JP2006521276A - レディーミクスト硬化型組成物及び関連するキット - Google Patents

Abstract

焼き石膏と水とから硬化石膏を形成する反応のための活性化剤と混合されたときに硬化するレディーミクスト組成物が開示される。この組成物は、水の焼き石膏に対する質量比約０．１５〜約０．５で水及び焼き石膏を含み、更にポリアクリル酸及び／又はその塩を含む硬化阻害剤も含む。この組成物は約５，０００センチポアズ〜約４８，０００センチポアズの粘度を有する。別々に包装された成分を含むキットも開示される。成分の１つは、焼き石膏と、ポリアクリル酸及び／又はその塩と、場合により水とを含む組成である。キットのもう１つの成分は、組成物と混合されたときに組成物を硬化させることができる活性化剤を含む。

Description

関連出願への相互参照

[0001]本出願は、参考によりここにその全体を援用する２００３年３月２７日に出願された米国特許出願第１０／４００，２７０号の優先権を主張する。

発明の技術分野

[0002]本発明は、一般に、流動性を有する硬化型石膏組成物に関する。より詳細には、本発明は、焼き石膏及び硬化阻害剤を含み流動性を有するレディーミクスト組成物であって、焼き石膏と水との反応の活性化剤と混合されたときに硬化して、硬化石膏を形成する組成物に関する。

発明の背景

[0003]硬化石膏（硫酸カルシウム二水和物）は周知の材料であり、種々の製品の製造に使用され、種々の製品中に一般的に含まれている。一般に、石膏含有製品は、焼き石膏（すなわち、硫酸カルシウム半水和物及び／又は硫酸カルシウム無水石膏）と、水と、場合により所望の他の成分との混合物を形成することによって調製される。この混合物は、典型的には所定の形状に、又は基材表面上に流し込まれる。焼き石膏は水と反応して、結晶性水和石膏、すなわち硫酸カルシウム二水和物のマトリックスを形成する。硬化石膏の絡み合ったマトリックス（interlocking matrix of set gypsum）が形成され、それによって石膏含有製品中の石膏構造に強度が付与されることが、焼き石膏の望ましい水和である。

[0004]多くの場合、水、硬化阻害剤、及び所望の他の成分と予め混合された焼き石膏を含むレディーミクスト硬化型組成物が提供されることが好ましい。現場などで使用する場合に石膏プレミックスに追加の水をほとんど又は全く必要としないように、これらの組成物は一般に、ペール缶、缶、バケツ、カートンなどの容器中に包装される。レディーミクスト組成物は、焼き石膏を水と反応させるための活性化剤を使用者が加えて硬化石膏を形成するまでは硬化が防止されるように処方されている。

[0005]隣接する壁板の接合、又は壁板の継ぎ当てに一般に使用される目地用配合物として使用されるレディーミクスト組成物が周知である。例えば、米国特許第５，７４６，８２２号明細書には、硬化遅延剤として非カルシウム含有ホスフェートを含むレディーミクスト石膏系組成物が記載されている。’８２２号特許によると、ピロリン酸四ナトリウムは、非カルシウム含有ホスフェートの最も長く持続する硬化遅延作用を発現し、クエン酸とともに使用される。’８２２号特許のレディーミクスト組成物は、配合すると比較的粘稠となり、比較的低強度であるため、目地用配合物以外の多くの用途においては十分に満足できるものではない。

[0006]加えて、米国特許第５，７７９，７８６号明細書には、アクリル酸及びアクリルアミドのモノマー単位を含むポリマー組成物の形態の遅延剤を含むレディーミクスト目地用配合物が開示されている。例えば、’７８６号特許には、アクリル酸とアクリルアミドとのコポリマー、又はアクリル酸のホモポリマーとアクリルアミドのホモポリマーとの混合物が開示されている。’７８６号特許のレディーミクスト配合物は、水の滲出及び粒子の沈降を防止するために比較的粘稠となるように処方されている。’７８６号特許のレディーミクスト組成物も、目地用配合物以外の多くの用途で十分な強度が得られない。

[0007]レディーミクスト目地用配合物よりも低い粘度及び高い強度を有するように配合されたレディーミクスト組成物が当分野において引き続き必要とされている。例えば、多くの用途においては、活性化剤を組成物に加える前に流動性を有し、活性化剤を加えた後でもある程度の時間は流動性を維持することにより、その意図する目的で組成物を使用するために十分な「可使」時間を使用者に与えることができるような、レディーミクスト組成物が望ましい。

[0008]種々の屋内及び屋外用途への使用のためには、当業者には分かるように、流動性を有するレディーミクスト組成物が望ましい。例えば、流動性を有するレディーミクスト組成物は、歯科用途、建築用プラスター、機械加工可能なプラスターなどを含む多数のプラスター用途に有用である。例えば、歯科用プラスターは、口腔又は口外顔面構造の一部を、陰型を形成するアルギネートなどのポリマーから、正確な寸法で複製された陽型を形成する成形に有用である。更に、建築用プラスターは、例えば、内装壁板の仕上用のベニヤプラスター（例えば、ＤＩＡＭＯＮＤ（登録商標）ブランド内装仕上プラスター、Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｇｙｓｐｕｍ Ｃｏｍｐａｎｙより市販）の形態であってもよい。

[0009]流動性を有するレディーミクスト組成物は、当分野で公知である圧力注型又はスリップ注型による陶器の小像などの成形のために用いられるプラスター製の型の形成にも使用される。更に、流動性を有するレディーミクスト組成物は、例えば、彫像及びモールディングなどの建築要素などの一体成形用途、並びに回転成形用途にも有用である。例えば、回転成形は、例えば街灯柱などの中空製品の形成に利用される。流動性を有するレディーミクスト組成物は、装飾用建築要素の製造に使用することができるガラス繊維強化石膏組成物などの吹き付け用途にも有用である。

