JP2010513750A - 予め分散したダスト減少剤を用いる接合材 - Google Patents

Abstract

建築物の建築に用いられるダストの発生の少ない接合材に関し、ダスト減少剤を水中に予め分散して予め分散したダスト減少剤をつくり、少なくとも１つの充填剤を含む乾いた成分を組み合わせて乾いた混合物をつくり、プロセス水を容器中へポンプで運び、予め分散したダスト減少剤を容器へ導入し、乾いた混合物を容器へ添加し、そして乾いた混合物、水および予め分散したダスト減少剤をブレンドして均質な生成物をつくることからなる方法により製造される。ダスト減少剤は、例えば少なくとも２つのポリエチレングリコールのブレンドのような合成ワックスであり、第１のポリエチレングリコールは室温で柔らかい固体であり、そして第２のポリエチレングリコールは室温で固い固体である。
【選択図】なし

Description

本発明は、ダストの発生の少ない接合材に関する。さらに詳細には、それは製品へダスト減少剤をより能率的に添加する方法に関する。

建築物の建築にあたって、最も普通の建築材料の１つは、壁および／または天井の建築に使用される、しばしはドライウォールまたは石膏パネルとして知られている石膏ウォールボードである。このボードは、種々の材料の任意のものから形成され、それらは、セメント状材料例えばセメントまたは石膏を含むが、これらに限定されない。用語「ドライウォール」は、以下の実例により示されるが、当業者が理解するように、種々の製品、例えばウォールボード、ファイバーボード、表面がガラスの石膏ボード、セメントボードなどを含む。石膏ウォールボードからつくられた壁は、伝統的に、パネルを木材の間柱または金属のフレームへ固定し、そして隣接するパネル間の継目を、接合材とよばれる特別に製造された接着剤により処理することにより構築される。このシステムの大きな利点は、石膏パネルを注文されたサイズおよび形状に切断できることである。石膏パネルは、サイズが通常とは異なる壁を容易に提供でき、そしてビームまたはパイプのような構造要素のまわりに成形できる。パネルは、一般に、望ましい形状にマットナイフにより切断され、基材に接合し次に接合材により仕上げられる。ドライウォールパネルの側面の縁は、テーパー状にされ、そのため、仕上げられたとき継目のない表面が生ずるやり方で、隣接するパネルの間の継目へ接合材が適用される。ボード間の接合部の仕上げが３つの工程を含むことは、当業者にとり周知である。まず、接合材の薄い層が接合部の上でボードへ適用され、そして液体が浸透可能な紙またはガラスファイバーのテープがその中に埋め込まれる。この工程は、通常埋め込み工程とよばれる。次に、接合材の第２の被覆が、埋め込まれた接合テープの上に適用される。この工程は、充填工程と通常よばれる。接合材の第２の被覆は、典型的な例として、接合テープの縁をほぼ２インチ（約５ｃｍ）越えて延在する。最後に、接合材の第３の被覆が、始めの２つの被覆の上に適用され、第３の被覆は、典型的な例では、接合テープの縁からさらに外方へ延在する。接合材は、また不均一の表面、穴、凹み、隙間、刻み目および他の欠点（電気関係のボックス、パイプおよびダクト並びにドライウォールボードの交差により生ずる隅のような欠陥）を修理するのに使用される。

接合材には、いくつかのカテゴリーがある。乾いたタイプの化合物は、水の蒸発により硬化し、一方硬化タイプの接合材は、硬化プロセス中水と化学的に反応する。硬化タイプの接合材は、典型的な例では、基材としてスタッコまたは焼き石膏としても知られている硫酸カルシウム半水和物を使用する。水が硬化タイプの粉末へ添加されるとき、水和反応をへて硫酸カルシウム半水和物と反応して硫酸カルシウム２水和物結晶の連結マトリックスを形成する。連結結晶マトリックスは、化合物の強さを増す。乾いたタイプに比べて硬化タイプの接合材が優れている点は、仕上げ接合部の全体の強さであり、その結果、収縮およびクラッキングが少なくなり、さらなる仕上げ前に接合材が完全に乾燥するのを待つ必要がない。一方、乾いたタイプの接合材は、典型的な例では、基材として炭酸カルシウムを使用し、そして乾燥により硬化する。乾いたタイプ接合材は、それらが典型的な例では容易に混合された形で入手され、水を添加しそして製造者により混合されることから、利点として使用の容易さが挙げられる。第３のタイプの接合材は、硫酸カルシウム半水和物に基づく化合物の硬化作用とレディーミクス（ｒｅａｄｙ−ｍｉｘ）化合物の使用の容易さとを組み合わせる。レディーミクス硬化タイプの接合材の性質は、本明細書に参考として引用される特許文献１に教示されている。

