JP2021521087A - デンプンを含む促進剤、ならびに関連するボード、スラリー、および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
促進剤を調製するために使用される乾燥石膏(例えば、天然源からのものまたは合成的に調製されたもの)は、共粉砕の前に任意の好適な中央粒径を有してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、硫酸カルシウム二水和物は、約100ミクロン〜約250ミクロン、例えば、約100ミクロン〜約200ミクロン、約100ミクロン〜約150ミクロン、約100ミクロン〜約130ミクロン、約120ミクロン〜約150ミクロン、約120ミクロン〜約140ミクロン、約130ミクロン〜約150ミクロンなどの共粉砕前の中央粒径を有し得る。例えば、中央粒径は、レーザー散乱分析および/または他の好適な技術により決定することができる。好適なレーザー散乱機器は、例えば、Horiba、Microtrack、およびMalvern Instrumentsから入手可能である。
本開示に従って石膏とデンプンとをまとめて乾式粉砕する際の使用に好適な粉砕機器は、当業者に周知であり、任意の好適な乾式粉砕アセンブリ、例えば、アーシャムミル(Ersham mill)などのボールミルを含んでもよい。一般に、ミルアセンブリは、粉砕すべき材料と粉砕媒体とが部分的に充填された、水平軸の周りを回転する円筒形チャンバを含む。例えば、円筒形チャンバ内のボール粉砕媒体の体積は、約40%〜約60%である。円筒形チャンバの直径は、一般に、約2フィート〜約4フィートである。いくつかの実施形態では、粉砕アセンブリは、水冷されてミル全体にわたり一定の粉砕温度を維持することができるようにジャケットで覆われている。いくつかの実施形態では、ミルアセンブリ内の温度は、約74℃(約165°F)を上回らない。ミルアセンブリは、多くの場合、ミルから自由水分を除去するために通気口が空けられる。
スタッコスラリーは、通常、製造プロセス中にピンまたはピンレスのメインミキサの内部で形成される。スラリーは、本開示による可溶性デンプンと、水と、スタッコと、起泡剤(単に「泡」と称されることもある)と、遅延剤と、所望の他の添加剤とを含むように配合される。同時係属中の米国特許出願第15/186,176号、同第15/186,212号、同第15/186,232号、および同第15/186,257号に記載されているような濃縮層を含む実施形態におけるように、別個の石膏スラリーから形成された多数の石膏層が使用され得、これらの濃縮層配置は、参照により本明細書に組み込まれる。スタッコは、硫酸カルシウムアルファ半水和物、硫酸カルシウムベータ半水和物、および/または無水石膏の形態にあり得る。スタッコは、繊維質または非繊維質であり得る。起泡剤は、硬化石膏の連続結晶マトリックス内に空気間隙分布を形成するために含まれ得る。促進剤は、任意の好適な量でスタッコスラリー中に含まれてもよく、例えば、促進剤は、焼石膏の約0.5重量%〜約5重量%、例えば、焼石膏の約1重量%〜約3重量%の量で存在する。
カバーシートは、任意の好適な材料および坪量で形成されてもよい。有利には、移動性デンプンおよび強度添加剤(例えば、未調理のデンプン、アルファ化デンプン、エチル化デンプンなど)を含むスラリーから形成されたボード芯は、例えば、いくつかの実施形態では、(例えば、約35pcf以下の密度を有する)より軽量のボードであっても、45lbs/MSF(例えば、約33lbs/MSF〜45lbs/MSF)などの低坪量カバーシートを有するボードに十分な強度を提供する。しかしながら、必要に応じて、いくつかの実施形態では、例えば、釘抜き抵抗をさらに高めるために、または取り扱いを強化して、例えば、エンドユーザにとって望ましい「感触」特性を促進するために、より重い坪量が使用され得る。
ボード重量は、厚さの関数である。ボードは一般に異なる厚さで作製されるため、ボード密度は、ボード重量の尺度として本明細書で使用される。本開示の実施形態による移動性デンプンの利点は、様々なボード密度、例えば、42pcf以下、例えば、約10pcf〜約42pcf、約12pcf〜約40pcf、約16pcf〜約35pcf、約20pcf〜約40pcf、約24pcf〜約37pcfなどで見られる。しかしながら、本開示の好ましい実施形態は、より低い密度、例えば、約12pcf〜約35pcf、約12pcf〜約30pcf、約12pcf〜約27pcf、約16pcf〜約30pcf、約16pcf〜約27pcf、約16pcf〜約24pcf、約18pcf〜約30pcf、約18pcf〜約27pcf、約20pcf〜約30pcf、約20pcf〜約27pcf、約24pcf〜約35pcf、約27pcf〜約35pcf、約27pcf〜約34pcf、約30pcf〜約34pcf、約27pcf〜約30pcfで特に有用性がある。
