JPWO2018071351A5

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Publication number: JPWO2018071351A5
Application number: JP2019519244A
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Publication date: 2022-05-27

Description

本発明は、発泡石膏スラリーおよび製品の構造中に埋め込まれた空隙を有する前記スラリー由来の石膏製品を調製するための方法および組成物に関する。この製品の用途としては、この制御可能な急速硬化石膏ベースの発泡材料の、空洞（大または小）または亀裂充填剤としての用途が挙げられる。

典型的には、石膏含有セメント質製品は、セメント質スラリーを成形するのに適切な、焼き石膏（硫酸カルシウムアルファもしくはベータ半水和物および／または無水硫酸カルシウム）、水、および他の成分の混合物を調製することによって作製される。セメント質物品の製造では、セメント質スラリーおよび所望の添加剤は、例えば、米国特許第３，３５９，１４６号に記載されているように、連続ミキサー中で混成されることが多い。例えば、典型的な石膏パネル製造工程では、石膏ボードは、（通常「スタッコ」と称される）焼き石膏を水中に均一に分散させて、水性焼き石膏スラリーを形成することによって生産される。水性焼き石膏スラリーは、典型的には、スタッコおよび水ならびに他の添加剤を、内容物を撹拌して均一な石膏スラリーを形成するための手段を含む、ミキサーに挿入することによる連続様式で生産される。スラリーは、連続的にミキサーの排出口に向けられ、その排出口を通って、ミキサーの排出口に接続された排出導管に向けられる。水性発泡体は、水性焼き石膏スラリーとミキサー内および／または排出導管内で合流されて、発泡スラリーを作製することができる。

低密度および改善された絶縁特性（熱、音など）を有する充填材料は、発泡構造材料を使用することによって達成することができる。特定の物理的特性は、特定の用途に合わせて調整することができる。これらの材料は、スプレーもしくは充填、または他の手段によって、亀裂／空洞／くぼみに塗布することができる。いったん適用されると、化学反応が、ガス（二酸化炭素）の内部発生を引き起こし、間隙または空隙を充填する材料の膨張を引き起こす。あるいは、発泡体として注がれたとき、部分的に大部分が膨張された、最終段階の膨張は、隙間または空隙を充填するであろう。

この発明のガス発生発泡特徴は、空洞充填材、亀裂充填剤、絶縁材、石膏パネル、石膏プラスター、耐火シーラント、軽量天井タイル、ジョイントコンパウンド、コーティングおよびテクスチャー製品を含む様々な製品に使用することができるだろう。粉末が水と混合されてはじめて化学反応が開始され、セル状マトリックス内にガスが発生する。初期反応はわずかに遅れ、発泡工程が激しくなる前に湿潤混合物の操作が可能になる。

したがって、低密度および改善された絶縁特性（熱、音など）を有する充填材料は、発泡構造材料を使用することによって達成することができる。これらの材料は、スプレーもしくは充填、または他の手段によって、亀裂／空洞／くぼみなどの任意の形態に塗布することができる。いったん適用されるか、または材料を塗布する機械デバイスにおける前に、化学反応が、ガス（二酸化炭素）の内部発生を引き起こし、間隙または空隙を充填する材料の膨張を引き起こす。

