耐火ボードなどの連続線上に形成される他
の製品の製造にも有利である。系は、器具との良好な適合性を提供する。 石油から誘導された炭化水素ワックス(a)は、好適には、高融点と低含油量
を有するものである。そのような好適なワックスは、パラフィンワックス、例え
ば、完全精製パラフィンワックスである。完全精製パラフィンワックスは、一般
に、高パラフィン精油所の流れから得られ、例えば、蒸留物及びその他の潤滑油
留分からパラフィンを取り除いた溶剤から得られるものである。さらに代表的な
特性を有する製品は、以下のとおりである。
の製品の製造にも有利である。系は、器具との良好な適合性を提供する。 石油から誘導された炭化水素ワックス(a)は、好適には、高融点と低含油量
を有するものである。そのような好適なワックスは、パラフィンワックス、例え
ば、完全精製パラフィンワックスである。完全精製パラフィンワックスは、一般
に、高パラフィン精油所の流れから得られ、例えば、蒸留物及びその他の潤滑油
留分からパラフィンを取り除いた溶剤から得られるものである。さらに代表的な
特性を有する製品は、以下のとおりである。
【0017】
【表1】 完全精製されたパラフィンワックスは、全く満足できるものであることが判明
し、上記の明細を満足するものである。このパラフィンワックスの例は、モービ
ルオイルカンパニーリミテッドから供給されるMOBILWAX 135(150SPN流から
誘導されたもの)である。MOBILWAX 145又は150(300又は450SPN流 から誘導されたもの)も適している。これらワックスが、ハイドロフィニッシュ
されると、白色の、良好な香りのものが得られる。一方、未フィニッシュのワッ
クス(これは、色と香りのみが異なる)もまた、本発明に従って好適に使用でき
る。石油由来の炭化水素ワックス(a)は、好適には、水性エマルジョンの20
〜40重量%、より好適には、水性エマルジョンの25〜35重量%を構成する
。
し、上記の明細を満足するものである。このパラフィンワックスの例は、モービ
ルオイルカンパニーリミテッドから供給されるMOBILWAX 135(150SPN流から
誘導されたもの)である。MOBILWAX 145又は150(300又は450SPN流 から誘導されたもの)も適している。これらワックスが、ハイドロフィニッシュ
されると、白色の、良好な香りのものが得られる。一方、未フィニッシュのワッ
クス(これは、色と香りのみが異なる)もまた、本発明に従って好適に使用でき
る。石油由来の炭化水素ワックス(a)は、好適には、水性エマルジョンの20
〜40重量%、より好適には、水性エマルジョンの25〜35重量%を構成する
。
【0018】 モンタンワックス又は亜炭ワックス(b)は高融点を有する他のもう一つのワ
ックスである。これは、粗(又は生)の状態で好適に使用できる。そのような製
品は、以下の代表的な特性を有する。
ックスである。これは、粗(又は生)の状態で好適に使用できる。そのような製
品は、以下の代表的な特性を有する。
【0019】
【表2】 モンタンワックス(b)は、好適には、水性エマルジョンの10〜20重量%
を構成し、より好適には、水性エマルジョンの11〜15重量%を構成する。
を構成し、より好適には、水性エマルジョンの11〜15重量%を構成する。
【0020】 乳化剤系(即ち、多成分系の2以上の成分の合計)は、水性エマルジョンの0
.5〜6重量%の量、好適には1.2〜5重量%の量、より好適には1.5〜4
重量%の量で存在していることが好ましい。ノニオン性及びアニオン性成分の比
は、好適には、5:1〜1:5、より好適には3:1〜1:3、最も好適には2
:1〜1:2である。
.5〜6重量%の量、好適には1.2〜5重量%の量、より好適には1.5〜4
重量%の量で存在していることが好ましい。ノニオン性及びアニオン性成分の比
は、好適には、5:1〜1:5、より好適には3:1〜1:3、最も好適には2
:1〜1:2である。
【0021】 本発明において、水中のスラリーは、好適には、100重量部の石膏及び0.