接合材の被覆の間そして壁が修飾される前に、表面を平らにするために接合材をサンディング（ｓａｎｄｉｎｇ）する必要がある。それをしている間、発生するダストは、一般に、非常に細かく、空気中に浮遊しがちであり、長時間たって、はじめて沈降する。大気中のこの長い滞留時間により、ダストは、壁の位置から長い距離移動する。ホームの修理では、この細かいダストは、接合材が使用中である場所に直接隣接している領域のみに留まることがなく、ホーム全体にしばしば見いだされて、いたるところに細かいダストが存在するようになる。

液状の鉱油が、石膏に基づく組成物のダストを減らすことが知られている。しかし、これらの添加物は、多数の欠点を有する。このような液体は組成物中に混合されるとき、石膏製品の表面に向かって移動しがちであり、ダストを減らす性質の分布が不均一になる。ダストの減少が、製品の表面を摩擦するときには許容できても、仕上げが硬化された製品の内部に及ぶとき、表面のみの場合とは非常に異なることになる。これは、また製品を不均一に乾燥させる。製品の表面における油の重なりは、製品の内部からの水蒸気の通過を阻害する。油および液状ワックスは、また高濃度での基体への接着を損なうことになる。

固体状のワックスが、石膏の表面のサンディングまたは研磨により生ずる石膏の細粉の量を減らすために使用される。固体状ワックスの選択が、液状化合物による問題を克服するのに行われ、そのためワックスは、ウォールボードの製造中に固体成分と都合良く添加できると思われる。しかし、高分子量の固体ワックスのみの使用は、手動の道具を用いて石膏パネルの切断中、ダストの回収を不満足なものにする。理論により縛られることを望まないが、動力による道具に比べて手動のマットナイフにより生ずる摩擦が小さく、それによりワックスを溶融し細粉を凝集するのに利用される熱の量を制限するものと思われる。

いくつかの合成ワックスは水溶性であるが、それらは可溶にするのは必ずしも容易ではない。いくつかの合成ワックスは、加湿するのが難しい非常に細かい粉末の形であり、一度加湿すると、非常にゆっくり溶解する。他の固体成分とともにスラリーの水へ添加されるとき、固体の合成ワックスは、長時間表面の上に浮遊しがちであり、長時間の混合後はじめてゆっくり溶解する。

柔らかい固体ワックスの使用でも問題がある。余りに柔らかい材料は、他の固体添加物とともに乾いた添加物システムにより容易に供給できない。７５０ダルトンの分子量を有するポリエチレングルコール（「ＰＥＧ」）は、乾いた添加物システムの輸送装置を閉塞することが知られている柔らかい固体合成ワックスである。ＰＥＧ７５０は優れたダスト減少剤であるが、乾いた添加物システムから接合材の組成物へそれを添加することは満足することができない。柔らかい固体をプロセスで用いる水へ直接添加するために製造プロセスを改変しても、いくつかの条件下では問題を解決できない。合成ワックスは水溶性であるが、それらは、工場の条件下では液状にするには長い時間を要する。１２月の米国の北部の製造工場では、温度は平均華氏５０度（１０℃）より低い。これらの温度では、ＰＥＧ７５０は、水中での混合により溶融かつ溶解するために最大５日を要する。

柔らかい固体を溶融して液体を形成することは、また上記の問題のすべてを解決することにはならない。高い天井、大きな空間および常に行われるドアまたは荷積み設備の開閉により、大きな製造設備で一定の温度を維持することは難しい。ＰＥＧ７５０と同じように、柔らかい固体の融点は室温に近く、いったん溶融しても、室温がダスト減少剤の凝固点の下にさがると、再び固くなる。熱をＰＥＧ７５０へ常に加えてそれを液状にするか、または温度が変化するにつれ、何回も溶融する必要がある。何れの場合にも、ダスト減少剤を液状に保つために、エネルギーが多くの環境状態に用いられることになる。

米国特許５７４６８２２

そのため、ダスト減少剤の分散を妥当な時間で可能にする、柔らかい固体ダスト減少剤をスラリーへ添加する改善された方法が求められている。さらに、低い温度で経済的に製造されるダスト減少剤を有する接合材スラリーを製造する方法も求められている。