[0010]したがって、以上から、比較的低い粘度を有し、そのため流動性を有し、好ましくは活性化剤を加えた後でも流動性を維持するレディーミクスト硬化型組成物が、当分野において必要とされていることが理解できる。また、活性化剤がない状態で比較的長時間硬化が回避され、そのため組成物が長いシェルフライフ（貯蔵寿命）を有するようなレディーミクスト組成物が当分野において必要とされていることも理解できる。更に、組成物中の固体粒子が沈降せず、水が滲出しないようなレディーミクスト組成物が当分野において必要とされていることも理解できる。本発明は、このようなレディーミクスト組成物を提供する。本発明のこれら及びその他の利点、並びにさらなる本発明の特徴は、本明細書に記載される本発明の説明から明らかとなる。

発明の概要

[0011]本発明は、焼き石膏と水との反応のための活性化剤と混合されたときに硬化して硬化石膏を形成する組成物を提供する。この組成物は、水の焼き石膏に対する質量比が約０．１５〜約０．５となるように、水及び焼き石膏を含む。この組成物は、ポリアクリル酸及び／又はその塩を含む硬化阻害剤も含む。この組成物は、約５，０００センチポアズ（Ｐａ・ｓ）〜約４８，０００センチポアズ（Ｐａ・ｓ）の粘度を有する。本発明のレディーミクスト組成物は長いシェルフライフを有し、活性化剤と混合された後、硬化する。一実施形態においては、レディーミクスト組成物は、活性化剤との混合後であっても、活性化された組成物を適用して所望の形状に成形するのに十分な流動性を示す。

[0012]本発明は、それぞれ別々に包装された成分を含むキットも提供する。この成分の１つは、焼き石膏と、ポリアクリル酸及び／又はその塩と、場合により水と、を含む組成物である。もう１つの成分は、組成物と混合された場合に組成物を硬化させることができる活性化剤を含む。

[0013]以下の好ましい実施形態の詳細な説明を参照することで、本発明を最もよく理解できる。

発明の詳細な説明

[0014]本発明は、レディーミクスト硬化型組成物、及び別々に包装された成分を含むキットを提供する。本発明の組成物は、水と、焼き石膏と、ポリアクリル酸及び／又はその塩を含む硬化阻害剤とを含む。焼き石膏は、硫酸カルシウムα型半水和物、硫酸カルシウムβ型半水和物、無水硫酸カルシウム及びこれらの組み合わせの形態であってもよい。追加成分として、例えば可塑剤、キレート剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、起泡剤、強化ポリマー、不凍剤、懸濁助剤、殺菌剤、殺真菌剤及び／又は増粘剤などのうち１種類以上を、希望に応じて本発明のレディーミクスト組成物に加えることができる。

[0015]本発明の組成物は、好ましい実施形態において「レディーミクスト」であり、そのため使用者は、組成物を使用するために組成物に水を加える必要がない。もっとも、ある実施形態においては、本発明の組成物は、所望であれば使用者が水を加えるように乾燥させたものであってもよい。焼き石膏の硬化を開始させて硬化石膏の絡み合ったマトリックスを形成することが望まれるときに、典型的には現場において、活性化剤がレディーミクスト組成物に加えられる。したがって、本発明によるキットは、活性化剤とは別に包装されたレディーミクスト組成物を含むことが好ましい。

[0016]本発明によると、活性化剤がない状態では、本発明のレディーミクスト組成物は長期間にわたって硬化せず、そのため長いシェルフライフを有する。この点に関して、本発明のレディーミクスト組成物は、活性化剤を添加しなければ、好ましくは少なくとも約６０日間硬化せず、より好ましくは少なくとも約９０日間、更により好ましくは少なくとも約１７５日間、更により好ましくは少なくとも約１年間硬化しない。

[0017]好ましい実施形態においては、レディーミクスト組成物中の水の焼き石膏に対する質量比が、約０．１５〜約０．５であり、好ましくは約０．２〜約０．３５であり、更により好ましくは約０．２〜約０．２５である。水の焼き石膏に対する望ましい質量比を達成するために、焼き石膏は、好ましくは組成物の約５０質量％〜約８０質量％の量で存在し、より好ましくは組成物の約６５質量％〜約７５質量％の量で存在する。水は、好ましくは組成物の約１５質量％〜約３０質量％の量で存在し、より好ましくは組成物の約２０質量％〜約２５質量％の量で存在する。

[0018]上記の水の焼き石膏に対する質量比は、活性化剤が加えられ硬化石膏の絡み合ったマトリックスが形成された後の硬化組成物の圧縮強度及び密度が向上することから、特に望ましい。この点に関して、好ましい実施形態においては、活性化剤を加え組成物を硬化させた後で、その生成物は、少なくとも約１，０００ｐｓｉ、より好ましくは少なくとも約１，２００ｐｓｉ、更により好ましくは少なくとも約１，５００ｐｓｉ、更により好ましくは少なくとも約２，５００ｐｓｉ、更により好ましくは少なくとも約３，０００ｐｓｉの圧縮強度を有する。ある実施形態においては、生成物の圧縮強度が約７，０００ｐｓｉ又はそれを超える場合がある。硬化後の組成物の密度は、好ましくは少なくとも約９０ｌｂ／ｆｔ^３（例えば、約９０ｌｂ／ｆｔ^３〜約１３０ｌｂ／ｆｔ^３）であり、より好ましくは約１００ｌｂ／ｆｔ^３〜約１３０ｌｂ／ｆｔ^３であり、更により好ましくは約１０２ｌｂ／ｆｔ^３〜約１１０ｌｂ／ｆｔ^３である。

[0019]本発明によると、本発明のレディーミクスト組成物は比較的低い粘度を示し、そのため適切な流動性を有する。「流動性を有する」とは、型への注入、又は吹き付け装置を使用した吹き付けが可能であることを意味する。このような流動特性は、組成物が、約５，０００センチポアズ〜約４８，０００センチポアズの範囲の粘度、より好ましくは約５，５００センチポアズ〜約４５，０００センチポアズの範囲の粘度、更により好ましくは約５，５００センチポアズ〜約４０，０００センチポアズの範囲の粘度を有する場合に達成される。

