JP2007535583A - 有機・無機複合材 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、以前に出願された同時係属中の米国特許仮出願、即ち、2004年8月20日に出願された第60/603,491号、2003年12月12日に出願された第60/528,559号、および2004年3月15日に出願された第60/553,423号の利益を主張し、且つ参照によりこれらの特許出願の内容を組み込んでいる。
本発明の分野は、低コスト、延焼防止建築材料などの有機・無機複合材に関する。
商業的に利用できる種々の粘度のヒドロキシエチル化(HE)澱粉類を、2重量%のスタッコにおいて壁板試料に添加し、これらの澱粉の強度向上特性を評価した。テスト試料には、AEステーリイ(Staley)Coからの一連のエチレックス(Ethylex)澱粉類およびグレイン・プロセッシング・コーポ(Grain Processing Corp)からの一連のコートマスター(Coatmaster)澱粉類が含まれていた。再度、各試料について置換レベルを測定した。これらの結果は、表2および3に示す。粘度データは、コートマスター(Coatmaster)については華氏150度、エチレックス(Ethylex)については華氏95度における1000cpsの加熱処理粘度を達成するために必要な固体含有量として文献のデータを用いた。
(表3)エチレックス(Ethylex)HE澱粉の性能対粘度
表2は、華氏150度において1000cpsの場合17−30固体重量%の範囲が好ましいことを示している。より好ましい範囲は、17−21固体重量%である。
置換量が澱粉を低いゲル温度で冷水に可溶にする範囲内にある時でも、置換度は強度の向上に影響を及ぼすことがある。DSは、この澱粉膜特性およびこの場合石膏結晶である無機マトリックスへの親和力に影響を及ぼすと考えられている。澱粉類はHP置換量を増加させて製造された。再度、壁板試料は、2重量%の添加剤と共にこれらの澱粉類から作られ、機械的にテストされた。釘抜き性能のピークは、1.5と2.5重量%HPとの間に存在した。澱粉エステル類について類似の傾向が認められた。アセチル化試料とブチル化試料は、冷水溶解度の限界以下で置換量を増やして作られた。最高の強度向上能力は、中間置換の試料について得られた。
1000gのスタッコ、ブンジミリング(Bunge Milling)からの10gのHi Bond酸変性デントコーン澱粉、および10gの粉砕石膏硬化促進剤を含む乾燥成分を一緒によく混合した。次いで、この混合物を、4Lのワリングブレンダー中で2滴の凝固遅延剤と共に1200gの温かい(華氏102度)水道水に加えた。この配合物を「低い」にセットして10秒間ブレンドした。得られたスラリーを12インチ×12インチ×1/2インチの水平型内の紙包装材に注入し、ガラス板を用いて表面を1/2インチまで圧縮した。この試料を10分以内で完全に凝固させ、該型から取り外し、250℃の対流オーブン内に置いた。この試料をその初めの重量の75%まで乾燥し、次いで、完全に乾燥するまで50℃の対流オーブン内に置いた。
1000gのスタッコ、AEスタリー(Staley)からの10gの壁板結合剤酸変性デントコーン澱粉、および10gの粉砕石膏硬化促進剤を含む乾燥成分を一緒によく混合した。次いで、この混合物を、4Lのワリングブレンダー中で2滴の凝固遅延剤と共に1200gの温かい(華氏102度)水道水に加えた。この配合物を「低い」にセットして10秒間ブレンドした。得られたスラリーを12インチ×12インチ×1/2インチの水平型内の紙包装材に注入し、ガラス板を用いて表面を1/2インチまで圧縮した。この試料を10分以内で完全に凝固させ、型から取り外し、200℃の対流オーブン内に置いた。この試料をその初めの重量の75%まで乾燥し、次いで、完全に乾燥するまで50℃の対流オーブン内に置いた。
