JPH08337459A - 耐水性石膏組成物及びその製造に用いる乳濁液 - Google Patents

耐水性石膏組成物及びその製造に用いる乳濁液

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JPH08337459A
JPH08337459A JP7145819A JP14581995A JPH08337459A JP H08337459 A JPH08337459 A JP H08337459A JP 7145819 A JP7145819 A JP 7145819A JP 14581995 A JP14581995 A JP 14581995A JP H08337459 A JPH08337459 A JP H08337459A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 石膏ウォールボードに用いられる石膏組成物
の吸水性及び耐水性の改良。 【構成】 石膏組成物中に石膏、融点４０〜８０℃のパ
ラフィン炭化水素、モンタンワックス、及びポリビニル
アルコールを含む水性乳濁液を加える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐水性石膏生成物の製
造に有用な水性乳濁液に関する。また、本発明は、耐水
性石膏生成物を形成する、水和により硬化可能な組成
物、及び耐水性石膏パネル又はボードに関する。さらに
本発明は、石膏パネル又はボードの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】石膏は、構造建築物パネルとして広く用
いられるウォールボード（wallboard)として既知である
石膏パネル又はボード生成物に使用される。石膏生成物
は、硫酸カルシウム無水塩又は硫酸カルシウム半水塩を
水と混合し、その混合物を水和させるか、又は比較的硬
い硫酸カルシウム２水塩として硬化させることにより製
造する。石膏ウォールボードは、ウォールボードが露出
外表面を形成する１対のペーパーライナー（liner)間に
サンドイッチされた硬化石膏の板状コア（core）を有す
る。ファイバーガラス・ライナーも用いられている。多
くの用途において、ウォールボードは水にさらされる。
硬化石膏における問題は、それが水を吸収し、そのよう
な吸収によって、ウォールボードの強度が減少すること
である。石膏ウォールボードを耐水性又は撥水性にする
多くの提案がなされている。米国特許第 3,935,021号に
は、これらについての先行する提案がいくつかと、それ
に伴う問題について記載されている。米国特許第 3,93
5,021号には、ポリビニルアルコール及びワックス−ア
スファルト乳濁液を石膏コアに取り入れた石膏ウォール
ボードについて記載されている。ワックス−アスファル
ト乳濁液は石膏ウォールボードに広く使用されている
が、その使用において、本質的にある種の不利益を有し
ている。実際には、ワックス−アスファルト乳濁液は、
石膏ウォールボードの製造で使用する際には調製され
ず、該ボード製造以外の場で他業種の製造者によって調
製され、石膏ウォールボード製造者に送られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ワックス−アスファル
ト乳濁液は貯蔵中に時間の経過と共に分離する傾向があ
り、貯蔵タンクで乳濁液の表面に浮かぶクラスト（crus
t)を形成する。ある期間の経過後に、このクラストは、
混合によって容易には再乳濁させることができず、単に
小さな固まり状又は粒子状に分散するだけであり、この
ため、硬化石膏コアから乳化していないアスファルトが
浸出するので、黒いスポットがペーパーライナー上に生
成する。さらに、分離したワックス−アスファルトは結
局処分しなければならず、それにより環境の問題が生じ
る。このワックス−アスファルト乳濁液は、アスファル
トにより黒色である。さらに、アスファルトは石油精製
の残留物又は副生成物であるので、それは比較的未加工
の、かつ、変質し易い材料である。その結果、ワックス
−アスファルト乳濁液は、防水性石膏ウォールボードに
対し、必要な能力を持ち合わせておらず、そのため、石
膏ボード製造者がバッチ間のベースに必要な使用レベル
を決定するに際して問題が生じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、アスファルト
を含まない、かつ、先行技術でのワックス−アスファル