これらおよび他の要求は、冷たい環境の下暖房しない工場で経済的にスラリーの製造を可能にするスラリーの製法を提供する本発明により、適合されるか、または十分に満足できる。

より詳細には、本発明は、予め分散したダスト減少剤をつくるためにダスト減少剤を予め分散することを含む接合材を製造する方法に関する。少なくとも１つの充填剤を含む乾いた成分は混合されて乾いた混合物をつくる。プロセス水が容器中にポンプで運ばれ、予め分散したダスト減少剤は容器に導入される。乾いた混合物は、次に容器に添加されそしてすべての成分はブレンドされて均質な生成物をつくる。

予め分散したダスト減少剤は、柔らかい固体ダスト減少剤が使用されるとき、乾いた添加物システムの閉塞を防止する。ダスト減少剤を予め溶解することは、それを液体の形にし、この成分について乾いた添加物システムを使用することをまったく必要としないものにする。

ダスト減少剤の予め分散した形は、またダスト減少剤を液体にしそしてそれを他の接合材成分とブレンドさせるのに必要な時間を極めて短縮する。ダスト減少剤の溶融、加湿および溶解の時間のかかる工程は、恐らく異なる設備で、接合材の形成前に実施される。多くの製造設備では、原料の貯蔵は気候によりコントロールされない。温度変化によるダスト減少剤の再固体化は、予め分散した材料が低温度で液体のままであるため、かなり効果がないだろう。多くの気候の下、予め分散したダスト減少剤の固体化は、完全に克服される。

たとえもし予め分散したダスト減少剤が固体化されても、この材料を液体にするのに必要なエネルギーは遙かに少ない。水の添加もダスト減少剤の粘度を低下させ、たとえ融点よりも下に冷却されても、ポンプで運ぶことができる。

ダスト発生の少ない接合材は、充填剤、結合剤、濃厚化剤およびダスト減少剤（水中に少なくとも僅かに溶解しそして室温で固い固体を形成する）からつくられる。ダスト減少剤は、接合材の組成物への添加前に水中に予め分散されるダスト減少剤を含む。

充填剤のタイプおよび量は、硬化タイプまたはつくられつつある乾いた接合材に依存して変化する。つくられるべき接合材が乾いたタイプ処方物であるとき、充填剤の量は、約５０％から約９６％に変化する。好ましい充填剤は、乾いたタイプについて乾いた混合物の重量の約６５％から約９３％の量の炭酸カルシウムである。石膏すなわち硫酸カルシウム２水和物は、また乾いたタイプ接合材において充填剤として有用である。硬化タイプ処方について好ましい充填剤である焼成した石膏は、任意の好適な量で使用される。好ましくは、焼成した石膏は、乾いた組成物の重量の約５０％から約９３％、より好ましくは、乾いた組成物の重量の約５５％から約７５％におよぶ量で存在する。硬化タイプ接合材は、アルファまたはベータの何れかのタイプの硫酸カルシウム半水和物に基づく。焼成した石膏に加えて、炭酸カルシウムが、硬化タイプ接合材について乾いた混合物の重量の約０％から約３０％の量で使用できる。

追加の充填剤は、また接合材に特定の性質を付与するために使用される。雲母、タルク、珪藻土、粘土例えばアタパルガイト、海泡石およびカオリン、硫酸カルシウム２水和物、硫酸カルシウム無水物および葉ろう（蝋）石も好適である。雲母は、それが乾燥したとき、接合材のクラッキングを減らすのを助け、２５％以内の量が好ましい。接合材の体質（ｂｏｄｙ）および作業性を改善しそしてレオロジー改変剤として約１０％以内の量で粘土を加えるのも好ましい。炭酸塩は、好ましくは、硬化タイプ接合材に添加され、そして増量（ｂｕｌｋｉｎｇ）剤として乾いたタイプ接合材における好ましい充填剤である。すべての充填剤対すべての結合剤の比は、好ましくは、約１５：１から約５：１の範囲にある。

パーライトまたは膨張したパーライトは、化合物の重量が重要なときに使用される軽量の充填剤である。膨張したパーライトの軽量の接合材中の使用は、米国特許４４５４２６７に教示され、その特許は本明細書において参考として引用される。膨張したパーライトは、多くのクラックおよび割れ目を含む非常に軽量の材料である。それは、米国特許４５２５３８８により処理でき、その特許は本明細書において参考として引用される。材料は、毛細管作用により吸収される水により重量を増さない。処理された膨張したパーライトは、使用されたとき、好ましくは、水を除く接合材のすべての成分の重量に基づいて少なくとも５％の濃度で存在する。

