JP2003531096A

JP2003531096A - 石膏組成物とその製造方法

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Publication number: JP2003531096A
Application number: JP2001578364A
Authority: JP
Inventors: キァングユ; ヴェエラマスネニ，スリニヴァス; ジョウンズ，フレデリック，トーマス
Original assignee: ユナイテッド・ステイツ・ジプサム・カンパニー
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2003-10-21
Also published as: RU2263644C2; PT1202941E; DK1202941T3; CN1366514A; WO2001081264A1; US20020112651A1; EP1202941A4; IL146904A0; BR0106100B1; MXPA01012924A; EP1202941B1; BR0106100A; AU781637B2; CZ300325B6; ATE368018T1; PL204485B1; PL351552A1; CN1199901C; AR029248A1; NO20016173D0

Abstract

(57)【要約】硬化石膏組成物とその製造方法が開示されている。硬化石膏組成物は、増加された水空隙容量を有する結合硬化石膏基質の連続相を備えているか、及び／又は、か焼石膏に対して水を高い比で含有する混合物（例えばスラリー）から調製される。また、硬化石膏組成物を備えた物品も開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の属する技術分野本発明は、広く石膏組成物及び石膏組成物の製造方法に関する。更に特に、本
発明は、低減された密度を有する硬化石膏組成物及びその製造方法に関する。

【０００２】発明の背景硬化石膏（硫酸カルシウム２水和物）は、多くの種類の製品に一般的に含まれ
ている、よく知られた材料である。例としては、硬化石膏は、伝統的な漆喰（例
えば漆喰で表装された建物の内部の壁）を使用して作られた最終製品の、又は、
建物の室内の壁や天井の典型的な石壁の建設に採用される紙貼り石膏ボードの主
成分である。さらに、硬化石膏は、石膏／セルロース繊維複合ボードと製品の主
成分であり、さらに石膏ボードの端部間の繋ぎ目を充填して滑らかにする製品中
にも含まれている。また、精密に機械加工される模型製作や鋳込み品製作に用い
られる材料のような多くの特殊材料から、多量の硬化石膏を含む製品が生産され
る。

【０００３】典型的には、このような石膏含有製品は、か焼石膏（硫酸カルシウム半水化物
及び／又は硫酸カルシウム無水物）と水（及び適宜他の成分）の混合物を形成す
ることによって製造される。その混合物は、所望形状又は表面に鋳込まれてから
、水とか焼石膏の反応により硬化石膏（すなわち再水和化）を形成するように硬
化させられて、結晶性の水和石膏（硫酸カルシウム２水和物）の基質を形成する
。か焼石膏の望ましい水和化により硬化石膏結晶の結合基質の形成が可能となり
、それゆえ、石膏含有製品中の石膏構造に強度を与える。遊離した（すなわち未
反応な）ままの水を追い出すために穏やかな加熱が行われて、乾燥した製品が得
られる。

【０００４】取扱いや輸送効率はもちろん、例えば、防音及び／又は断熱特性をも強化する
ために、硬化石膏基質の一部を、それよりも低密度の材料（例えば膨張パーライ
トや空隙）に置き換えることによって、多くのこのような石膏含有製品を軽量化
する努力が続けられている。しかしながら、石膏含有製品を実質的に軽量化する
ためのこれまでの努力は、十分満足がいくものとはなっていない。なぜなら、例
えば、石膏含有製品の低密度化を達成するのに十分な空隙容量を作るためにかな
りの量の泡が利用され得るのであるが、このような製品は例えば防音及び断熱特
性の要求レベルにはまだ達しない場合があるからである。その結果、要求される
結果をまだ達成していないのに、低密度石膏含有製品の製造が、相対的に高用量
で供給される泡剤によって引き起こされ得る不利な効果に影響されやすい場合が
しばしばあった。さらに最近、繊維状のか焼石膏から形成された石膏ボードが、
米国特許第５，０４１，３３３号で開示されている。繊維状のか焼石膏の製造に
は、長時間を要しコストが高くつく、それゆえ、繊維状のか焼石膏を使用すると
石膏ボードが非常に高価になってしまう。

【０００５】実質的に低密度な石膏含有製品の形成についての他の問題は、その製造、プロ
セス、及び商業的応用中における寸法安定性が信頼できないことである。例えば
、硬化石膏製品の製造においては、石膏を硬化させた後の基質中に通常は有意な
量の遊離な（すなわち未反応の）水が存在する。過剰な水を除くために硬化石膏
を乾燥すると、水の蒸発につれて基質中の結合硬化石膏の結晶が互いに近接する
ように動く傾向がある。この点において、水が石膏基質の結晶の隙間を離れる際
に、石膏結晶上の水によって働かされる毛管圧力に反発している硬化石膏の自然
な力から、基質が収縮する傾向がある。水系のか焼石膏混合物中の水の量が増加
すると、寸法安定性の不足がさらに大きな問題となる。

【０００６】寸法安定性は、最終的な乾燥された製品が得られた後でさえも、特に、硬化石
膏が例えば膨張や収縮に影響され易い温度や湿度が変化する状況下では関係する
。例えば、高湿度にさらされた石膏ボードやタイルの石膏基質の結晶隙間中に取
り込まれた水分は、湿気を帯びたボードを膨張させることによって、たわみの問
題をさらに悪化させ得る。

【０００７】このような寸法不安定性が避けられるか若しくは最小限にできるならば、様々
な利益がもたらされる。例えば、もしボードが乾燥中に縮まなければ現存する石
膏ボード製造方法はさらに製品を産出できるだろうし、正確な形と寸法比（例え
ば模型製作や鋳込み品製作の作成に使用されるため）を維持するために信頼が要
求される石膏含有製品は、それらの目的によりかなうだろう。

【０００８】従って、多量の軽量フィラーや泡によって作られた気泡を含む必要性を要求す
ることなく、低密度を示す硬化石膏組成物のための技術が必要あることは、前述
から認識されるだろう。寸法安定性や断熱及び／又は防音特性が強化されたよう
な低密度の硬化石膏組成物のための技術が必要性あることもまた、認識されるだ
ろう。本発明は、このような硬化石膏組成物、及び、その製造方法を提供する。
これら及び本発明の他の利点は、発明の付加的な特徴と同様に、ここに提供され
た発明の記載から明らかになるだろう。

【０００９】発明の要約本発明は、硬化石膏組成物、及び、その製造方法を提供する。優位に、本発明
の硬化石膏組成物は、低密度であり、且つ、強化された寸法安定性（例えば、収
縮に対する耐性）、断熱及び／又は防音特性を証明している。

【００１０】一つには、本発明は、少なくともか焼石膏と水を用いて混合物を形成すること
からなる方法によって製造された、石膏組成物を提供する。好ましくは、混合物
を調製するのに用いられるか焼石膏に対する水の重量比は、少なくとも約３：１
である。この態様では、少なくとも３０重量％の非繊維状か焼石膏を含有するか
焼石膏から（すなわち、用いて）、硬化石膏組成物が形成される。混合物は、か
焼石膏が硬化石膏基質を形成するために十分な条件下で維持される。

【００１１】他には、本発明は、少なくともか焼石膏と水を用いた混合物を形成することか
らなる方法によって製造された、硬化石膏組成物を提供する。ここで混合物を調
製するのに用いられるか焼石膏に対する水の重量比は、少なくとも約４．５：１
である。混合物は、か焼石膏が硬化石膏基質を形成するために十分な条件下で維
持される。