所望される場合、混合物原料はまた、乾燥（水を含まない）基準で１００重量部の前記混合物の前記原料に基づいて、以下の添加剤：
ポリアクリル酸ナトリウムならびにアクリルおよび（メタ）アクリル酸ベースの水溶性コポリマーからなる群の少なくとも１種のメンバーから選択され、好ましくは、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸／アクリルアミドおよび（メタ）アクリル酸／アクリル酸エステルコポリマーからなる群の少なくとも１種のメンバーから選択され、最も好ましくはポリアクリル酸ナトリウムである、０．１～１０重量％のアクリレート増粘剤、
０．１～１０重量％のカゼイン、アラビアゴム、グアーガム、トラガカントガム、デンプン（任意の塩基源から）、アルギン酸ナトリウム、
０．０２～１重量％のクエン酸、酒石酸、リンゴ酸、酢酸、ホウ酸、好ましくはクエン酸、
０．０２～２重量％のｐＨ増加塩、例えば、クエン酸のアルカリ金属塩、重炭酸ナトリウム、および／もしくは水酸化マグネシウム、好ましくは、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、重炭酸ナトリウム、もしくは水酸化マグネシウムのうちの少なくとも１つ、最も好ましくは、クエン酸ナトリウムもしくは水酸化マグネシウム、
０．０２～２重量％の促進剤であって、硫酸カリウム、有機ホスホン化合物、リン酸含有化合物、ならびに硫酸カルシウム二水和物および砂糖を含む促進剤からなる群から選択され、好ましくは、硫酸カルシウム二水和物および砂糖を含む、０．０２～２重量％の促進剤、
０．１～５重量％、好ましくは０．５～３重量％の発泡剤であって、
－好ましくは、発泡剤は、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム、アルキル硫酸塩、ラウリルエーテル硫酸ナトリウム、アルキルエーテル硫酸ナトリウム、（Ｃ１４－１６オレフィンスルホン酸ナトリウム、アルファ－オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル、スルホコハク酸塩、アルキルフェノールエーテル硫酸塩、およびイセチオン酸塩からなる群から選択され、
－より好ましくは、アルファ－オレフィンスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゾフルフォネート、およびアルキルエーテルサルフェートオリゴマーであり、
－さらに好ましくは、ラウリルエーテル硫酸ナトリウム、Ｃ１０－Ｃ１２アルコールエーテル硫酸アンモニウム、Ｃ１４－１６オレフィンスルホン酸ナトリウム、およびポリプロポキシ－ポリエトキシ－デシル硫酸ナトリウム（分子式Ｃ_１０Ｈ_２２－Ｏ（Ｃ_３Ｈ_６－ＯＣ_２Ｈ_４－Ｏ）_ｘ－Ｈ_２ＳＯ_４－Ｎａ）であり、
－最も好ましくは、２０～２５％のブチルジグリコール、７～１５％のラウリルエーテル硫酸ナトリウム、および３～５％のアルコールＣ１０－Ｃ１６を含む混合物である、０．１～５重量％、好ましくは０．５～３重量％の発泡剤、
１～２０重量％、好ましくは５～１０重量％のラテックスポリマーであって、好ましくは、ラテックスポリマーは、ポリ酢酸ビニルラテックス、ポリアクリル酸ビニルおよびポリ塩化ビニルラテックス、アクリル樹脂、スチレンアクリル樹脂、アクリル酸エステル、ビニルアクリル、塩化ビニル、塩化ビニルアクリル、スチレンアセテートアクリル、エチレンポリ酢酸ビニル、スチレンブタジエン、ならびにそれらの組み合わせからなる群の少なくとも１種のメンバーから選択され、より好ましくは、ラテックスポリマーは、アクリルポリマーおよびスチレンブタジエンからなる群の少なくとも１種のメンバーから選択される、１～２０重量％、好ましくは５～１０重量％のラテックスポリマー、
０．０１～１重量％の２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール、
０．０５～２重量％、典型的には０．１～２重量％のポリカルボキシレート分散剤であって、好ましくは、ポリカルボキシレート分散剤が、ポリカルボン酸エーテル分散剤を含む、０．０５～２重量％、典型的には０．１～２重量％のポリカルボキシレート分散剤、
０．０５～２重量％、典型的には０．１～２重量％のポリリン酸塩分散剤であって、好ましくは、ポリリン酸塩分散剤は、トリメタリン酸ナトリウム（ＳＴＭＰ）、トリポリリン酸ナトリウム（ＳＴＰＰ）、トリポリリン酸カリウム（ＫＴＰＰ）、ポリリン酸四ナトリウム（ＴＳＰＰ）、およびピロリン酸四カリウム（ＴＫＰＰ）からなる群の少なくとも１種のメンバーから選択され、より好ましくは、ポリリン酸分散剤は、トリメタリン酸ナトリウム（ＳＴＭＰ）またはポリリン酸四ナトリウム（ＴＳＰＰ）であり、最も好ましくは、ポリリン酸分散剤は、トリメタリン酸ナトリウム（ＳＴＭＰ）であり、ポリリン酸塩が分散剤およびキレート剤として存在する場合（本明細書の他の箇所で考察されるように）、キレート剤として添加される量は、分散剤として添加される量とは別のものであり、例えば、０．０５～２重量％、典型的には０．１～２重量％のポリリン酸塩が、分散剤として存在し、０．１～１重量％のポリリン酸塩が、キレート剤として添加され、次に、組成物が、０．１５～３重量％、典型的には０．２～３重量％の全ポリリン酸塩を有する、０．０５～２重量％、典型的には０．１～２重量％のポリリン酸塩分散剤、
０．０１～２重量％、典型的には０．１～２重量％のナフタレン分散剤またはリグノスルホン酸塩分散剤であって、好ましくは、ナフタレン分散剤が、ベータ－ナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホネートホルムアルデヒド縮合物、およびナフタレン硫酸ナトリウムホルムアルデヒド縮合物のうちの少なくとも１つから選択され、好ましくはリグノスルホン酸塩である、０．０１～２重量％、典型的には０．１～２重量％のナフタレン分散剤またはリグノスルホン酸塩分散剤、
０．０１～０．５重量％のケイ素ベースの消泡剤、
粘土、顔料粒子、およびそれらの組み合わせから選択される、１～５重量％の無機粒子であって、好ましくは、顔料粒子が、二酸化チタンを含む、１～５重量％の無機粒子、
０．０５～１％のポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、のうちの１つ以上を含み得る。

ラテックスポリマーは、乾燥再分散性粉末として、または、水性媒体中に固体として分散されたラテックスポリマーおよび界面活性剤を含むラテックスの一部として添加することができる。典型的なラテックスは、４０～６０重量％のラテックスポリマーである。

