JP2017534728A - プレハブ建築材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、石膏含有発泡プレハブ建築材料の製造方法及び石膏含有発泡プレハブ建築材料に関する。

Description

本発明は、プレハブ建築材料、特に石膏含有発泡プレハブ建築材料の製造方法、及びプレハブ建築材料を調製するための分散液に関する。

建設産業は多くの様々な石膏含有建築材料を使用する。石膏含有建築材料としては、石膏、例えば塊石膏（スタッコ石膏）、モルタル石膏、機械石膏漆喰、漆喰塗り石膏、接着石膏、接合石膏、充填石膏、スタッコ石膏、絶縁石膏、床用石膏、混合済みプラスター石膏、及び模造大理石が挙げられる。石膏含有建築材料は更に、石膏含有既製構造構成要素、例えば石膏プラスターボードパネル、石膏ファイバーボードパネル、石膏含有ウォールボードパネル、断熱石膏パネル、石膏レンガ及び石膏含有成型品を含む。

多くの石膏含有建築材料は、水への曝露時に安定性のみ制限される。この制限された安定性は、固化した石膏の水溶性に起因する。従って、屋外の領域では、石膏は含浸した形で使用される。屋内の領域では、浴室やセラーなどの濡れた密閉空間において、他の建築材料が優先的に使用される。

工業的には、疎水化により石膏含有建築材料の水に対する安定性が高まる。これは疎水化剤で処理されている石膏含有建築材料又はその表面を含む。記載された疎水化剤は、アルキルケテンダイマー分散液（国際公開第０１／８１６７８号（WO 01/81678）、米国特許第６，１６５，２５９号明細書（US 6,165,259）、国際公開第９７／３５０６８号（WO 97/35068））、ワックスエマルション（国際公開第２０１０／０５３４９４号（WO 2010/053494）、国際公開第２００４／１０８６２５号（WO 2004/108625）、国際公開第２００４／０３３５８１号（WO 2004/033581））を含み、これらは更にポリビニルアルコール（米国特許第２０１０／０１１６４０６号明細書（US 2010/0116406 A1）、米国特許第３９３５０２１号明細書（US 3935021）、米国特許第５４３７７２２号明細書（US 5437722））又はスチレン−（メタ）アクリル酸コポリマー（国際公開第００／６３２９４号（WO 00/63294 A1））又はアニオン性及び非イオン性表面活性物質の組み合わせ（国際公開第９９／３５１０３号（WO 99/35103 A1））を含んでいてもよい。また、疎水化剤として撥水性有機ケイ素化合物も記載されている（独国特許第１２２３２８７号明細書（DE 1223287）、米国特許第５８１４４１１号明細書（US 5814411））。

石膏含有既製構造構成要素に組み込まれた繊維材料の疎水化を目的とした方法も開示されている。この内容に記載された疎水化剤としては、特にケテンダイマー、アルキルコハク酸又はアルキレンコハク酸誘導体、ポリマーベースサイズの、硫酸アルミニウムミョウバン、及び有機ケイ素化合物（国際公開第２０１０／１１２１９７号（WO 2010/112197））、及びケテンダイマー、アルケニルコハク酸無水物、及びステアリン酸（国際公開第０２／２８７９５号（WO 02/28795））が挙げられる。米国特許第４，４７０，８７７号明細書（US 4,470,877）によれば、硫酸カルシウム二水和物を充填した石膏ボード紙の内部サイジング剤として、アルキルケテンダイマーが使用される。国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１４／０５８４７４号（PCT/EP2014/058474）は、石膏含有発泡プレハブ建築材料の製造方法、及びこの方法によって得られる石膏含有発泡プレハブ建築材料を開示する。

先行技術に記載される薬剤には欠点がある。例えば、ワックスなどの特定の疎水化剤は計量可能ではなく、脂肪酸誘導体などの他の疎水化剤は浸出に敏感である。ファサード用の無水石膏結合建築材料は、粉末状のオレイン酸塩又はステアリン酸塩などの脂肪酸塩を用いて疎水化される。しかしながら、特に雨や霜の影響で、脂肪酸塩が溶脱して分解される。

所望の疎水性を設定するために多量の疎水化剤を石膏に加えなければならない場合、このことは他の製品特性、例えば強度に悪影響を及ぼし得る。従って所望の疎水性は、他の製品特性とは無関係に設定することができない。

先行技術から知られる方法は、先行技術の発泡プレハブ建築材料を疎水化し、それらを耐水性にするために十分ではない。ワックスは高希釈で且つ多量に使用されなければならないが、シロキサンは一般に消泡作用を示し、その結果、フォームの細孔構造が悪影響を受けることがある。

従って、本発明が基づく課題は、疎水性が増大した石膏含有発泡プレハブ建築材料の製造方法を提供することである。本発明が基づく更なる課題は、最小量の疎水化剤を使用して疎水性を高める石膏含有発泡プレハブ建築材料の製造方法を提供することである。本発明が基づく別の課題は、水分に曝されると少量の水しか吸収しない石膏含有発泡プレハブ建築材料を提供することである。更に、前記方法は単純でなければならず且つプロセスパラメータの変更を必要とすべきではない。本発明が基づく別の課題は、高強度を有する疎水化石膏含有発泡プレハブ建築材料を提供することである。

驚くべきことに、これらの課題は、アルキルケテンダイマー、窒素含有乳化剤及びホルムアルデヒド縮合生成物を含む分散液、並びに前記分散液に石膏半水和物又は無水石膏を接触させることによる石膏含有発泡プレハブ建築材料（石膏含有発泡既製構造構成要素）の製造方法によって達成される。

従って、本発明は、石膏含有発泡プレハブ建築材料（石膏含有発泡既製構造構成要素）の製造方法に関する。

本発明の実施形態は以下の通りである：
１．石膏含有発泡プレハブ建築材料の製造方法であって、
（ｉ）（ａ）式（Ｉ）

及び／又は式（ＩＩ）

（式中、
Ｒ^１及びＲ^２は１０〜２４個の炭素原子を含む同一又は異なる炭化水素基である）
のアルキルケテンダイマー；
（ｂ）デンプン、セルロース、デンプン誘導体又はセルロース誘導体からなる群から選択される１質量％以下の窒素含有率を有する少なくとも１種の乳化剤；
（ｃ）フェノールスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物又はナフタレンスルホン酸、フェノール、ホルムアルデヒド及び尿素の縮合生成物、ここで、前記スルホン酸基は任意にプロトン化若しくは脱プロトン化された形で又は部分的プロトン化若しくは部分的脱プロトン化された形で存在していてよい；
を含む水性アルキルケテンダイマー分散液（ＡＫＤ分散液）を用意する工程、
ここで前記分散液は、−５〜−１５０μｅｑ／ｇの範囲の電荷密度を有する；
（ｉｉ）フォームと石膏半水和物又は無水石膏又はこれらの混合物を加えて、石膏組成物を得る工程、及び
（ｉｉｉ）前記石膏組成物を形成し、任意に硬化し且つ乾燥させて発泡プレハブ建築材料を得る工程
を含む、前記石膏含有発泡プレハブ建築材料の製造方法。

２．式Ｉ又はＩＩの前記炭化水素基が分枝鎖状及び非分枝鎖状のＣ_１２〜Ｃ_２４アルキル又はＣ_１２〜Ｃ_２４アルケニルから選択される、実施形態１に記載の方法。

３．前記炭化水素基が分枝鎖状及び非分枝鎖状のＣ_１２〜Ｃ_２４アルキル、更に具体的には分枝鎖状及び非分枝鎖状のＣ_１４〜Ｃ_２０アルキル、更に具体的には分枝鎖状及び非分枝鎖状のＣ_１６〜Ｃ_１８アルキル、例えば、分枝鎖状及び非分枝鎖状のＣ_１６アルキル及び分枝鎖状及び非分枝鎖状のＣ_１８アルキルから選択される、実施形態１又は２に記載の方法。

４．前記ＡＫＤ分散液が、少なくとも１種の脂肪アルコールアルコキシレート、脂肪アミンアルコキシレート又は脂肪酸アルコキシレートを更に含む、実施形態１から３までのいずれか１つに記載の方法。

