JP2015535522A - 石膏製品のための化学添加物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、石膏組成物と、石膏板と、該石膏板の調製方法と、石膏製品におけるたわみ防止添加物としてのＤＨＡの利用とを提供する。該石膏板は該組成物から調製される凝固石膏からなり、該組成物は石膏と変形防止添加物とからなる。該変形防止添加物は、デヒドロアスコルビン酸と、デヒドロアスコルビン酸塩と、セミデヒドロアスコルビン酸と、のうち少なくとも１つからなる。前記組成物から調製される凝固石膏は、石膏製品のよりよい変形耐性を示す。本発明の石膏製品はほぼ歪まず、多湿条件でもより強い安定性を有するので、石膏製品の品質を向上し高安定性の需要に合致する。
Description
本発明は石膏製品、特に石膏組成物、石膏板およびこれらの調製方法、そして石膏製品におけるたわみ防止添加物としてのデヒドロアスコルビン酸（ＤＨＡ）の利用に関する。
近代建築の分野において、石膏（主成分は硫酸カルシウム二水和物である）は、建築業において用いられる主要な材料である。例としては、建築物の天井や壁の形成のための石膏板や、内側の壁・天井の仕上げ面の生成のための従来のモルタルがある。
石膏製品の調製に際して、焼石膏（硫酸カルシウム半水塩および／または無水硫酸カルシウム）と水との混合物が注型され、該焼石膏（漆喰）を水で水和することで結晶水和石膏マトリクス（硫酸カルシウム二水和物）からなる固化石膏を形成し、これによって石膏製品が高い構造強度を有する。したがって、石膏製品は軽量・高強度の利点を有し、そのため建築製品において幅広く用いられる。
しかし、石膏製品が長期間にわたって高湿度の条件下におかれる場合、産業においてたわみまたは加湿変形と称される変形作用が時に起こりうる。この変形作用を示す石膏製品は、設置後の美観に劣るとともに修正のために高価な改善作業を要するであろう。したがって、固化石膏の劣った変形作用をどのように克服するかは建築分野での研究の焦点であり、いくつかの功績がなされている。
例えば、特許文献１において、焼石膏に添加物としてホウ酸を加えることによる、石膏製品のたわみ防止の向上のための方法が開示されている。特許文献２において、たわみ防止添加物として没食子酸を用いることによる石膏板のたわみ防止の向上が開示されている。特許文献３において、酒石酸を含む石膏プラスターのシート、スラブおよびブロックは、酒石酸を含まない同様の品物よりも塑性流動に対し高い耐性を有することが開示されている。特許文献４で開示されているように、リン酸塩を用いることが可能であることも知られている。
従来の石膏製品は、多湿条件でたわみや沿面を生じがちであり、変形への耐性が低く安定性に乏しい、という変形作用を考慮して、本発明は、石膏組成物と、石膏板と、該石膏板の調製方法とを提供する。該組成物は変形防止添加物からなり、該組成物から作られる石膏板は高温多湿条件における良好な変形耐性、特にたわみ耐性を有し、したがって石膏製品の安定性が向上される。
本発明は、石膏組成物と、石膏板と、その調製方法と、石膏製品におけるたわみ防止添加物としてのＤＨＡの利用とを提供する。
前記組成物は、石膏と変形防止添加物とからなり、該変形防止添加物は、デヒドロアスコルビン酸と、デヒドロアスコルビン酸塩と、セミデヒドロアスコルビン酸（ＭＤＨＡ、またセミデヒドロアスコルビン酸と同じ組成を有するモノデヒドロアスコルビン酸をも表す）と、のうち少なくとも１つからなる。本出願の組成において述べられる石膏は、半水石膏（硫酸カルシウム半水和物）である。
本発明はさらに、組成物の形成の方法を提供する。該方法は、石膏粉および変形防止添加物の水との混合と、混合物の撹拌とからなる。該変形防止添加物は、デヒドロアスコルビン酸と、デヒドロアスコルビン酸塩と、ＭＤＨＡと、のうち少なくとも１つからなる。