【００１２】他には、本発明は、少なくとも、か焼石膏、水、並びに、トリメタリン酸塩化
合物、５００〜３０００のリン酸塩の繰り返し単位を有するポリリン酸アンモニ
ウム、ポリカルボン酸化合物、界面活性剤、及びこれらの組合せからなるグルー
プから選択された強化剤、を用いて混合物を形成することからなる方法によって
製造された、硬化石膏組成物を提供する。本発明のこの態様では、混合物を調製
するのに用いられるか焼石膏に対する水の重量比は、少なくとも約３：１である
。混合物は、か焼石膏が硬化石膏基質を形成するために十分な条件下で維持され
る。

【００１３】さらに他には、本発明は、結合硬化石膏基質の連続相を有する硬化石膏組成物
を提供する。基質は石膏と蒸発水の空隙を含有する。好ましくは、基質中の蒸発
水の空隙容量は、蒸発水空隙容量“ＥＭＶＶ”テスト（後述する）によって、少
なくとも約６９％である。発明のこの態様においては、少なくとも３０重量％の
非繊維状か焼石膏を有するか焼石膏から、すなわち、それを用いて、硬化石膏組
成物が形成される。

【００１４】さらに他には、本発明は、結合硬化石膏基質の連続相を有する硬化石膏組成物
であって、基質は石膏と蒸発水の空隙を含有し、基質中の蒸発水の空隙容量はＥ
ＭＶＶテストによって少なくとも約６９％である硬化石膏組成物を提供する。発
明のこの態様においては、硬化石膏組成物は、トリメタリン酸塩化合物、５００
〜３０００のリン酸塩の繰り返し単位を有するポリリン酸アンモニウム、ポリカ
ルボン酸化合物、界面活性剤、及びこれらの組合せから選択された強化剤を用い
て、すなわち、それから形成されて、製造される。

【００１５】他には、本発明は、結合硬化石膏基質の連続相を有する硬化石膏組成物であり
、ここで、基質は石膏と蒸発水の空隙を含有し、基質中の蒸発水の空隙容量はＥ
ＭＶＶテストによって、少なくとも約８０％（例えば約８０％から約９７％）で
ある、硬化石膏組成物を提供する。

【００１６】例としては、本発明の石膏組成物は、ボードの形で提供することができる。ボ
ードは、例えば、壁材ボード、ドアの芯、建築用絶縁パネルの部品、防音タイル
、断熱材パネル等のような、物品の形で提供されても良い。この点において、物
品は、複合的なボードを（例えば、多層として）含有していても良い。例えば、
物品は、本発明に係る石膏組成物からなるボードの密度よりも第２の石膏ボード
の密度が高いような、第２の高密度石膏ボードを含んでいても良い。

【００１７】発明は、添付した図を参照して、及び、後述の好ましい態様の詳細な説明にお
いて、最もよく理解できるであろう。

【００１８】発明の詳細な説明本発明は、蒸発水の空隙容量が増加された結合硬化石膏基質の連続相を有する
低密度の硬化石膏組成物を提供する。低密度の硬化石膏組成物は、好ましくは、
か焼石膏に対する水の比が高い混合物（例えばスラリー）から製造される。

【００１９】か焼石膏は、繊維状であっても非繊維状であっても良い。非繊維状か焼石膏と
は、通常の従来技術の工程によってか焼炉（例えば、釜や回転機械）中で通常の
大気圧で、例えば米国特許第２，３４１，４２６号に記載されているように製造
される、通常のか焼石膏を意味する。繊維状か焼石膏は、例えば米国特許第４，
０２９，５１２号や第５，０４１，３３３号中に記載されている。好ましくは、
少なくとも石膏組成物の３０重量％が、非繊維状か焼石膏から、すなわちそれを
用いて、形成される。さらに好ましくは、少なくとも石膏組成物の５０重量％が
、非繊維状か焼石膏から、すなわちそれを用いて、形成される。そして、ある態
様においては、本発明の硬化石膏組成物を鋳込ませるスラリー（又は混合物）を
作るのに用いられるか焼石膏は、本質的に非繊維状か焼石膏から構成される。

【００２０】か焼石膏は、α−硫酸カルシウム半水化物、β−硫酸カルシウム半水化物、水
溶性の硫酸カルシウム無水物、又はこれらの混合物の形をとり得る。好ましくは
、か焼石膏は、少なくとも３０％のβ−硫酸カルシウム半水化物を含有し、更に
好ましくは、少なくとも５０％のβ−硫酸カルシウム半水化物を含有する。ある
態様においては、か焼石膏は本質的に、β−硫酸カルシウム半水化物から構成さ
れる。

【００２１】特に、本発明による硬化石膏組成物は、硬化石膏基質の連続相中に存在する蒸
発水の空隙容量の増加のおかげで、比較的に緩くて且つ開放された構造を特徴と
する。増加された水の空隙容量は、例えば、硬化石膏組成物を調製するのに用い
られる混合物中のか焼石膏に対する水の比を高くすることによってもたらすこと
ができる。硬化石膏の結合基質は、幾つかの様々な大きさと形の結晶で形成され
、それは硬化石膏組成物を作るのに用いられる混合物のか焼石膏に対する水の比
にある程度依存する。例えば、ある態様においては、結晶は、比較的長く（例え
ば、少なくとも１方向に約１０μｍ乃至約４０μｍ又はそれよりも長い）、及び
／又は、例えば針状、板状等やそれらの組合せのような様々な構造をとり得る。

【００２２】重要な点として、本発明の硬化石膏組成物は、硬化石膏基質中の増加された蒸
発水の空隙容量にもかかわらず、望ましい低密度を有しているだけでなく、十分
な強度と機械変形に対する耐性（例えば、たわみ耐性）を有し、有用である。加
えて、本発明の硬化石膏組成物は、硬化石膏調製中に高いレベルの水が存在して
も、硬化石膏組成物の調製中での（例えば乾燥ストレスのせいで生じる）収縮に
耐えるような寸法安定性を示す。さらに、増加された蒸発水の空隙容量に関連し
た緩い構造は、音が吸収されるための拡張された空間を硬化石膏組成物中に形成
するので、硬化石膏組成物中の増加された蒸発水の空隙は、望ましい防音特性の
付与を助長し、本発明の硬化石膏組成物によって反射される音量や通過される音
量が低減されるようになる。

【００２３】本発明によれば、硬化石膏組成物は、結合硬化石膏基質の連続相を備えている
。基質は、石膏と増加された蒸発水の空隙容量を含む。蒸発水の空隙容量は、連
続相中で表され、これは蒸発水の空隙とは別の不連続点、例えば、紙の繊維や軽
量フィラーや泡の気泡空隙が組成物中にあるための不連続点を除外する。ある態
様においては、基質の蒸発水の空隙容量は、ＥＭＶＶテストにより少なくとも約
６９％（例えば、約６９％から約９７％）である。好ましくは、蒸発水の空隙容
量は、ＥＭＶＶテストにより、約７４％から約９５％である。例えば、ある場合
には、基質の蒸発水の空隙容量は、ＥＭＶＶテストにより、約７９％から約８９
％である。

【００２４】ある態様においては、本発明による硬化石膏組成物は、か焼石膏に対する水の
重量比が少なくとも約３：１で、か焼石膏と水を用いた混合物（例えば、スラリ
ー）を形成することをからなる方法によって、製造される。混合物は、か焼石膏
が硬化石膏基質を形成するために十分な条件下で維持される。か焼石膏が非繊維
状か焼石膏を少なくとも３０重量％含有する場合には、混合物を調製するのに用
いられるか焼石膏に対する水の重量比は、好ましくは、約３：１から約１２：１
である。さらに好ましくは、混合物を調製するのに用いられるか焼石膏に対する
水の重量比は、約４．５：１から約９：１である。よりさらに好ましくは、混合
物を調製するのに用いられるか焼石膏に対する水の重量比は、約５：１から約８
：１である。これらの態様においては、非繊維状か焼石膏は、好ましくはβ−硫
酸カルシウム半水化物である。