５．前記ＡＫＤ分散液が少なくとも１種の脂肪アルコールアルコキシレートを更に含む、実施形態４に記載の方法。

６．前記脂肪アルコール及び前記脂肪酸が８〜１８個の炭素原子を含む、実施形態４又は５に記載の方法。

７．前記アルコキシレートがＣ_２〜Ｃ_４アルコキシレート、特にエトキシレート及び／又はプロポキシレートである、実施形態４から６までのいずれか１つに記載の方法。

８．前記アルコキシレートが５〜３０個、特に１０〜２０個のアルコキシ基を含む、実施形態４から７までのいずれか１つに記載の方法。

９．前記乳化剤がデンプン誘導体である、実施形態１から８までのいずれか１つに記載の方法。

１０．前記乳化剤が０．０５〜１質量％、特に０．２〜０．８質量％の範囲の窒素含有率を有する、実施形態１から９までのいずれか１つに記載の方法。

１１．前記乳化剤が約３ｍＰａｓ〜約２００ｍＰａｓの範囲、特に約１０ｍＰａｓ〜約２００ｍＰａｓ又は約１０ｍＰａｓ〜約１００ｍＰａｓの範囲の１０％ｗ／ｗ水溶液中のブルックフィールド粘度（ＲＶＤＶ−ＩＩ＋ＰＸ、スピンドル０１、６ｒｐｍ、２０℃）を有する、実施形態１から１０までのいずれか１つに記載の方法。

１２．前記ＡＫＤ分散液を、前記アルキルケテンダイマーを水性前駆体分散液の形で又は固体の形で、特に粉末の形で、成分（ｂ）及び（ｃ）に添加することによって調製する、実施形態１から１１までのいずれか１つに記載の方法。

１３．前記石膏半水和物又は無水石膏を、固体の形で又は水性懸濁液の形で使用する、実施形態１から１２までのいずれか１つに記載の方法。

１４．前記水性ＡＫＤ分散液が、分散液の総質量を基準として１〜６０質量％、好ましくは５〜５０質量％、より具体的には１０〜４５質量％のケテンダイマーを含む、実施形態１から１３までのいずれか１つに記載の方法。

１５．前記水性ＡＫＤ分散液が、分散液の全固形分を基準として１〜１５質量％、好ましくは１〜１０質量％、より具体的には２〜８質量％の乳化剤を含む、実施形態１から１４までのいずれか１つに記載の方法。

１６．前記水性ＡＫＤ分散液が、硫酸アルミニウム、具体的にはケテンダイマーを基準として、０．１〜１０質量％、好ましくは０．１〜７．５質量％、特に０．２〜５質量％の硫酸アルミニウムを含む、実施形態１から１５までのいずれか１つに記載の方法。

１７．前記水性ＡＫＤ分散液が、−２０μｅｑ／ｇ〜−１２０μｅｑ／ｇ、特に−３０μｅｑ／ｇ〜−１００μｅｑ／ｇの範囲の電荷密度を有する、実施形態１から１６までのいずれか１つに記載の方法。

１８．ケテンダイマーと前記縮合生成物との質量比が２００：１〜５：１、特に１００：１〜１０：１の範囲である、実施形態１から１７までのいずれか１つに記載の方法。

１９．前記水性ＡＫＤ分散液が、分散液の全固形分を基準として０．１〜３質量％、好ましくは０．２〜２質量％、より好ましくは０．２〜１．５質量％の前記脂肪アルコールアルコキシレート、脂肪アミンアルコキシレート又は脂肪酸アルコキシレートを含む、実施形態４から１８までのいずれか１つに記載の方法。

２０．ケテンダイマーと前記脂肪アルコールアルコキシレート、脂肪アミンアルコキシレート又は脂肪酸アルコキシレートとの質量比が５００：１〜１０：１、特に２００：１〜１０：１の範囲である、実施形態４から１９までのいずれか１つに記載の方法。

２１．前記水性ＡＫＤ分散液がワックス、特にパラフィンワックスを含む、実施形態１から２０までのいずれか１つに記載の方法。

２２．前記水性ＡＫＤ分散液が２〜４０質量％、特に５〜３０質量％のワックスを含む、実施形態２５に記載の方法。

２３．前記ケテンダイマーと前記ワックスとの質量比が９：１〜１：９の範囲である、実施形態２１又は２２に記載の方法。

２４．前記水性ＡＫＤ分散液が３〜９、好ましくは４〜９、特に４〜８の範囲のｐＨを有する、実施形態１から２３までのいずれか１つに記載の方法。

２５．前記水性前駆体ケテンダイマー分散液の分散相が、１０μｍ未満、好ましくは５μｍ未満、より好ましくは３μｍ未満、特に２μｍ未満の平均直径を有し、その際、下限が０．５μｍである、実施形態１４から２３までのいずれか１つに記載の方法。

２６．前記水性ＡＫＤ分散液が有機溶媒を含む、実施形態１から２５までのいずれか１つに記載の方法。

２７．前記ケテンダイマーを石膏半水和物又は無水石膏の質量を基準として０．０２〜８質量％、好ましくは０．１〜５質量％、より具体的には０．２〜３質量％の量で使用する、実施形態１から２６までのいずれか１つに記載の方法。

２８．１種以上の添加剤をＡＫＤ分散液に更に添加し、前記添加剤がセルロースエーテル、消石灰、鉱物添加剤、低密度凝集体、繊維、繊維含有構成要素、デンプン、化工デンプン、促進剤、増粘剤、遅延剤、空気連行剤(air entrainer)、発泡剤、消泡添加剤、膨潤剤、充填剤、ポリアクリレート、分散剤、可塑剤、超吸収剤、及び安定剤から選択される、実施形態１から２７までのいずれか１つに記載の方法。

２９．前記１種以上の添加剤が繊維及び繊維含有構成要素から選択される、実施形態２８に記載の方法。

３０．前記添加剤を工程（ｉｉ）中に又は工程（ｉｉ）後に添加する、実施形態２８又は２９に記載の方法。

３１．石膏半水和物又は無水石膏が、α型半水和物、α／β型半水和物、β型半水和物、煙道ガス脱硫又は天然源から得られる無水石膏、天然無水石膏、合成無水石膏及び／又はそれらの２つ以上の混合物から選択される、実施形態１から３０までのいずれか１つに記載の方法。

３２．石膏がβ型半水和物、煙道ガス脱硫又は天然源から得られる無水石膏、及び／又はそれらの混合物から選択される、実施形態３１に記載の方法。

３３．５０〜３００ｇ／ｌ、好ましくは６０〜２５０ｇ／ｌの密度を有する水性フォームを使用する、実施形態１から３２までのいずれか１つに記載の方法。

３４．界面活性剤ベースの、好ましくはアニオン性、非イオン性又は両性の界面活性剤ベースの水性フォーム及び／又はそれらの混合物を使用する、実施形態１から３３までのいずれか１つに記載の方法。

３５．Ｃ_６〜Ｃ_２０アルキルサルフェート又はＣ_６〜Ｃ_２０アルキルサルフェートをベースとする水性フォームを使用する、実施形態３４に記載の方法。

３６．前記フォームの量が、界面活性剤の量が石膏半水和物又は無水石膏１ｋｇ当たり、２ｇ以下、好ましくは０．０１ｇ〜１ｇとなるような量である、実施形態１から３５までのいずれか１つに記載の方法。

３７．石膏含有発泡プレハブ建築材料が、０．４〜１．１ｋｇ／ｄｍ^３、好ましくは０．４〜０．９ｋｇ／ｄｍ^３、更に好ましくは０．５〜０．８ｋｇ／ｄｍ^３のコア密度を有する、実施形態１から３６までのいずれか１つに記載の方法。

３８．前記ケテンダイマーで処理された石膏半水和物又は無水石膏に熱処理を施す、実施形態１から３７までのいずれか１つに記載の方法。

３９．熱処理を４０〜１１０℃、より具体的には５０〜１００℃、好ましくは６０〜９０℃の範囲の温度で行う、実施形態３８に記載の方法。

４０．前記石膏半水和物又は無水石膏をＡＫＤ分散液又はその一部と混合し、次に水性フォームを混合物に添加する、実施形態１から３９までのいずれか１つに記載の方法。

４１．前記石膏半水和物又は無水石膏を水性フォーム又はその一部と混合し、ケテンダイマーを前記混合物に添加する、実施形態１から４３までのいずれか１つに記載の方法。

４２．前記水性ＡＫＤ分散液が硫酸アルミニウムを含む、実施形態１から４１までのいずれか１つに記載の方法。

４３．前記水性ＡＫＤ分散液が、ケテンダイマーを基準として０．１質量％〜１０質量％、好ましくは０．１質量％〜７．５質量％、特に０．２質量％〜５質量％の硫酸アルミニウムを含む、実施形態４２に記載の方法。