本発明の接合材は、任意に、軽量処方物中で膨張したパーライトの代わりにまたはそれに加えて使用される充填剤の１つとして、樹脂マイクロスフェアーを含む。本発明で使用して好適な好ましい殻の樹脂は、１つ以上のアクリロニトリル（「ＡＣＮ」）、塩化ビニリデン（「ＶＤＣ」）またはメチルメタクリレート（「ＭＭＡ」）モノマーから形成されたホモポリマー、コポリマー、またはホモポリマーおよび／またはコポリマーのブレンドである。特に好ましい樹脂は、ポリアクリロニトリル（「ＰＡＣＮ」）、ポリ塩化ビニリデン（「ＰＶＤＣ」）、ＡＣＮおよびＶＤＣから形成されたコポリマー、およびＡＣＮ、ＶＤＣおよびＭＭＡから形成されたコポリマーである。マイクロスフェアーは、破裂することなく（非細粉化）圧縮に対して高いレジリエンスを示し、そして典型的な接合材の製造プロセスおよび後で行われる顧客による製造におけるせん断応力に抵抗できる（せん断安定性）。

接合材において使用するのが好適な任意の結合剤は、本発明で使用するのに適切である。結合剤は、その基体典型的な例ではドライウォールへの接合材の接着を増すのに使用される。許容できる結合剤は、ラテックスエマルションまたはスプレイドライ粉末（ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアクリル類およびエチレン酢酸ビニルラテックスを含む）ならびに分散可能な粉末例えばポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアクリル類、エチレン酢酸ビニル、塩化ビニル、スチレンアクリル類および澱粉、またはこれらの組み合わせ（ブレンドおよび／またはコポリマー）を含むが、これらに限定されない。

好ましい結合剤は、極めて固いものよりもむしろ柔らかくそして曲げることができる。固い結合剤は、曲げることのできるポリマーにくらべて、ダストの粒子を生じがちである。ラテックス結合剤が本発明では最も好ましい。典型的な接合材中の結合剤の濃度は、乾燥重量の１％から約８％におよぶ。本発明では、ラテックス結合剤の濃度は約１％から約６．０％におよぶ。

接合材と基体との間の結合は、濃厚化剤、可塑剤および／またはポリビニルアルコール粉末の添加により改善される。セルロース性濃厚化剤が好ましく、ＭＥＴＨＯＣＥＬ（商標）２４０Ｓは、最良の結果をもたらす。従来のセルロース性濃厚化剤例えばエチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロースおよびヒドロキシエチルセルロースも、本発明の接合材において好適である。セルロース性濃厚化剤の濃度は、接合材成分の乾燥重量の約０．０５％から約２％におよぶ。

接合材の他の成分はダスト減少剤である。ダスト減少剤は、接合材製品がサンディング、切断、機械加工または研磨されるときのような摩擦が適用されるとき、柔らかくなるかまたは溶融するように選ばれる。仕上げプロセスにより生ずるダストは、柔らかくなったまたは液状のダスト減少剤により凝集される。凝集された細粉が石膏製品より離れて落下するとき、ダスト減少剤は固くなりダストを確実に保持する。

或る態様では、ダスト減少剤は、広範囲の融点を有するブレンドされたワックスである。その範囲は、手動の道具が用いられるとき、ワックスが溶融して細粉を凝集するのに十分なほど広くなければならず、しかも固体の供給システムを閉塞することなくそのシステムで十分に使用できるほど固体でなければならない。中位の融点は華氏約７５度（２４℃）より高いが、華氏約１５０度（５５．５℃）より低い。市販されているワックスは、カスタムブレンドの高価さを避けるために好ましい。

広い分子量の範囲は、分子量の異なるワックスおよび／またはワックスのブレンドをブレンドすることにより得ることができる。ＭＰＥＧ ７５０ＬＤ（Ｃｌａｒｉａｎｔ Ｉｎｔｌ．Ｌｔｄ．Ｍｕｔｔｅｎｚ，スイス）、Ｍｅｔｈｏｘｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ７５０のようなワックスは、例えば約７１５ダルトンから約７８５ダルトンの目標とする中位の分子量範囲を有する。ダスト減少剤の分子量範囲従って融点プロフィルは、ワックスのブレンドにより拡大される。摩擦が石膏製品に適用されてサンディング、切断または研磨を行い、それによりダストの粒子が大気で運ばれるようになる前に凝集するとき、融点のプロフィルは、ダスト減少剤を柔らかくできるほど十分に広い。