【００２５】ある態様においては、本発明による硬化石膏は、水と、繊維状又は非繊維状か
焼石膏、又は、様々な組合せや調製で繊維状と非繊維状か焼石膏の両方共、を含
んだ混合物（例えば、スラリー）を、か焼石膏に対する水の重量比が約４．５：
１から約１２：１までで形成することからなる方法によって、製造される。望ま
しくは、この態様において混合物を調製するのに用いられるか焼石膏に対する水
の重量比は、約５：１から約８：１であり、さらに好ましくは、約５：１から約
７：１である。

【００２６】望ましくは、本発明の硬化石膏組成物は、比較的低密度である。厳密には例と
して、ある態様においては、石膏組成物は、約２０ｌｂ／ｆｔ³（約３２０ｋｇ
／ｍ³）かそれよりも下、例えば約１５ｌｂ／ｆｔ³（約２４０ｋｇ／ｍ³）かそ
れよりも下、又、ある態様では、約１２ｌｂ／ｆｔ³（約１９２ｋｇ／ｍ³）かそ
れよりも下である。

【００２７】好ましくは、本発明の硬化石膏組成物は、硬化石膏組成物の製造中に強度及び
／又は寸法安定性（例えば、乾燥ストレスによる収縮を最小限にすること）を増
進するために、水系か焼石膏混合物中に１つ又はそれ以上の強化剤を含んで製造
される。望ましくは、強化剤は、本発明の硬化石膏組成物の形成の速度を妨害し
たり、他の点で不都合な影響を及ぼさないように選択できる。例としては、強化
剤は、トリメタリン酸塩化合物、５００〜３０００のリン酸塩の繰り返し単位を
有するポリリン酸アンモニウム、ポリカルボン酸化合物、界面活性剤から選択さ
れても良い。１つ又はそれ以上の各々のタイプの強化剤が発明の実施に用いられ
ても良い。また、その上、強化剤の様々な組合せが用いられても良い。例えば、
トリメタリン酸塩化合物と、１つ又はそれ以上のポリリン酸アンモニウム、ポリ
カルボン酸化合物と、界面活性剤が用いることができる。さらなる例としては、
ポリリン酸アンモニウムと、１つ又はそれ以上のトリメタリン酸塩、ポリカルボ
ン酸化合物と、界面活性剤が用いることができる。

【００２８】硬化石膏組成物の製造中に、強化剤は、か焼石膏の水系混合物中に適量、例え
ば、か焼石膏に約０．０１重量％から５重量％の量を添加することができる。好
ましくは強化剤が、約０．１重量％から５重量％の量で水系か焼石膏混合物中に
添加されるか又は含まれていても良いし、さらに好ましくは強化剤が、水系か焼
石膏混合物中に約０．５重量％から２重量％の量で添加されるか又は含まれてい
ても良い。

【００２９】トリメタリン酸塩化合物（例えば、塩又はその陰イオン部分）を使用すること
は、特に好ましい。硬化石膏を形成するために、か焼石膏が水和化している最中
に、トリメタリン酸塩化合物が含まれていると、機械歪み（例えば、たわみ）に
対する耐性等を含む強度の増強をもたらすことができる。この点において、トリ
メタリン酸塩化合物の使用により認められる強度の増加は、低減された密度と硬
化石膏の結合基質中の増加された蒸発水の空隙容量のために、特に望ましい。ト
リメタリン酸塩化合物は、例えば塩の形、例えばトリメタリン酸ナトリウム、ト
リメタリン酸カルシウム、トリメタリン酸ナトリウムカルシウム、トリメタリン
酸カリウム、トリメタリン酸アンモニウム、トリメタリン酸リチウム等、であっ
ても良い。これらの塩の組合せもまた、用いられても良い。ある態様では、トリ
メタリン酸塩化合物は、トリメタリン酸ナトリウムである。

【００３０】もしトリメタリン酸塩化合物が含まれる場合には、それ単独で用いるか、又は
、少なくとも１つの５００〜３０００の繰り返し単位を有するポリリン酸アンモ
ニウム、少なくとも１つのポリカルボン酸化合物、及び／又は、界面活性剤との
組合せで用いても良い。もし含まれる場合には、硬化石膏組成物を作るのに用い
られる水／か焼石膏混合物に加えるか又は含まれるトリメタリン酸塩化合物の量
は、好ましくは、か焼石膏の約０．１重量％から約２重量％であり、更に好まし
くは、水系か焼石膏混合物に加えるか又は含まれるトリメタリン酸塩化合物の量
は、か焼石膏の約０．５重量％から約１重量％である。

【００３１】ポリリン酸アンモニウム（例えば、塩又はその陰イオン部分）は、約１０００
〜３０００の繰り返し単位を有するのが好ましい。もし含まれる場合には、硬化
石膏組成物を作るために用いられる水／か焼石膏混合物に加えるか又は含まれる
ポリリン酸アンモニウムの量は、好ましくは、か焼石膏の約０．１重量％から約
２重量％であり、更に好ましくは、水系か焼石膏混合物に加えるか又は含まれる
ポリリン酸アンモニウムの量は、か焼石膏の約０．５重量％から約１重量％であ
る。

【００３２】ポリカルボン酸化合物（例えば、酸、塩、又はその陰イオン部分）は、少なく
とも２つのカルボン酸塩又はイオン性置換基、少なくとも２つのカルボン酸基、
又は少なくとも１つのカルボン酸塩若しくはイオン性置換基と少なくとも１つの
カルボン酸基を含んでいる。ポリカルボン酸化合物は、水溶性が好ましい。ポリ
カルボン酸化合物は、硬化石膏の結合基質形成の際に結晶の結合を促進すると考
えられているので、有益である。結果として、ポリカルボン酸化合物は、望まし
く強度を高め、それゆえ、取り扱い中やプロセス中の硬化石膏組成物の損傷を減
らすのを補助し、そしてそれらが硬化石膏組成物の寸法安定性を高めている。本
発明のポリカルボン酸化合物は、約１００，０００ダルトンから約１，０００，
０００ダルトンの分子量を有することが好ましい。より高分子量のポリカルボン
酸化合物は粘度が高すぎて、あまり好ましくなく、一方、より低分子量のものは
（１００，０００ダルトンより下に徐々に減少するにつれて）あまり効果的でな
くなる。

【００３３】ある態様においては、ポリカルボン酸化合物は、約２００，０００ダルトンか
ら約７００，０００ダルトンの分子量を有し、好ましくは約４００，０００ダル
トンから約６００，０００ダルトン（例えば約５００，０００ダルトン）の分子
量を有する。例としては、この限りではないが、ポリカルボン酸は、ポリアクリ
ル酸塩、ポリメタクリル酸塩、ポリエタクリル酸塩等や、それらの組合せから選
択されても良い。ある態様においては、ポリカルボン酸化合物は、ポリアクリル
酸塩であり、この場合のポリアクリル酸塩は好ましくは約２００，０００ダルト
ンから約７００，０００ダルトンの分子量を有し、さらに好ましくは約４００，
０００ダルトンから約６００，０００ダルトンの分子量を有する。例としては、
１つの適したポリアクリル酸塩は、ペンシルバニア州、フィラデルフィア、ロー
ム＆ハース（Rohm & Haas, Philadelpia, Pennsylvania）市販で入手可能なアク
リゾル（ACRYSOL）（商標）６４４である。