前記組成物は、さらに石膏と、糊と、発泡剤と、促進剤と、分散剤と、等の石膏板や漆喰製造の分野の当業者に知られているものから選ばれる内容物の１つ以上を、補助添加物として含むものとしてもよい。
本発明はさらに、石膏と、糊と、発泡剤（任意）と、分散剤と、促進剤と、変形防止添加物と、石膏板や漆喰製造の分野の当業者に知られている材料とからなる石膏板であって、該変形防止添加物は、デヒドロアスコルビン酸と、デヒドロアスコルビン酸塩と、ＭＤＨＡと、のうち少なくとも１つからなるものを提供する。本出願の最終的な石膏板における石膏は、二水石膏（硫酸カルシウム二水和物）である。
本発明はさらに、石膏板の形成方法を提供する。それは、石膏と水と糊と発泡剤（任意）と促進剤と分散剤と変形防止添加物との混合であって、該変形防止添加物はデヒドロアスコルビン酸とデヒドロアスコルビン酸塩とＭＤＨＡとのうち少なくとも１つからなるとする混合と、該混合物の撹拌によるスラリーの形成と、２つのライナーの間への該スラリーの配設によるサンドイッチ構造の形成と、サンドイッチ構造からの一次板の形成と、硬化工程後の所望の長さを有する複数の二次板への該一次板の切断と、該複数の二次板の乾燥による過剰な水分の蒸発とからなる。
前記スラリーは典型的には、紙シートや高分子繊維および／またはグラスファイバーからなる不織マット等のライナーに置かれ、さらなるライナーで被覆され、これによってスラリーは２つのライナーに挟まれる。このサンドイッチ構造はそれから１組の形成プレートまたはロールを通過し、これによって板の厚さが決定される。その後、該構造はコンベアーラインを通過し、漆喰のスラリーが水和し硬化するための時間が経過する。硬化した構造を切断して所望の長さの複数の板が供され、乾燥システムへと送られ過剰な水分が蒸発される。
本発明はさらに、石膏製品におけるたわみ防止添加物としてのＤＨＡの利用を提供する。
前記たわみ防止添加物はデヒドロアスコルビン酸としてもよい。
組成物および石膏製品における、前記たわみ防止添加物の石膏に対する質量百分率は、０．０１％〜５．０％の範囲内でありうる。好ましくはたわみ防止添加物の含有量の最小値は０．１％である。好ましくはたわみ防止添加物の含有量の最大値は１．０％である。
従来技術と比較して、前記の組成物、石膏板およびその調製は以下の利点を有する。本発明において、前記石膏板は前記組成物から調製される凝固石膏からなり、該組成物は半水石膏と変形防止添加物とからなる。該変形防止添加物は、デヒドロアスコルビン酸と、デヒドロアスコルビン酸塩と、ＭＤＨＡと、のうち少なくとも１つからなる。前記組成物から調製される凝固石膏は、従来技術よりも効率的に、石膏製品のよりよい変形耐性と向上した変形防止性能とを示す。本発明の石膏製品はほぼ歪まず、多湿条件でもより強い安定性を有するので、石膏製品の品質を向上し高安定性の需要に合致する。
背景技術において述べたように、凝固石膏は軽量・高強度の利点を有し、建築工業における石膏製品において幅広く用いられている。しかし、凝固石膏を主成分とする石膏製品は、高湿度にさらされるとたわみや沿面を生じ、つまり、従来の石膏製品は多湿条件における変形耐性に乏しいということが、実施において発見されている。この変形作用は石膏製品の外観に影響し、石膏製品の基準に合致することが不可能となる。
従来の石膏が変形耐性と安定性とに乏しいという問題を解決するために、本発明は組成物と該組成物からなる石膏板、そしてその調製方法を提供する。本発明の組成物からなる石膏板は、従来技術と比較して、有意に向上した変形耐性（特にたわみ耐性）を有する。
本発明の組成物は石膏と水と変形防止添加物とからなる。該変形防止添加物は、デヒドロアスコルビン酸と、デヒドロアスコルビン酸塩と、ＭＤＨＡと、のうち少なくとも１つからなる。該組成物における石膏は半水石膏（硫酸カルシウム半水和物）である。
具体的には、前記変形防止添加物はデヒドロアスコルビン酸（ＤＨＡ）である。デヒドロアスコルビン酸（Ｃ６Ｈ６Ｏ６）の化学式は以下の化学式１に示される。組成物における半水石膏に対する変形防止添加物の質量比は０．０１％〜５．０％の範囲内、好ましくは０．１％〜１．０％の範囲内である。