好ましくは、石膏ベースの組成物は、１００重量部の当該原料に基づいて、
５０～９８重量％の硫酸カルシウム半水和物、
１．５～５０重量％、より好ましくは３～４０重量％の炭酸カルシウム、
１．５～３０重量％、より好ましくは３～２０重量％の硫酸アルミニウム、
０～１重量％のクエン酸、
０～２重量％のクエン酸ナトリウム、
硫酸カルシウム二水和物および砂糖を含む、０～２重量％の促進剤、
ヒドロキシメチルプロピルセルロースを含む、０．２～３重量％のセルロース増粘剤、
０～３重量％の当該発泡剤であって、当該発泡剤が、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム、アルキル硫酸塩、ラウリルエーテル硫酸ナトリウム、アルキルエーテル硫酸ナトリウム、Ｃ１４－１６オレフィンスルホン酸ナトリウム、アルファ－オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル、スルホコハク酸塩、アルキルフェノールエーテル硫酸塩、およびイセチオン酸塩からなる群から選択される、０～３重量％の当該発泡剤、
水性媒体中に固体として分散されたラテックスポリマーおよび表面活性剤を含む、０～２０重量％のラテックスであって、ラテックスポリマーが、アクリルポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーからなる群の少なくとも１種のメンバーから選択される、０～２０重量％のラテックス、
０～１重量％の２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール、
水酸化カルシウムを含む、０～１重量％の改変剤、
ポリカルボキシレート分散剤、ポリリン酸塩分散剤、およびナフタレン分散剤からなる群の少なくとも１種のメンバーから選択される、０．１～２重量％の分散剤であって、
ポリカルボキシレート分散剤が、ポリカルボン酸エーテル分散剤を含み、
ナフタレン分散剤が、ベータ－ナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホネートホルムアルデヒド縮合物、およびナフタレン硫酸ナトリウムホルムアルデヒド縮合物のうちの少なくとも１つから選択され、
ポリリン酸塩分散剤が、トリメタリン酸ナトリウム（ＳＴＭＰ）、トリポリリン酸ナトリウム（ＳＴＰＰ）、トリポリリン酸カリウム（ＫＴＰＰ）、ピロリン酸四ナトリウム、およびピロリン酸四カリウム（ＴＫＰＰ）からなる群の少なくとも１種のメンバーから選択され、より好ましくは、ポリリン酸分散剤が、トリメタリン酸ナトリウム（ＳＴＭＰ）またはポリリン酸四ナトリウム（ＴＳＰＰ）であり、最も好ましくは、ポリリン酸分散剤が、トリメタリン酸ナトリウム（ＳＴＭＰ）である、０．１～２重量％の分散剤、
ポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸／アクリルアミド、および（メタ）アクリル酸／アクリル酸エステルコポリマーからなる群の少なくとも１種のメンバーから選択され、最も好ましくはポリアクリル酸ナトリウムである、０～２重量％のアクリレート増粘剤、
０～１重量％のキレート剤であって、
－ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ、ペンテン酸としても知られる）、
－エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、
－ポリアクリル酸ナトリウム、
－ポリリン酸塩、好ましくはピロリン酸四ナトリウム（ＴＳＰＰ）であり、ポリリン酸塩が分散剤およびキレート剤として存在する場合、キレート剤として添加されるポリリン酸塩の量は、分散剤として添加されるポリリン酸塩の量とは別のものであり、したがって、０．１～２重量％のポリリン酸塩が分散剤として存在し、０～１重量％のポリリン酸塩がキレート剤として存在する場合、組成物が、０．１～３重量％の全ポリリン酸塩を有する、ポリリン酸塩、好ましくはピロリン酸四ナトリウム（ＴＳＰＰ）、のうちの１つ以上を含み、
より好ましくは、キレート剤が、ポリアクリル酸ナトリウムまたはピロリン酸四ナトリウムから選択され、最も好ましくはポリアクリル酸ナトリウムである、０～１重量％のキレート剤、
０～１重量％の殺生物剤、典型的には０．０５～１重量％の殺生物剤、
０～０．５重量％のケイ素ベースの消泡剤、
粘土、顔料粒子、およびそれらの組み合わせから選択される、０～５重量％の無機粒子であって、好ましくは、顔料粒子が、二酸化チタンを含む、０～５重量％の無機粒子、
パーライト（コーティングおよび非コーティング）またはポリスチレンなどの、０～１０重量％の軽量骨材、を含む、原料を含む。

本発明の空洞壁システムを示す。試料の密度に対してプロットされた表８からの圧縮強度データを示す。実施例６で得られた過炭酸ナトリウムを用いて作製された試験片Ａを示す。実施例６で得られた５．２５％の過酸化水素を用いて作製された試験片Ｂを示す。Ｙ型コネクタを示す。Ｔ型コネクタを示す。工程フロー図を示す。複数の流入部を有するコネクタ導管を示す。同軸供給を有するコネクタ導管を示す。

本発明は、石膏スラリーおよび構造中に埋め込まれた空隙を有する硬化石膏製品を生成するための新規な方法を提供する。これは、内部に発生されたガスを閉じ込めて含有することができ、バルク材料を膨張させる。硫酸アルミニウム（酸）および炭酸カルシウム（塩基）を用いる、本発明の型では、膨張に使用される内部発生ガスは、硫酸アルミニウム（酸）と炭酸カルシウム（塩基）との間の酸－塩基化学反応から得られ、これが、二酸化炭素（ＣＯ_２）ガスを発生させる。硫酸アルミニウムおよび炭酸カルシウムが反応して二酸化炭素ガスを生成する方法を記載する、典型的な化学反応は、式（Ｉ）として示される。

本発明は、上記で考察される化学反応を通して媒体内に内部的にガスを発生させる。この発明は、様々な用途に利用することができる。得られた発泡石膏スラリーを用いて、空洞壁構造の空洞を充填することができる。例えば、空洞壁構築システムは、２つの石膏パネル、スタッド、およびガラス繊維絶縁材を含む（場合によっては、絶縁材は使用されない）。しかしながら、本発明は、空洞壁構造用の空洞充填材料として新規の自己発泡石膏ベースのスラリーを利用する壁システムを提供する。

したがって、本発明は、音響および熱伝達（Ｒ値）を含む、向上された機械的特性および絶縁特性を有する低密度空洞壁システムを提供する。

本発明によって生産された材料の用途のうちの１つは、絶縁材として使用されることであり、これに関連する特性には、以下のものが含まれる。
１．機械的特性：接着、衝撃、圧縮、引張
２．熱的特性：Ｒ値、耐火性
３．音響的特性：ＳＴＣ
４．密度：用途に応じて、低、中、高

封入による反応制御
本発明は、反応物の混合時に急速に起こり、アルム（硫酸アルミニウムおよび／または硫酸アルミニウムカリウムとしても知られる）が炭酸カルシウム粒子に遭遇したときに、ガスの発生が直ぐに、一般に１０秒以内、好ましくは５秒以内に始まる、酸－塩基反応に基づいている。しかしながら、酸／塩基反応の急速な反応速度は、スラリーの機械的／手動の混合の間にスラリー中にガスを閉じ込め、それを壁空洞に注ぐことを困難にする。機械的／手動のミキサーを使用して、アルムをスラリー中に完全に分散させるのに必要な時間を考慮すると、ユーザーが現場でそれをカスタム混合することもまた困難である。アルム粉末粒子をシェルに封入すると、混合工程中にスラリー中の封入された粒子に適切な剪断力が加えられたときに、粉末の放出の制御をもたらす。スラリーの混合中に剪断応力を加えると、シェルが破裂し、アルムがスラリーに曝される。いったんアルム粒子がスラリー中に均一に分散されると、化学反応が始まり、その結果、石膏ベースの材料の膨張をもたらす。粉末を制御放出する方法は、混合および注入工程中にガスがシステムから逃げないようにすることを確実にするだろう。