[0020]好ましい実施形態においては、活性化剤を組成物に加えた後で、組成物が流動性を維持する。例えば、ある実施形態においては、組成物は、活性化剤を加えてから少なくとも約０．２５時間流動性を有し、より好ましくは活性化剤を加えてから約０．２５時間〜約６時間組成物は流動性を有し、更により好ましくは活性化剤を加えてから約０．２５時間〜約３時間組成物は流動性を有し、更により好ましくは、活性化剤を加えてから約０．２５時間〜約１．５時間組成物は流動性を有する。

[0021]好ましい粘度を有し、好ましくは活性化剤の添加前後で流動性である本発明によるレディーミクスト組成物は、多数の異なる屋内及び屋外用途、例えば、プラスター（plaster）、吹き付け配合物、一体成形、回転成形、ハンドレイアップ成形用配合物などへの使用に適している。プラスター用途の例としては、歯科用プラスター、建築用プラスター、ベニヤプラスター、機械加工可能なプラスターなどが挙げられる。吹き付け用途としては、例えば、大規模モデル製造などが挙げられる。一体成形用途の例としては、彫像、建築モールディングなどが挙げられる。回転成形用途の例としては、街灯柱などの中空製品が挙げられる。当業者には理解できるように、本明細書に記載の好ましい範囲内の異なる粘度が、異なる用途において適切となりうる。例えば、ハンドレイアップ成形用組成物は、典型的にはガラス繊維層と交互に、手作業によって適用（例えば、水平面又は垂直面）して積層複合材料を形成することが可能となるように、好ましい範囲のうち上限付近の粘度を有することが好ましい。

[0022]本発明によると、本発明の組成物はポリアクリル酸及び／又はその塩を硬化阻害剤として含む。特定の理論によって束縛しようとするものではないが、ポリアクリル酸及び／又はその塩のカルボキシル基が、焼き石膏の結晶構造上の核生成部位と結合することにより、ポリアクリル酸及び／又はその塩が硬化阻害剤として機能すると考えられる。この点に関して、ポリアクリル酸及び／又はその塩は焼き石膏を包み込むと考えられ、そのため水と反応することができず、水和が阻止されて進行できなくなる。

[0023]ポリアクリル酸及び／又はその塩は、未置換であってもよいし、例えばエチル、メチルなどのアルキルで置換されていてもよい。ポリアクリル酸及び／又はその塩の例は、ポリアクリル酸、ポリエタクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウム、ポリエタクリル酸ナトリウム、ポリエタクリル酸カリウム、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸カリウムなど及びこれらの組み合わせ又はコポリマーである。本発明に実施に使用することができるポリアクリル酸塩の市販例は、Ｔａｍｏｌ１２５４であり、Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙより市販されている。好ましくは、ポリアクリル酸及び／又はその塩は、約１，０００ダルトン〜約４，５００ダルトンの中間範囲の分子量を有する。より高い分子量を有するポリアクリル酸及び／又はその塩は、ポリマー鎖の長さが長すぎると、石膏結晶の核生成部位の上への被覆及び水との反応の阻害が立体的に妨害されるために硬化防止作用が低いと考えられ、一方、より低分子量のポリアクリル酸及び／又はその塩は、石膏結晶面の核生成部位を覆って水との反応を防止するのに十分なカルボン酸官能基が存在しないために、硬化防止作用が低いと考えられる。より好ましくは、ポリアクリル酸及び／又はその塩は約１８００ダルトン〜約２５００ダルトン分子量を有し、更により好ましくは約１８００ダルトン〜約２２００ダルトン分子量を有する。

[0024]レディーミクスト組成物の所望の硬化阻害、強度、粘度、及び懸濁は、ポリアクリルアミド、炭酸カルシウム、ピロリン酸四ナトリウム及び／又はクエン酸を必要とせずに達成される。したがって、好ましい実施形態においては、レディーミクスト組成物は、ポリアクリルアミド、炭酸カルシウム、ピロリン酸四ナトリウム及び／又はクエン酸を実質的に含有せず、これらを含まなくてもレディーミクスト組成物の所望の硬化阻害、圧縮強度、粘度、及び懸濁が達成される。

[0025]驚くべきことに、望ましい圧縮強度及び密度の硬化石膏の絡み合ったマトリックスを達成するために使用される水の焼き石膏に対する質量比が比較的低いにもかかわらず、ポリアクリル酸及び／又はその塩が焼き石膏粒子を覆って焼き石膏表面と水との間に化学的障壁を形成し、それによって硫酸カルシウム二水和物結晶の形成を防止する場合でさえも、本発明のレディーミクスト組成物は、所望の流動性及び低粘度が達成されるように配合することができる。この点に関して、驚くべきことに、無機石膏粒子が本発明による有機硬化阻害剤で被覆されている場合でも、組成物の流動性を向上させることができる。石膏結晶上の核生成部位が本発明の硬化阻害剤で占有されている場合でさえも、例えば、本明細書において後述する可塑剤を使用することによって、所望の粘度及び流動性を達成することができる。

[0026]硬化を開始させることが望まれる際に、典型的には現場で、使用者によって活性化剤が加えられる。したがって、本発明による好ましいキットの実施形態において、活性化剤は、レディーミクスト組成物とは別に包装される。焼き石膏結晶から阻害剤を引き離す機能を果たし、それによって水が焼き石膏と反応して硬化を引き起こすことができると考えられる。当業者には理解できるように、選択される活性化剤の種類は、所望の硬化時間に依存して変化させることができる。ある実施形態においては、吹き付け配合物などの場合、例えば約１分〜約１０分のような短い硬化時間が望ましい。しかし、多くの他の用途では、例えば約１０分〜約３６０分のようなより長い硬化時間が望ましい。これにより、活性化剤を加えた後の組成物において使用者にとって十分な可使時間が得られ、典型的には一体成形、回転成形、ハンドレイアップ成形などの用途に有用なものとなる。