４４．前記ＡＫＤ分散液を、前記分散液が−５μｅｑ／ｇ〜−１５０μｅｑ／ｇの範囲の電荷密度を有するような量で成分（ｃ）を成分（ｂ）に添加し、次にアルキルケテンダイマーを添加することによって調製する、実施形態１から４３までのいずれか１つに記載の方法。

４５．水性アルキルケテンダイマー分散液（ＡＤＫ分散液）であって、
（ａ）式（Ｉ）

及び／又は式（ＩＩ）

（式中、
Ｒ^１及びＲ^２は１０〜２４個の炭素原子を含む同一又は異なる炭化水素基である）
のアルキルケテンダイマー；
（ｂ）デンプン、セルロース、デンプン誘導体又はセルロース誘導体からなる群から選択される１質量％以下の窒素含有率を有する少なくとも１種の乳化剤；
（ｃ）フェノールスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物又はナフタレンスルホン酸、フェノール、ホルムアルデヒド及び尿素の縮合生成物、ここで、前記スルホン酸基は任意にプロトン化若しくは脱プロトン化された形で又は部分的プロトン化及び部分的脱プロトン化された形で存在していてよい；
を含み、
−５μｅｑ／ｇ〜−１５０μｅｑ／ｇの範囲の電荷密度を有する、前記分散液。

４６．−１０μｅｑ／ｇ〜−１２０μｅｑ／ｇ、特に−２０μｅｑ／ｇ〜−１００μｅｑ／ｇの範囲の電荷密度を有する、実施形態４５に記載の分散液。

４７．前記少なくとも１種の乳化剤が０．０５〜１質量％、特に０．２〜０．８質量％の範囲の窒素含有率を有し、及び／又は前記乳化剤が約３〜約２００ｍＰａｓの範囲、特に約１０〜約２００ｍＰａｓの範囲又は約１０〜約１００ｍＰａｓの範囲の１０％ｗ／ｗ水溶液中のブルックフィールド粘度（ＲＶＤＶ−ＩＩ＋ＰＸ、スピンドル０１、６ｒｐｍ、２０℃）を有する、実施形態４５又は４６に記載の分散液。

４８．前記乳化剤が０．０５〜１質量％、特に０．２〜０．８質量％の範囲の窒素含有率を有する、実施形態４５から４７までのいずれか１つに記載の分散液。

４９．少なくとも１種の脂肪アルコールアルコキシレート、脂肪アミンアルコキシレート又は脂肪酸アルコキシレートを更に含む実施形態１から４８までのいずれか１項に記載の分散液。

５０．脂肪アルコールアルコキシレートが、１０〜３０個のエチレンオキシド基を有するＣ_８〜Ｃ_１８アルカノールエトキシレートである、実施形態４９に記載の分散液。

５１．ワックスを更に含む実施形態４５から５０までのいずれか１つに記載の分散液。

５２．分散液が石膏半水和物又は無水石膏又はそれらの混合物を更に含む石膏組成物の形の実施形態４５から５１までのいずれか１つに記載の分散液。

５３．石膏半水和物又は無水石膏がα型半水和物、α／β型半水和物、β型半水和物、天然無水石膏、合成無水石膏、煙道ガス脱硫から得られる無水石膏、及び／又はそれらの２種以上の混合物から選択される、実施形態５２に記載の分散液。

５４．水性フォームを更に含む実施形態４５から５３までのいずれか１つに記載の分散液。

５５．約５０ｇ／ｌ〜３００ｇ／ｌ、特に６０ｇ／ｌ〜２５０ｇ／ｌの密度を有するフォームが使用される、実施形態５４に記載の分散液。

５６．前記フォームが、石膏半水和物又は無水石膏１ｋｇ当たり０．０１ｇ〜２ｇの界面活性剤から得られる、実施形態５５に記載の分散液。

５７．分散液の総質量を基準として１質量％〜６０質量％、好ましくは５質量％〜５０質量％、より具体的には１０質量％〜４５質量％のケテンダイマーを含む実施形態４５から５６までのいずれか１つに記載の分散液。

５８．前記分散液の全固形分を基準として１質量％〜１５質量％、好ましくは１質量％〜１０質量％、より具体的には２質量％〜８質量％の乳化剤を含む実施形態４５から５７までのいずれか１つに記載の分散液。

５９．前記分散液の全固形分を基準として０．１質量％〜３質量％、好ましくは０．２質量％〜２質量％、更に好ましくは０．２質量％〜１．５質量％の前記脂肪アルコールアルコキシレート、脂肪アミンアルコキシレート又は脂肪酸アルコキシレートを含む実施形態４５から５８までのいずれか１つに記載の分散液。

６０．１０質量％〜２０質量％のワックスを含む実施形態４５から５９までのいずれか１つに記載の分散液。

６１．実施形態１から４４までのいずれか１つに規定された水性分散液。

６２．実施形態５４から６１までのいずれか１つに規定された分散液で疎水化された発泡石膏体を含む、プレハブ建築材料、特に石膏含有発泡プレハブ建築材料。

６３．実施形態１から４４までのいずれか１つに記載の方法によって得られる石膏含有発泡プレハブ建築材料。

６４．石膏体が０．４〜１．１ｋｇ／ｄｍ^３、好ましくは０．４〜０．９ｋｇ／ｄｍ^３、より好ましくは０．５〜０．８ｋｇ／ｄｍ^３のコア密度を有する、実施形態６２又は６３に記載のプレハブ建築材料。

６５．パネル、ロッド、及びパイプから選択される、実施形態６２から６４までのいずれか１つに記載のプレハブ建築材料。

６６．石膏プラスターボードパネル、石膏ファイバーボードパネル、石膏含有ウォールボードパネル、外装製品及び石膏含有成形品から選択される、実施形態６５に記載のプレハブ建築材料。

６７．繊維又は繊維含有構成要素を含む、実施形態６２から６６までのいずれか１つに記載のプレハブ建築材料。

６８．前記繊維含有構成要素が、紙、ガラス繊維、織布又は不織布ガラス又はカードである、実施形態６７に記載のプレハブ建築材料。

６９．前記繊維含有構成要素が、プレハブ建築材料の表面の少なくとも１つに存在するか、又は少なくとも１つの表面に対して平行にプレハブ建築材料中に組み込まれる、実施形態６８に記載のプレハブ建築材料。

７０．前記繊維含有構成要素が網状配置の巨視的繊維又はシート状分布の顕微鏡繊維を含む、実施形態６７から６９までのいずれか１つに記載のプレハブ建築材料。

７１．前記繊維がセルロース繊維であり、前記繊維含有構成要素がセルロース繊維を含む、実施形態６７から６９までのいずれか１つに記載のプレハブ建築材料。

本発明は、石膏含有発泡プレハブ建築材料の製造方法であって、
（ｉ）（ａ）式（Ｉ）

及び／又は式（ＩＩ）

（式中、
Ｒ^１及びＲ^２は１０〜２４個の炭素原子を含む同一又は異なる炭化水素基である）
のアルキルケテンダイマー；
（ｂ）デンプン、セルロース、デンプン誘導体又はセルロース誘導体からなる群から選択される１質量％以下の窒素含有率を有する少なくとも１種の乳化剤；
（ｃ）フェノールスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物又はナフタレンスルホン酸、フェノール、ホルムアルデヒド及び尿素の縮合生成物、ここで、前記スルホン酸基は任意にプロトン化若しくは脱プロトン化された形で又は部分的プロトン化及び部分的脱プロトン化された形で存在していてよい；
を含むアルキルケテンダイマー分散液を用意する工程、
ここで前記分散液は、−５〜−１５０μｅｑ／ｇの範囲の電荷密度を有する；
（ｉｉ）フォームと石膏半水和物又は無水石膏又はこれらの混合物を加えて、石膏組成物を得る工程、及び
（ｉｉｉ）前記石膏組成物を形成し、任意に硬化し且つ乾燥させて発泡プレハブ建築材料を得る工程
を含む、前記石膏含有発泡プレハブ建築材料の製造方法に関する。

炭化水素基は、好ましくは分枝鎖状及び非分枝鎖状のＣ_１２〜Ｃ_２４アルキル又はＣ_１２〜Ｃ_２４アルケニルから選択され；更に好ましくは分枝鎖状及び非分枝鎖状のＣ_１２〜Ｃ_２４アルキルから選択され；非常に好ましくは分枝鎖状及び非分枝鎖状のＣ_１４〜Ｃ_２０アルキルから選択される。非常に特に好ましくは、炭化水素基は分枝鎖状及び非分枝鎖状のＣ_１４アルキル、Ｃ_１５アルキル、Ｃ_１６アルキル及びＣ_１８アルキルから選択される。「アルケニル」とは、１つ、２つ又は３つの二重結合を有する分枝鎖状及び非分枝鎖状のエチレン性不飽和脂肪族炭化水素を意味する。