前記組成物から作られる石膏板の品質を向上するために、組成物がさらに、発泡剤と、分散剤と、促進剤と、糊とから選択される添加物を１つ以上含むものとしてもよい。該組成物の調製方法は、特定の比率の石膏粉と変形防止添加物との水との混合と、該混合物の撹拌とからなり、該変形防止添加物は、デヒドロアスコルビン酸と、デヒドロアスコルビン酸塩と、ＭＤＨＡと、のうち少なくとも１つからなる。こうして本発明の組成物が得られ、操作工程はシンプルであり大規模な産業振興が可能である。
本発明はまた、前記の組成物から作られる石膏板を提供する。石膏製品の成分は特に、糊と、発泡剤と、分散剤と、促進剤と、変形防止添加物とからなり、該変形防止添加物は、デヒドロアスコルビン酸と、デヒドロアスコルビン酸塩と、ＭＤＨＡと、のうち少なくとも１つからなる。最終石膏板における石膏は二水石膏である。
最終生産物を石膏板としてもよく、石膏板の周囲を、紙シートや高分子繊維および／またはグラスファイバーからなる不織マット等のライナーで被覆することで、特定の形状および用途を有する石膏製品を形成することができる。
石膏板の生産工程において、まず、石膏と、糊と、発泡剤と、促進剤と、分散剤と、デヒドロアスコルビン酸とデヒドロアスコルビン酸塩とＭＤＨＡとのうち少なくとも１つからなる変形防止添加物と、石膏板や漆喰製造の分野の当業者に知られている材料とを、水中で混合し、混合物を撹拌することでスラリーを形成し、該スラリーを、典型的には紙シートや高分子繊維および／またはグラスファイバーからなる不織マット等のライナーに置き、さらなるライナーで被覆することで、スラリーが２つのライナーに挟まれる。このサンドイッチ構造はそれから１組の形成プレートまたはロールを通過し、これによって板の厚さが決定される。その後、該構造はコンベアーラインを通過し、漆喰のスラリーが水和し硬化するための時間が経過する。硬化した構造を切断して所望の長さの複数の板が供され、乾燥システムへと送られ過剰な水分が蒸発される。
前記本発明の目的、特徴および利点をより明瞭かつ理解を容易とするために、本発明の特定の実施例を用いて、この発明の組成物と石膏製品、その調製方法、そして本発明によって得られる石膏製品の優れたたわみ耐性をさらに例証する。
本発明の完全な理解のために、さらに特定の詳細を以下の記述において述べる。しかし、本発明はここで述べる以外の手段によっても実施することができる。よって、本発明は以下の特定の実施例に限定されるように構成されるものではない。
Ｉ．例および比較例の調製工程は以下の通りである。
特定の量の添加物粉末（ここでの添加物は、単に表１に示される例および比較例における添加物である）と、５００ｇの焼成硫酸カルシウム半水和物粉末とを、３５０ｇの水と混合し、混合物を１５秒撹拌することで、それぞれ異なる混合物を含む複数のスラリーを生成する。
得られたスラリーを個別の型（全ての型は同一である）に注入し、１２時間後に、それぞれ４００×４００×１０ｍｍの寸法を有する石膏板が調製される。成型された石膏板を取り外し、５０〜７０℃で１０〜１５時間乾燥させ、続けて３０〜５０℃で２０〜３０時間乾燥させることで、試験される異なる添加物に対応する複数の石膏板試料を生成する。たわみ耐性試験のために２０℃、２４時間、ＲＨ５０％の相対湿度の条件を経てから、得られた石膏板を３２０×４０×１０ｍｍに切断する。
ＩＩ．たわみ耐性試験の工程。
試験環境は一定温度２０±０．５℃、相対湿度ＲＨ９３±３％である。
個々の石膏板を、間に３００ｍｍの距離がある２つの支持の上の水平位置に載置する。金属の荷重ブロック（その質量は下の表１に示す）を、石膏板の中央部に配置することで、たわみの進行を促進させる。２４時間の期間の間、石膏板試料の中央部のたわみ距離を、レーザー変位計（型式：キーエンス ＩＬ−０６５）によって継続的に測定し、２４時間後に個々の石膏板試料の最終たわみ距離を記録する。