【００３４】もし含まれるのならば、硬化石膏組成物を作るのに用いられる水／か焼石膏混
合物に加えるか又は含まれるポリカルボン酸化合物の量は、混合物を作るのに用
いられるか焼石膏の、好ましくは約０．０５重量％から約２重量％であり、更に
好ましくは、水系か焼石膏混合物に加えるか又は含まれるポリカルボン酸化合物
の量は、か焼石膏の約０．１重量％から約０．４重量％である。

【００３５】ポリカルボン酸化合物が単独でも又は他の強化剤と組み合わせて含まれても良
いことは、注目すべきことである。例えば、ポリカルボン酸化合物は、トリメタ
リン酸塩化合物、５００〜３０００のリン酸塩の繰り返し単位（例えば１０００
〜３０００の繰り返しリン酸塩単位）を有するポリリン酸アンモニウム、及び／
又は界面活性剤とともに含まれていても良い。

【００３６】本発明による石膏組成物の製造中において、水及びか焼石膏混合物中に１つ又
はそれ以上の界面活性剤が含まれると、混合物の表面張力を下げる効果があり、
そしてまた、硬化石膏組成物の収縮を最小限にするように乾燥ストレスを減少す
るよう補助する。この点においては、か焼石膏の水系混合物の表面張力を下げる
ことにより、液体が石膏結晶上に入る毛管現象の圧力が低減され、それは同時に
水溶液に対する石膏結晶の抵抗力であり、それゆえ、基質から未反応の水溶液が
蒸発する際に結合結晶基質構造が収縮する傾向を低くする、と考えられている。
従って、本発明の実施に特に有効な界面活性剤は、好ましくは、約４０ｄｙｎｅ
／ｃｍ又はそれより下に、水の表面張力を低減する性能を有することを特徴とす
る。更に好ましくは、界面活性剤は、約３５ｄｙｎｅ／ｃｍ又はそれより下に、
水の表面張力を低減する性能を有することを特徴とする。適した界面活性剤の例
は、この限りでないが、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素含有界面活
性剤、シリコーン含有界面活性剤を含む。１つ又はそれ以上の界面活性剤が、硬
化石膏組成物を形成するのに用いられる混合物に含まれても良いし、違ったタイ
プの様々な組合せの界面活性剤が用いられても良い。

【００３７】アセチレングリコール系界面活性剤の具体例は、ダイノール（DYNOL）（商標
）６０４があり、ペンシルバニア州、リーハイバレーのエアプロダクツ（Air Pr
oducts of Lehigh Valley, Pennsylvania）から市販で入手可能である。フッ素
含有界面活性剤の具体例は、アルキルスルホン酸ナトリウムタイプの陰イオンフ
ッ素系界面活性剤（例えば、ローダイン（LODYNE）（商標）Ｓ−１０３Ａ）や、
アルキルアンモニウム塩化物タイプの陽イオンフッ素系界面活性剤（例えば、ロ
ーダイン（LODYNE）（商標）Ｓ−１０６Ａ）や、アルキルアミノ酸タイプの両性
のフッ素系界面活性剤（例えば、ローダイン（LODYNE）（商標）Ｓ−１００）の
形であっても良い。また、本発明の遂行に適した具体例としては、フッ素含有及
びシリコーン含有界面活性剤をブレンドしたものであり、ローダイン（LODYNE）
（商標）Ｓ−２２８Ｍとして市販で入手可能である。ローダイン（LODYNE）（商
標）シリーズの界面活性剤は、スイス、バーゼルのチバ（Ciba, of Basel, Swit
zerland）から市販で入手可能である。

【００３８】界面活性剤は、適宜、効果的な量で入れられる。好ましくは、水／か焼石膏混
合物に加えるか又は含まれる界面活性剤の量は、か焼石膏の約０．０１重量％か
ら約１重量％であり、更に好ましくは、水系か焼石膏混合物に加えるか又は含ま
れる界面活性剤の量は、か焼石膏の約０．０５重量％から約０．２重量％である
。特に、界面活性剤は、石膏組成物中の唯一の強化剤として入れられても良いし
、他の強化剤、例えば、トリメタリン酸塩化合物、５００〜３０００のリン酸塩
の繰り返し単位（例えば、１０００〜３０００の繰り返し単位）を有するポリリ
ン酸アンモニウム、ポリカルボン酸化合物や、これらの混合物のようなものと組
み合わせて入れられても良い。

【００３９】石膏組成物は、また、この限りではないが、補強添加剤、結合剤（例えばラテ
ックスのようなポリマー）、膨張パーライト、水泡によって形成された気泡空隙
、予めゼラチン化された澱粉のような澱粉、又は（例えば本発明の石膏組成物か
らなる石膏ボード上に）繊維状のマット、のような任意の添加剤を含んでいても
良い。これら任意の添加剤の様々な組合せが、硬化石膏組成物中に含まれていて
も良い。これらの添加剤は、必要に応じて１つ又はそれ以上の強化剤をも含む石
膏組成物中に含ませることができる。

【００４０】以下でさらに詳細な議論がされるように、強度と工程中の濾過効率を高めるた
めに、必要ならば、任意の補強添加剤を本発明の石膏組成物に含ませることがで
くる。例えば、補強添加剤は、セルロース（例えば紙）繊維、無機繊維、他の合
成繊維等、又はこれらの組合せを含んでいても良い。紙繊維のような補強添加剤
は、適量入れられる。例えば、ある態様においては、補強添加剤は、硬化石膏組
成物の約２重量％から約１５重量％の量で存在している。

【００４１】さらに密度の低減を促進するために、本発明の硬化石膏組成物は、随意、水泡
によって形成される気泡空隙を（蒸発水の空隙に対立するものとして）含んでい
ても良い。特に、水泡は、現行のボード製品におけるような水系か焼石膏の製造
中に加えられても良い。いくつかの適した泡剤が本発明の実施に使用可能で、例
えば、ペンシルバニア州、アンブラーのＧＥＯスペシャリティケミカル（GEO Sp
ecialty Chemicals, Ambler, Pennsylvania）から入手可能なＰＦＭ３３がある
。

【００４２】さらに、石膏組成物は、随意、予めゼラチン化された澱粉や酸変性澱粉のよう
な澱粉を含んでも良い。予めゼラチン化された澱粉を含有していると、硬化及び
乾燥石膏の鋳込み品の強度が増加し、また、湿度が高い条件下（例えば、か焼石
膏に対する水の比を高めた場合）で、紙が層間隔離する危険性を最小限化するか
又は避けられる。例えば水中で少なくとも約１８５°Ｆ（約８５℃）の温度で生
澱粉を調理するような生の澱粉を予めゼラチン化する方法、又は他の方法は、当
業者において認識されるだろう。予めゼラチン化された澱粉の適当な例としては
、この限りではないが、ローオフグレインカンパニー（Lauhoff Grain Company
）から市販で入手可能なＰＣＦ１０００澱粉や、アーチャーダニエルズミッドラ
ンドカンパニー（Archer Daniels Midland Company）から市販で入手可能なＡＭ
ＥＲＩＣＯＲ８１８及びＨＱＭプレゲル（PREGEL）澱粉がある。もし含まれれば
、予めゼラチン化された澱粉は、適量入れられる。例えば、もし含まれれば、予
めゼラチン化された澱粉は、硬化石膏組成物の約０．５重量％から約１０重量％
の量が存在するように、硬化石膏組成物を形成するのに使われる混合物に加えら
れても良い。