「石膏半水和物」又は「無水石膏」は、硫酸カルシウム二水和物を形成することが可能な硫酸カルシウム含有結合剤である。石膏半水和物又は無水石膏は、半水和物又は無水石膏を少なくとも６５質量％、好ましくは少なくとも８０質量％、特に少なくとも９０質量％及び特に少なくとも９５質量％含有し、残りは硫酸カルシウム二水和物及び半水和物又は無水石膏の由来による不純物である。半水和物又は無水石膏は、より具体的にはα型半水和物、α／β型半水和物、β型半水和物（合成であるか又は天然源から得られるβ型半水和物）、天然無水石膏、合成無水石膏、煙道ガス脱硫から得られる無水石膏、及び／又はそれらの２つ以上の混合物から選択され；好ましくはβ型半水和物（より具体的には天然源から得られるβ型半水和物）、煙道ガス脱硫から得られる無水石膏、及び／又はそれらの混合物から選択される。しかしながら、「石膏」という用語は、本明細書では、既に硬化している石膏の表面に撥水性を付与するために、アルキルケテンダイマーも適用され得るので、二水和物も意味する。また、「石膏」という用語は、本明細書では、硫酸カルシウム含有結合剤と他の構成要素との混合物、より具体的には石膏含有既製構造構成要素の製造のための構成要素も指す。

本明細書で使用される「疎水化」とは、石膏系材料の吸水率がＤＩＮ ＥＮ ５２０に従って、２５％以下、好ましくは１０％以下、更に好ましくは５％以下であることを意味する。

石膏半水和物又は無水石膏は、固体の形で又は水性懸濁液の形でＡＫＤ分散液に接触され得る。石膏半水和物又は無水石膏は、通常、ケテンダイマー懸濁液と固体の形で混合され、例えば水性ケテンダイマー分散液に導入される。石膏半水和物又は無水石膏が水性懸濁液の形で使用される場合、ＡＫＤ分散液は通常、石膏懸濁液に導入される。このＡＫＤ分散液の導入は、石膏半水和物又は無水石膏懸濁液を調製してから１分以内に行われる。水の量は、ケテンダイマーと石膏の接触により、この段階で少なくとも部分的に石膏二水和物を含有するすぐに使用できる石膏スラリーが生成されるように選択される。石膏中のケテンダイマーの均一な分布を確実にするために、慣用の装置、例えばホバートミキサーなどの撹拌装置を用いて均質化を行う。

ケテンダイマーはケテンの二量化により得られる。ケテン類は、例えば塩化カルボニルと第三級アミンとの反応により製造される。特に技術的に重要なものは、天然の脂肪酸又はその混合物の塩素化により得られる塩化カルボニルであり、例は、ココナッツ油、トール油、ヒマシ油、オリーブ油、牛脂タロー、又はパーム核油から得られる脂肪酸に基づく酸塩化物である。塩化カルボニルの代表例は、塩化ミリストイル、塩化パルミトイル、塩化ステアロイル、塩化オレオイル、塩化ベヘノイル、及び塩化イソステアロイルである。塩化カルボニルと第三級アミンとの反応は、欧州特許第１４５３８２１号明細書（EP-A 1 453 821）から知られる方法に従って６５℃〜１５０℃の温度で、完全に混合しながら、溶媒の非存在下で特に有利に行われる。

本発明によれば、驚くべきことに、上記で規定されたＡＫＤ分散液の使用は、石膏含有発泡プレハブ建築材料に改善された疎水性を付与することが分かった。元素分析によって決定された０．０５〜１質量％の範囲の窒素含有率を有する乳化剤は、低〜高カチオン変性の乳化剤である。好適な乳化剤は、低〜高カチオン変性デンプン及びセルロース並びにそれらの誘導体であり、デンプン及びその誘導体が好ましい。低カチオン変性乳化剤は０．０５質量％〜０．１８質量％の窒素含率を有し、高カチオン変性乳化剤は０．２質量％〜１質量％の窒素含率を有する。好ましいデンプン及びセルロースは、アンモニウム構造単位で修飾されたものである。意図されたカチオン性デンプン及びカチオン性セルロースは、カチオン性基としてアミノ基及び／又はアンモニウム基を有する水溶性デンプン及び水溶性セルロースを全て含む。このようなデンプンは市販されている。それらは、例えば天然デンプンと、第三級又は第四級窒素原子を有する化合物、例えばアルキルアミノアルキルエポキシド又はアルキルアミノアルキルクロリドとの反応により得られる。このような化合物の例は、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド及びグリシジルトリメチルアンモニウムクロリドである。

好ましい低カチオン性デンプンは、同一又は異なり且つ式（ＩＩＩａ）及び／又は式（ＩＩＩｂ）

に一致するアンモニウム構造単位を有し、
ここで、
Ａは、任意に１つ以上のヒドロキシル基又はフェニル基で置換される分枝鎖状又は非分枝鎖状のＣ_１〜Ｃ_４アルキレンであるか；又は
Ａは、Ｃ_１〜Ｃ_３アルキレン−フェニレン、フェニレン−Ｃ_１〜Ｃ_３アルキレン、又は任意に１つ以上のヒドロキシル基で置換されるＣ_１〜Ｃ_３アルキレン−フェニレン−Ｃ_１〜Ｃ_３アルキレンであり；且つ
Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、互いに独立して、分枝鎖状又は非分枝鎖状のＣ_１〜Ｃ_４アルキル又はＣ_２〜Ｃ_４ヒドロキシアルキルであり、Ｒ^５がＨであることも可能である。

同一又は異なり且つ式（ＩＩＩｂ）に一致するアンモニウム構造単位が好ましく、ここで、
Ａは−ＣＨ_２−ＣＨＯＨ−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ（ＣＨ_２ＯＨ）−、又は−ＣＨ_２−ＣＨ_２−であり；且つ
Ｒ^３、Ｒ^４、及びＲ^５は互いに独立してメチル又はエチルである。

好ましい一実施形態では、アンモニウム構造単位は式（ＩＶ）に一致する。

低カチオン性デンプン又は低カチオン性セルロースは、低カチオン性分解デンプン又はセルロースであってもよい。分解デンプン及びセルロースは、デンプン又はセルロースの分子量を低下させるために、まず天然デンプン又はセルロースを分解手順に付し、１０％ｗ／ｗ水溶液中で約１０ｍＰａｓ〜約５００ｍＰａｓの範囲のブルックフィールド粘度（２０℃；スピンドル６１又は６２；１２ｒｐｍ）を得て、次にこの分解されたデンプン又はセルロースをカチオン化することによって得られる。分解は、酸化的に、熱的に、加水分解的に及び／又は酵素的に起こり得る。本発明の低カチオン性デンプンの例は、ズュートシュテェルケ（Suedstaerke）社から市販されているＡｍｙｌｅｘ ＫＬＰである。

本発明による乳化剤は、非イオン性分解デンプン及びセルロース、変性分解デンプン及びセルロース、例えば分解アルキル化及びヒドロキシアルキル化デンプン及びセルロースであってもよい。適切な非イオン性乳化剤の例は、ズュートシュテェルケ社から入手可能なＡｍｙｌｅｘ １５又はＡｍｙｌｅｘ ２０／２０である。

高カチオン性デンプン又は高カチオン性セルロースは、高度にカチオン化された分解デンプン又はセルロースであってもよい。後者は、デンプン又はセルロースの分子量を低下させるために、まず天然デンプン又はセルロースを分解手順に付し、次にこの分解されたデンプン又はセルロースをカチオン化することによって得られる。分解は、酸化的に、熱的に、加水分解的に及び／又は酵素的に起こり得る。

高カチオン性カチオンデンプンの置換度は、好ましくは０．１〜０．５、より好ましくは０．２〜０．４の範囲である。

カチオン性デンプンの適した主成分は、例えばジャガイモ、タピオカ、米、小麦、トウモロコシ、ソルガム、及びエンドウ豆由来のデンプンを含む。デンプンのアミロペクチン含有率は、例えば０．１％〜１００％の量であっていてよい。高カチオン性カチオンデンプンの一例は、０．１７の置換度を有するＰｅｒｃｏｌｅ（登録商標）１３４ＥＰである。第三級アミン又は第四級アミンで変性され且つ５０〜２００ｍＰａｓの粘度（温度２０℃でブルックフィールド粘度計で、スピンドル２で測定、固形分は３．０％）を有するカチオン性ジャガイモデンプンが特に好ましい。本発明の高カチオン性デンプンの例は、ロケット（Roquette）社製のＨｉ−Ｃａｔ（約０．３質量％の窒素含有率）である。