[0027]したがって、ある実施形態においては、短い硬化時間が得られる活性化剤が選択される。そのような活性化剤の例としては、限定するものではないが、硫酸アルミニウム、硫酸、塩酸、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、硫酸カリウムアルミニウム、硫酸カルシウム二水和物又はこれらの組み合わせが挙げられる。しかし、多くの用途においては、硫酸亜鉛が好ましい活性化剤である。硫酸亜鉛は、硬化阻害剤に打ち勝つ速度は非常に遅いものの、例えばアミンキレート剤のようなキレート剤などの追加の添加剤によってその速度を増加させることができるからである。したがって、硬化速度は、硫酸亜鉛活性化剤を選択することによって制御することができる。加えられるキレート剤が多いほど、結果として得られる硬化時間が短くなる。したがって、硫酸亜鉛活性化剤と、アミンキレート剤などの添加剤との併用によって、所望であれば、より長い作業時間に対応させることができる。

[0028]活性化剤は、添加することによって所望の時間のレディーミクスト組成物の硬化を達成するのに十分な、任意の量で加えられる。例えば、活性化剤は、レディーミクスト組成物の約０．５質量％〜約６質量％の量、より好ましくはレディーミクスト組成物の約３質量％〜約５質量％の量で加えることができる。好ましい実施形態においては、活性化剤は水溶液として提供される。例えば、活性化剤を、水溶液の約５質量％〜約５０質量％の量、より好ましくは水溶液の約１０質量％〜約３３質量％の量で含ませることができる。

[0029]場合により、ある実施形態においてはキレート剤を含むことができる。例えば、硫酸亜鉛が活性化剤として選択される実施形態においては、硬化時間の制御するために、キレート剤が、好ましくは活性化剤及び／又はレディーミクスト組成物に加えられる。この点に関して、硫酸亜鉛を含む活性化剤は、本発明の好ましい実施形態により、約５分〜約３６０分の任意の時間で硬化するように調整することができる。更に、レディーミクスト組成物のｐＨを調整するこでも硬化時間を制御できることが明らかとなっている。

[0030]キレート剤は、任意の適切な量で使用されるが、好ましくはレディーミクスト組成物の約０．１質量％〜約０．５質量％の量で使用される。好ましくは、硬化阻害剤のキレート剤に対する質量比は約１．２：１〜約６：１であり、好ましくは２：１〜約６：１である。

[0031]キレート剤は、あらゆる適切な形態であってよい。適切なキレート剤の例としては、例えば、水酸化アンモニウム、トリエタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール及びこれらの組み合わせが挙げられる。アミンキレート剤が特に好ましい。その理由は、塩基性であるアミノ基を有していることからポリアクリル酸及び／又はその塩中の酸性カルボキシル基との酸塩基反応に関与し、それによって焼き石膏結晶からの硬化阻害剤の除去において硫酸亜鉛を補助し、硬化時間を制御できるからである。更に、好ましいアミンキレート剤は、不純物として存在しうる鉄イオンのような、レディーミクスト組成物中の二価又は三価の金属イオンともキレート化し、それによって、粒子の凝固及び凝集を防止し、流動性をある程度向上させる。もっとも、本明細書で前述した望ましい粘度を達成するために流動性を大きく増加させることが必要なある実施形態においては、可塑剤も必要となる。キレート剤は、硬化阻害剤と錯形成して硬化阻害剤の焼き石膏結晶への結合を妨害することにより、活性化剤の作用を促進する機能を発現すると考えられる。

[0032]好ましいアミンキレート剤は、ダウ・ケミカル・カンパニー（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）より市販されるＡＭＰ９５などの２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールであり、その理由は、これがｐＨ調整剤としても機能するからである。この点に関して、特に硫酸亜鉛活性化剤が使用される場合、好ましくは本発明のレディーミクスト組成物のｐＨは約５．５〜約１０であり、より好ましくは約８〜約９である。この点に関して、好ましいｐＨ範囲の上限の領域においてより短い硬化時間が達成され、好ましいｐＨ範囲の下限の領域においてより長い硬化時間が達成されることが明らかとなっている。

[0033]本発明のレディーミクスト組成物は、屋内及び屋外の両方の用途で使用することができる。所望の粘度を得るために１種類以上の添加剤をレディーミクスト組成物に加えることができ、更に、場合により他の添加剤を、最終硬化製品の所望の物理特性、例えば曲げ強度、耐酷使性（例えば、耐チップ性（chip resistance））、耐水性、難燃性など又はこれらの組み合わせを達成するために加えることができる。

[0034]所望の粘度は、例えば、１種類以上の可塑剤をレディーミクスト組成物中に加えることによって達成することができる。石膏スラリーでの使用に適する可塑剤は当分野において周知であり、当業者には理解できるように、組成物中の他のあらゆる成分に悪影響を与えない限り、任意の可塑剤を選択することができる。好ましくは、可塑剤によって流動性が向上することによって、粒子の凝集が防止され、レディーミクスト組成物の水の必要性を軽減することができ、同時に所望の流動性及び粘度も達成される。可塑剤は、特に本明細書において後述するラテックスなどの強化ポリマーと併用すると、好ましくは最終製品の可撓性及び耐酷使性、特に耐チップ性も向上する。