5〜10重量部、好適には1〜5重量部、のここで規定するエマルジョンを含ん
でいる。スラリーは、好適には、50〜60重量%の石膏及び40〜50重量%
の水、より好適には、約55%の石膏を含んでいる。通常、促進剤が添加される
が、例えば、前のバッチからのスラリー混合物が添加される。
5〜10重量部、好適には1〜5重量部、のここで規定するエマルジョンを含ん
でいる。スラリーは、好適には、50〜60重量%の石膏及び40〜50重量%
の水、より好適には、約55%の石膏を含んでいる。通常、促進剤が添加される
が、例えば、前のバッチからのスラリー混合物が添加される。
【0022】 スラリーは、好適には、発泡剤を含んでいる。好適には、製品は、紙裏地が付
けられたボードであり、この製品の製造法は、好適には、発泡工程を含んでいる
。通常、発泡工程は、水中の発泡剤を激しく攪拌することによって、予備発泡を
行う工程、これに続く、予備発泡液と、エマルジョンを含む予備調製された石膏
スラリーとを混合する工程を含む。
けられたボードであり、この製品の製造法は、好適には、発泡工程を含んでいる
。通常、発泡工程は、水中の発泡剤を激しく攪拌することによって、予備発泡を
行う工程、これに続く、予備発泡液と、エマルジョンを含む予備調製された石膏
スラリーとを混合する工程を含む。
【0023】 本発明は、また、耐水性石膏製品を提供する。この製品は、固化された組成物
から成る。一方、製品は、裏地を付けられていないボードでもよいが、本発明は
、特に、一組の裏地、通常紙裏地、で挟まれた固化組成物のコア製品から成る製
品に応用できる。別の好適な製品は、耐火ボードであり、これは、石膏ボードの
各表面にグラスファイバーのスクリムを付着させたものである。耐火ボードは、
一般に発泡させない。本発明は、また、そのエマルジョン及びエマルジョンを調
製する方法を提供する。
から成る。一方、製品は、裏地を付けられていないボードでもよいが、本発明は
、特に、一組の裏地、通常紙裏地、で挟まれた固化組成物のコア製品から成る製
品に応用できる。別の好適な製品は、耐火ボードであり、これは、石膏ボードの
各表面にグラスファイバーのスクリムを付着させたものである。耐火ボードは、
一般に発泡させない。本発明は、また、そのエマルジョン及びエマルジョンを調
製する方法を提供する。
【0024】 本発明は、更に、耐水性石膏ボード製品の製造方法を提供する。この方法は、
100重量部の石膏及び0.5〜5重量部の本発明のエマルジョンを含む水中の
スラリー混合物を調製する工程;型手段中に該混合物の層を形成し、この石膏混
合物層を乾燥するとともに石膏を水和させてボード製品を形成する工程;を含む
。好適には、この製造工程は、連続的である。この製造方法は、タイルやブロッ
クやボードを成形するために行ってもよい。ブロックは、型中で形成されてもよ
く、固化して型から取り出される。タイルやボードは、第一の平らな基板上に石
膏混合物の層を流展させ、第二の平らな基板をこの層の上にかぶせて組み立てる
ことによって形成してもよい。混合物は、この組み立てた状態で固化させる。ガ
スケットは、平らな基板の間に設けてもよい。製品が裏地(ライナー)を付けた
ボードである場合、第一及び第二の平らな基板は裏地で構成してもよく、例えば
、紙、通常、型で支持された紙である。製品が裏地を付けないボードである場合
、平らな基板は、製品を固化したときに取り除く。製品がブロックである場合は
、通常、混合物を完全に固化する前に型から取り除く(しかし、ブロックが取り
扱うのに十分に硬いことが必要である)。製品が耐火ボードである場合は、型手
段内のスラリーの各側にグラスファイバーのスクリムを付着させる。このスクリ
ムは、後述する図3及び4に示されたものと同様な装置中で、ニップが塞き止め
(ダム)を形成する前に、注入されたスラリー(未発泡)の各側に供給される。