活性原料、例えばアルミニウム化合物（アルム）の封入された制御放出は、２つのカテゴリーに分類される。

１）放出がカプセルのポリマーもしくはコポリマー膜を通る水の浸透速度によって、および各コーティング粒子から周囲のスラリーへのアルムもしくは過炭酸ナトリウムの拡散速度によって左右される、第１の群。

したがって、アルミニウム化合物は、シェルに封入されたアルム粉末粒子として混合物に供給することができ、混合中にスラリー中の封入されたアルム粉末粒子に十分な剪断力が加えられると、アルム粉末の放出が制御される。あるいは、炭酸カルシウムは、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、ゼラチン、砂糖、およびアルギン酸ナトリウムからなる群のメンバーを含む、コーティングで封入されてもよい。あるいは、炭酸カルシウムは、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、ゼラチン、砂糖、およびアルギン酸ナトリウムからなる群のメンバーを含む、コーティングで封入されてもよい。

粉末が水と混合されてはじめて化学反応が開始され、セル状マトリックス内に酸素ガスが発生する。初期反応はわずかに遅れ、発泡工程が激しくなる前に湿潤混合物の操作が可能になる。

これらの原料は、アルムおよび炭酸カルシウムについて上記で考察されるような材料および方法を使用して封入することができる。したがって、ゼオライトは、シェルに封入されたゼオライト粒子として混合物に供給することができ、混合中にスラリー中の封入されたゼオライト粉末粒子に十分な剪断力が加えられると、ゼオライト粉末の放出が制御される。あるいは、過炭酸ナトリウムを、コーティングまたはシェルで封入してもよい。例えば、過炭酸ナトリウムを、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、ゼラチン、砂糖、およびアルギン酸ナトリウムからなる群のメンバーを含む、コーティングで封入してもよい。

システムの原料とそれらの目的
本発明のスラリーは、以下のものを含む。
●水：粉末が反応、水和、溶解、流動性を持つなどするための媒体を提供するために使用される。
●以下の理由のために使用される、スタッコ（硫酸カルシウム半水和物）：
－硬化特性、したがって、強度と乾燥密度を提供する
－その硬化特性（時間および最終的な微細構造）を制御／操作する能力、したがって、所望の結晶構造を制御する
－火災特性、したがって、安全性を提供する
●以下の理由のために使用される、硫酸アルミニウム（アルム）：
－ガス発生源
●以下の理由のために使用される、炭酸カルシウム：
－充填剤
－ガス発生源

典型的には、スラリーは、以下の添加剤のうちの１つ以上を含む。
●石膏の硬化特性を制御するための、クエン酸ナトリウムなどの遅延剤、およびＷＧＡ、ＨＲＡ、またはＣＳＡなどの促進剤。
●キレート剤：より長い作業時間（作業可能性）が所望される用途で、石膏の硬化を中断させるために使用される。無期限に硬化を中断させることができる。
●抗菌剤：製品の性能に影響を与えるであろう微生物の成長に対する耐性を確実にする。
●ｐＨ改変剤：レオロジー改変剤の急速な水和を可能にし、レオロジーに影響を及ぼす。それらは、コーティングセルロース系増粘剤を標的とする。
●ＰＶＯＨおよび砂糖などのコーティング反応物
●以下のために使用される、レオロジー改変剤：
－気泡構造の安定化を助ける
－スラリー中にガスを含有して、膨張を引き起こす
－ガスの拡散およびガスの漏出を制御する
－気泡の合体を制御する
－気泡の上向きの流動性を制御する
－気泡壁からの排水を防止する
－固形物の沈降を防止する（水／固体分離）
－相分離を防止する
－特有のレオロジー特性は、混合の間に非常に流動的なふるまいを示し、容易な分散を可能にするが、静止時にどろどろとしたふるまいを示し、これが気泡の流動性を遅らせるという可能性がある。

特定の配合成分の例：
以下は、スラリーを作製するための様々な必須の原料および任意選択的な原料の列挙される例である。
●水
●スタッコ（硫酸カルシウム半水和物）
●炭酸カルシウム
●クエン酸ナトリウム
●トリメタリン酸ナトリウム
●レオロジー改変剤
－ＰＥＯ（ポリエチレンオキシド）
－ＰＶＯＨ（ポリビニルアルコール）
－ラテックス
－石鹸
－分散剤
－超可塑剤、例えばポリナフタレンスルホン酸塩、ポリアクリレート、ポリカルボキシレートエーテルベースの（ＰＣＥ）超可塑剤など）。
－デンプン
－ＰＣＭ（相変化材料）ＰＣＭは、潜熱が高い材料である。これらは、部屋内の温度を維持するために、温度がより高いときには熱を収集するために、温度がより低いときには熱を放出するために加えられる。
－ＨＰＭＣ（ヒドロキシプロピルメチルセルロース）
－ＨＥＭＣ（ヒドロキシエチルメチルセルロース）
－ＨＥＣ（ヒドロキシエチルセルロース）
－ＭＣ（メチルセルロース）
－ＭＥＣ（メチルエチルセルロース）
－ＥＣ（エチルセルロース）
－ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）
－粘土
－ゼオライト
－ＣＳＡ（気候安定化促進剤）
－ＨＲＡ（耐熱促進剤）
－ＷＧＡ（湿式石膏促進剤）
●２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール
●キレート剤
－ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）
－エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、
－ポリアクリル酸ナトリウム、
－ポリリン酸塩、好ましくは、ピロリン酸四ナトリウム（ＴＳＰＰ）
●抗菌剤
●アクリレート増粘剤または乾燥同等品
●クエン酸遅延剤
●Ｓｕｍａタンパク質性遅延剤
●ガラス繊維
●ミネラルウール
●ワックス
●ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）