【００４３】石膏組成物は、また、繊維状マットを含んでいても良い。繊維状マットは、織
られていても、織られていなくても良い。望ましくは、繊維状マットは、水和化
中に石膏組成物の膨張を収容し得る材料から構成される。例としては、繊維状マ
ットは、紙のマット、繊維ガラスマット、又は他の合成繊維マットの形であって
も良い。ある態様においては、繊維状マットは、織られていなくて繊維ガラスを
含有する。望ましくは、平らな表面を形成するため、並びに、完全さ、外観、及
び、製造、取扱い、分野応用中の乾燥石膏鋳込み品の取扱い易さを向上させるた
めに、繊維状マットは、形成最中の石膏鋳込み品の表面に使用される。さらに、
繊維状マットは、最終製品（例えば、天井タイル）において露出した表面として
利用されても良く、このようなものは、望ましくは平滑な、美的に満足感が得ら
れる一体的な外観を提供する。もし用いられれば、繊維状マットはいくらかの適
当な厚みを持ち得る。例えばある態様では、繊維状マットは約０．００３インチ
（約０．００７６ｃｍ）から０．１５インチ（約０．３８１ｃｍ）の厚みを有す
る。

【００４４】ある態様においては、例えば本発明の石膏組成物が防音タイルのような一定の
物品に存在すると、防音特性（例えば騒音減少）が望ましくなる。本発明の石膏
組成物は、好ましくは、ＡＳＴＭＥ１０４２−９２によって、少なくとも約
０．４の騒音減少率（Noise Reduction Coefficient）を示し、更に好ましくは
、騒音減少率が１．０又は１．０付近を示す。例えば、ある態様においては、本
発明の石膏組成物は、少なくとも約０．５の騒音減少率を証明し、更に好ましく
は少なくとも約０．６の騒音減少率、更にいっそう好ましくは少なくとも約０．
７の騒音減少率、更にいっそう好ましくは少なくとも約０．８の騒音減少率、そ
して更にいっそう好ましくは少なくとも約０．９の騒音減少率を証明している。
一般的に、本発明によれば、防音値（例えば、その騒音減少率によって測定され
たようなもの）は、硬化石膏組成物を調製するのに用いられる混合物中のか焼石
膏に対する水の比と共に、硬化石膏結合基質中の蒸発水の空隙容量が増加するに
つれて、増加する。

【００４５】本発明の他の面によれば、本発明の石膏組成物を備えた物品を提供する。例え
ば、物品は、壁材、ドアの芯、建築用絶縁パネルの部品、防音タイル、断熱材パ
ネル等の形をとり得る。

【００４６】本発明の硬化石膏組成物の他に、物品は、本発明の石膏組成物よりも稠密な第
２の硬化石膏組成物を含んでいても良い。例として、本発明の石膏組成物と第２
のより稠密な石膏組成物は、物品内において石膏ボードの複合材を形成するよう
に層状に積み重ねられた、別々の石膏ボードに含まれていても良い。好ましくは
、第２の石膏組成物は少なくとも約２０ｌｂ／ｆｔ^３（約３２０ｋｇ／ｍ^３）の
密度を、更に好ましくは、少なくとも約３０ｌｂ／ｆｔ^３（約４７９ｋｇ／ｍ^３）の密度を、いっそう更に好ましくは、少なくとも約４０ｌｂ／ｆｔ^３（約６３
９ｋｇ／ｍ^３）の密度を有する。第２の石膏組成物の密度は、よりいっそう高く
ても良い（例えば、少なくとも約５０ｌｂ／ｆｔ^３（約７９９ｋｇ／ｍ^３）や、
少なくとも約６０ｌｂ／ｆｔ^３（約９５９ｋｇ／ｍ^３）、又はそれより高い）。
これとは対照的に本発明の硬化石膏組成物は、好ましくは、約２０ｌｂ／ｆｔ^３（約３２０ｋｇ／ｍ^３）より小さい密度、約１５ｌｂ／ｆｔ^３（約２４０ｋｇ／
ｍ^３）より小さい、又は、約１２ｌｂ／ｆｔ^３（約１９２ｋｇ／ｍ^３）より小さ
い、というような密度を有する。

【００４７】稠密な石膏ボードがあることは、例えば本発明のより低い密度の硬化石膏組成
物の形成にとって外包を提供するので、望ましい。さらに、稠密な石膏ボードは
、例えばプロセス中の湿潤強度や、最終的な複合材における乾燥強度を与える。
稠密な石膏ボードを含むとまた、好ましいことに燃焼やたわみ抵抗力を高めると
共に、音を反射させて（本発明のより低密度の石膏ボードが音を吸収すると同時
に）石膏ボードの複合材を通過する音の最小限化を助けるようになる。

【００４８】図１を参照すると、複合材１０が模式的に図解されている。複合材１０は、本
発明の硬化石膏組成物を含有する第１の石膏ボード１２を含み、それと共に第１
の石膏ボード１２より稠密な第２の硬化石膏組成物を含有する第２の石膏ボード
１４を含んでいる。任意に、例えば低密度ボード１２の製造を容易にするためと
複合材１０の全体の強度を高めるために、補強マット（例えば多孔性のマット）
がボード１２と１４の間に挟み込んでも良い。複合材１０において、ボード１２
と１４は、いずれも適当な厚みを有し得る。例えば、第１のボード１２は、約０
．５インチ（約１．２７ｃｍ）から約２インチ（約５．０８ｃｍ）の厚みを有し
ても良く、一方、第２のボード１４は、約０．０６２５インチ（約０．１５９ｃ
ｍ）から約０．２５インチ（約０．６３５ｃｍ）の厚みを有しても良い。

【００４９】第１の石膏ボード１２は、第１の表面１６と第２の表面１８を含有し、第２の
石膏ボード１４は、第１の表面２０と第２の表面２２を含有する。石膏ボード１
２の表面１６は、石膏ボード１４の表面２０と接触している。繊維状のマット２
４は、石膏ボード１２の表面１８に付けられている。複合材１０はまた、石膏ボ
ード１４の表面２２上に担持された壁紙２６を含んでいる。

【００５０】図２は、具体例としての物品、すなわち天井タイル２８に見られる複合材１０
を図解している。図１のように、稠密なボード、本発明による低密度の硬化石膏
ボード、及び繊維状マットが、それぞれ１４，１２，２４の数字で示されている
。天井タイル２８は、使用時に取り付け部品を吊るのを容易とするために、横桟
３０を含んでいる。

【００５１】図３は、貼り合わされた複合材３２（例えば、１つより多い複合材を含む）を
形成するように接合された２つの複合材１０Ａと１０Ｂを図解している。貼り合
わされた複合材３２は、第１の石膏ボード１２Ａと１２Ｂ、第２の稠密な石膏ボ
ード１４Ａと１４Ｂを含んでいる。壁紙２６Ａと２６Ｂはそれぞれ、石膏ボード
１４Ａと１４Ｂの外側表面２２Ａと２２Ｂに担持されている。２つの複合材１０
Ａと１０Ｂは、適当な方法で結合され得る。例えば、複合材１０Ａと１０Ｂは接
着剤３４で結合させることができる。図３には接着剤３４が示されているが、複
合材１０Ａと１０Ｂが、例えばこれに限られないが、石膏、結合剤、にかわ、ラ
テックス、接合剤（バインダー）等のような、他の適当な材料を介して接合され
得ることは、当業者に認識されるだろう。ある態様（例えば、多段階工程が用い
られる場合）においては、必要に応じて、１つの第１の石膏ボード１２が２つの
稠密な第２の石膏ボード１４Ａと１４Ｂの間に挟まれても良いことが認識される
であろう。