[0035]望ましい可塑剤の例は、ポリエーテルポリカルボン酸化合物又はその塩など、あるいはそれらの混合物又はコポリマー、例えば、ポリエーテルポリカルボキシレートナトリウム塩である。望ましい可塑剤の市販例としては、限定するものではないが、ペンシルバニア州ニュータウンスクエアのＬｙｏｎｄｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより市販されるポリエーテルポリカルボキシレートナトリウム塩であるＥＴＨＡＣＲＹＬ６−３０７０、及びＤｅｇｕｓｓａより市販されるＭｅｌｆｌｕｘ材料が挙げられる。当業者には理解できるように、本発明においては２種類以上の可塑剤を使用することができる。ナフタレンスルホネート及びメラミンホルムアルデヒド樹脂可塑剤は、単独使用した場合に流動性を十分に向上させないため、あまり好ましくない可塑剤であることに注意されたい。ある実施形態においては、レディーミクスト組成物は、ナフタレンスルホネート及びメラミンホルムアルデヒド樹脂可塑剤を実質的に含有せず、これらを使用しなくても本発明による所望の粘度が達成される。

[0036]可塑剤は、所望の粘度を実現するために適切な任意の量、例えば、レディーミクスト組成物の約０．２質量％〜約０．８質量％の量、好ましくはレディーミクスト組成物の約０．４質量％〜約０．７質量％の量で存在する。

[0037]所望により、湿潤剤、懸濁助剤及び／又は増粘剤を本発明の組成物中に任意に含ませることができる。石膏スラリーでの使用に適する湿潤剤、懸濁助剤及び増粘剤は当分野において周知であり、当業者には理解できるように、組成物中の他のあらゆる成分に悪影響を与えない限り、任意のものを選択することができる。湿潤剤は、表面張力を低下させることによってレディーミクスト組成物の濡れ性を向上させ、それによって固体粒子を濡らすことができるが、基材表面上に適用されるレディーミクスト組成物の能力も向上させる。例えば、湿潤剤は、Ｖａｎ Ｗａｔｅｒｓ ａｎｄ Ｒｏｇｅｒｓ ＣｏｍｐａｎｙによりＶａｎｗｅｔ９Ｎ９として市販されるノニルフェノールエトキシレート、及び／又はＣｏｇｎｉｓ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによりＨｙｄｒｏｐａｌａｔ８７５（Ｎｏｐｃｏｓａｎｔ−Ｌとも呼ばれる）として市販されるジ−２−エチルヘキシルスルホスクシネートナトリウム塩の形態であってもよい。湿潤剤は、流動性が十分に向上する任意の量で存在させることができる。例えば、湿潤剤を、レディーミクスト組成物の約０．１質量％〜約１質量％の量、好ましくはレディーミクスト組成物の約０．２質量％〜約０．５質量％の量で存在させることができる。

[0038]本発明の組成物において使用するのに適切な懸濁剤の例は、ＣＰＫｅｌｃｏ Ｃｏ．より市販されるＫｅｌｔｒｏＣ６１７などのｘａｎｔｈｕｍガムである。懸濁助剤は、粒子の沈降及び水の滲出を防止するのに十分な量で存在する。例えば、懸濁助剤を、約０．０１質量％〜約０．２質量％の量、好ましくはレディーミクスト組成物の約０．０２質量％〜約０．１質量％の量で存在させることができる。

[0039]ある実施形態においては、場合によって、所望により、粘度を増加させるために増粘剤を加えることができる。ある実施形態においては、増粘剤はレディーミクスト組成物中に直接加えられて提供され得るが、レディーミクスト組成物とは別に包装することもできる。例えば、増粘剤は、第２のパッケージ中の活性化剤とともに含めることができ、又はレディーミクスト組成物及び活性化剤の双方と別に第３のパッケージ中に加えることもできる。使用者が現場で希望通りに粘度調整を行うことを望む実施形態においては独立したパッケージ中で提供される増粘剤が望ましくなりうる。高ｐＨ、例えば７以上のｐＨにおいて、懸濁を向上させるために、アルカリ膨潤性増粘剤をレディーミクスト組成物中に直接混入することが特に望ましい。

[0040]石膏組成物における使用に適する増粘剤の例は、当分野において周知である。例えば、ニュージャージー州ブリッジウォーターのＮａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｒｃｈ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより市販されるアクリル及びアミン型コポリマーである、ＡｌｃｏＧｕｍＳＬ−１１７、Ｌ５１１及びＬ５２０をいずれも増粘剤として使用することができる。増粘剤がレディーミクスト組成物中に直接含まれる実施形態においてはＡｌｃｏＧｕｍＳＬ−１１７が特に望ましく、別々の包装を含む実施形態においてはＡｌｃｏＧｕｍＬ５１１及びＬ５２０を使用することができる。増粘剤は、存在する場合、所望の粘度を実現するために十分な量でレディーミクスト組成物中に含まれる。例えば、ある実施形態においては、増粘剤は、レディーミクスト組成物の約０．２質量％〜約３質量％の量で存在し、より好ましくはレディーミクスト組成物の約０．５質量％〜約２質量％の量で存在する。

[0041]場合により、消泡剤を加えることができる。例えば、一体成形又は回転成形用途などの、活性化剤を加える前又は後に組成物を型に注ぎ込む場合のように、組成物が撹拌される用途における気泡の発生を最小限にするために、消泡剤を使用することができる。このような気泡は、最終製品中に空隙が形成されることによって最終製品の強度及び外観が損なわれる場合があるため、ある実施形態において望ましくない。吹き付け用途などの組成物が気泡の発生の影響を受けにくい用途においては、消泡剤を組成物中から除外することができる。石膏スラリーにおいて使用される消泡剤は当分野において周知である。例えば、消泡剤は、ニュージャージー州パターソンのＵｌｔｒａ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ，Ｉｎｃ．，より市販されるＤｅｅＦｏ５４２の形態であってもよい。ＤｅｅＦｏ５４２は、石油蒸留物、合成ワックス、二酸化ケイ素とオルガノシロキサンコポリマーとの反応生成物、並びに溶媒精製した重質及び軽質パラフィンの混合物である。消泡剤は、気泡発生を防止するのに十分な任意の量で存在させることができる。例えば、消泡剤は、レディーミクスト組成物約０．１質量％〜約１質量％の量、好ましくはレディーミクスト組成物の約０．２質量％〜約０．４質量％の量で存在することができる。