スラリー配合物の湿式混合は、高剪断ミキサーおよび低剪断ミキサー（例えば、＞１０，０００ｒｐｍで動作することができるミキサー、または３０ｒｐｍで動作することができるミキサー）中で行うことができる。本発明のスラリーの有意な利点は、いかなる混合環境においてもそれを塊なしの状態にできることである。水の需要は、特定のレオロジー特性を維持し、特定の気泡構造を与えるための配合によって異なる。粉末を予め混成し、続いて水と混合すると、均一で塊のないスラリーが得られ、それは以下のことをしない。
●硬化
●沈殿（固体／液体の相分離）
●腐敗

通常のバッチ工程中、次に、ポンプを使用して、スラリーを容器／ホッパー／ペール／ドラムにポンプ注入する。次に、アルム（粉末または溶液）を、湿った石膏ベースのスラリーに添加する。アルム粉末は、取り扱いの容易さのために有益であるが、所望の分散のためにスラリーへの特別な導入を必要とする。アルム溶液は、スラリー中により良好に分散するために有益である。

半連続バッチ工程中に、材料はスラリー化され保持領域に送られ、そこで次にポンプ注入されてアルムと混合される。スラリーが保持領域に移動している間、または全ての混合スラリーが保持領域内にあるとき、新しいバッチを開始することができ、したがってそれは、半連続的である。

方法３：使用準備済み石膏スラリー
石膏スラリーはまた、以前の２つの方法を含むがこれらに限定されない、製造工程を通して調製することができ、次に、使用準備が整った状態で現場に送達することができる。

石膏スラリーとアルムとが合流されるとき、アルムが粉末である場合、例えばスクリュードライブを使用するなどして、アルムがスラリーのホースに導入される間に、石膏スラリーが容器からポンプ注入される。アルムが溶液である場合、アルムがアルム溶液容器からポンプ注入される間に、石膏スラリーが容器からポンプ注入される。２つの混合は、Ｙ（「Ｙ型」）チャネルもしくはＴチャネル接続、および／または連続混合を提供するための静的ミキサーもしくは動的ミキサーなどの混合デバイスを含むことができるだろう。次に、組み合わされた硫酸アルミニウムと炭酸カルシウムはスラリー内で炭酸ガスを内部に発生させる。動的ミキサーは、可動部を有するものであり、静的ミキサーは、流体が混合を起こすためにそれを越えて移動することに依存する。動的ミキサーは、一列に位置付けられる。したがって、本発明は、アルム溶液を連続ミキサー、より具体的には、それがスラリーと混合される動的ミキサーに添加することを企図する。

具体的には、これは、発泡石膏製品を作製する方法であって、作業現場でのバッチ、半連続バッチ、もしくは連続処理を介して、または製造工程の一部として行われ、
硫酸カルシウム半水和物および炭酸カルシウムを水と混合して、第１のスラリーを形成することと、
水と混合されたアルミニウム化合物のアルム溶液を提供することと、
第１のスラリーおよびアルム溶液をコネクタ導管のそれぞれの流入開口部を通して送り、コネクタ導管内で合流させて、コネクタ導管の放出開口部を通ってコネクタ導管から放出される合流混合発泡流を生成することと、
発泡石膏スラリーを生成するために、炭酸カルシウムの一部分をアルミニウム化合物と反応させることによって、炭酸カルシウムの少なくとも一部分を活性化するために、合流混合発泡流を、静的ミキサーまたは動的ミキサーから選択される合流流ミキサーで混合することと、
合流混合発泡流を合流流ミキサーから２枚の壁ボードの間の空洞に移送することと、
空洞内の発泡石膏スラリーを、発泡石膏製品に膨張、凝固、および乾燥させることと、を含む、方法を提供する。

図７は、コネクタ導管を使用する方法のフローチャートを示す。硫酸カルシウム半水和物７２ならびに炭酸カルシウム７４および水７６を、ミキサー７０内で混合して、第１のスラリー７８を形成する。第１のスラリー７８およびアルム溶液７９は、好ましくはＹ型コネクタ導管およびＴ型コネクタ導管から選択される、コネクタ導管８０に供給され、コネクタ導管８０内で合流されて、コネクタ導管から放出開口部を通って放出される、合流混合発泡流８２を生成する。発泡石膏スラリーを生成するために、炭酸カルシウムの一部分をアルミニウム化合物と反応させることによって、炭酸カルシウムの少なくとも一部分を活性化するために、合流混合発泡流８２を、静的ミキサーまたは動的ミキサーから選択される合流流ミキサー９０内で混合する。合流混合発泡流は、流れ９２として放出され、合流流ミキサー９０から、２つの壁ボードの間の空洞（図１の空洞８など）に移送される。空洞内の発泡石膏スラリーを、膨張、凝固、および乾燥させる。

図８は、Ｙ型コネクタまたはＴ型コネクタに対する代替物が、原料を１つ超の流入開口部を通してコネクタ導管に供給することであることを示す。例えば、第１のスラリーを、第１の導管の１つの流入開口部を通して供給することができ、アルム溶液を、第１の導管の周りに間隔を置いて配置された導管の複数の流入開口部に供給して、第１の導管に供給することができる。これは、第２の開口排出端１０５に対向する第１の流入開口端１０３を有する第１の管１０２と、流入開口部１０７を有し、第１の管１０２と連通する、第２の管１０６と、を有するコネクタ導管を表す図８に示されている。第２の管１０６は、（示されるように）垂直であるか、または９０度未満である、角度「Ｅ」で第１の管１０２と交差してもよい。第１の開口端１０３は、第１の流入開口部であり、第２の開口端１０７は、第２の流入開口部であり、第３の開口端１０５は、排出開口部である。