【００５２】本発明に係る硬化石膏組成物の製造に話を変えると、か焼石膏と水の混合物（
例えば、スラリーや懸濁液）が形成される。本発明に係る硬化石膏組成物の蒸発
水の空隙容量は、硬化石膏組成物を鋳込む水系か焼石膏混合物を調製するのに用
いられる、か焼石膏に対する水の重量比に比例して、変化する。従って、混合物
を調製するのに用いられるか焼石膏に対する水の比が高くなればなるほど、硬化
石膏結合基質中の蒸発水の空隙容量が大きくなって、硬化石膏組成物の密度がよ
り低くなる。

【００５３】好ましくは、混合物を調製するのに用いられる少なくとも３０重量％の非繊維
状か焼石膏を有するか焼石膏に対する水の重量比は、少なくとも約３：１であり
、更に好ましくは、約３：１から約１２：１である。ある態様においては、混合
物を調製するのに用いられる少なくとも３０重量％の非繊維状か焼石膏を有する
か焼石膏に対する水の重量比は、少なくとも約４．５：１から約９：１であるか
、又は混合物を調製するのに用いられる少なくとも３０重量％の非繊維状か焼石
膏を有するか焼石膏に対する水の重量比は、少なくとも約５：１から約８：１で
ある。繊維状と非繊維状のか焼石膏の様々な比が本発明の実施において用いられ
ても良いことが、認識されるだろう。硬化石膏組成物が７０重量％より多い繊維
状か焼石膏から形成される場合は、混合物を調製するのに用いられるか焼石膏に
対する水の重量比は、少なくとも約４．５：１から約１２：１であり、好ましく
は、この態様におけるか焼石膏に対する水の重量比は、約５：１から約８：１で
ある。

【００５４】混合物を型に流し込む前に、１つ又はそれ以上の強化剤、例えば、トリメタリ
ン酸塩化合物、５００〜３０００のリン酸塩の繰り返し単位を有するポリリン酸
アンモニウム、ポリカルボン酸化合物、界面活性剤、又はこれらの組合せのよう
な強化剤が、か焼石膏の水系混合物に導入される。水系か焼石膏混合物に導入さ
れる強化剤の量は、好ましくは混合物を形成するのに加えられたか焼石膏の重量
に基づかれる。

【００５５】型に流し込む前にはまた、水系か焼石膏混合物は、例えば、これに限られない
が、補強剤（例えば繊維）、結合剤（例えばラテックスのようなポリマー）、膨
張パーライト、硬化基質組成物中に泡から誘導される空隙を形成するための水泡
、（予めゼラチン化された澱粉のような）澱粉、促進剤、遅延剤、殺生物剤、防
カビ剤、殺菌剤、防水剤、その他当業者により認識される添加剤、そしてこれら
の組合せのような任意の添加剤と共に用いても良い。

【００５６】強化剤や他の任意の添加剤を含む水系か焼石膏混合物は、望ましくは湿潤状態
でかき混ぜられて、それから（例えば、ボードの形に）鋳込まれる。鋳込み形成
の最中に、ここで述べたように、混合物の表面に任意で、繊維状マットが付けら
れても良い。乾燥コストを下げるために、湿潤状態の石膏鋳込み品は、か焼石膏
の完全水和化の後に過剰の水を排水するために、必要に応じて（例えば、約２０
から５０ｍｍＨｇで）濾過される。濾過された、又は濾過されない石膏鋳込み品
は、それから（例えば、オーブンか回転機械中で）乾燥され、乾燥石膏組成物が
形成される。

【００５７】明らかに本発明に係る石膏組成物は寸法安定性を示し、特にプロセス中の収縮
に耐性がある。この点において、硬化石膏組成物は、その調製中に約２％か又は
それよりも少ない収縮を、さらに好ましくは約１％か又はそれよりも少ない収縮
を、いっそう更に好ましくは約０．１％か又はそれよりも少ない収縮を経験して
いる。このような低密度の硬化石膏組成物が、このような低い度合いの収縮で作
られ得るということは、特に驚くべきことである。

【００５８】当業者に認識されるように、乾燥後にさらなる処理を適用することができる。
例えば、硬化石膏組成物は、石膏組成物を強化するためや物理的、化学的、機械
的特性を改良するために、表面コート、樹脂及び／又はシリカ含浸の処理を行う
ことができる。

【００５９】具体例を挙げれば、低密度の硬化石膏ボードの調製のためのプロセス図式例が
、以下に示される：（図式１）化粧漆喰、促進剤、及び他の乾燥している添加剤→必要な水、紙繊維パルプ＋
アクリゾル６４４→泡（界面活性剤溶液）→混合／攪拌（湿潤状態）→石膏鋳込
み品／最終仕上げ→乾燥（強度発現）複合材（例えば、物品中に使用するための）を形成するために、壁紙は、各々
の縁の近辺に２重の折り目が備えられる。折られた縁は、望ましくはトレイを形
成するために折り上げられる。石膏スラリーの稠密な層は、当業者によって認識
されるような程度に層の厚みや配置が監視されながら、石膏ボード攪拌機から紙
上に積層される。本発明の低密度の硬化石膏組成物を形成するための混合物を調
製するために、残っている水系か焼石膏混合物は、更に水（そして、必要に応じ
て、ここで記述したような強化剤及び／又は任意の添加剤）を追加するため、追
加の攪拌工程を経る。低密度層用スラリーは、当業者に認識されるようなローラ
ー、クリーニング装置等により、稠密な層の上に重ねられる。必要ならば、織ら
れた又は織られていない繊維状のマットを付けることができる。

【００６０】このような複合材の形成は、通常の石膏ボード製造ライン上で行うことができ
、硬化工程を経る。複合材が殆んど水和化されている時に、乾燥特性を改良する
ため、及びその騒音減少特性を強化するために、低密度ボードの上部に任意に穴
が開けられても良い。複合材はそれから、要求される長さに、例えばボードナイ
フや高圧切断ジェットを用いて切断される。ボードはそれから、例えば紙側は下
に、紙がない側や繊維状マット側は上にして、乾燥されても良い。

【００６１】追加的な最終仕上げは、要求される物品によって変わってくる。例えば、天井
タイルについての最終仕上げは、要求された大きさに鋸で挽き、質感を出し、上
塗りをし、パッケージングを行う。他の適用に対する最終仕上げ工程では、例え
ば、表側積層形成（紙貼り面を外側にして）、裏側積層形成（紙貼り面を内側に
して）、寸法最終仕上げ（端部の鋸挽き）、及び上塗り工程が、必要に応じて行
われる。

【００６２】本発明に係る硬化石膏組成物の蒸発水の空隙容量は、以下に記述された蒸発水
空隙容量（ＥＷＶＶ）テストによって決定された。そのテストには、硬化石膏結
合基質の水空隙容量を決定するために、走査電子顕微鏡と画像顕微鏡分析を使用
する。そのテストは、泡剤などのために硬化石膏組成物中にある空隙を区別する
。

【００６３】ＥＷＶＶテスト用の調製においては、硬化石膏組成物がまず作られる。硬化石
膏組成物のサンプルは、それから以下のようにＳＥＭ分析用に調製される：エポ
キシ（ブーラー（Buler）のエポキシが使用された）とエポキシ硬化剤は、まず
、別々のカップに入れられ、脱気するために高真空条件下に置かれる。脱気後、
回転カップ中で、最小限の空気を導入しながら、常圧で５分間、エポキシと硬化
剤が６：１の比で混合される。この混合物とサンプルが入っているカップは、ゴ
ムが据付けてあるカップ中に置かれ、それから高真空下に置かれる。エポキシ混
合物はそれから、遠隔操作により作動されてエポキシカップを適所に傾かせる電
気モーターを用いて、石膏サンプル上に注がれる。空気はゆっくりとチャンバー
中に導入され、加えられた圧力により、硬化石膏を形成するすべての空所にエポ
キシが入り込む。サンプルラベルは、サンプル同定において混乱を避けるため、
硬化前にエポキシに挿入される。