ダスト減少剤の融点を上げる１つの方法は、上記の第１のダスト減少剤へ第２のより固いダスト減少剤を添加することである。好ましい第２の固いダスト減少剤は、華氏約８０度（２７℃）から華氏約１１０度（４３℃）そしてより好ましくは華氏約８０度（２７℃）から華氏約８９．６度（３２℃）の融点プロフィルを有するが、摩擦が適用され次に固くなって発生した細粉を凝集するとき、もしダスト減少剤が溶融するならば、他のプロフィルも可能である。例えば、ＭＰＥＧ ７５０ＬＤが使用されたとき、多くの態様において、より高分子量の材料例えばＰＥＧ １５００ＰＳを添加することが好ましい。好ましい高分子量のポリエチレングリコールは、華氏約１０７．６度（４２℃）から華氏約１１４．８度（４６℃）の融点を有する。ダスト減少成分は、任意に、ともに溶解して予め分散したダスト減少剤になる。２つ以上のダスト減少剤がともに溶解するとき、好ましくは、溶解したダスト減少剤は少なくとも５０％の第１のダスト減少剤を含む。より好ましくは、溶解したダスト減少剤は少なくとも７０％の第１のダスト減少剤を含む。これらの濃度は、ダスト減少剤の全重量に基づく。

融点のプロフィルは、異なる方法で仕上げられる特別な製品についてカスタマイズされる。動力による道具によって切断、サンディングまたは丸のみ削りをされる機械加工可能なプラスターは、大きな摩擦が発生するので、高温度で溶融するように選ばれる。手によりしばしばサンディングをされる接合材は、低い中位融点を有する最適な融点プロフィルを有する。手による石膏ボードを切断する比較的低い摩擦は、好ましくは、上記の例よりも低い融点プロフィルを有する。特定の製品に関する最適な融点プロフィルは、その製品が用いられる用途を形成するマトリックスの固さおよび密度に依存する。

合成ワックス例えばエチレンオキシドおよび／またはアルコキシ置換エチレンオキシドと水との付加反応により形成される水溶性の線状ポリマーは、好ましいダスト減少剤である。これらの添加物の任意のものは、硬化した接合材の表面吸収性をコントロールするのに使用される。ポリエチレングリコール（「ＰＥＧ」）、メトキシポリエチレングリコール（「ＭＰＥＧ」）、ポリエチレングリコールまたはこれらの組み合わせが最も好ましい。これらの添加物も材料の湿潤性および滑りを改善する。好適な化合物は、室温で固体でありそして少なくとも僅かに水に溶ける。好ましくは、合成ワックスの粉末状の形は、少なくとも１０重量％２０℃で水に溶ける。

ダスト減少剤は、任意の好適な量で添加される。好ましくは、それは、接合材の乾燥重量の約０．１％から８％の範囲の濃度で存在する。他の好ましい範囲では、それは約０．１％から約６％、そして最も好ましくは約０．５％から約４．０％の濃度で添加される。固体のダスト減少剤が水中の懸濁物の形で供給されるとき、使用されるべきダスト減少剤の量の計算には、乾いた固体のみが考慮される。ダスト減少剤の量は、サンディング中に発生すると思われるダストの量に基づいて選ばれる。

ダスト減少剤は、接合材へのその添加前に水中に予め分散される。用語「分散」の使用は、またダスト減少剤の溶解または可溶化を含むことを目的とする。分散物が形成されたとき、ダスト減少剤の真の溶液に比べて、接合材が十分に強固になって生成物の表面への界面活性剤またはダスト減少剤の移動を防ぐまで、分散したダスト減少剤を保持できる界面活性剤により分散物が形成される。移動は、接合材の乾燥した表面とペイントまたは他の修飾用のカバーとの結合による問題を生じさせることが知られている。使用されたとき、パラフィンは界面活性剤により水中に分散される。適切な時間分散物を維持するために界面活性剤を選ぶのに、注意しなければならない。