図９は、例えば図９によって示されるように、Ｙ型コネクタまたはＴ型コネクタに対する別の代替物が、同軸放出を有するコネクタ導管に原料を供給することであることを示す。図９は、第２の開口排出端１０５に対向する第１の流入開口端１１３を有する第１の管１１２と、第１の管１０２と連通する流入開口部１１７および排出開口部１１９を有する第２の管１１６と、を有するコネクタ導管を示す。第１のスラリーは、第１の開口端１１３に供給される。第１のスラリーの流れ方向は、方向「Ｔ」として示される。コネクタ導管は、アルム溶液を、第１の管内の第１のスラリーの流れと同軸の方向「Ｔ１」に排出するための排出開口部１１９を有する。第２の管１１６は、（図示されるように）垂直であるか、または９０度未満である、角度「Ｆ」で第１の管１１２と交差してもよい。第１の開口端１１３は、第１の流入開口部であり、第２の開口端１１７は、第２の流入開口部であり、第３の開口端１１５は、合流された第１のスラリーおよびアルム溶液のための排出開口部である。

硫酸カルシウム半水和物および炭酸カルシウムの第１のスラリー、ならびに上記の混合方法において上記で考察されるアルム溶液、例えば図５～９のシステムは、硫酸カルシウム半水和物およびゼオライトの第１のスラリー、ならびに過炭酸ナトリウム溶液または過酸化水素水と置換され得る。

水との接触後、石膏（硫酸カルシウム半水和物）は硬化して、発泡石膏製品の生産中に、硫酸カルシウム二水和物に変換される。したがって、いったんアルムと石膏のスラリーとが混合されて、二酸化炭素が発生されると（および所望される場合、Ｏ_２を生成するための原料が混合されると）、壁空洞への発砲材料の分注は、完全に活性化された発泡体、または発泡しているかもしくはその間の任意の状態である部分的に活性化された液体として生じ得る。現場の状況および利用可能な機器に応じて、異なる適用方法が使用されるだろう。空洞充填剤を有する、例えばスタッドおよび壁パネル、例えば乾式壁パネルを含む、壁システムは、空洞充填剤を含まない、スタッドおよび壁パネルを含む壁システムよりも高い機械的特性、音響特性、および熱抵抗特性を有するであろう。壁空洞充填材は、空洞を有する任意の壁、例えば、壁パネル（例えば、石膏ボードまたはセメントボード）とスチールスタッドとの組み合わせであり得る。したがって、例えば、石膏ボードまたはセメントボードのいずれも、この発明と共に用いることができる。しかしながら、空洞充填材は、壁パネルとの使用に限定されない。本発明はまた、発泡セル状コンクリートブロックの中空コアを充填することを企図する。

スラリーを作製するために使用される水は、スラリーおよび硬化プラスターの両方の特性の最良な制御のために実用的な純度であるべきである。塩および有機化合物は、スラリーの硬化時間を改変することでよく知られており、促進剤から硬化阻害剤まで幅広く変化する。いくつかの不純物は、二水和物結晶のインターロッキングマトリクスが形成されるときに構造の不規則性をもたらし、硬化製品の強度を低下させる。したがって、製品の強度およびコンシステンシーは、実用的に汚染物のない水、好ましくは飲料用水の使用によって増強される。

ラテックス
本発明の石膏スラリーは、結合剤としてラテックスポリマーを含んでもよい。具体的には、ポリマーは、合成ラテックス（すなわち、１種以上のモノマーの乳化重合によって調製されるポリマー粒子の水性分散液）である。ラテックスは、水、ラテックスポリマー、界面活性剤、および本明細書の他の箇所に記載されるような他の原料を含む、水性乳剤または分散液を含む。代替的に、ラテックスポリマーを、乾燥再分散性粉末として添加してもよい。

ラテックスの粒子サイズは、典型的に、３０ｎｍ～１，５００ｎｍで変化する。

石膏スラリーはまた、任意選択的に、スラリーを流動化するための分散剤の能力を向上させ、よってその有効性を改善する、１つ以上の改変剤も含む。好ましい改変剤には、生石灰または酸化カルシウムとしても知られている石灰、水酸化カルシウムとしても知られている消石灰、炭酸ナトリウムとしても知られているソーダ灰、ならびに他のカルボネート、シリケート、ホスホネート、ホスフェートが含まれる。改変剤の用量は、使用される改変剤およびそれを使用する用途に応じて、０．０５％～約１％である。改変剤およびそれらの使用に関する追加の情報は、参照により組み込まれ、「ＭｏｄｉｆｉｅｒｓｆｏｒＧｙｐｓｕｍＳｌｕｒｒｉｅｓａｎｄＭｅｔｈｏｄｏｆＵｓｉｎｇＴｈｅｍ」と題される、米国特許出願公開第ＵＳ２００６／０２８０８９８（Ａ１）号に見られる。

湿式石膏促進剤（ＷＧＡ）として知られている別の促進剤も、好ましい促進剤である。湿式石膏促進剤の使用およびそれを作製するための方法の説明は、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第６，４０９，８２５号に開示されている。ＷＧＡは、硫酸カルシウム二水和物、水、および（ｉ）有機ホスホン化合物、（ｉｉ）リン酸含有化合物、または（ｉｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）との混合物からなる群から選択される少なくとも１つの添加剤の粒子を含む。この促進剤は、実質的な長寿命を呈し、かつ経時的にその有効性を維持するため、使用前に湿式石膏促進剤を作製、保管、さらには長距離輸送することができる。湿式石膏促進剤は、ボード製品の１，０００平方フィート当たり、約５～約８０ポンドの範囲の量（２４．３～３９０ｇ／ｍ ^２）で使用される。

ガラス繊維が、任意選択的に、スラリーに添加される。紙繊維が、任意選択的に、スラリーに添加される。最終的な石膏製品の耐水性を改善させるために、ワックス乳剤またはポリシロキサンが、任意選択的に、石膏スラリーに添加される。堅さが必要な場合は、一般に、ホウ酸が添加される。難燃性は、バーミキュライトの添加によって改善され得る。これらおよび他の既知の添加剤は、本発明のスラリー配合物中において有用である。