【００６４】硬化後、１２０ミクロン、続いて７５ミクロン、４５ミクロン、１５ミクロン
のダイヤモンドを結合した金属の回転盤で、ラップ仕上げによって研削が行われ
る。サンプルは、石膏サンプルの断面観察ができるように十分に研削される。

【００６５】９ミクロン（３０分）と１ミクロン（３０分）のＭＥＴＡＤＩ（イリノイ州、
レイクブルフ、ブーラー（Buhler, Lake Bluff, Illinois）より市販で入手可能
）、ＴＥＸＭＥＴ（またブーラーより入所可能）上にオイルベースのダイヤモン
ドスラリーを載せたものを用いて、１２０ＲＰＭで、研削に続いて研磨が行われ
る。

【００６６】サンプルはそれから、カーボンアタッチメントを装備したデントンバキューム
デスクＩＩスパッターシステム（Denton Vacuum Desk II Sputter system）を用
いて、カーボンの薄層で被覆される。画像取り込み中に明るさやコントラストの
振動を避けるために、研磨した横断面上に均一のカーボン被覆を設けるように注
意する。

【００６７】各々のサンプルはそれから、３００倍の大きさでＳＥＭ撮像中に接地を得るた
めに、銀で塗装される。すべてのサンプルは、固体状態後方散乱電子検出器を装
備したトプコン（TOPCON）のＳＭ３００のＳＥＭで撮像された。画像は、分析さ
れる領域が、その蒸発水の空隙を含む硬化石膏基質の連続相のみであるように視
覚的に選択され、大きなサイズの不連続点、例えば結合硬化石膏基質の連続相で
はない泡の空隙、紙繊維などは除外した。ＳＥＭ分析は、“定量鉱物学のための
効果的なＳＥＭを基礎とした画像分析体系（An Effective SEM-Based Image Ana
lysis System for Quantitative Mineralogy）”、Kona Powder and Particle,
No.11(1993)（参照されて本明細書に組み入れられる）にＫｉｎｇらによって記
述されたように、そこに記述されたコンピューターソフトウェアを用いて、行わ
れる。画像分析によって、硬化石膏組成物の結合基質での蒸発水の空隙容量が得
られる。

【００６８】下記の例は、さらに本発明を例証するものであるが、もちろん、その範囲に限
定されて解釈されるべきではない。

【００６９】（実施例１）（実験室における石膏鋳込み品の調製手順と様々なテスト）硬化石膏を含有した組成物のサンプルは、本発明によって調製され、それらの
乾燥密度、騒音減少値（ＮＲＣ）、及び乾燥収縮に関して比較された。

【００７０】石膏鋳込み品は、３００ｇのβ−硫酸カルシウム半水化物と、有効性を維持す
るために糖で被覆された硫酸カルシウム２水和物の微粉砕粒子からなる２．０ｇ
の硬化促進剤を、乾燥混合し、化粧漆喰（すなわち、か焼石膏）に対する水の様
々な比で、米国特許第３，５７３，９４７号に記述されている（その開示は参照
されて本明細書に組み入れられる）ように加熱せられることによって調製された
。サンプルはそれから、５リットルのＷＡＲＩＮＧ混合機中で、様々な量の７０
°Ｆ（約２１℃）の温度の水道水と共に混合され、５秒間水浸させて、１０秒か
ら２５秒間かけて低速度で混合された。水と化粧漆喰（すなわち、か焼石膏）の
量は、化粧漆喰に対する水の比が約１：１から約９：１まで変えられた。このよ
うに形成されたスラリーは、所望の型に流し込まれて石膏鋳込み品（６インチの
直径と０．５インチの厚さのリング）が調製された。硫酸カルシウム半水化物が
硬化されて石膏鋳込み品（硫酸カルシウム２水和物）を形成した後、そのリング
は型からはずされて、換気機能付きオーブン中に１１２°Ｆ（約４４．４℃）で
、少なくとも２４時間、又はその重量変化が止まるまで、乾燥された。乾燥され
た石膏鋳込み品は、それからＥＷＶＶテスト、密度、ＮＲＣ、及び乾燥収縮の測
定のために用いられた。

【００７１】石膏鋳込み品の密度は、その容量と重量の測定から求められた。石膏鋳込み品
の収縮は、乾燥前後のその寸法の差から計算された。石膏鋳込み品のＮＲＣ値は
、標準インピーダンスチューブテスト（ＡＳＴＭＥ１０４２−９２のＡＳＴ
Ｍ手順による）から求められた。石膏鋳込み品の蒸発水空隙容量は、上記の蒸発
水空隙容量テストから求められた。

【００７２】ＥＷＶＶの結果は、３回テストされたサンプルの平均値として、下記の表１に
報告されている。結果は、純度およそ８７％の石膏サンプル（およそ１３％の不
純物を伴った）であることを反映している。ＥＷＶＶは、硬化石膏結合基質の調
製に用いられるか焼石膏の純度に伴って直接的に変化する。従って、ＥＷＶＶ値
は、より高い純度のか焼石膏であれば、より高くなると予想される。ＥＷＶＶ値
は、大きい割合の不純物を有するか焼石膏であれば、より低くなると予想される
。各々のサンプルにつき１０個の画像が３００倍で分析されて、これら１０個の
画像は、ＥＷＶＶテスト用に上記の画像分析にかけられた。測定値は、１０個の
画像の平均値として報告されていて、約＋／−５％のＥＷＶＶテストそれ自身に
基づく実験誤差を有すると見積もられる。

【００７３】表において：ＴＭＰとは、トリメタリン酸ナトリウムを意味し；ＡＰＰとは、ポリリン酸アンモニウムを意味し；ＰＣとは、約５００，０００の分子量を有するポリアクリル酸を意味し；Ｓとは、硬化石膏を鋳込む水、か焼石膏混合物の表面張力を約４０ｄｙｎｅ／
ｃｍに低くすることができる界面活性剤を意味する。

【００７４】

【表１】

【００７５】表１のデータは、か焼石膏に対する水の比を変えるにつれて、硬化石膏結合基
質の水空隙容量に変化があることを示す。より具体的には、硬化石膏組成物を鋳
込むための混合物の化粧漆喰に対する水の比が増加するに連れて、硬化石膏組成
物のＥＷＶＶ値が増加するのが見られる。データはまた意外にも、水を化粧漆喰
に対して高い比で用いて、非常に高い度合いの蒸発水空隙をもつ硬化石膏結合基
質を調製し得ることを示している。このような組成物は、表２のデータに見られ
るように、それらの低密度及び／又はそれらの防音特性のために有益である。

【００７６】表２は、本発明によって化粧漆喰に対して水を様々な比で用いて、及び、様々
な強化剤を用いて作られた硬化石膏組成物の調製を示している。比較のために、
強化材を含まない硬化石膏組成物も含めている。

【００７７】

【表２】

【００７８】表２におけるデータは、低密度の石膏組成物が本発明によって調製され得るこ
とをさらに示している。データはまた、硬化石膏組成物を鋳込むための水系か焼
石膏混合物において用いられる化粧漆喰に対する水の比が増加するにつれて、か
焼石膏組成物の密度が減少することを示している。密度の減少は、化粧漆喰に対
して水を高い割合で用いて作られた硬化石膏組成物中において、より高い容量の
蒸発水の空隙があるためである。