[0042]所望により、特に、強度の低下が問題とならずより低密度の製品が望ましい実施形態においては、場合により起泡剤を含めることができる。石膏スラリー中の気泡剤の使用は当分野において公知であり、例えば米国特許第５，６８３，６３５号明細書及び第６，３４２，２８４号明細書に記載されている。例えば、起泡剤は、存在する場合には、レディーミクスト組成物の約０．１質量％〜約１質量％の量、好ましくはレディーミクスト組成物の約０．２質量％〜約０．４質量％の量で存在することができる。

[0043]ある実施形態においては、耐水性、耐酷使性及び／又は曲げ強度を向上させるため、これらの１つ以上の特性が望ましい場合に、本発明のレディーミクスト組成物に強化ポリマーが含まれる。石膏組成物における使用に有用な強化ポリマーは周知であり、当業者には理解できるように、本発明のレディーミクスト組成物中の他のあらゆる成分に悪影響を与えない限り、任意のものを選択することができる。例えば、強化ポリマーは、ポリアクリル酸ラテックスを含むアクリルラテックスの形態であってもよい。ポリアクリル酸ラテックスは、未置換であっても置換されていてもよく、この置換は、例えば、メチル、エチルなどのアルキルを含む。ポリアクリル酸塩も有用であり、上記のあらゆるものの混合物又はコポリマーも有用である。本発明のある実施形態による望ましい強化ポリマーの市販例は、ＶＦ−８１２ラテックス（フォートン（Forton）ポリマーとも呼ばれる）であり、これはメタクリル型水性ラテックスであり、イリノイ州マレンゴのＥｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓより市販される。当業者であれば理解できるように、他の適切な強化ポリマーとしては、例えば、ポリウレタン、ポリスチレンブタジエン、ポリ酢酸ビニルなど、あるいはこれらの混合物又はコポリマーが挙げられる。耐水性の向上が望ましい屋外又は屋内用途のレディーミクスト組成物はこのような強化ポリマーを含むことが特に望ましいが、強化ポリマーによって耐酷使性（例えば、耐チップ性）及び／又は曲げ強度が向上することが望ましい屋外又は屋内用途のレディーミクスト組成物がこのようなポリマーを含むことも好ましい。

[0044]強化ポリマーは、含まれる場合、好ましくは、耐水性、耐酷使性及び／又は曲げ強度を向上させるのに十分な任意の量で存在する。屋外用途において、例えば、強化ポリマーは、レディーミクスト組成物の約３０質量％〜約３５質量％の量で存在させることができる。屋内用途では、引火性が問題となる実施形態においては、強化ポリマーの量はより少ないことが望ましい。この点に関して、強化ポリマーは多量に使用されると火炎の広がりを増加させることがあるため、火炎の広がりが問題となる用途においては、強化ポリマーは、好ましくはレディーミクスト組成物の約２４質量％以下の量で存在する。

[0045]ポリアクリル酸及び／又はその塩によって十分に効果を防止することができるが、所望により、場合によっては、ポリアクリル酸及び／又はその塩の一部を、１種類以上の有機ホスホン酸化合物で置き換えることができる。もっとも、１種類以上の有機ホスホン酸化合物は、単独では硬化阻害剤として十分でない。したがって、必要ではないが、ある実施形態においては、本発明のレディーミクスト組成物は、有機ポリホスホン酸化合物、又は有機ポリホスホン酸化合物の混合物を含む。所望により、米国特許出願第０９／５５７，７２１号明細書に記載されるような、任意の適切な有機ポリホスホン酸化合物を含ませることができる。例えば、有機ポリホスホン酸化合物は、アミノトリ（メチレン−ホスホン酸）、アミノトリ（メチレン−ホスホン酸）五ナトリウム塩、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸四ナトリウム塩、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）五ナトリウム塩、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）三ナトリウム塩、ヘキサメチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ヘキサメチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）カリウム塩及びこれらの組み合わせから選択され得る。有機ポリホスホン酸化合物又は有機ポリホスホン酸化合物の混合物は、所望の硬化阻害を達成するのに十分な任意の適切な量で存在し、例えば、組成物の約０．１質量％〜約０．５質量％の量で存在する。

[0046]場合により、ある実施形態においては、組成物の凝固点を低下させ、凍結融解安定性を向上させるために、不凍剤を使用することができる。任意の適切な不凍剤を使用することができる。水系において適切な不凍剤は周知であり、例えば、エチレングリコール及びプロピレングリコールなどのグリコール誘導体、メトキシプロパノールや、塩化ナトリウム及び塩化マグネシウムなどの塩化物塩、あるいは以上のもののあらゆる組み合わせが挙げられる。不凍剤は、存在する場合、好ましくは、所望の温度まで凍結温度を低下するため、及び／又は凍結融解安定性の向上するために十分な量で含まれる。例えば、ある実施形態においては、不凍剤は、レディーミクスト組成物の約０．１質量％〜約０．９質量％の量、好ましくは、レディーミクスト組成物の約０．２質量％〜約０，８質量％の量で存在する。

[0047]ある実施形態においては、場合により、殺真菌剤及び／又は殺菌剤などの殺生物剤を本発明のレディーミクスト組成物に含ませることができる。適切な殺真菌剤及び殺生物剤の例は、当分野において周知である。例えば、Ｔｒｏｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより市販されるＴｒｏｙｓａｎ１７４を殺菌剤として選択することができ、Ｆｒｉｔｚ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより市販されるＦｕｎｇｉｔｒｏｌ１５８などの安息香酸トリブチルスズ溶液を殺真菌剤として選択することができる。殺菌剤及び／又は殺真菌剤は、存在する場合、好ましくは、レディーミクスト組成物中での細菌又は真菌類の増殖を阻害するのに十分な量で存在する。例えば、殺菌剤及び殺真菌剤のそれぞれは、含まれる場合、レディーミクスト組成物の約０．０１質量％〜約０．１質量％の量で存在し、好ましくはレディーミクスト組成物の約０．０３質量％〜約０．１質量％の量で存在する。