1000gのスタッコ、グレイン・プロセッシング・コーポ(Grain Processing Corp)からの10gのC165酸変性デントコーン澱粉、および10gの粉砕石膏硬化促進剤を含む乾燥成分を一緒によく混合した。次いで、この混合物を、4Lのワリングブレンダー中で2滴の凝固遅延剤と共に1200gの温かい(華氏102度)水道水に加えた。この配合物を「低い」にセットして10秒間ブレンドした。得られたスラリーを12インチ×12インチ×1/2インチの水平型内の紙包装材に注入し、ガラス板を用いて表面を1/2インチまで圧縮した。この試料を10分以内で完全に凝固させ、型から取り外し、200℃の対流オーブン内に置いた。この試料をその初めの重量の75%まで乾燥し、次いで、完全に乾燥するまで50℃の対流オーブン内に置いた。
1000gのスタッコ、グレイン・プロセッシング・コーポ(Grain Processing Corp)からの20gのC165酸変性デントコーン澱粉、および10gの粉砕石膏硬化促進剤を含む乾燥成分を一緒によく混合した。次いで、この混合物を、4Lのワリングブレンダー中で2滴の凝固遅延剤と共に1200gの温かい(華氏102度)水道水に加えた。この配合物を「低い」にセットして10秒間ブレンドした。得られたスラリーを12インチ×12インチ×1/2インチの水平型内の紙包装材に注入し、ガラス板を用いて表面を1/2インチまで圧縮した。この試料を10分以内で完全に凝固させ、型から取り外し、200℃の対流オーブン内に置いた。この試料をその初めの重量の75%まで乾燥し、次いで、完全に乾燥するまで50℃の対流オーブン内に置いた。
1000gのスタッコ、グレイン・プロセッシング・コーポレーション(Grain Processing Corporation)からの20gのCoatmaster K55Fヒドロキシエチル化酸変性デントコーン澱粉、および10gの粉砕石膏硬化促進剤を含む乾燥成分を一緒によく混合した。次いで、この混合物を、4Lのワリングブレンダー中で2滴の硬化遅延剤と共に1200gの温かい(華氏102度)水道水に加えた。この配合物を「低い」にセットして10秒間ブレンドした。得られたスラリーを12インチ×12インチ×1/2インチの水平型内の紙包装材に注入し、ガラス板を用いて表面を1/2インチまで圧縮した。この試料を10分以内で完全に硬化させ、型から取り外し、250℃の対流オーブン内に置いた。この試料をその初めの重量の75%まで乾燥し、次いで、完全に乾燥するまで50℃の対流オーブン内に置いた。
1000gのスタッコ、グレイン・プロセッシング・コーポレーション(Grain Processing Corporation)からの20gのPurCote B760ヒドロキシプロピル化酸変性デントコーン澱粉、および10gの粉砕石膏硬化促進剤を含む乾燥成分を一緒によく混合した。次いで、この混合物を、4Lのワリングブレンダー中で2滴の凝固遅延剤と共に1200gの温かい(華氏102度)水道水に加えた。この配合物を「低い」にセットして10秒間ブレンドした。得られたスラリーを12インチ×12インチ×1/2インチの水平型内の紙包装材に注入し、ガラス板を用いて表面を1/2インチまで圧縮した。この試料を10分以内で完全に凝固させ、型から取り外し、250℃の対流オーブン内に置いた。この試料をその初めの重量の75%まで乾燥し、次いで、完全に乾燥するまで50℃の対流オーブン内に置いた。
1000gのスタッコ、ナショナル・スターチ(National Starch)からのヒドロキシエチル化酸変性もち状とうもろこし澱粉であるFilmkoteを20g、および10gの粉砕石膏硬化促進剤を含む乾燥成分を一緒によく混合した。次いで、この混合物を、4Lのワリングブレンダー中で2滴の凝固遅延剤と共に1200gの温かい(華氏102度)水道水に加えた。この配合物を「低い」にセットして10秒間ブレンドした。得られたスラリーを12インチ×12インチ×1/2インチの水平型内の紙包装材に注入し、ガラス板を用いて表面を1/2インチまで圧縮した。この試料を10分以内で完全に凝固させ、型から取り外し、250℃の対流オーブン内に置いた。この試料をその初めの重量の75%まで乾燥し、次いで、完全に乾燥するまで50℃の対流オーブン内に置いた。
ユニロック実施例1