【００７９】データはまた、ＮＲＣ値によって測定されたような改良された防音特性が、本
発明によって化粧漆喰に対して水を高い比で用いて作られた硬化石膏組成物によ
り達成され得ることも示している。これらの組成物中には、防音特性に貢献する
他の音吸収性の添加剤、例えば紙繊維等が全くないので、表２に報告されたＮＲ
Ｃ値は、硬化石膏結合基質そのものについてのものであることが認識されるだろ
う。硬化石膏結合基質のより高いＮＲＣ値によって、高いＮＲＣ値を持った低密
度石膏を基材とする防音タイルの製造が見込まれ、そしてそれは、添加剤及び防
音性能を改良するための当業者に知られたその他の技術を選択することで、その
防音挙動について、さらに強化され得る。或いは、本発明に係る高いＮＲＣ組成
物を用いることによって、紙やその他知られた防音強化剤をより少なく使用して
も、なお工業規格を満たすかそれより優れる防音タイルを達成することが可能で
ある。

【００８０】さらに、本発明による強化剤を用いて作られた低密度硬化石膏組成物は、強化
剤なしに作られた低密度硬化石膏組成物よりも収縮が小さい傾向がある。従って
、例えば、ボード、防音タイル、パネル、ドアの芯等を含むどんな大きさや形の
硬化石膏組成物も、大きな収縮とそれに伴う損失、例えば廃棄なしに、標準の大
きさと公差に作成され得る。

【００８１】特許、特許出願、及び刊行物を含むここで引用されたすべての参照文献は、参
照によって完全にここに編入されている。

【００８２】本発明は好ましい態様を強調して記述されているが、好ましい態様の変形物が
用いられても良いし、特にここに具体的に記述されたものとは別な方法で実施さ
れても良いことは、当業者にとって明らかであろう。従って、本発明は、請求項
に従って定義されるような発明の精神と範囲内に包含される全ての変形を含む。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の１つの態様に係る石膏ボード層の複合材の概略図を表示した
ものである。

【図２】図２は、本発明の別の態様に係る天井タイルを形となった物品の斜視図である
。

【図３】図３は、本発明のさらに別の態様に係る積層複合材の概略図を表示したもので
ある。

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１月１０日（２００２．１．１０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── 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 22:16 Ｃ０４Ｂ 24:32 Ａ 24:32 24:42 Ａ 24:42 24:00 24:00 16:06 Ｚ 16:06 14:38 Ｚ 14:38 14:18 14:18 24:38 Ｚ 24:38） 111:40 111:40 (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ヴェエラマスネニ，スリニヴァスアメリカ合衆国，60030 イリノイ州，グレイスレイク，カントリドライヴ＃303 1907 (72)発明者ジョウンズ，フレデリック，トーマスアメリカ合衆国，60030 イリノイ州，グレイスレイク，ウエストトレイル 354 Ｆターム(参考） 4G012 MB42 PA07 PA15 PA23 PA24 PB13 PB14 PB31 PB36 PB41 PC02 PC03 PC04 PC07 PC08 PC11 PE04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】以下を備えた方法により製造された硬化石膏組成物であって
：少なくとも、か焼石膏、水、及び、トリメタリン酸塩化合物、５００〜３０００
のリン酸塩の繰り返し単位を有するポリリン酸アンモニウム、ポリカルボン酸化
合物、界面活性剤、及びこれらの組合せからなるグループから選択された強化剤
、から形成された混合物を調製し、ここで水の重量比は混合物中に存在するか焼
石膏に対して少なくとも約３：１であり；且つ、か焼石膏が硬化石膏の結合基質を形成するために十分な条件下で混合物
を維持することを備えた方法により製造されたことを特徴とする硬化石膏組成物
。
【請求項２】前記強化剤がトリメタリン酸ナトリウム、又はトリメタリン
酸ナトリウムと１０００〜３０００の繰り返し単位を有する少なくとも１つのポ
リリン酸アンモニウムである請求項１の石膏組成物。
【請求項３】前記ポリカルボン酸化合物が約２００，０００ダルトンから
約７００，０００ダルトンの分子量を有するポリアクリレートである請求項４５
の石膏組成物。
【請求項４】前記界面活性剤が、アセチレングリコール系界面活性剤、フ
ッ素含有界面活性剤、シリコーン含有界面活性剤、及びこれらの組合せからなる
グループから選択された請求項１の石膏組成物。
【請求項５】前記界面活性剤が、水の表面張力を４０ｄｙｎｅ／ｃｍ又は
それよりも下まで下げる性能を有することを特徴とする請求項１の石膏組成物。
【請求項６】前記石膏組成物が、ＡＳＴＭＥ１０４２−９２により、
少なくとも０．４の騒音減少率を有する請求項１の石膏組成物。
【請求項７】前記石膏組成物が、さらに以下のうちの少なくとも１つから
さらに形成された請求項１の石膏組成物：繊維状のマット、結合剤、膨張パーラ
イト、澱粉、補強添加剤、及び、水泡によって形成された空隙。
【請求項８】前記水の重量比が、混合物を調製するのに用いられるか焼石
膏に対して約４．５：１〜約９：１である請求項１の石膏組成物。
【請求項９】前記か焼石膏の、少なくとも５０重量％がβ−硫酸カルシウ
ム半水化物である請求項１の石膏組成物。
【請求項１０】請求項１の石膏組成物を含む石膏ボードを備える物品。
【請求項１１】前記石膏組成物の密度よりも密度が大きい第２の石膏ボー
ドをさらに備える請求項１０の物品。
【請求項１２】前記第２の石膏ボードが、少なくとも約２０ｌｂ／ｆｔ^３の密度を有し、且つ、前記石膏組成物が約２０ｌｂ／ｆｔ^３より小さい密度を有
する請求項１０の物品。
【請求項１３】前記第２の石膏ボード上に担持された壁紙を、さらに備え
る請求項１１の物品。
【請求項１４】前記石膏組成物の密度より大きな密度を有する第３の石膏
ボードをさらに備える請求項１１の物品。
【請求項１５】第２の石膏ボードと第３の石膏ボードの密度よりも小さい
密度を有する第２の石膏組成物をさらに備える請求項１４の物品。
【請求項１６】混合物を形成するのに用いられる前記強化剤の量が、前記
か焼石膏の約０．０１重量％〜約５重量％である請求項１の石膏組成物。
【請求項１７】前記強化剤が、トリメタリン酸塩化合物とポリカルボン酸
化合物であるか、又は５００〜３０００の繰り返しリン酸単位を有するポリリン
酸アンモニウムとポリカルボン酸化合物である請求項１の石膏組成物。
【請求項１８】前記水の重量比が、混合物を調製するのに用いられるか焼
石膏に対して約３：１〜約１２：１である請求項１の石膏組成物。
【請求項１９】前記水の重量比が、混合物を調製するのに用いられるか焼
石膏に対して約５：１〜約８：１である請求項１の石膏組成物。
【請求項２０】硬化石膏組成物の収縮が、最大でも約２％である請求項１
の石膏組成物。
【請求項２１】硬化石膏組成物の製造方法であって：少なくとも、か焼石膏、水、及び、トリメタリン酸塩化合物、５００〜３００
０のリン酸塩の繰り返し単位を有するポリリン酸アンモニウム、ポリカルボン酸
化合物、界面活性剤及びこれらの組合せからなるグループから選択された強化剤
から形成された混合物を調製し、ここで混合物を調製するのに用いられるか焼石
膏に対する水の比が、少なくとも約３：１であり；且つ、か焼石膏が硬化石膏の基質を形成するために十分な条件下で混合物を維
持することを備えることを特徴とする、硬化石膏組成物の製造方法。