より好ましくは、ダスト減少剤は、界面活性剤により分散されるのよりむしろ水中に溶解または可溶化される。使用される水の量は、好ましくは、できる限り少なく、最低ポンプで運ばれるスラリーを形成できる量である。これは、可溶化されたダスト減少剤の大きな量を貯蔵および輸送するコストを最低にする。低い温度は、ポンプで運ばれるスラリーをつくるのにより多くの水を要求するように思われ、そして水の量は、予め分散したダスト減少剤が使用される設備の温度に依存して変化するものと予想される。

ダスト減少剤を選んだ後、それを水中に分散する。適切な量のダスト減少剤が水に添加され、そしてブレンドされるまで混合される。任意に、混合物は液体の状態に加熱されてダスト減少剤の分散を助ける。好ましくは、ダスト減少剤は、水中に溶解または可溶化されて、生成物の乾燥前に界面活性剤に基づく分散物が破壊する可能性を低下させる。好ましくは、分散したダスト減少剤は、それが使用される接合材製造設備以外の場所で製造され、温度がより精密にコントロールされる。分散したダスト減少剤は、次にそれが使用される設備へ輸送される。

予め分散したダスト減少剤が固体のダスト減少剤とともに使用され、それらが別々に接合材スラリーに添加されることも含まれる。予め分散したダスト減少剤は、好ましくは、プロセス水と組み合わせてまたは別のラインを経るかの何れかでスラリーへ添加される。好ましくは、固体のダスト減少剤は、他の乾いた成分とともに添加される。

接合材は、乾いた混合物の形、または製造中添加された水により湿潤化された容易に混合できる形の何れかで利用される。本発明の目的では、予め分散したダスト減少剤は、バッチの混合水に添加され、次に乾いた成分が添加される。水は、製造中または使用直前の何れかで、望ましいコンシステンシーを得る量で、乾いた成分に添加される。好ましくは、水は、湿潤組成物の約１４重量％から約７５重量％の量、より好ましくは湿潤組成物の約２３重量％から約５５重量％の量で存在する。

濃厚化剤も本発明の接合材へ添加される。水が組成物へ添加された後、濃厚化剤は水和されそして膨張し、それにより組成物を濃厚化する。濃厚化剤は、例えば、接合材に通常伴う体質および流動性を生ずるのを助けるのに有用である。望ましくは、濃厚化剤は、水が組成物へ添加された後混合プロセス中実質的に水和するように選ばれ、接合材中の塊の形成を防ぐために、混合が完了した後、濃厚化剤の水和は全くまたは殆ど生じない。

好適な濃厚化剤は、単独または組み合わせで、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロースに基づくガム例えばキサンタン、アラビア、アルギネート、ペクチンおよびグアガムを含む。好ましい濃厚化剤はＭｅｔｈｏｃｅｌ ２４０Ｓである。濃厚化剤は、任意の好適な量で提供される。好ましくは、それは、乾燥組成物の約０．１％から約２．０％そしてより好ましくは約０．１％から約１．０％の量で存在する。

硬化コントロール添加物またはキレート剤も硬化タイプ処方物に添加されて、貯蔵期間および製品の使用中、硬化開始または速度をコントロールする。好ましい硬化コントロール添加物は、硫酸カリウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硼酸、クエン酸ナトリウム、クエン酸、酒石酸塩またはタンパク質化合物などおよびこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。当業者は、硬化コントロール添加物および濃度の選択が、望ましい水和時間および水和速度に依存することを理解するだろう。

硬化タイプの容易に混合する接合材が接合部へ適用されるとき、触媒が使用されて硬化コントロール添加物を克服しそして水和反応を開始する。好ましくは、亜鉛塩触媒が使用され、例えばそれは米国特許５７４６８２２に教示されており、それは本明細書で参考として引用される。もし硬化タイプの容易に混合する接合材が触媒なしで利用されるならば、それは乾いたタイプ接合材として機能する。

トリメタホスフェートイオンの使用も本発明で使用されることを含む。トリメタホスフェートイオンを利用する硬化タイプ接合材は、未加工の強さまたは最後の強さまたはその両者を増大させる。しかし、トリメタホスフェートイオンは高いｐＨで不安定であるので、トリメタホスフェートイオンが使用される場合、組成物中に９以下のｐＨを維持することが好ましい。接合材中のトリメタホスフェート塩の使用は、米国特許出願０９／７１８２７９に開示されており、その特許は本明細書で参考として引用される。

接合材は、上記のように水中にダスト減少剤を予め分散させることにより製造される。ダスト減少剤は、加熱されて液状になり、そして水中に溶解するかまたは分散するかの何れかである。２つ以上の市販のワックスを組み合わせることは、予め分散したダスト減少剤の融点プロフィルを広げる好ましい方法である。