１つの種類の発泡剤の例は、式ＲＯＳＯ_３ ^－Ｍ^＋を有し、式中、Ｒは、２～２０個の炭素原子を含有するアルキル基であり、Ｍは、陽イオンである。好ましくは、Ｒは、８～１２個の炭素原子を含有するアルキル基である。安定な発泡体を発生させるのに役立つ１つの種類の発泡剤の例は、式ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｘＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）ｙＯＳＯ_３ ^－Ｍ^＋を有し、式中、Ｘは、２～２０の数であり、Ｙは、０～１０の数であり、かつ発泡剤の少なくとも５０重量パーセントにおいて０より大きく、Ｍは、陽イオンである。これらの発泡剤の混成物も、用いてもよい。

スラリーは、顔料を含有してもよい。使用され得る顔料は、意図される用途について当業者に知られている全ての顔料である。本発明による水性配合物に好ましい顔料は、例えば、好ましくはルチルの形態の二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、塩基性炭酸鉛、三酸化アンチモン、およびリトポン（硫化亜鉛および硫酸バリウム）である。しかしながら、水性配合物はまた、着色顔料、例えば、酸化鉄、カーボンブラック、グラファイト、発光顔料、亜鉛黄色、亜鉛緑色、群青、マンガンブラック、アンチモンブラック、マンガンバイオレット、パリスブルー、またはシュワインフルートグリーンを含有することもできる。無機顔料に加えて、本発明による配合物は、有機着色顔料、例えば、セピア、ガンボージ、カセットブラウン、トルイジンレッド、パラレッド、ハンザイエロー、インジゴ、アゾ染料、アントラキノイド、およびインジゴイド染料、ならびにジオキサジン、キナクリドン、フタロシアニン、イソインドリノン、および金属錯体顔料を含有することもできる。二酸化チタンが、好ましい顔料である。

実施例１－壁生成の具体例
発泡石膏壁を生成するために使用された、スラリー生成、アルム溶液生成、ポンプ注入、および混合システムの１つの具体的な工程は、表１に列挙される原料の配合物を使用する、以下のものである。

工程１：
●乾燥材料をバッチ工程で混成し、まとめ、およびスラリー化した
●乾燥アルムと水とを混合することによって、アルム溶液を生成した
●２つの溶液をＹ字型コネクタを介してポンプ注入および合流させた
●２つの溶液を静的ミキサーを使用して混合した
●次に、得られた混合発泡溶液を空洞に移送した
●空洞に入る材料は、膨張していない状態から完全に膨張された状態まで変化した
●空洞内の材料は凝固および乾燥した

工程２：
●乾燥材料を混成し、まとめた
●まとめた材料は連続工程でスラリー化された
●アルム溶液を調達した
●２つの溶液をＹ字型コネクタを介してポンプ注入および合流させた
●２つの溶液を静的ミキサーを使用して混合した
●次に、得られた混合発泡溶液を空洞に移送した
●空洞に入る材料は、膨張していない状態から完全に膨張された状態まで変化した
●空洞内の材料は凝固および乾燥した

工程３：
●乾燥材料を混成し、まとめた
●まとめた材料は連続工程でスラリー化された
●アルム溶液を調達した
●２つの溶液を動的ミキサーに供給した
●次に、得られた混合発泡溶液を空洞に移送した
●空洞に入る材料は、膨張していない状態から完全に膨張された状態まで変化した
●空洞内の材料は凝固および乾燥した

実施例４
硫酸カルシウム半水和物、硫酸アルミニウム、および炭酸カルシウムを含む３つの配合物、ならびにセルロース増粘剤を、ＰＯＳＩ－ＴＥＳＴＥＲ接着試験デバイスを使用して、ユナイテッド・ステイツ・ジプサム建材への接着について試験した。

この実施例では、プラスター用のガス発生発泡システムの概念を実証するために、粉末配合物の構成成分としてクリノプチロライトゼオライトを使用して、実験室配合物を調製した。試験片Ａでは、過炭酸ナトリウムを、乾燥混合剤としてプラスター配合物に添加した。試験片Ｂでは、５．２５％の過酸化水素溶液を使用して、ゼオライトを含有するプラスター配合物を、所望の試験のコンシステンシーで混合した。１分間の浸漬、１分間の手による混合の混合手順を使用した。表７は、試験片ＡおよびＢの配合を示す。

実施例７
この例は、標準プラスター配合物中のゼオライトと過炭酸ナトリウムとの間の相互作用関係を判定するために、ゼオライト／過炭酸ナトリウム相互作用を試験する。この実施例では、実験室試料を調製し、混合水に１分間乱さずに浸漬した後に、ホバートミキサーを使用して混合した。１分間の浸漬、ワイヤーホイップを用いた速度２での２分間の混合の混合手順を使用した。直ちに粘度を判定した。３００グラムの混合スラリーを、標準３２オンスの紙クォートカップ内に注いだ。離型前に十分な強度を発現させるために、カップを乾燥オーブンに１日間入れた。完全に乾燥した後、試料の計算されたキャスト体積、体積増加、および乾燥密度を判定した。表８は、試験片１～９の配合および結果を示す。

実施例８
この例では、標準プラスター配合物におけるゼオライトと過炭酸ナトリウムとの間の相互作用関係を判定するために、ゼオライトおよび過炭酸ナトリウムの様々な形態の相互作用を試験する。この実施例では、実験室試料を調製し、混合水に１分間乱さずに浸漬した後に、ホバートミキサーを使用して混合した。１分間の浸漬、ワイヤーホイップを用いた速度２での２分間の混合の混合手順を使用した。直ちに粘度を判定した。３００グラムの混合スラリーを、標準３２オンスの紙クォートカップ内に注いだ。離型前に十分な強度を発現させるために、カップを乾燥オーブンに１日間入れた。完全に乾燥した後、試料の計算されたキャスト体積、体積増加、および乾燥密度を判定した。表９は、試験片Ａ１～Ｄの配合および結果を示す。