本発明によれば、驚くべきことに、フェノールスルホン酸又はナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドの縮合生成物又はフェノールスルホン酸、フェノール、ホルムアルデヒド及び尿素の縮合生成物を含有するＡＫＤ分散液の使用により、石膏含有発泡プレハブ建築材料の疎水性が改善されることが判明した。このような縮合生成物はＢＡＳＦ ＳＥ社から市販されている。例はタモール（登録商標）ＤＮ又はタモール（登録商標）ＮＮ７７１８である。

また、驚くべきことに、脂肪アルコールアルコキシレート、脂肪アミンアルコキシレート又は脂肪酸アルコキシレートから選択される溶剤を含有するＡＫＤ分散液の使用が、石膏含有発泡プレハブ建築材料の疎水性を更に一層改善することが分かった。脂肪アルコールアルコキシラート、特に脂肪アルコールエトキシラートが好ましい。適切な溶剤はＢＡＳＦ ＳＥ社から入手可能な、例えばＤｅｇｒｅｓｓａｌ ＳＤ ２１である。

更に、驚くべきことに、石膏組成物の疎水性及び硬化特性を損なうことなく、ケテンダイマーをワックス、特にパラフィンワックスで置き換えることができることが判明した。

本発明のＡＫＤ分散液は、更に分散剤、好ましくは保護コロイドにより安定化され得る。保護コロイドは、非イオン性又は両性であっていてよく、より具体的には、合成、天然及び変性天然ポリマーから選択される。

適切な非イオン性保護コロイドの例は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、及びビニルピロリドン、ヒドロキシプロピルセルロース、又はヒドロキシプロピルメチルセルロース等を含むコポリマーである。適切な保護コロイドのリストは、Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV/1, Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, S. 411 bis 420に記載されている。

適切な両性保護コロイドの例は、ゼラチンなどのタンパク質である。

上記の非イオン性コロイドが特に好ましく使用されている。

水性ＡＫＤ分散液は、好ましくは１〜６０質量％、更に具体的には５〜５０質量％、より好ましくは１０〜４５質量％のケテンダイマーを含む。水性ＡＫＤ分散液は、好ましくは、ケテンダイマーを基準として、０．１〜１０質量％、更に好ましくは０．１〜７．５質量％、特に０．２〜５質量％の硫酸アルミニウムを更に含む。

ＡＫＤ分散液では、分散液が−５〜−１５０μｅｑ／ｇの範囲、好ましくは−１０〜−１２０μｅｑ／ｇの範囲、特に−２０〜−１００μｅｑ／ｇの電荷密度を有するような量で成分（ｃ）が使用される。従って、縮合生成物（ｃ）は、一般に、ＡＫＤ分散液の総質量を基準として０．１〜５質量％、好ましくは０．５〜４質量％、特に１〜３質量％の量で存在する。

分散液の電荷密度は、アニオン性表面の場合、０．００１モル／ＬのＰｏｌｙ−ＤＡＤＭＡＣ溶液（ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、例えばシグマアルドリッチ（Sigma-Aldrich）社から市販されている）を用いて、カチオン性荷電粒子表面の場合、０．００１モル／Ｌのポリエチレンスルホン酸ナトリウムを用いて、ｐＨ３．５で電量計（Ｍｕｅｔｅｋ ＰＣＤ ０４）により決定される。各試料から１〜２グラムの量を採取し、Soerensen緩衝液（クエン酸緩衝液と０．１モル／ＬのＨＣｌとの混合液、“Chemische Tabellen und Rechentafeln fuer die analytische Praxis”, Rauscher/Voigt/ Wilke/ Wilke、第１４１頁を参照）で希釈して１００ｍｌの容量にする。測定には１０ｍｌの試料溶液を使用する。結果として、電荷密度はμｅｑ／ｇ分液散として得られる。

水性ＡＫＤ分散液は、好ましくは３〜９、好ましくは５〜９のｐＨを有する。

硫酸アルミニウムを含む水性ＡＫＤ分散液は、好ましくは、飽和Ｃ_１〜Ｃ_１０カルボン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、及び鉱酸（Ｈ_２ＳＯ_４、Ｈ_３ＰＯ_４）から選択される少なくとも１種の酸も含む。酸は好ましくはケテンダイマーを基準として０．５〜５質量％の量で存在する。

ケテンダイマー分散液は、任意に、それぞれの場合にケテンダイマーを基準として、
（ａ）０．１〜１０質量％の硫酸アルミニウム、及び／又は
（ｂ）１〜１５質量％の成分（ｂ）、及び／又は
（ｃ）０．１〜５質量％の成分（ｃ）、及び／又は
（ｄ）０．５〜５質量％の１〜１０個の炭素原子を有する少なくとも１種の飽和カルボン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸及び／又は鉱酸（Ｈ_２ＳＯ_４、Ｈ_３ＰＯ_４）
を含む。

ＡＫＤ分散液の分散相は、一般に１０μｍ未満、より好ましくは５μｍ未満、好ましくは２μｍ未満、より好ましくは１μｍ未満、非常に好ましくは０．５μｍ未満の平均直径を有する。以下の実施形態の１つによれば、ケテン分散液の分散相は、０．５〜１０μｍ、０．５〜５μｍ、１〜１０μｍ、又は１〜５μｍの範囲の平均直径を有する。本明細書に報告されているケテンダイマーの分散サイズは、動的光散乱で確認できる種類の質量平均サイズである。これを行うための方法は、例えば、H. Wiese in D. Distler, Waessrige Polymerdispersionen, Wiley-VCH 1999, セクション4.2.1, p. 40ff及びそこに引用された文献、さらにはH. Auweter, D. Horn, J. Colloid Interf. Sci. 105 (1985) 399, D. Lilge, D. Horn, Colloid Polym. Sci. 269 (1991) 704、又はH. Wiese, D. Horn, J. Chem. Phys. 94 (1991) 6429から当業者によく知られている。

使用したケテンダイマーは約４５℃〜７０℃の融点を有する。従って、温度によっては、分散相は少なくとも部分的に液体の形で存在していてもよい。このことは、ケテンダイマーを、石膏半水和物又は無水石膏中に導入し、続いて、例えばそれらの乾燥中に、ケテンダイマーの融点よりも高い温度に短時間（１〜６０分間）曝し、再び冷却する場合に有利である。一般に、熱処理は４０℃〜１１０℃、特に５０℃〜１００℃、好ましくは６０℃〜９０℃の範囲の温度で行われる。

乾燥石膏半水和物又は無水石膏の質量を基準として、０．０２〜８質量％、好ましくは０．１〜５質量％、より好ましくは０．２〜３質量％、非常に好ましくは０．５〜２．５質量％のケテンダイマーを使用することが好ましい。

本発明によれば、石膏又は石膏半水和物又は無水石膏は、セルロースエーテル、例えばメチルヒドロキシプロピルセルロース；消石灰；鉱物添加剤、例えば石灰砂、石灰石砂岩、石灰石小石、微粉砕石灰石、及び粘土鉱物、例えば雲母、カオリナイト、クリソイル、イライト、スメクタイト、バーミキュライト、タルク、モンモリロナイト、ヘクトライト、又はサポナイト；低密度の凝集体、例えばパーライト；繊維、例えばセルロース繊維；繊維含有構成要素；促進剤、例えば微細粉砕された硫酸カルシウム二水和物；増粘剤、例えばデンプン及びデンプン誘導体、グアー誘導体、合成増粘剤、ポリアクリルアミド、及びポリビニルアルコール；遅延剤、例えばＮ−ポリオキシメチレンアミノ酸（Ｓｉｋａ ＡＧ社製のＲｅｔａｒｄａｎ Ｐ）のカルシウム塩；空気連行剤、例えば脂肪酸、硫酸アルキル、及びフェニルエトキシレート；発泡剤、例えば脂肪アルキルスルフェート及び脂肪アルキルエーテルスルフェート；消泡添加剤、例えばシリコーン類；膨潤剤、例えばフィロシリケート；ポリアクリレート；可塑剤、例えばリグノスルホネート、βナフタレンスルホネート、メラミン樹脂、ホスフェート又はホスホネート含有構造、及びポリカルボキシレートエーテル；及び安定剤、例えばデンプン及びセルロースエーテルから選択される１つ以上の成分（添加剤）を含み得る。前記添加剤は、工程（ａ）の間又はその後のいつでも添加されてよい。