ト乳濁液に伴う問題を回避した、耐水性石膏生成物を製
造するための水性乳濁液を提供しようとするものであ
る。また、本発明は、耐水性石膏生成物を形成する、水
和によって硬化可能な組成物を提供しようとするもので
ある。さらに、本発明は、耐水性石膏パネル又はボード
を提供しようとするものである。さらに、本発明は、ま
た、耐水性石膏パネル又はボードの製造方法を提供しよ
うとするものである。本発明のある面によれば、水、並
びに、i)融点が４０−８０℃のパラフィン炭化水素、i
i) 前記パラフィン炭化水素i)１００重量部に対してモ
ンタンワックスを約１〜２００重量部、及びiii)前記パ
ラフィン炭化水素i)１００重量部に対してポリビニルア
ルコールを約１〜５０重量部含有する水性乳濁液を提供
する。
【０００５】本発明の他の面によれば、耐水性生成物を
形成する、水和により硬化可能な石膏組成物を提供し、
該石膏組成物は、a)石膏を１００重量部、及び、b)石膏
をベースとして乳濁液固形分を０．５〜２０重量部の混
合物を含有し、該乳濁液が水、並びに、i)融点が４０−
８０℃のパラフィン炭化水素、ii) 前記パラフィン炭化
水素i)１００重量部に対してモンタンワックスを１〜２
００重量部、iii)前記パラフィン炭化水素i)１００重量
部に対してポリビニルアルコールを１〜５０重量部含有
するものである。また、本発明の他の面によれば、一対
のライナー間でサンドイッチされたコアを有する耐水性
石膏ボードを提供し、該コアが本発明の硬化石膏組成物
を含有するものである。さらに、本発明の他の面によれ
ば、第１のライナー上に本発明の石膏組成物の層を形成
し、その層上であって、第１のライナーの反対側に第２
のライナーを配置し、その層がそれらのライナー間にサ
ンドイッチされるようにライナーの集合体を形成し、石
膏を水和させながらその集合体を乾燥し、ボードを形成
する工程を有する耐水性石膏ボードの製造方法を提供す
る。
【０００６】i)水性乳濁液 本発明の水性乳濁液は、パラフィン炭化水素、モンタン
ワックス、ポリビニルアルコール、及び水を含有し、並
びに、乳濁液の形成を助ける乳化剤及び乳濁液の安定化
を助ける安定化剤などの、従来異なる目的のために乳濁
液に使用される添加剤を任意に含んでいてもよい。パラ
フィンワックスは融点が４０〜８０℃のものである。融
点が８０℃以上ならば、石膏ウォールボードの製造に際
し高温の乾燥温度を用いる必要が生じ、これによりウォ
ールボードの耐水性が劣化したものとなる。融点が４０
℃より低い場合には、得られる石膏ボードの質が劣るも
のとなる。亜炭ワックスとしても知られているモンタン
ワックスは、硬く、天然にあるワックスであり、色は暗
コハク色である。水には不溶であるが、四塩化炭素、ベ
ンゼン、及びクロロホルムのような溶媒には溶ける。モ
ンタンワックスは、パラフィン炭化水素１００重量部に
対して、約１〜２００重量部で、好ましくは約１〜５０
重量部で用いるのがよい。
【０００７】ポリビニルアルコールは通常、ポリ酢酸ビ
ニルの加水分解によって調製され、好ましくは、実質上
完全に加水分解したポリ酢酸ビニルであるのがよい。好
適なものとして、少なくとも９０％加水分解したポリ酢
酸ビニル、好ましくは９７〜１００％加水分解したポリ
酢酸ビニルであるべきである。好適なものとして、ポリ
ビニルアルコールは約６０℃〜約９５℃に昇温した水に
溶解するが、冷水には不溶であるものがよい。ポリビニ
ルアルコールは、パラフィンワックス１００重量部に対
して、約１〜５０重量部で、好ましくは約１〜２０重量
部で用いるのがよい。ポリビニルアルコールは、耐水性
を増大するのと同様に接着性をもたらす。乳濁液の水性
溶媒である水は、通常乳濁液のうち、３５〜８０重量％
の量で、好ましくは５０〜６５重量％の量で用いるのが
よい。
【０００８】本発明の乳濁液に有用である好適な乳化剤
は、アルキルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノ
ール、ソルビタン脂肪酸エステル、及びポリオキシエチ
レンソルビタン脂肪酸エステルのような非イオン性界面
活性剤、並びに、鹸化した脂肪酸のようなアニオン界面
活性剤が挙げられ、代表的には乳濁液のうち、０．１〜
５重量％の量で用いられる。本発明の乳濁液に有用であ
る好適な安定化剤は、水酸化アルカリ金属又は水酸化ア
ンモニウムが挙げられ、代表的には乳濁液のうち、０．
１〜１重量％の量で用いられる。
【０００９】水性乳濁液の製造方法の一つとして、パラ
フィン炭化水素及びモンタンワックスを各々溶融状態ま