100重量部の石膏及び0.5〜5重量部の本発明のエマルジョンを含む水中の
スラリー混合物を調製する工程;型手段中に該混合物の層を形成し、この石膏混
合物層を乾燥するとともに石膏を水和させてボード製品を形成する工程;を含む
。好適には、この製造工程は、連続的である。この製造方法は、タイルやブロッ
クやボードを成形するために行ってもよい。ブロックは、型中で形成されてもよ
く、固化して型から取り出される。タイルやボードは、第一の平らな基板上に石
膏混合物の層を流展させ、第二の平らな基板をこの層の上にかぶせて組み立てる
ことによって形成してもよい。混合物は、この組み立てた状態で固化させる。ガ
スケットは、平らな基板の間に設けてもよい。製品が裏地(ライナー)を付けた
ボードである場合、第一及び第二の平らな基板は裏地で構成してもよく、例えば
、紙、通常、型で支持された紙である。製品が裏地を付けないボードである場合
、平らな基板は、製品を固化したときに取り除く。製品がブロックである場合は
、通常、混合物を完全に固化する前に型から取り除く(しかし、ブロックが取り
扱うのに十分に硬いことが必要である)。製品が耐火ボードである場合は、型手
段内のスラリーの各側にグラスファイバーのスクリムを付着させる。このスクリ
ムは、後述する図3及び4に示されたものと同様な装置中で、ニップが塞き止め
(ダム)を形成する前に、注入されたスラリー(未発泡)の各側に供給される。
【0025】 本発明は、石膏製品に耐水性を与える本発明の水性エマルジョンの使用、及び
石膏スラリーの発泡を促進する(例えば、固化した発泡石膏製品の密度を低下さ
せる)本発明の水性エマルジョンの使用、を含む。
石膏スラリーの発泡を促進する(例えば、固化した発泡石膏製品の密度を低下さ
せる)本発明の水性エマルジョンの使用、を含む。
【0026】 本発明を以下の例により説明する。 実施例 はじめに、ワックス相を、12重量%の粗モンタンワックス(Schuemann Sab
ol社から供給された粗モンタンワックス)を30重量%の完全精製パラフィンワ
ックス(モービルオイルカンパニーリミテッドから供給されるMOBILWAX 135) 中に、適切な昇温で溶解することによって調製した。1重量%のナフタレンスル
ホン酸ナトリウム(硫酸化されたナフタレン/ホルムアルデヒド縮合物、分子量
6000〜40000、TAMOL(商標)の名称でBASF社から供給)を水に加
え、所定時間攪拌して、水相を調製した。その後、0.45重量%のノニオン性
界面活性剤(90%水溶液として加えた。C13アルカノール−12モルエトキシ レート、Lutensol T012シリーズ)を、水相に加え、所定時間攪拌した。ワック
スが融ける温度は100℃まで低下した。次に、ワックス相を、適切な温度に加
熱された水相に、所定時間攪拌しながら加え、予備エマルジョンを調製した。加
熱状態の予備エマルジョンは、次に、全パスに対して圧力はかけずに、ホモジナ
イザーを介してリサイクルされた。一般に、圧力は、20〜25MPa(220b
ar)の範囲内の値にまで増加させ、エマルジョンは、更なるパスのためにリサ
イクルされ、本発明に従って水性エマルジョンを調製した。
ol社から供給された粗モンタンワックス)を30重量%の完全精製パラフィンワ
ックス(モービルオイルカンパニーリミテッドから供給されるMOBILWAX 135) 中に、適切な昇温で溶解することによって調製した。1重量%のナフタレンスル
ホン酸ナトリウム(硫酸化されたナフタレン/ホルムアルデヒド縮合物、分子量
6000〜40000、TAMOL(商標)の名称でBASF社から供給)を水に加
え、所定時間攪拌して、水相を調製した。その後、0.45重量%のノニオン性