石膏含有発泡プレハブ建築材料の製造では、好ましくは繊維又は繊維含有構成要素が処理手順に含まれていてよい。問題となる繊維は、植物繊維、例えばセルロース繊維、ガラス繊維、プラスチック繊維、鉱物繊維、又は金属繊維であってよい。繊維含有構成要素は、カード又は紙などのシート状構成要素を含んでもよい。石膏含有既製構造構成要素の製造中、繊維含有構成要素は一般に表面の少なくとも１つに適用されるか又は表面の少なくとも１つに平行に組み込まれる。この目的のために、本発明の石膏含有組成物は、繊維含有構成要素に適用されていてよい。この場合、シート状分布の微細繊維を含む繊維含有構成要素が好ましくは使用される。この種の繊維含有構成要素は、例えば紙又はカードから主に構成されていてよい。石膏が適用される前に、繊維含有構成要素の表面が前処理されていてよい。繊維含有構成要素に適用される石膏含有組成物に第２の繊維含有構成要素が適用されることが好ましい。このように、例えば石膏ボードパネルのように三層が得られる。

あるいは、繊維含有構成要素は、本発明の石膏含有組成物にシート状に組み込むことができる。この場合、使用される繊維含有構成要素は、好ましくは、網様の配置で巨視的な繊維を含む。この種の繊維含有構成要素は、主に例えばセルロース繊維又はガラス繊維から構成されていてよい。このようにして、例えば石膏ファイバーボードパネルなどの補強された石膏層を得ることができる。

更に、疎水化繊維又は繊維含有構成要素が使用されてもよい。

工程（ｉｉ）では、フォームが添加される。好ましくは、このフォームは界面活性剤ベースのフォームであり、特にアニオン性界面活性剤ベースのフォームである。適切な界面活性剤は、Ｃ_１２〜Ｃ_２０アルキルサルフェート、Ｃ_１２〜Ｃ_２０アルキルエーテルサルフェート、両性界面活性剤（ベタイン）、アルキルポリグリコシド等である。フォームは、従来の方法で、例えばロータ−ステータシステムなどのフォーム発生器によって調製される。

好ましくは、５０〜３００ｇ／ｌ、好ましくは６０〜２５０ｇ／ｌの密度を有するフォームが使用される。添加されるフォームの量は、プレハブ建築材料が１．１０ｋｇ／ｄｍ^３未満、好ましくは０．９０ｋｇ／ｄｍ^３未満、特に０．８０ｋｇ／ｄｍ^３未満のコア密度を有するような量である。一実施形態によれば、コア密度は０．４〜１．１ｋｇ／ｄｍ^３、好ましくは０．４〜０．９ｋｇ／ｄｍ^３、より好ましくは０．５〜０．８ｋｇ／ｄｍ^３である。上記のコア密度を有する発泡プレハブ建築材料の製造は、界面活性剤と石膏半水和物又は無水石膏との比が石膏半水和物又は無水石膏１ｋｇ当たり２．０ｇ未満、好ましくは０．０１〜２．０ｇの界面活性剤であるような量でフォームを加えることによって達成される。

ＡＫＤ分散液に含まれる成分は、任意の順序で、即ち、同時に又は順々に、それぞれ部分的に又は完全に混合されてよい。しかしながら、成分（ａ）に成分（ｃ）を添加し、その後アルキルケテンダイマーを添加することが好ましい。さらに、フォーム及び石膏半水和物又は無水石膏は、工程（ｉｉ）で、任意の順序で、即ち、同時に又は順々に、それぞれ部分的に又は完全にＡＫＤ分散液に添加されてよい。好ましくは、石膏半水和物又は無水石膏は、ＡＫＤ分散液又はその一部と混合され、次いで水性フォームが混合物に添加される。別の実施形態によれば、石膏半水和物又は無水石膏は水性フォーム又はその一部と混合され、ＡＫＤ分散液は混合物に添加される。

工程（ｉｉｉ）では、石膏組成物を従来の処理工程に付し、特に組成物（スラリー）を所望の形状に成形し、それを乾燥させる。硬化プロセスは既に工程（ｉｉ）の間に始まり、成形と乾燥の間継続する。望ましい場合、プレハブ建築材料を乾燥させる前に硬化プロセスを完了させることができる。発泡したプレハブ建築材料は、典型的には乾燥トンネル内で、４０℃〜１００℃の範囲、更に具体的には６０℃〜９０℃の範囲の石膏コア温度で乾燥される。

本発明はまた、本発明の方法により得られる石膏含有発泡プレハブ建築材料（既製構造構成要素）に関する。

以下の例は、本発明を制限することなく例示するものである。

下記の例では、以下のＡＫＤ分散液を使用した：
ＡＫＤ分散液Ｉ（比較分散液）：
Ｃ_１６／Ｃ_１８（５０：５０）アルキルケテンダイマー（式Ｉ及び式ＩＩにおいて、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ、Ｃ_１４及びＣ_１６アルキルである）を、３質量％の高度にカチオン変性された低粘度デンプン及び１質量％のナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物のナトリウム塩（Ｔａｍｏｌ ＮＮ ７７１８）と一緒に分散させて水性分散液とした。平均粒子径は約２０００ｎｍである。全固形分は約２４％である。

ＡＫＤ分散液ＩＩ（比較分散液）：
Ｃ_１６／Ｃ_１８（２０：８０）アルキルケテンダイマー（式Ｉ及び式ＩＩにおいて、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ、Ｃ_１４及びＣ_１６アルキルである）を、３質量％の高度にカチオン変性された低粘度デンプン及び１質量％のナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物のナトリウム塩（Ｔａｍｏｌ ＮＮ ７７１８）と一緒に分散させて水性分散液とした。平均粒子径は約２０００ｎｍである。全固形分は約１８％である。

ＡＫＤ分散液ＩＩＩ（本発明による分散液）：
Ｃ_１６／Ｃ_１８（５０：５０）アルキルケテンダイマー（式Ｉ及び式ＩＩにおいて、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ、Ｃ_１４及びＣ_１６アルキルである）を、３質量％の非イオン性の低粘度デンプン（ズュートシュテェルケ社のＡｍｙｌｅｘ １５；窒素含有率０．１０質量％未満、ブルックフィールド粘度１６．５ｍＰａｓ）及び１質量％のナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物のナトリウム塩（Ｔａｍｏｌ ＮＮ ７７１８；ＢＡＳＦ ＳＥから市販）と一緒に分散させて水性分散液とした。平均粒子径は約２０００ｎｍである。全固形分は約２４％である。

ＡＫＤ分散液ＩＶ（本発明による分散液）：
Ｃ_１６／Ｃ_１８（５０：５０）アルキルケテンダイマー（式Ｉ及び式ＩＩにおいて、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ、Ｃ_１４及びＣ_１６アルキルである）を、３質量％の非イオン性の低粘度デンプン（ズュートシュテェルケ社のＡｍｙｌｅｘ １５；窒素含有率０．１０質量％未満、ブルックフィールド粘度１６．５ｍＰａｓ）及び１質量％のフェノールスルホン酸及びホルムアルデヒド、フェノール及び尿素の縮合生成物のナトリウム塩（Ｔａｍｏｌ ＮＮ ７７１８；ＢＡＳＦ ＳＥから市販）と一緒に分散させて水性分散液とした。平均粒子径は約２０００ｎｍである。全固形分は約２４％である。

ＡＫＤ分散液Ｖ（本発明による分散液）：
Ｃ_１６／Ｃ_１８（５０：５０）アルキルケテンダイマー（式Ｉ及び式ＩＩにおいて、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ、Ｃ_１４及びＣ_１６アルキルである）を、３質量％の非イオン性の低粘度デンプン（ズュートシュテェルケ社のＡｍｙｌｅｘ １５；窒素含有率０．１０質量％未満、ブルックフィールド粘度１６．５ｍＰａｓ）及び１質量％のナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドの縮合生成物のナトリウム塩（Ｔａｍｏｌ ＮＮ ７７１８；ＢＡＳＦ ＳＥから市販）と一緒に分散させて水性分散液とした。更に０．４％の溶媒（脂肪アルコールエトキシレート；Degressal SD 21）を水性分散液に添加して均質化させた。平均粒子径は約２０００ｎｍである。全固形分は約２４．４％である。