で加熱し、その後一緒にブレンドするというものがあ
る。乳化剤及び安定化剤を含むポリビニルアルコールの
熱水溶液を、パラフィン及びモンタンワックスの熱いブ
レンド物と共にコロイドミルに通して、得られた乳濁液
を冷却する。乳濁液を調製するのに他のタイプの装置及
び手順を用いることもできる。先行技術のアスファルト
乳濁液と異なり、本発明の乳濁液はベージュ又はオフホ
ワイトである。石膏パネルのコアからペーパーライナー
への乳濁液成分の浸出が観察されなかったが、たとえそ
のような浸出が生じても、アスファルトが黒色に変色す
るのは見られないであろう。さらに、本発明の乳濁液
は、乳濁液の乳化成分が貯蔵中分離したときでも、攪拌
することにより容易に再形成される。これは、攪拌によ
って再形成することができない先行技術のアスファルト
乳濁液の場合と異なる。最後に、本発明の乳濁液に使用
する容器は、水で洗い流すことによって、使用後に容易
に洗浄される。これは、容器壁についた乳濁液のアスフ
ァルトの付着物を、単に水で洗い流すことによって取り
除くことができなかった先行技術のアスファルト乳濁液
の場合と異なる。本発明の乳濁液を含むすすぎ水は、処
分する必要がない。すすぎ水によって乾燥した石膏のコ
アを変色させることはないので、それを普通の石膏ウォ
ールボードの石膏スラリーに用いることができる。
【００１０】ii) 石膏組成物 石膏組成物の製造において、石膏の水性スラリーを形成
する。水性乳濁液をスラリーに加えて、石膏１００重量
部に対して乳濁液固形分が０．５〜２０重量部の割合に
なるようにスラリーと混合する。発泡剤、分散剤、及び
硬化促進剤のような他の成分がスラリーに含まれていて
もよい。得られた混合物をライナーの第１のシートに塗
布し、混合物の層を形成し、ライナーの第２のシートを
その層上に配置して、第１と第２のシートとがそれぞ
れ、それらの間にある混合物の層の反対側に面するよう
に、集合体を形成する。集合体をオーブン乾燥し、過剰
の水を除去し、石膏を水和させ、最終的な耐水性石膏ウ
ォールボードを得る。好適なライナーは、ペーパーであ
るか、又は、ファイバーガラスもしくはファイバーマッ
トを含有するものがよい。
【００１１】
【実施例】本発明をさらに以下の本実施例及び比較試験
によって具体的に示す。ここで、『部』、及び『パーセ
ント』の語は、それぞれ重量部、及び重量パーセントを
意味する。モンタンワックス又はポリビニルアルコール
を有するか、又は有しない、パラフィン炭化水素の水性
乳濁液を含む焼石膏（硫酸カルシウム半水塩）の水性ス
ラリーから形成した硬化石膏ディスクの耐水性を比較す
る試験がなされた。用いたポリビニルアルコールは、ポ
リ酢酸ビニルを９９％加水分解したものであった。パラ
フィン炭化水素及びモンタンワックスを溶融状態まで加
熱し、一緒にブレンドすることにより、水性乳濁液を調
製した。乳化剤、安定化剤、及びポリビニルアルコール
を含む熱水溶液を調製した。ワックスブレンド及び水溶
液をコロイドミルにより適当な割合で計量して乳濁液を
形成し、乳濁液を室温に冷却した。固形分の含量がおよ
そ４０％である水性乳濁液と、焼石膏及び水とを、乳濁
液を３．５重量部、水を５０重量部、及び焼石膏を１０
０重量部の割合で混合することにより、硬化石膏ディス
クを調製した。そのように形成したスラリーをアルミニ
ウム・ホイルの皿に注ぎ、１時間室温で硬化させ、次
に、皿をディスクから分離し、直径６０ｍｍ、深さ１５
ｍｍの硬化石膏ディスクを得た。石膏ディスクをその
後、空気循環炉内で７０℃２時間乾燥し、室温に冷却
し、重量を測定し、次にそれを２０℃で２時間水に浸漬
し、再度重量を測定した。乾燥ディスクの元の重量をベ
ースとして吸収した水のパーセントを計算した。下記の
表１に、上記の手順に従って得られた結果を示す。表１
の実施例から、モンタンワックス及びポリビニルアルコ
ールの双方をパラフィン炭化水素乳濁液に含めたときに
得られる吸水性は、劇的に減少することが示され、か
つ、耐水性において、結果的には改良が生じることがわ
かる。実施例２及び実施例３から、モンタンワックス又
はポリビニルアルコールのいずれかのみを含めることに
よっては、穏和な改良しか得られないことがわかる。実
施例４から、それらの双方の成分を含めると著しく改良
されることがわかる。
【００１２】