1000gのスタッコ、グレイン・プロセッシング・コーポレーション(Grain Processing Corporation)からの200gのCoatmaster K57Fヒドロキシエチル化澱粉、10gの粉砕石膏硬化促進剤、および5gのスルホン化メラミンーホルムアルデヒド分散体を含む乾燥成分を一緒によく混合した。次いで、この混合物を、4Lのワリングブレンダー中で2滴の凝固遅延剤と共に1200gの冷たい(華氏60度)水道水に加えた。この配合物を「低い」にセットして10秒間ブレンドした。得られたスラリーを10インチ×12インチ×1/4インチの型内に注入し、ドクターブレードを用いて表面を平らにした。この試料を10分以内で完全に凝固させ、型から取り外し、200℃の対流オーブン内に置いた。この試料をその初めの重量の75%まで乾燥し、次いで、完全に乾燥するまで50℃の対流オーブン内に置いた。
ユニロック実施例2
1000gのスタッコ、グレイン・プロセッシング・コーポレーション(Grain Processing Corporation)からの200gのCoatmaster K57Fヒドロキシエチル化澱粉、1/2インチのチョップト・ガラスストランドを20g、5gのスルホン化メラミンーホルムアルデヒド分散体、および2gの粉砕石膏硬化促進剤を含む乾燥成分を一緒によく混合した。次いで、この乾燥混合物を、4Lのワリングブレンダー中で2滴の凝固遅延剤と共に1300gの冷たい(華氏60度)水道水に加えた。この配合物を「低い」にセットして10秒間ブレンドした。得られたスラリーを10インチ×12インチ×1/4インチの型内に注入し、ドクターブレードを用いて表面を平らにし、ガラス板でカバーした。この試料を10分以内で完全に凝固させ、型から取り外し、200℃の対流オーブン内に置いた。この試料をその初めの重量の75%まで乾燥し、次いで、完全に乾燥するまで50℃の対流オーブン内に置いた。
1000gのスタッコ、グレイン・プロセッシング・コーポレーション(Grain Processing Corporation)からの100gのCoatmaster K57Fヒドロキシエチル化澱粉、1/2インチのチョップト・ガラスストランドを15g、5gのスルホン化メラミンーホルムアルデヒド分散体、および2gの粉砕石膏硬化促進剤を含む乾燥成分を一緒によく混合した。次いで、この乾燥混合物を、4Lのワリングブレンダー中で2滴の凝固遅延剤と共に1300gの冷たい(華氏60度)水道水に加えた。この配合物を「低い」にセットして10秒間ブレンドした。得られたスラリーを10インチ×12インチ×1/4インチの型内に注入し、ドクターブレードを用いて表面を平らにした。この試料を10分以内で完全に凝固させ、型から取り外し、200℃の対流オーブン内に置いた。この試料をその初めの重量の75%まで乾燥し、次いで、完全に乾燥するまで50℃の対流オーブン内に置いた。
1000gのスタッコ、グレイン・プロセッシング・コーポレーション(Grain Processing Corporation)からの100gのCoatmaster K57Fヒドロキシエチル化澱粉、1/2インチのチョップト・ガラスストランドを20g、Culminalからの溶解を遅らせる表面処理ヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC 15kPFR)を20g、5gのスルホン化メラミンーホルムアルデヒド分散体、および2gの粉砕石膏硬化促進剤を含む乾燥成分を一緒によく混合した。次いで、この乾燥混合物を、4Lのワリングブレンダー中で2滴の凝固遅延剤と共に1300gの冷たい(華氏60度)水道水に加えた。この配合物を「低い」にセットして10秒間ブレンドした。得られたスラリーを10インチ×12インチ×1/4インチの型内に注入し、ドクターブレードを用いて表面を平らにし、ガラス板でカバーした。この試料を10分以内で完全に凝固させ、型から取り外し、200℃の対流オーブン内に置いた。この試料をその初めの重量の75%まで乾燥し、次いで、完全に乾燥するまで50℃の対流オーブン内に置いた。