ワックス分散液ＶＩ（比較分散液）：
パラフィンワックス（融点＝５０〜５２℃）を、３質量％の非イオン性の低粘度デンプン（ズュートシュテェルケ社のＡｍｙｌｅｘ １５；窒素含有率０．１０質量％未満、ブルックフィールド粘度１６．５ｍＰａｓ）及び１質量％のナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物のナトリウム塩（Ｔａｍｏｌ ＮＮ ７７１８；ＢＡＳＦ ＳＥから市販）と一緒に分散させて水性分散液とした。平均粒子径は約２０００ｎｍである。全固形分は約３５％である。

ＡＫＤ分散液ＶＩＩ（本発明による分散液）：
Ｃ_１６／Ｃ_１８（５０：５０）アルキルケテンダイマー（１５．５％）（式Ｉ及び式ＩＩにおいて、Ｒ^１及びＲ^２は、Ｃ_１４及びＣ_１６アルキルである）並びに５０〜５２℃の融点を有するパラフィンワックス（１５．５％）を、それぞれ、３質量％の非イオン性の低粘度デンプン（ズュートシュテェルケ社のＡｍｙｌｅｘ １５；窒素含有率０．１０質量％未満、ブルックフィールド粘度１６．５ｍＰａｓ）及び１質量％のナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物のナトリウム塩（Ｔａｍｏｌ ＮＮ ７７１８；ＢＡＳＦ ＳＥから市販）と一緒に分散させて水性分散液とした。平均粒子径は約２０００ｎｍである。全固形分は約３５％である。

実施例１（比較）：
脂肪族アルキルサルフェート系フォームを以下のように製造した：
０．３％濃度の界面活性剤溶液（ラウリルサルフェートベース）を、ステータ−ロータシステム（ホバートミキサー）の回転及び圧縮空気の添加によりフォーム発生器内でフォームに変換した。得られたフォーム密度は７５ｇ／Ｌであった。

石膏（煙道ガス脱硫で得られたβ型半水和物）６００ｇと促進剤（固化時間設定用の微粉砕硫酸カルシウム二水和物）０．１６ｇを水４４３．８ｇ中に導入することによって石膏スラリーを調製し、この混合物を１５秒間静置した。次にホバートミキサーを設定ＩＩ（２８５回転／分）で３０秒間使用し、この撹拌時間中に、得られる石膏スラリーのフレッシュ密度が１０５０＋／２０ｋｇ／ｍ^３になるまで、脂肪アルキルエーテルサルフェート系フォーム（密度７５ｇ／Ｌで２７．２ｇ）を混合した。

実施例２（比較例）：
２４％のＡＫＤ分散液Ｉ３０．０ｇを、水４２０．９ｇ中に秤量することによって希釈ＡＫＤ分散液を調製した。次に、石膏（煙道ガス脱硫で得られたβ型半水和物）６００ｇと促進剤（固化時間設定用の微粉砕硫酸カルシウム二水和物）０．１６ｇを希釈したＡＫＤ分散液Ｉ中に導入し、この混合物を１５秒間静置した。次にホバートミキサーを設定ＩＩ（２８５回転／分）で３０秒間使用し、この撹拌時間中に、得られる石膏スラリーのフレッシュ密度が１０５０＋／２０ｋｇ／ｍ^３になるまで、脂肪アルキルエーテルサルフェート系フォーム（密度７５ｇ／Ｌで２７．２ｇ）を混合した。

実施例３（本発明）：
３０ｇのＡＫＤ分散液Ｉの代わりに３０ｇのＡＫＤ分散液ＩＩＩを使用することにより、実施例２と同じ方法で石膏スラリーを調製した。

以下の実験を、実施例１〜３の石膏スラリーを用いて行った。

初期硬化の測定：
初期硬化を、いわゆるナイフカット法（ＤＩＮ ＥＮ １３２７９−２に類似）により測定した。

流量の測定：
流量を６０秒後に測定した。合計４５秒で混合した後、シリンダー（ｄ＝５ｃｍ、ｈ＝１０ｃｍ）にスラリーを上端まで満たし、６０秒後に持ち上げた。最後に、２本の垂直軸におけるキャリパールールでパティ直径を測定した。

結果を以下の第１表に示す：

第１表は、低カチオン性荷電デンプン（実施例３）の使用が改善された流動をもたらすことを示す。これは硬化に影響を与えずに達成される。

実施例４（本発明）：
３０ｇのＡＫＤ分散液Ｉの代わりに３０ｇのＡＫＤ分散液ＩＶを使用することによって、実施例２と同じ方法で石膏スラリーを調製した。

実施例１、３及び４の石膏スラリーのスランプフロー及び初期硬化時間を上記のように測定した。結果を以下の第２表に示す：

第２表は、ＡＫＤエマルション中の分散剤として、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物のナトリウム塩（実施例３）の代わりに、フェノールスルホン酸とホルムアルデヒド、フェノール及び尿素との縮合生成物のナトリウム塩（実施例４）を使用する際に硬化に悪影響を及ぼすことなく流動挙動を更に改善できたことを示す。

さらに、実施例３及び実施例４のスラリーから調製した試験試料の吸水率を以下のように求めた：

疎水化剤の分散液を容器中で水を用いて希釈し、均質化して液体成分を生成し、水４４３．８ｇ中で下記の第３表に示す量の疎水化剤を得た−換言すれば、疎水化剤分散液中に存在する水は計算に含まれた。煙道ガス脱硫で得られたβ型半水和物（６００ｇ）を、ミキサー内で微粉砕した硫酸カルシウム二水和物（凝固時間を約２．５分に設定するための促進剤）０．１６ｇと一緒に予備均質化して乾燥成分を得た。この乾燥成分を液体成分に振りかけた。１５秒間放置した後、得られた石膏スラリーを、ホバートミキサーを用いて設定ＩＩ（１分当たり２８５回転）で３０秒間撹拌し、この撹拌時間中に、脂肪アルキルサルフェート系フォーム（密度７５ｇ／Ｌで２７．２ｇ）を混合した。得られた石膏スラリーの密度は１０５０＋／−２０ｋｇ／ｍ^３であった。高さ１０ｃｍ、直径８ｃｍの円筒状プラスチックビーカーに石膏スラリーの一部を充填し、続いて硬化及び乾燥させて高さ約２ｃｍの試料を形成した。試料が硬化した後（２０℃で１５分間保存）、これをプラスチックモールドから取り出し、１００℃で１５分間乾燥させ、次に約４０℃で一定質量まで乾燥させた。試料の質量（Ｍ_Ｄ）を秤量して確認した。水の吸収量を測定するため、試料を設定温度２０℃でウォーターバス中に保存した。水槽の充填水準を、試料の最高点が３ｃｍの水で覆われるように設定した。水槽を２時間保管した後、試料を水槽から取り出し、余分な水を布で取り除いた。試料の質量（Ｍ_Ｗ）を再び秤量して確認し、次の式に従って吸水率Ｗ（％）を求めた：
Ｗ＝１００％×（（Ｍ_Ｗ−Ｍ_Ｄ）／Ｍ_Ｄ）

結果を第３表に示す：

第３表から、５質量％未満の吸水率では、０．８５質量％を上回るＡＫＤ分散液ＩＩＩを添加する必要があるが、ＡＫＤ分散液ＩＶ（Ｔａｍｏｌ ＤＮ含有）では、この数値は０．７質量％未満の添加で既に達成されることが分かった。

実施例５（本発明）
３０ｇのＡＫＤ分散液Ｉの代わりに２１．６０ｇのＡＫＤ分散液ＩＩＩを使用することにより、実施例２と同じ方法で石膏スラリーを調製した。

実施例６（本発明）
３０ｇのＡＫＤ分散液Ｉの代わりに２１．９６ｇのＡＫＤ分散液Ｖを使用することにより、実施例２と同じ方法で石膏スラリーを調製した。

スランプフローと初期硬化時間を上記のように決定した。結果を以下の第４表に示す：

第４表は、溶媒（脂肪アルコールエトキシレート）を使用することにより、硬化時間に影響を与えずにスランプフローをさらに改善できることを示す。

さらに、試験片を調製し、その吸水率を実施例３及び６のスラリーを用いて上記のように求めた。結果を以下の第５表に示す：

第５表は、溶媒（脂肪アルコールエトキシレート）の添加により吸水率が減少することを示す。実施例６のスラリーを用いて測定された全ての吸水率は、実施例３のスラリーの場合よりも低かった。