【表１】 石膏１００重量部に対する乳濁液成分（重量部） ─────────────────────── 実施例 パラフィン モンタン ポリビニル 石膏ディスクの 番号 炭化水素 ワックス アルコール 吸水％ ─────────────────────────────────── １ １．４０ なし なし ２９．９ ２ １．２７ ０．１３ なし ２２．４ ３ １．２４ なし ０．０７ １８．５ ４ １．１１ ０．１３ ０．０７ １．８ ───────────────────────────────────
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０４Ｂ 111:27

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水、並びに、i)融点が４０−８０℃のパ
    ラフィン炭化水素、ii) 前記パラフィン炭化水素i)１０
    ０重量部に対して、モンタンワックスを約１〜２００重
    量部、及び、iii)前記パラフィン炭化水素を１００重量
    部に対して、ポリビニルアルコールを約１〜５０重量部
    含有する水性乳濁液。
  2. 【請求項２】 前記モンタンワックスが前記パラフィン
    炭化水素１００重量部に対して、約１〜５０重量部で存
    在し、前記ポリビニルアルコールが前記パラフィン炭化
    水素１００重量部に対して、約１〜約２０重量部で存在
    する請求項１記載の乳濁液。
  3. 【請求項３】 前記ポリビニルアルコールが、約９７〜
    １００％加水分解したポリ酢酸ビニルである請求項１又
    は請求項２記載の乳濁液。
  4. 【請求項４】 a)石膏を１００重量部、及び、b)石膏１
    ００重量部に対して、水性乳濁液固形分を０．５〜２０
    重量部含有する混合物であって、前記水性乳濁液が、
    水、並びに、i)融点が４０−８０℃のパラフィン炭化水
    素、ii) 前記パラフィン炭化水素i)１００重量部に対し
    て、モンタンワックスを約１〜２００重量部、及び、ii
    i)前記パラフィン炭化水素１００重量部に対して、ポリ
    ビニルアルコールを約１〜５０重量部含む前記混合物を
    含有する、水和により耐水性石膏生成物を形成する、硬
    化可能な石膏組成物。
  5. 【請求項５】 前記モンタンワックスが前記パラフィン
    炭化水素１００重量部に対して、約１〜５０重量部で存
    在し、前記ポリビニルアルコールが前記パラフィン炭化
    水素を１００重量部に対して、約１〜約２０重量部で存
    在する請求項４記載の組成物。
  6. 【請求項６】 前記ポリビニルアルコールが、約９７〜
    １００％加水分解したポリ酢酸ビニルである請求項４又
    は請求項５記載の組成物。
  7. 【請求項７】 一対のライナーでサンドイッチされた、
    コアを有する耐水性石膏ボードであって、該コアが請求
    項４乃至請求項６のいずれか１項記載の組成物を含有す
    る耐水性石膏ボード。
  8. 【請求項８】 前記ライナーがペーパーライナーである
    請求項７記載のボード。
  9. 【請求項９】 I) a)石膏を１００重量部、及び、b)石
    膏１００重量部に対して、水性乳濁液固形分を０．５〜
    ２０重量部を含有する混合物であって、前記水性乳濁液
    が、水、並びに、i)融点が４０−８０℃のパラフィン炭
    化水素、ii)前記パラフィン炭化水素i)１００重量部に
    対して、モンタンワックスを約１〜２００重量部、及
    び、iii)前記パラフィン炭化水素１００重量部に対し
    て、ポリビニルアルコールを約１〜５０重量部含有する
    前記混合物を形成する工程と、 II) 前記混合物の層を第１のライナー上に形成する工程
    と、 III)前記層上であって、前記第１のライナーとは反対側
    に第２のライナーを配置し、それらのライナー間に前記
    層がサンドイッチされるように前記ライナーの集合体を
    形成する工程と、 IV) 前記石膏を水和させる間に前記集合体を乾燥し、ボ
    ードを形成する工程とを有する耐水性石膏ボードの製造
    方法。
  10. 【請求項１０】 前記モンタンワックスが、前記パラフ
    ィン炭化水素１００重量部に対して、約１〜２５重量部
    で存在し、前記ポリビニルアルコールが、約９７〜１０
    ０％加水分解したポリ酢酸ビニルであり、前記第１及び
    第２のライナーがペーパーライナーである請求項９記載
    の方法。
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