接合材の乾いた成分は測定されそして乾いた成分供給システムへ添加される。乾いた成分を組み合わせる好ましい方法は、充填剤をコンベヤーにより移動させそして追加の乾いた成分を移動する充填剤の上に落とすことである。他の好ましい方法は、バッグダンプを使用して乾いた成分材料を供給することである。接合材の技術者は、これらの供給技術の両方について習熟しているだろう。

プロセスまたは追加する水は、ポンプで容器中に運ばれる。予め分散したダスト減少剤は、プロセス水中または別のラインで容器中へ運ばれる。もし専用のラインを経て添加されるならば、予め分散したダスト減少剤を添加するための容器中の位置は、乾いた成分との予め分散したダスト減少剤の直接的な接触が、全くまたはほとんどないように選ばれなければならない。

接合材の乾いた成分は容器に添加され、そしてすべての成分は、均質な接合材スラリーが得られるまで、ブレンドされる。スラリーは、一般に、レディーミクス接合材として包装される。

水中のＰＥＧ Ｍ ７５０のいくつかの分散物を製造して、各分散物の性質を測定した。それぞれの場合、ＰＥＧ Ｍ ７５０は、溶融するまで加熱され、次に水に添加されそして十分に溶解するまで混合した。表１は、サンプルのそれぞれが液体のままでいる温度を示す。

このデータは、ＰＥＧ Ｍ ７５０が水中に予め分散したとき、その凝固点を低下することを示す。低い凝固点は、ダスト減少添加物を液状にするのにより少ないエネルギーの消費が必要であることから、製造コストの節約になる。

２００ｇのサンプルが、実施例１のサンプルＡおよびサンプルＥのそれぞれから得た。サンプルＡは、室温で最初固体であったが、サンプルＥは液体であった。サンプルを華氏１１３度（４５℃）の室に入れた。サンプルＡの純粋なＰＥＧ Ｍ ７５０は、液状にするのに１８５分を要したが、８０％ＰＥＧの予め分散した溶液は、容易に液状になった。

乾いたタイプ接合材は、いくつかの形のポリエチレングリコールを用いて処方されてダスト減少の性能を比較した。３つの接合材の組成は表２に示される。すべての％は、重量基準で計算されている。使用された充填剤は、Ｓｎｏｗｈｉｔｅ Ｆｉｌｌｅｒ炭酸カルシウム（Ｊ．Ｍ．Ｈｕｂｅｒ Ｃｏｒｐ．Ｅｄｉｓｏｎ、Ｎ．Ｊ．）およびＴａｌｃｒｏｎ ４５−２６（Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｉｎｃ．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＮＹ）を含んだ。膨張したパーライト（Ｓｉｂｒｉｃｏ ３５−３４，Ｓｉｂｒｉｃｏ Ｃｏｒｐ．Ｈｏｄｇｋｉｎｓ，ＩＬ）を、軽量充填剤として使用した。Ｇｅｌ Ｂ（Ｚｅｍｅｘ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｍｉｎｅｒａｌｓ、Ｉｎｃ．Ａｔｌａｎｔａ，ＧＡ）は、細砕したアタパルガイト粘土である。Ａｑｕａ−Ｄ ３９１６は、Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｅｔｈｅｒ濃厚化剤である。Ｆｕｎｇｉｔｒｏｌ １５８は、Ｈｕｌｓ Ａｍｅｒｉｃａ、Ｉｎｃ．により製造された殺かび剤であり、それは接合材へ添加される。Ｔｒｏｙｓａｎ １７４は、Ｔｒｏｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙにより製造された保存料であり、それはレディーミクスト接合材の缶内の保存に使用される。ポリ酢酸ビニルラテックス（Ｈａｌｌｔｅｃｈ ４１−３５５）は、結合剤として使用された。これらの成分は、すべてのサンプルに共通であった。