[0048]本発明によるレディーミクスト組成物は、水性レディーミクスト組成物と接触すると腐食されうる金属容器とレディーミクスト組成物が直接接触しないように包装されることが好ましい。したがって、鋼などの金属容器が使用される実施形態においては、エポキシ被覆ライナー又はレディーミクスト組成物と不都合な相互作用を起こさない他のプラスチックなどで金属をライニングすると有益である。

[0049]以下の実施例によって本発明を更に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するために構成されたものでは決してない。他に明記しない限り、質量％の値は組成物の質量を基準にしたものである。

（実施例１）
（液体石膏の建築用一体成形（屋内））
[0050]表１に記載の処方を適用して、屋内建築用一体成形用途に適したレディーミクスト組成物を調製した。

[0051]この組成物は、各成分を記載の順序で高剪断ミキサーに加えて約８００ｒｐｍで調製した。各成分が適切に混合されるまで、１成分当たり５分〜約１０分の時間、混合を行った。この組成物は約４５，０００センチポアズの粘度を有していた。この組成物を、５ガロンのペール缶又は５０ガロンのドラム缶に包装した。この組成物は、室温において３か月間硬化しなかった。

[0052]硬化活性化剤を加えた後、活性化剤の種類及び使用量、並びに混合の強さに依存して、組成物を最短５分及び最長１２０分で硬化させることができた。この硬化した組成物は、活性化剤の種類及び使用量に依存して、５，０００〜７，０００ｐｓｉの圧縮強度を有していた。

（実施例２）
（液体石膏の建築用ハンドレイアップ成形（屋内））
[0053]表２に記載の成分を適用し、実施例１に記載のようにして、屋内建築用ハンドレイアップ成形用途に適したレディーミクスト組成物を調製した。

[0054]この組成物は、約４０，０００〜４５，０００センチポアズの粘度を有していた。この組成物を、５ガロンのペール缶又は５０ガロンのドラム缶に包装した。この組成物は、室温において３か月間硬化しなかった。

[0055]硬化活性化剤を加えた後、活性化剤の種類及び使用量、並びに混合の強さに依存して、組成物を最短５分及び最長１２０分で硬化させることができた。この硬化した組成物は、活性化剤の種類及び使用量に依存して、５，０００〜７，０００ｐｓｉの圧縮強度を有していた。

（実施例３）
（液体複合材料の建築用一体成形（屋外））
[0056]表３に記載の成分を適用し、実施例１に記載されるようにして、屋外建築用一体成形用途に適したレディーミクスト組成物を調製した。

[0057]ＶＦ−８１２は、水と強化ポリマーとの５０／５０混合物であることに注意されたい。この組成物は約５，０００センチポアズの粘度を有していた。この組成物を、５ガロンのペール缶又は５０ガロンのドラム缶に包装した。この組成物は、室温において３か月間硬化しなかった。

[0058]硬化活性化剤を加えた後、活性化剤の種類及び使用量、並びに混合の強さに依存して、組成物を最短５分及び最長１２０分で硬化させることができた。この硬化した組成物は、活性化剤の種類及び使用量に依存して、２，５００〜３，５００ｐｓｉの圧縮強度を有していた。

（実施例４）
（液体複合材料の吹き付け可能な配合物（屋外））
[0059]表４に記載の成分を適用し、実施例１に記載されるようにして、屋外用吹き付け用途に適したレディーミクスト組成物を調製した。

[0060]ＶＦ−８１２は、水と強化ポリマーとの５０／５０混合物であることに注意されたい。この組成物は約５，０００センチポアズの粘度を有していた。この組成物を、５ガロンのペール缶又は５０ガロンのドラム缶に包装した。この組成物は、室温において３か月間硬化しなかった。

[0061]硬化活性化剤を加えた後、この組成物は２〜３分で硬化した。この硬化した組成物は約２，５００〜３，５００ｐｓｉの圧縮強度を有していた。

[0062]特許、特許出願、及び刊行物を含めた本明細書に記載されるすべての参考文献は、それら全体が参照として本明細書に組み入れられる。

[0063]好ましい実施形態を重点に本発明を説明してきたが、好ましい実施形態を変形することができ、本明細書に具体的に記載されるもの以外で本発明を実施できることは当業者には明らかである。したがって、本発明は、請求項によって定義される本発明の範囲に含まれるすべての修正を含んでいる。

Claims (42)