界面活性剤(90%水溶液として加えた。C13アルカノール−12モルエトキシ レート、Lutensol T012シリーズ)を、水相に加え、所定時間攪拌した。ワック
スが融ける温度は100℃まで低下した。次に、ワックス相を、適切な温度に加
熱された水相に、所定時間攪拌しながら加え、予備エマルジョンを調製した。加
熱状態の予備エマルジョンは、次に、全パスに対して圧力はかけずに、ホモジナ
イザーを介してリサイクルされた。一般に、圧力は、20〜25MPa(220b
ar)の範囲内の値にまで増加させ、エマルジョンは、更なるパスのためにリサ
イクルされ、本発明に従って水性エマルジョンを調製した。
【0027】 その後、エマルジョンは、石膏製品の製造中にその特性を試験された。従来の
発泡剤を適切な量の水と激しく攪拌混合して、発泡混合物を調製した。石膏スラ
リー混合物は、所定量(石膏量基準で1.4、1.6又は1.8重量%)のワッ
クスエマルジョン(実施例又は比較例に従ったもの)を、約40重量部の水に、
所定量の湿潤剤、スターチ及び促進剤(これらの合計量は0.38重量部)とと
もに加えた。これに、約58重量部の石膏を攪拌下に加えた。次に、予備調製し
た発泡混合物を、石膏スラリーに加え攪拌して発泡石膏スラリーを調製した。こ
のスラリーは、紙裏地が付けられた型(寸法:300×300×12.5mm)
に注入され、その上に紙の第二シートを載せ、石膏クーポンを成形した。この石
膏クーポンは、連続した三段階に温度が低くなり時間が長くなる条件で、一定の
重量まで乾燥した。その後、密度及び2時間の水分吸収を測定した。密度は、型
の体積で試験片の乾燥重量を除算することによって計算した。水分吸収は、試験
片を前記クーポンから280×280mmの寸法で切り出して、この試験片を水
槽に浸漬することによって求めた。浸漬は、23℃で、2時間、試験片が25〜
35mmの水で覆われるように行った。浸漬の前後の試験片の重量を測定し、パ
ーセント増加量を計算した。
発泡剤を適切な量の水と激しく攪拌混合して、発泡混合物を調製した。石膏スラ
リー混合物は、所定量(石膏量基準で1.4、1.6又は1.8重量%)のワッ
クスエマルジョン(実施例又は比較例に従ったもの)を、約40重量部の水に、
所定量の湿潤剤、スターチ及び促進剤(これらの合計量は0.38重量部)とと
もに加えた。これに、約58重量部の石膏を攪拌下に加えた。次に、予備調製し
た発泡混合物を、石膏スラリーに加え攪拌して発泡石膏スラリーを調製した。こ
のスラリーは、紙裏地が付けられた型(寸法:300×300×12.5mm)
に注入され、その上に紙の第二シートを載せ、石膏クーポンを成形した。この石
膏クーポンは、連続した三段階に温度が低くなり時間が長くなる条件で、一定の
重量まで乾燥した。その後、密度及び2時間の水分吸収を測定した。密度は、型
の体積で試験片の乾燥重量を除算することによって計算した。水分吸収は、試験
片を前記クーポンから280×280mmの寸法で切り出して、この試験片を水
槽に浸漬することによって求めた。浸漬は、23℃で、2時間、試験片が25〜
35mmの水で覆われるように行った。浸漬の前後の試験片の重量を測定し、パ
ーセント増加量を計算した。
【0028】 比較例を含む結果を図1及び2に示す。これらの試験では、本発明のエマルジ
ョン系及び、比較例として、上述したPCT公報のコロイド乳化剤系に基づいたも のを使用して、密度及び2時間の水分吸収を測定し、結果を報告した。この比較
例では、ベントナイト粘土及びナフタレンスルホン酸ナトリウムから成る乳化剤
系を含むワックスエマルジョンが同量使用された。
ョン系及び、比較例として、上述したPCT公報のコロイド乳化剤系に基づいたも のを使用して、密度及び2時間の水分吸収を測定し、結果を報告した。この比較
例では、ベントナイト粘土及びナフタレンスルホン酸ナトリウムから成る乳化剤
系を含むワックスエマルジョンが同量使用された。