実施例７（比較例）
試験片を、ワックス分散液ＶＩを用いて上記のように調製した。

実施例８（本発明）
試験片を調製し、ＡＫＤ分散液ＶＩＩを用いて上記のように吸水率を求めた。結果を以下の第６表に示す：

第６表は、純粋なパラフィンワックス分散液が、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物の存在下にもかかわらず、５％を下回る水の吸収を達成することができないことを示す。１．６質量％のスタッコの分散液でも、水の吸収は４０％よりも高かった。ＡＫＤとパラフィンワックスの混合物を使用することで、５％を下回る水の吸収値を達成することが可能である。実施例８の場合、約０．６％のＡＫＤ／パラフィンワックスエマルションが４０％を下回る水の吸収値を達成するのに十分であった。

比較ＡＫＤ分散液ＶＩＩＩ（比較分散液）：
Ｃ_１６／Ｃ_１８（５０：５０）アルキルケテンダイマー（式Ｉ及びＩＩにおいて、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ、Ｃ_１４及びＣ_１６アルキルである）を、３質量％の高度にカチオン変性した低粘度のデンプン及び１質量％のナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物のナトリウム塩（Ｔａｍｏｌ ＮＮ ７７１８）と一緒に分散させて水性分散液とした。平均粒子径は約１０００ｎｍである。分散液の電荷密度は約＋７７μｅｑ／ｇである。全固形分は約２４％である。

ＡＫＤ分散液ＩＸ（本発明）
Ｃ_１６／Ｃ_１８（５０：５０）アルキルケテンダイマー（式Ｉ及びＩＩにおいて、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ、Ｃ_１４及びＣ_１６アルキルである）を、２質量％の高度にカチオン変性した低粘度のデンプン及び２質量％のナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物のナトリウム塩（Ｔａｍｏｌ ＮＮ ７７１８）と一緒に分散させて水性分散液とした。平均粒子径は約１０００ｎｍである。粘度は約１０ｍＰａｓである（方法：ブルックフィールド、ＲＶＤＶ−ＩＩ＋ＰＸ、スピンドル０１、６ｒｐｍ、２０℃）。分散液の電荷密度は約−８０μｅｑ／ｇである。全固形分は約２０％である。

実施例９（比較例）：
２４％のＡＫＤ分散液ＶＩＩＩ３０．０ｇを、水４２０．９ｇ中に秤量することによって希釈したＡＫＤ分散液を調製した。次に石膏（煙道ガス脱硫で得られたβ型半水和物）６００ｇと促進剤（固化時間設定用の微粉砕硫酸カルシウム二水和物）０．１６ｇを希釈したＡＫＤ分散液Ｉ中に導入し、この混合物を１５秒間静置した。次にホバートミキサーを設定ＩＩ（２８５回転／分）で３０秒間使用し、この撹拌時間中に、得られる石膏スラリーのフレッシュ密度が１０５０＋／２０ｋｇ／ｍ^３になるまで、脂肪アルキルエーテルサルフェート系フォーム（密度７５ｇ／Ｌで２７．２ｇ）を混合した。

実施例１０（本発明）
４１３．７ｇの水中で３７．５ｇのＡＫＤ分散液ＩＸを使用することにより、実施例１と同じ方法で石膏スラリーを調製した。

試験試料を、実施例１及び２の石膏スラリーから調製し、試料の吸水率［質量％］をＤＩＮ ＥＮ ５２０に従って求めた。結果を以下の表に示す：

理解されるように、吸水率は、アニオン性荷電ＡＫＤエマルション（−５〜−１５０μｅｑ／ｇの範囲の電荷密度）の使用によって低下する。全ての測定値は、実施例９の場合と比較して本発明の実施例では低かった。

Claims (20)

1. 水性アルキルケテンダイマー分散液であって、
   （ａ）式（Ｉ）
   

   

   及び／又は式（ＩＩ）
   

   

   （式中、
   Ｒ^１及びＲ^２は１０〜２４個の炭素原子を含む同一又は異なる炭化水素基である）
   のアルキルケテンダイマー；
   （ｂ）０．０５〜１質量％の範囲の窒素含有率並びに１０％ｗ／ｗ水溶液中で約１０ｍＰａｓ〜約５００ｍＰａｓの範囲のブルックフィールド粘度（２０℃；スピンドル６１又は６２；１２ｒｐｍ）を有する少なくとも１種の乳化剤、前記乳化剤はデンプン、セルロース、デンプン誘導体又はセルロース誘導体からなる群から選択される；
   （ｃ）フェノールスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合生成物又はナフタレンスルホン酸、フェノール、ホルムアルデヒド及び尿素の縮合生成物、ここで、前記スルホン酸基は任意にプロトン化若しくは脱プロトン化された形で又は部分的プロトン化若しくは部分的脱プロトン化された形で存在していてよい；
   を含み、
   −５〜−１５０μｅｑ／ｇの範囲の電荷密度を有する、前記分散液。
2. −１０〜−１２０μｅｑ／ｇ、特に−２０〜−１００μｅｑ／ｇの範囲の電荷密度を有する請求項１に記載の分散液。
3. 前記少なくとも１種の乳化剤が０．２〜０．８質量％の範囲の窒素含有率を有する、請求項１又は２に記載の分散液。
4. 少なくとも１種の脂肪アルコールアルコキシレート、脂肪アミンアルコキシレート又は脂肪酸アルコキシレートを更に含む請求項１から３までのいずれか１項に記載の分散液。
5. 前記脂肪アルコールアルコキシレートが１０〜３０個のエチレンオキシド基を有するＣ_８〜Ｃ_１８アルカノールエトキシレートである、請求項４に記載の分散液。
6. ワックスを更に含む、請求項１から５までのいずれか１項に記載の分散液。
7. 石膏半水和物又は無水石膏又はそれらの混合物を更に含む石膏組成物の形の請求項１から６までのいずれか１項に記載の分散液。
8. 前記石膏半水和物又は無水石膏がα型半水和物、α／β型半水和物、β型半水和物、天然無水石膏、合成無水石膏、煙道ガス脱硫から得られる無水石膏、及び／又はそれらの２種以上の混合物から選択される、請求項７に記載の分散液。
9. 水性フォームを更に含む請求項１から８までのいずれか１項に記載の分散液。
10. 約５０〜３００ｇ／ｌ、特に６０〜２５０ｇ／ｌの密度を有するフォームが使用される、請求項９に記載の分散液。
11. 前記フォームが、石膏半水和物又は無水石膏１ｋｇ当たり０．０１ｇ〜２ｇの界面活性剤から得られる、請求項１０に記載の分散液。
12. 石膏含有発泡プレハブ建築材料の製造方法であって、
    （ａ）請求項９から１１までのいずれか１項に規定される石膏組成物を用意する工程；及び
    （ｂ）前記石膏組成物を形成し、任意に硬化及び乾燥させて前記発泡プレハブ建築材料を得る工程
    を含む、前記製造方法。
13. 前記石膏組成物を、前記式（Ｉ）又は（ＩＩ）のアルキルケテンダイマーを前記分散液の成分（ｂ）及び（ｃ）に添加し、次に前記フォームを添加することによって得ることができる、請求項１２に記載の方法。
14. 前記アルキルケテンダイマーを水性分散液の形で使用する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記水性アルキルケテン分散液が、分散液の総質量を基準として１〜６０質量％のケテンダイマーを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記石膏半水和物又は無水石膏の質量を基準として、０．０２〜８．０質量％、特に０．１〜５質量％の前記アルキルケテンダイマーを使用する、請求項１２から１５までのいずれか１項に記載の方法。
17. 請求項７から１１までのいずれか１項に記載の水性分散液で疎水化された石膏体を含むプレハブ構造化学建築材料、特に石膏含有発泡プレハブ建築材料。
18. 請求項７から１１までのいずれか１項に従って得られる石膏含有プレハブ建築材料。
19. 前記石膏体が０．４〜１．１ｋｇ／ｄｍ^３、好ましくは０．４〜０．９ｋｇ／ｄｍ^３、更に好ましくは０．５〜０．８ｋｇ／ｄｍ^３のコア密度を有する、請求項１７又は１８に記載の建築材料。
20. 石膏プラスターボードパネル、石膏ファイバーボードパネル、石膏含有ウォールボードパネル、及び石膏含有成形品から選択される請求項１７から１９までのいずれか１項に記載の建築材料。