1. ａ）水と、
   ｂ）焼き石膏と、
   ｃ）ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩及びこれらの組み合わせからなる群より選択される硬化阻害剤と、を含み、
   前記水の前記焼き石膏に対する質量比が約０．１５〜約０．５であり、
   約５，０００センチポアズ〜約４８，０００センチポアズの粘度を有し、
   硫酸カルシウム半水和物と水とから硬化石膏を形成する反応のための活性化剤と混合されたときに硬化石膏の絡み合ったマトリックスを形成する、組成物。
2. ｉ）ポリアクリルアミド、
   ｉｉ）炭酸カルシウム、
   ｉｉｉ）ピロリン酸四ナトリウム、及び
   ｉｖ）クエン酸
   のうち１以上を実質的に含有しない、請求項１記載の組成物。
3. 少なくとも約９０日のシェルフライフを有する、請求項１記載の組成物。
4. 活性化剤を加えて硬化石膏の絡み合ったマトリックスを形成したときに少なくとも約１，５００ｐｓｉの圧縮強度を有する、請求項１記載の組成物。
5. 約５．５〜約１０のｐＨを有する、請求項１記載の組成物。
6. 約８〜約９のｐＨを有する、請求項１記載の組成物。
7. 前記水が前記組成物に対して約１５質量％〜約３０質量％の量で存在する、請求項１記載の組成物。
8. 前記焼き石膏がα型硫酸カルシウム半水和物である、請求項１記載の組成物。
9. 強化ポリマーを更に含む、請求項１記載の組成物。
10. 前記強化ポリマーが、ポリウレタン、ポリスチレンブタジエン、アクリルラテックス又はその塩、ポリ酢酸ビニル及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１記載の組成物。
11. 前記焼き石膏が、前記組成物に対して約５０質量％〜約８５質量％の量で存在する、請求項１記載の組成物。
12. 前記硬化阻害剤が、約１，８００ダルトン〜約２，２００ダルトンの分子量を有する、請求項１記載の組成物。
13. 前記硬化阻害剤が、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウム、ポリアクリル酸及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１記載の組成物。
14. 前記硬化阻害剤が、前記組成物に対して約０．４５質量％〜約１．２質量％の量で存在する、請求項１記載の組成物。
15. キレート剤を更に含む、請求項１記載の組成物。
16. 前記キレート剤が、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール、水酸化アンモニウム、トリエタノールアミン及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１５記載の組成物。
17. 前記キレート剤が、前記レディーミクスト組成物に対して約０．１質量％〜約０．５質量％の量で存在する、請求項１５記載の組成物。
18. 前記硬化阻害剤の前記キレート剤に対する質量比が約１．２：１〜約６：１である、請求項１５記載の組成物。
19. 有機ポリホスホン酸化合物又は有機ポリホスホン酸化合物の混合物を更に含む、請求項１記載の組成物。
20. 前記焼き石膏がβ型硫酸カルシウム半水和物である、請求項１９記載の組成物。
21. 前記有機ポリホスホン酸化合物が、アミノトリ（メチレン−ホスホン酸）、アミノトリ（メチレン−ホスホン酸）五ナトリウム塩、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸四ナトリウム塩、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）五ナトリウム塩、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）三ナトリウム塩、ヘキサメチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ヘキサメチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）カリウム塩及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１９記載の組成物。
22. 前記有機ポリホスホン酸化合物又は有機ポリホスホン酸化合物の混合物が、前記組成物に対して約０．１質量％〜約０．５質量％の量で存在する、請求項１９記載の組成物。
23. 前記活性化剤と混合された後、少なくとも０．２５時間は流動性を有する、請求項１記載の組成物。
24. 前記硬化阻害剤が、ポリエタクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリエタクリレート、ポリメタクリレート及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１記載の組成物。
25. 可塑剤を更に含む、請求項１記載の組成物。
26. 前記可塑剤が、ポリエーテルポリカルボン酸化合物、ポリエーテルポリカルボン酸化合物の塩又はこれらの組み合わせである、請求項２５に記載の組成物。
27. 前記可塑剤が、ポリエーテルポリカルボキシレートナトリウム塩である、請求項２６記載の組成物。
28. 前記可塑剤が、前記レディーミクスト組成物に対して約０．２質量％〜約０．８質量％の量で存在する、請求項２５記載の組成物。
29. ａ）請求項１記載の組成物と、
    ｂ）活性化剤成分と、
    を備え、それぞれの成分が別々に包装されている、キット。
30. 前記活性化剤成分が、硫酸亜鉛、硫酸アルミニウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸、塩酸、硫酸水素カリウム、硫酸カリウムアルミニウム又はこれらの組み合わせから選ばれる１又は２以上を含む、請求項２９記載のキット。
31. （ａ）及び（ｂ）のいずれか又は両方がキレート剤を含む、請求項２９記載のキット。
32. 前記活性化剤成分が硫酸亜鉛及び／又は硫酸カルシウム二水和物を含む、請求項３１記載のキット。
33. （ｃ）増粘剤を更に備える、請求項２９記載のキット。
34. ａ）（ｉ）硫酸カルシウム半水和物、並びに（ｉｉ）ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩及びこれらの組み合わせからなる群より選択される硬化阻害剤を含む組成物と、
    ｂ）活性化剤成分と、
    を備え、それぞれの成分が別々に包装されており、
    （ａ）及び（ｂ）のいずれか又は両方がキレート剤を更に含む、キット。
35. 前記キレート剤が、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール、水酸化アンモニウム、トリエタノールアミン及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項３４記載のキット。
36. （ｃ）増粘剤を更に備える、請求項３４記載のキット。
37. ａ）水と、
    ｂ）焼き石膏と、
    ｃ）ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩及びこれらの組み合わせからなる群より選択される硬化阻害剤と、
    任意に、以下の成分：
    ｄ）可塑剤、
    ｅ）キレート剤、
    ｆ）ｐＨ調整剤、
    ｇ）消泡剤、
    ｈ）強化ポリマー、
    ｉ）起泡剤、
    ｊ）不凍剤、
    ｋ）懸濁助剤，
    ｌ）殺菌剤、
    ｍ）殺真菌剤、又は
    ｎ）増粘剤
    のうち１以上と、を含み、
    前記水の前記焼き石膏に対する質量比が約０．１５〜約０．５であり、
    約５，０００センチポアズ〜約４８，０００センチポアズの粘度を有し、
    硫酸カルシウム半水和物と水とから硬化石膏を形成する反応のための活性化剤と混合されたときに硬化石膏の絡み合ったマトリックスを形成する、組成物。
38. ａ）請求項３７記載の組成物と、
    ｂ）前記組成物と混合されたときに前記組成物を硬化させる活性化剤成分と、
    を含み、それぞれの成分が別々に包装されている、キット。
39. ａ）焼き石膏と、
    ｂ）ポリアクリル酸及び／又はその塩と、
    ｃ）キレート剤と、を含み、
    硫酸カルシウム半水和物と水とから硬化石膏を形成する反応のための活性化剤と混合されたときに硬化石膏の絡み合ったマトリックスを形成する、組成物。
40. 水を更に含む、請求項３９記載の組成物。
41. 前記キレート剤が、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール、水酸化アンモニウム、トリエタノールアミン及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項３９記載の組成物。
42. 有機ポリホスホン酸化合物又は有機ポリホスホン酸化合物の混合物を更に含む、請求項３９記載の組成物。