【0029】 モービルワックス135(融点(凝固点):57〜60℃、オイル最大含量:
1.0重量%)を含むエマルジョンを、4重量%のレベルで使用する実施例も更
に行った。その後、この実施例を繰り返すが、モービルワックス135に代えて
、高温側でそれぞれ63〜66℃、66〜69℃、低温側で54〜57℃の融点
(凝固点)を有するワックスを含むエマルジョンを(石膏中に4重量%で)使用
した。エマルジョン中の同じレベルで使用したときに、エマルジョン(石膏中の
同じレベルで)水分吸収について良好な結果が得られた。測定値は、各例で、5
%未満、実際2.5%未満であった。
1.0重量%)を含むエマルジョンを、4重量%のレベルで使用する実施例も更
に行った。その後、この実施例を繰り返すが、モービルワックス135に代えて
、高温側でそれぞれ63〜66℃、66〜69℃、低温側で54〜57℃の融点
(凝固点)を有するワックスを含むエマルジョンを(石膏中に4重量%で)使用
した。エマルジョン中の同じレベルで使用したときに、エマルジョン(石膏中の
同じレベルで)水分吸収について良好な結果が得られた。測定値は、各例で、5
%未満、実際2.5%未満であった。
【0030】 図3及び4には、一般に100で示される石膏ボード製造のための成形部が示
されている。図には、コンベアー1、このコンベアーを形成する一列の、一般に
同一平面上の、平行な駆動ローラ2(これらローラは同じ意味で回転可能である
)が示されている。コンベアーの上には、多様混合ボックス3があり、注入口4
及び5及び複数の吐出ノズル6、6’、6’’が、流動的に接続されている。半
回転ローラ7が、対向するローラ2と偏って設けられており、ニップ8が形成さ
れている。
されている。図には、コンベアー1、このコンベアーを形成する一列の、一般に
同一平面上の、平行な駆動ローラ2(これらローラは同じ意味で回転可能である
)が示されている。コンベアーの上には、多様混合ボックス3があり、注入口4
及び5及び複数の吐出ノズル6、6’、6’’が、流動的に接続されている。半
回転ローラ7が、対向するローラ2と偏って設けられており、ニップ8が形成さ
れている。
【0031】 使用に際して、しっくいスラリー9及び予備発泡混合物10は、上述したよう
に、注入口4及び5を通って適切な比で、それぞれ自重によって混合ボックス3
供給される。この混合ボックスで、しっくいスラリー9及び予備発泡混合物10
が混合され、発泡しっくい混合物が調製される。その後、発泡しっくい混合物は
、複数の吐出ノズル6、6’、6’’を通って、下部の紙裏地12上に散布され
る。紙裏地は、ローラ2によって図示された方向に連続的に運ばれる。発泡しっ
くい混合物は、実質的には、紙裏地の幅方向に均一に分布しており、紙裏地に接
着する。上部紙裏地13は、ローラ7によって図示された方向に連続的にニップ
8まで運ばれる。ニップでは、発泡しっくい混合物が、堆積してダム9となって
おり、しっくい混合物は、紙13に接着する。未硬化しっくい板14は、硬化の
化学反応を起こさせるために、形成部から長いコンベアーベルトに沿って下流側
へ連続的に運ばれる。その後、所望の長さに切断され、マルチデッキ乾燥領域を
通って乾燥される。
に、注入口4及び5を通って適切な比で、それぞれ自重によって混合ボックス3
供給される。この混合ボックスで、しっくいスラリー9及び予備発泡混合物10
が混合され、発泡しっくい混合物が調製される。その後、発泡しっくい混合物は
、複数の吐出ノズル6、6’、6’’を通って、下部の紙裏地12上に散布され
る。紙裏地は、ローラ2によって図示された方向に連続的に運ばれる。発泡しっ
くい混合物は、実質的には、紙裏地の幅方向に均一に分布しており、紙裏地に接
着する。上部紙裏地13は、ローラ7によって図示された方向に連続的にニップ