本開示の実施形態に従った生成物は、一般的な製造ラインで作製され得る。例えば、ボード製造技術は、例えば、米国特許第7,364,676号および米国特許出願公開第2010/0247937号に記載されている。簡単に言えば、石膏ボードの場合、このプロセスは、一般に、カバーシートを移動コンベヤ上に放出することを伴う。石膏ボードは通常「裏向き」に形成されるため、このカバーシートは、そのような実施形態において、「正面」カバーシートである。
本発明は、以下の例示的な実施形態によりさらに例示される。しかしながら、本発明は以下の実施形態によって限定されるものではない。
この実施例は、デキストロース、従来の酸変性デンプン、および高可溶性(すなわち、少なくとも約25%、例えば、少なくとも約35%)酸変性デンプンの間の溶解度および粘度の差を実証している。
この実施例は、硫酸カルシウム二水和物粒子と本明細書に記載の可溶性デンプンとの混合物により耐熱性促進剤(HRA)が可能になることを実証している。
この実施例は、異なる供給源からの石膏粒子を含有する未使用の促進剤および老化した促進剤の「50%水和時間」を実証している。特に、この実施例は、可溶性デンプンを含有する促進剤が、従来の酸変性デンプンを使用する促進剤と比較して、50%水和時間が速いことを実証している。
この実施例は、硫酸カルシウム二水和物粒子と本明細書に記載の5%の可溶性デンプンとの混合物が、比較的高い促進剤温度で有効であることを実証している。これに関して、実際には、いくつかの実施形態では、製造施設での粉砕された促進剤の温度は、比較的高く、例えば、約60℃(約140°F)であり得る。
Claims (10)
- 硫酸カルシウム二水和物粒子、ならびに少なくとも約25%の冷水溶解度およびデンプンが92℃の30%水性スラリー中にある場合にブラベンダー単位(BU)約25以下の粘度を有するデンプンを含む、促進剤。
- 前記硫酸カルシウム二水和物粒子が、約20μm〜約50μmの平均粒径を有する、請求項1に記載の促進剤。
- 前記デンプンが、少なくとも約35%の冷水溶解度を有する、請求項1または2に記載の促進剤。
- 前記促進剤が、前記デンプンの存在下で前記硫酸カルシウム二水和物を共粉砕することにより調製される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の促進剤。
- 前記デンプンが、前記促進剤の約1重量%〜約10重量%の量で存在する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の促進剤。
- 前記共粉砕がボールミル内で行われる、請求項4に記載の促進剤。
- 石膏ボードを調製する方法であって、
(a)第1のカバーシートを提供することと、
(b)スタッコと、水と、請求項1〜6のいずれか1項に記載の促進剤とを含むスラリーを混合することと、
(c)前記第1のカバーシートと第2のカバーシートとの間に前記スラリーを配置してアセンブリを形成することと、
(d)前記アセンブリを切断してボードにすることと、
(e)前記ボードを乾燥させることと、を含む、方法。 - スタッコと、水と、請求項1〜6のいずれか1項に記載の促進剤とを含むスラリーであって、前記スラリーを使用して、約35ポンド/立方フィート(560kg/m3)以下の密度を有するボードにおける2つのカバーシート間に配置された石膏芯を作製する場合、前記ボードが、ASTM473−10の方法Bに従って少なくとも約65lbfの釘抜き抵抗を有する、スラリー。
- 石膏ボードであって、
2つのカバーシートの間に配置された硬化石膏層を含み、前記硬化石膏層が請求項8に記載のスラリーから形成されており、前記ボードが、約35ポンド/立方フィート(560kg/m3)以下の密度およびASTM473−10の方法Bに従って少なくとも約72lbfの釘抜き抵抗を有する、石膏ボード。 - 石膏ボードであって、
(a)水と、スタッコと、任意選択的に、硫酸カルシウム二水和物粒子、ならびに少なくとも約25%の冷水溶解度およびデンプンが92℃の30%水性スラリー中にある場合にブラベンダー単位(BU)約25以下の粘度を有するデンプンを含む促進剤とを含む第1のスラリーから形成された硬化石膏を含む、第1面および第2面を有する石膏芯と、
(b)第1の芯面に対して結合関係で配置された、請求項8に記載の第2のスラリーから形成された濃縮層とを含み、かつ任意選択的に、以下のうちの1つ以上:
i.前記濃縮層が、ボード芯の平均芯硬度より少なくとも約1.5倍大きい平均芯硬度を有すること、
ii.前記促進剤が芯の形成時に存在する場合、前記濃縮層が、前記ボード芯の形成時に使用される耐熱性促進剤の少なくとも約1.2倍から形成されること、
iii.前記ボード芯が、約30pcf以下の乾燥密度を有すること、
iv.前記濃縮層が、前記ボード芯の乾燥密度より少なくとも約1.1倍高い乾燥密度を有すること、および
v.前記第1のスラリーが、第1の水−スタッコ比を有し、前記第2のスラリーが、第2の水−スタッコ比を有し、前記第2の水−スタッコ比が、前記第1の水−スタッコ比より少なくとも約1.2倍高いこと、を含む、石膏ボード。
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