各サンプルは、また少なくとも２つの分子量の範囲の合成ワックスを含んだ。約８０重量％の合成ワックスは、７５０ダルトンの平均分子量を有する低融点ポリエチレングリコールであった。残りの２０％の合成ワックスは、１５００ダルトンの平均分子量の高融点ポリエチレングリコールであった。サンプル８５６０Ａは、充填剤、パーライト、粘土および濃厚化剤とともにミキサーへ添加された固い固体であるＰＥＧ １５００ＰＳを含んだ。ＰＥＧ Ｍ７５０は柔らかい固体であった。それは、液体になるまでオーブンで温められ、次に水、ラテックス結合剤、保存料および任意の他の液体成分とともに添加された。サンプル８５６０Ｂは、ＰＥＧ ７５０およびＰＥＧ １５００の柔らかい固体のブレンドである７５０Ａを使用した。それは、ＰＥＧ ７５０単独より硬いが、乾いた成分システムに添加されるほどには十分に固くない。このブレンドは、また溶融するまでオーブンで加熱され、次にプロセス水に添加された。ＰＥＧ Ｍ ７５０とＰＥＧ １５００ＰＳとの予め分散したブレンドであるＰＥＧ ７５０ブレンドは、サンプル８５６０Ｃへの添加のためにつくられた。合成ワックスは、ワックスが水中に溶解するまで、８０／２０の比で水とブレンドされた。以下の表２において、使用されたＰＥＧ ７５０ブレンドの量は、水の存在に見合うように多い。サンプルのそれぞれにおいて、重量基準での合成ワックスの量は約３％であった。

接合材は、上記にリストされた組成物のそれぞれの乾いた成分、次に充填剤、粘土、パーライト、濃厚化剤および他の固体の乾いた成分を混合することにより製造された。ＰＥＧ １５００ＰＳは、サンプル８５６０Ａ中の乾いた成分へ添加された。ラテックス結合剤、保存料および他の合成ワックスを含む液体または柔らかい固体成分は、プロセス水と添加されそしてブレンドされるまで混合された。乾いた成分は、次にミキサーに添加されそして均一なスラリーが得られるまでブレンドされた。

さらに、接合材のそれぞれの破片は、目視により調べられて、サンディング中細かい粒子を形成する傾向を求めた。この実施例に記載された接合材のそれぞれは、ダストを減らす良好な能力を示した。

ダストのコントロールのための予め可溶化したブレンドの特別な態様が示されそして記述されたが、本発明から離れることなく、その広い範囲でそして請求の範囲に規定されたように、変化および改変が本発明について行うことができることを当業者は理解するだろう。

Claims (13)

1. ダスト減少剤を水中に予め分散させて予め分散したダスト減少剤をつくり、
   少なくとも１つの充填剤を含む複数の乾いた成分を組み合わせて乾いた混合物をつくり、
   プロセス水を容器中へポンプで運び、
   予め分散したダスト減少剤を容器へ導入し、
   乾いた混合物を容器へ添加し、そして
   乾いた混合物、水および予め分散したダスト減少剤をブレンドして均質な生成物をつくる
   ことからなることを特徴とする接合材を製造する方法。
2. 該予め分散させる工程が、該ダスト減少剤の水への添加、並びにダスト減少剤の溶解および分散の少なくとも１つからなる請求項１の方法。
3. 該予め分散させる工程が、ダスト減少剤を水へ添加する該工程前にダスト減少剤を加熱することをさらに含む請求項２の方法。
4. 予め分散したダスト減少剤を該第１の添加工程前に製造設備へ輸送することをさらに含む請求項１の方法。
5. 予め分散したダスト減少剤が広い融点プロフィルを有する請求項１の方法。
6. ダスト減少剤が合成ワックスである請求項１の方法。
7. ダスト減少剤が、少なくとも２つのポリエチレングリコールのブレンドであり、第１のポリエチレングリコールは室温で柔らかい固体であり、そして第２のポリエチレングリコールは室温で固い固体である請求項１の方法。
8. 該固い固体のダスト減少剤が、乾いた混合物を添加する該工程中添加される請求項７の方法。
9. 柔らかい固体のポリエチレングリコールが、華氏約８０．６度（約２７℃）から華氏約８９．６度（約３２℃）の融点を有する請求項７の方法。
10. 固いポリエチレングリコールが、華氏約１０７．６度（約４２℃）から華氏約１１４．８度（約４６℃）の融点を有する請求項７の方法。
11. 予め分散したダスト減少剤が、可溶化したダスト減少剤の全重量に基づいて少なくとも５０重量％の第１のダスト減少剤を含む請求項７の方法。
12. 予め分散したダスト減少剤が、可溶化したダスト減少剤の全重量に基づいて少なくとも７０重量％の第１のダスト減少剤を含む請求項７の方法。
13. ダスト減少剤が、可溶化したダスト減少剤の全重量に基づいて約７０重量％から約９０重量％のダスト減少剤を含む請求項１２の方法。