8まで運ばれる。ニップでは、発泡しっくい混合物が、堆積してダム9となって
おり、しっくい混合物は、紙13に接着する。未硬化しっくい板14は、硬化の
化学反応を起こさせるために、形成部から長いコンベアーベルトに沿って下流側
へ連続的に運ばれる。その後、所望の長さに切断され、マルチデッキ乾燥領域を
通って乾燥される。
【0032】 別の製造方法では、図示しないが、非発泡スラリーがブロックの形の型に注入
される。この型内では、部分的な固化が行われる。ブロックは、数分間で取り扱
いに十分なほどに硬くなる。固化したら、ブロックを型から、例えば液圧ジャッ
キを使用して押し出し、オーブンに運び、固化/乾燥プロセスを終了する。
される。この型内では、部分的な固化が行われる。ブロックは、数分間で取り扱
いに十分なほどに硬くなる。固化したら、ブロックを型から、例えば液圧ジャッ
キを使用して押し出し、オーブンに運び、固化/乾燥プロセスを終了する。
【図1】 比較例の製品の水分吸収結果を示す図である。
【図2】 本発明の実施例の製品の水分吸収結果示す図である。
【図3】 裏地を付けた石膏ボードのための成形部の概略図である。
【図4】 裏地を付けた石膏ボードのための成形部の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C04B 24:08 C04B 24:08 24:22 24:22 Z 24:32 24:32 Z 24:36) 24:36) 111:27 111:27 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,US,UZ,VN,YU,ZW
Claims (20)
- 【請求項1】 a) 石膏のスラリーを水中で形成する工程、 b) 該スラリーを型手段に注入し、該石膏を水和する工程、 を含む石膏製品を製造する方法であって、 乳化剤系を含む水性連続相中に石油由来の炭化水素ワックス及びモンタンワッ
クスの混合物のエマルジョンを含む疎水化剤を、前記型手段に注入する前に前記
スラリーに加える方法において、 前記乳化剤系が、 i) 少なくとも300の発泡性及び少なくとも50の曇点の特性を有するノ
ニオン性界面活性剤、及び ii) 硫酸化化合物からなるアニオン性分散剤、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 方法が連続的であり、スラリーを連続的に移動するベルト上に流す工程を含む
請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 石膏スラリーが、型手段に注入される前に発泡される請求項1又は2に記載の
方法。 - 【請求項4】 アニオン性分散剤が、スルフェート又はスルホネートである請求項1に記載の
方法。 - 【請求項5】 アニオン性分散剤が、高分子化合物、好適にはアリールスルホネート、である
請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 アニオン性分散剤が、ナフタレンスルホネート、好適にはそのナトリウム塩、
である請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 ノニオン性界面活性剤が、高級の、アルカノール、アルケノール、アルカン酸
或いはアルケン酸、又はアリールアルコール(フェノールを含む)、又はカルボ
ン酸であって、少なくともエチレンオキサイドの2当量、好適には100当量以
下、例えば、3〜30当量のエチレンオキサイド、でエトキシレート化されたも
のである請求項1〜6の何れかに記載の方法。 - 【請求項8】 ノニオン性界面活性剤が、3〜30モルのエチレンオキサイドでエトキシレー