1000gのスタッコ、グレイン・プロセッシング・コーポレーション(Grain Processing Corporation)からの200gのCoatmaster K57Fヒドロキシエチル化澱粉、60gの湿りリサイクル紙パルプ(乾燥繊維として20g)、5gのスルホン化メラミンーホルムアルデヒド分散体、および5gの粉砕石膏硬化促進剤を含む乾燥成分を一緒によく混合した。次いで、この乾燥混合物を、4Lのワリングブレンダー中で2滴の凝固遅延剤と共に1300gの冷たい(華氏60度)水道水に加えた。この配合物を「低い」にセットして10秒間ブレンドした。得られたスラリーを10インチ×12インチ×1/4インチの型内に注入し、ドクターブレードを用いて表面を平らにした。この試料を10分以内で完全に凝固させ、型から取り外し、200℃の対流オーブン内に置いた。この試料をその初めの重量の75%まで乾燥し、次いで、完全に乾燥するまで50℃の対流オーブン内に置いた。
1000gのスタッコ、グレイン・プロセッシング・コーポレーション(Grain Processing Corporation)からの100gのCoatmaster K57Fヒドロキシエチル化澱粉、湿りリサイクル紙パルプ30g(乾燥繊維として10g)、Culminalからの溶解を遅らせる表面処理ヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC 15kPFR)20g、1/2インチのチョップト・ガラスストランドを10g、5gのスルホン化メラミンーホルムアルデヒド分散体、および2gの粉砕石膏硬化促進剤を含む乾燥成分を一緒によく混合した。次いで、この乾燥混合物を、4Lのワリングブレンダー中で2滴の凝固遅延剤と共に1300gの冷たい(華氏60度)水道水に加えた。この配合物を「低い」にセットして10秒間ブレンドした。得られたスラリーを10インチ×12インチ×1/4インチの型内に注入し、ドクターブレードを用いて表面を平らにし、ガラス板でカバーした。この試料を10分以内で完全に凝固させ、型から取り外し、200℃の対流オーブン内に置いた。この試料をその初めの重量の75%まで乾燥し、次いで、完全に乾燥するまで50℃の対流オーブン内に置いた。
Claims (30)
- 少なくとも1つの置換基をある置換度で有する置換澱粉、
無機相、および
水を含む有機・無機複合材であって、
前記無機相、前記置換澱粉および前記水が一緒に混合されて混合物が形成され、前記無機相は少なくとも一部が前記水により水和され、前記置換度および前記少なくとも1つの置換基は、前記置換澱粉が混合温度で混合される間には溶解しないが、前記混合物処理の間に温度が上がると少なくとも一部が溶解し、前記有機・無機複合材の全体にほぼ分散した膜を形成し、前記有機・無機複合材が十分強くなるように、選択される有機・無機複合材。 - 前記少なくとも1つの置換基が、エーテル置換基およびエステル置換基からなる複数の置換基から選択される請求項1に記載の有機・無機複合材。
- 前記少なくとも1つの置換基が、エステル置換基からなる複数の置換基から選択される請求項2に記載の有機・無機複合材。
- 前記少なくとも1つの置換基が、エーテル置換基からなる複数の置換基から選択される請求項2に記載の有機・無機複合材。
- 前記少なくとも1つの置換基が、アルキル置換基、こはく酸エチル置換基、カチオン性置換基、アニオン性置換基、およびそれらの組み合わせからなる複数の置換基から選択される請求項1に記載の有機・無機複合材。
- 前記置換澱粉が、ヒドロキシエチル化、ヒドロキシプロピル化、またはアセチル化されている請求項1に記載の有機・無機複合材。
- 前記少なくとも1つの置換基が、前記置換澱粉が前記水和無機相上に膜を形成するように、膜形成性および親水性を有するように選択される請求項1に記載の有機・無機複合材。
- 前記置換澱粉が、浸透性のポリマー膜を形成する請求項1に記載の有機・無機複合材。
- 前記少なくとも1つの置換基で、前記置換度が、粘度1000cpsにおける固体重量%が少なくとも4%であるように選択される請求項1に記載の有機・無機複合材。
- 前記少なくとも1つの置換基で、前記置換度が、粘度1000cpsおよび温度華氏150度における固体重量%が9%〜43%の範囲にあるように選択される請求項9に記載の有機・無機複合材。