例および比較例における成分と、例および比較例の対応する石膏板の試験データとを、表１に示す。
添加物の含有量は、個々の試料中の添加物の質量／硫酸カルシウム半水和物の質量である。
ＩＩＩ．試験結果の分析。２４時間後のたわみ偏差（表１に示す）から、０．１重量％のＤＨＡの導入によって石膏試料のたわみ耐性が有意に増強されることを見出すことができる。
また、ＤＨＡを添加物として有する石膏板の特に良好なたわみ耐性に基づき、その前駆体としてＤＨＡに類似の構造を有するデヒドロアスコルビン酸塩とＭＤＨＡとを含む石膏板も、かなり良好なたわみ耐性を示す。例１に記録されるように、既存の石膏製品と比較して、デヒドロアスコルビン酸とデヒドロアスコルビン酸塩とＭＤＨＡとのうち少なくとも１つからなる変形防止添加物を含む石膏製品は、たわみ耐性が有意に向上されており、変形防止剤によって作られ変形防止剤と半水石膏との質量比が０．０１％から５．０％の範囲である石膏製品は、かなり良好なたわみ耐性を有し、ここで変形防止剤と半水石膏との質量比は０．１〜１．０％であることが好ましい。
本発明はまた、石膏製品における、たわみ防止添加物としてのＤＨＡの適用を提供する。ＤＨＡを含む任意の形態のたわみ防止添加物、および石膏製品のたわみ防止における添加物の適用は、本発明の保護対象である。
ここで開示した好ましい実施例は、本発明を限定するものと解されてはならない。当業者には本発明の精神と範囲の中での変更が可能であり、本発明の保護範囲は請求項によって決定されるものである。
Claims (11)
- 石膏と変形防止添加物とからなる石膏組成物であって、該変形防止添加物は、デヒドロアスコルビン酸と、デヒドロアスコルビン酸塩と、セミデヒドロアスコルビン酸とのうち少なくとも１つからなるものとする組成物。
- 前記変形防止添加物はデヒドロアスコルビン酸である、請求項１に記載の組成物。
- 前記変形防止添加物の石膏に対する質量百分率は０．０１％〜５％の範囲内である、請求項１または２に記載の組成物。
- 石膏粉と変形防止添加物との水との混合と、
該混合物の撹拌と、
からなる組成物の生成方法であって、
前記変形防止添加物は、デヒドロアスコルビン酸と、デヒドロアスコルビン酸塩と、セミデヒドロアスコルビン酸とのうち少なくとも１つからなるものとする方法。 - 前記変形防止添加物の石膏粉に対する質量百分率は０．０１％〜５．０％の範囲内である、請求項４に記載の方法。
- 石膏と、糊と、分散剤と、促進剤と、変形防止添加物と、および任意で発泡剤と、からなる石膏板であって、
前記変形防止添加物は、デヒドロアスコルビン酸と、デヒドロアスコルビン酸塩と、セミデヒドロアスコルビン酸とのうち少なくとも１つからなるものとする石膏板。 - 前記変形防止添加物はデヒドロアスコルビン酸である、請求項６に記載の石膏板。
- 前記変形防止添加物の石膏に対する質量百分率は０．０１％〜５．０％の範囲内である、請求項６または７に記載の石膏板。
- 石膏板の形成方法であって、
石膏と、水と、糊と、促進剤と、分散剤と、変形防止添加物と、および任意で発泡剤と、の混合であって、前記変形防止添加物は、デヒドロアスコルビン酸と、デヒドロアスコルビン酸塩と、セミデヒドロアスコルビン酸とのうち少なくとも１つからなるものとする混合と、
該混合物の撹拌によるスラリーの形成と、
２つのライナーの間への該スラリーの配設によるサンドイッチ構造の形成と、
サンドイッチ構造からの一次板の形成と、
硬化工程後の所望の長さを有する複数の二次板への該一次板の切断と、
該複数の二次板の乾燥による過剰な水分の蒸発と、
からなる方法。 - 前記変形防止添加物の石膏に対する質量百分率は０．０１％〜５．０％の範囲内である、請求項９に記載の方法。
- ＤＨＡを石膏製品におけるたわみ防止添加物として用いる方法。
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