ト化されたC8-18−アルカノール又は−アルケノールである請求項7に記載の方 法。 - 【請求項9】 石油由来の炭化水素ワックス(a)が、高融点及び低含油量のものであり、好
適にはパラフィンワックス、より好適には、55〜69℃の範囲(ASTM D
938)の凝固点を有し、25℃における針入度の値(ASTM D1321)
が10〜20mm/10及び50℃における針入度の値(ASTM D1321
)が少なくとも50mm/10であり、100℃における粘度(ASTM D4
45)が3〜7cStである請求項1〜8の何れかに記載の方法。 - 【請求項10】 モンタンワックスが、67〜80℃の凝固点、10〜37mgKOH/gの酸
価(ASTM D1980)、35〜100mgKOH/gのケン化価(AST
M D1962)、90℃における20〜400cStの粘度、100℃におけ
る20〜200cStの粘度を有する請求項1〜9の何れかに記載の方法。 - 【請求項11】 乳化剤において、モンタンワックスが10〜20重量%の範囲内で存在し、炭
化水素ワックスが20〜40重量%の範囲内で存在し、乳化剤系が1〜6重量%
の範囲内で存在する請求項1〜10の何れかに記載の方法。 - 【請求項12】 エマルジョンにおける、アニオン性分散剤のノニオン性界面活性剤に対する比
が5:1〜1:5の範囲内、好適には3:1〜1:3の範囲内である請求項1〜
11の何れかに記載の方法。 - 【請求項13】 エマルジョンが、石膏の重量基準で0.5〜10重量%の範囲内、好適には1
.0〜5.0重量%の範囲内の量で、石膏スラリーに加えられる請求項1〜12
の何れかに記載の方法。 - 【請求項14】 型手段がペーパーライナーを有し、該ペーパーライナーが固化した石膏上に永
久積層される請求項1〜13の何れかに記載の方法。 - 【請求項15】 石膏スラリーを形成する水が、少なくとも100ppm Ca2+、好適には少
なくとも150ppm Ca2+、より好適には少なくとも200ppm Ca2+ の硬度を有する請求項1〜14の何れかに記載の方法。 - 【請求項16】 乳化剤系を含む水性連続相中の、石油由来の炭化水素ワックス及びモンタンワ
ックスの混合物のエマルジョンであって、 前記乳化剤系が、 i) 少なくとも300の発泡性及び少なくとも50の曇点の特性を有するノ
ニオン性界面活性剤、及び ii)硫酸化化合物からなるアニオン性分散剤、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項17】 請求項2〜12の何れかに記載の特徴を更に有する請求項16に記載のエマル
ジョン。 - 【請求項18】 石油由来の炭化水素ワックス及びモンタンワックスを各々溶融し溶融状態でブ
レンドしてエマルジョンを形成する方法であって、乳化剤系を水中に溶解して水
性乳化剤溶液を形成し、該溶融ワックス混合物を該水性乳化剤溶液に分散してエ
マルジョンを形成する方法において、 前記乳化剤系が、 i) 少なくとも300の発泡性及び少なくとも50の曇点の特性を有するノ
ニオン性界面活性剤、及び ii)硫酸化化合物からなるアニオン性分散剤、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項19】 乳化剤系が、請求項2〜8及び12の何れかに定義のものであり、 及び/又は、 ワックスが、請求項9及び/又は請求項10に定義のものである請求項18に
記載の方法。 - 【請求項20】 モンタンワックスが、エマルジョンの10〜20重量%の範囲内の量で使用さ
れ、炭化水素ワックスが、エマルジョンの20〜40重量%の範囲内の量で使用
され、乳化剤系が、エマルジョンの0.5〜6重量%、好適には1〜2.5重量
%、の範囲内の量で使用される請求項18又は19に記載の方法。
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