- 前記少なくとも1つの置換基がヒドロキシプロピル基であり、粘度1000cpsおよび温度華氏150度における固体重量%が14%〜20%の範囲にあるように、前記置換度が選択される請求項9に記載の有機・無機複合材。
- 前記少なくとも1つの置換基がヒドロキシエチル基であり、粘度1000cpsおよび温度華氏150度における固体重量%が17%〜30%の範囲にあるように、前記置換度が選択される請求項11に記載の有機・無機複合材。
- 前記ヒドロキシエチル基の前記置換度が、粘度1000cpsおよび温度華氏150度における固体重量%が17%〜21%の範囲にあるように選択される請求項12に記載の有機・無機複合材。
- 前記置換度が0.3未満である請求項12に記載の有機・無機複合材。
- 前記置換度が6重量%未満である請求項12に記載の有機・無機複合材。
- 前記置換度が1〜3重量%の範囲にあるように選択される請求項12に記載の有機・無機複合材。
- 前記置換澱粉が少なくとも一部はアミロペクチンを含んでいる請求項1の有機・無機複合材。
- 前記置換澱粉のほぼ全体がアミロペクチンである請求項17の有機・無機複合材。
- 前記置換澱粉のほぼ全体が溶解し、ポリマー膜を形成する請求項1に記載の有機・無機複合材。
- 前記置換澱粉が、疎水性変性され酸分解されたもち状のとうもろこし澱粉である請求項1に記載の有機・無機複合材。
- 前記置換澱粉が酸分解澱粉であり、前記少なくとも1つの置換基がヒドロキシプロピル基である請求項1に記載の有機・無機複合材。
- 前記置換度が1.5〜2.5重量%のヒドロキシプロピルの範囲で選択される請求項21に記載の有機・無機複合材。
- 前記置換澱粉が、アセチル化され、酸分解されたもち状のとうもろこし澱粉である請求項1に記載の有機・無機複合材。
- 前記置換澱粉の量が、前記置換澱粉および無機相の重量の2重量%程度である請求項1に記載の有機・無機複合材。
- 前記有機・無機複合材のほぼ全体に分散した繊維類をさらに含む請求項1に記載の有機・無機複合材。
- 前記繊維類がガラス繊維である請求項25に記載の有機・無機複合材。
- 曲げ強度が相乗的に改善されるように選択されたセルロースエーテル添加剤をさらに含む請求項1に記載の有機・無機複合材。
- 前記セルロースエーテルが、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カチオン性セルロース、カルボキシメチルセルロースおよびこれらの組み合わせからなるセルロースエーテル類の群から選択される請求項27に記載の有機・無機複合材。
- 前記セルロースエーテルがヒドロキシプロピルメチルセルロースである請求項28に記載の有機・無機複合材。
- 混合温度範囲を有するプロセスを用いて有機・無機複合材物品を調製する方法であって、前記方法が、
置換澱粉が前記混合温度範囲において水に不溶であるような置換度、重合度および少なくとも1つの置換基を有する前記置換澱粉を選択する工程、
前記混合温度範囲内の温度における連続プロセスにおいて、前記置換澱粉、無機相および水を混合する工程、
前記複合材物品を成形する工程、
前記無機相の少なくとも一部を水和する工程、
前記混合温度範囲より上に温度を上げる工程であって、前記置換澱粉は少なくとも一部が前記水に溶解し、および
前記置換澱粉が前記複合材物品内で連続ポリマー膜を形成するように前記複合材物品を凝固させて乾燥する工程
を含む方法。
Applications Claiming Priority (9)
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US60/553,423 | 2004-03-15 | ||
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US60/603,491 | 2004-08-20 | ||
US10/952,122 | 2004-09-27 | ||
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