実施例９
この例では、ゼオライトおよび過炭酸ナトリウムを含む軽量プラスター混合物中の、ＰＶＯＨ、デンプン、砂糖、ゼラチン、ポリエチレングリコールなどの弾性添加剤の機能特性を試験する。この実施例では、実験室試料を調製し、混合水に１分間乱さずに浸漬した後に、ミキサーを使用して混合した。１分間の浸漬、ワイヤーホイップを用いた速度２での２分間の混合の混合手順を使用した。直ちに粘度を判定した。３００グラムの混合スラリーを、標準３２オンスの紙クォートカップ内に注いだ。離型前に十分な強度を発現させるために、カップを乾燥オーブンに１日間入れた。完全に乾燥した後、試料の計算されたキャスト体積、体積増加、および乾燥密度を判定した。表１０は、試験片Ｅ１～Ｅ７の配合および結果を示す。

本発明は、上に提供された実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって規定される。
［付記］
［付記１］
石膏ベースの組成物であって、無水基準における１００重量部の原料に基づいて、
５０～９８重量％の硫酸カルシウム半水和物と、
－ＣＯ _２ガスを発生させるための、１．５～５０重量％の炭酸カルシウムと、硫酸アルミニウムおよび硫酸アルミニウムカリウムから選択される、１．５～３０重量％の少なくとも１種のアルミニウム化合物との、第１の組み合わせ、および／または
－酸素ガスを発生させるための、１～１０重量％のゼオライトと、濃厚水溶液として提供される１～１０重量％の過酸化水素および１～１０重量％の過炭酸ナトリウム（Ｎａ _２ＣａＣＯ _３・１．５Ｈ _２Ｏ _２）の群のメンバーとの、第２の組み合わせ、から選択されるガスを発生させるための化合物の組み合わせと、
０．１～１０重量％のセルロース増粘剤と、を含む、前記原料の混合物を含む、石膏ベースの組成物。
［付記２］
前記混合物原料が、１００重量部の前記混合物の前記原料に基づいて、
－０．１～１重量％のキレート剤と、
－０．０５～１重量％の殺生物剤と、のうちの少なくとも１つをさらに含む、付記１に記載の組成物。
［付記３］
前記アルミニウム化合物および／またはゼオライトが、存在する場合、混合工程中にスラリー中のシェルに封入された粉末の粒子に適切な剪断力が加えられたときの前記粉末の制御された放出のために前記シェルに封入された前記粉末の前記粒子である、付記１に記載の組成物。
［付記４］
前記原料が、前記炭酸カルシウムおよび前記アルミニウム化合物を含む、付記１に記載の組成物。
［付記５］
前記原料が、
前記ゼオライトと、前記過炭酸ナトリウム（Ｎａ _２ＣａＣＯ _３・１．５Ｈ _２Ｏ _２）および前記過酸化水素の濃厚溶液からなる群のメンバーと、を含み、前記ゼオライトが、天然ゼオライトを含む、付記１に記載の組成物。
［付記６］
発泡石膏スラリーを作製する方法であって、
水と、
前記発泡石膏スラリーを形成するための付記１～５のいずれかに記載の組成物であって、前記水と硫酸カルシウム半水和物との重量比が０．２～２：１であり、前記水が、存在する場合、ラテックス水性媒体の水に追加されたものである、組成物と、を混合することを含み、
前記発泡石膏スラリーが、１５～９０体積パーセントの気泡を有する、方法。
［付記７］
発泡石膏製品を作製する方法であって、
水と、
発泡石膏スラリーを形成するための付記１～５のいずれかに記載の組成物であって、前記水と硫酸カルシウム半水和物との重量比が０．２～２：１である、組成物と、を混合することを含み、
前記発泡石膏製品を形成するために、前記発泡石膏スラリー中の硫酸カルシウム半水和物が、硫酸カルシウム二水和物に変換、硬化および乾燥し、
前記硬化および乾燥された発泡石膏スラリーから得られた前記発泡石膏製品が、１０～５５ポンド／立方フィートの比重を有し、
前記発泡石膏製品が、３０～９０体積パーセントの全空隙体積を有する、方法。
［付記８］
前記方法が、作業現場でのバッチ、半連続バッチ、もしくは連続処理を介して、または製造工程の一部として行われ、
第１のスラリーを形成するために、前記硫酸カルシウム半水和物および前記炭酸カルシウムを水と混合することと、
アルム溶液を形成するために、前記アルミニウム化合物を水と混合することと、
コネクタ導管から排出開口部を通って排出される合流混合流を生成するように、前記コネクタ導管内で合流するために、前記第１のスラリーおよび前記アルム溶液を、コネクタ導管のそれぞれの流入開口部を通して送ることと、
前記発泡石膏スラリーを生成するために、前記炭酸カルシウムの一部分を前記アルミニウム化合物と反応させることによって、前記炭酸カルシウムの前記少なくとも一部分を活性化するように、静的ミキサーまたは動的ミキサーから選択される合流流ミキサーで前記合流混合流を混合することと、
前記合流混合発泡流を前記合流流ミキサーから２枚の壁ボードの間の空洞に移送することと、
前記空洞内の前記発泡石膏スラリーを、膨張、凝固、および乾燥させることと、を含む、付記７に記載の発泡石膏製品を作製する方法。
［付記９］
前記コネクタ導管が、Ｙ型コネクタ導管およびＴ型コネクタから選択され、
前記Ｙ型コネクタ導管が、第１の流入開口部を画定する第１の側部流入管と、第２の流入開口部を画定する第２の側部流入管と、排出開口部を画定する排出管と、を有し、前記Ｙ型コネクタ導管の前記第１の側部流入管および前記第２の側部流入管が、鋭角を画定し、前記Ｙ型コネクタ導管の前記第１の側部流入管および前記排出管が、第１の鈍角を画定し、前記Ｙ型コネクタ導管の前記第２の側部流入管および前記排出管が、第２の鈍角を画定し、
前記Ｔ型コネクタが、第２の開口端に対向する第１の開口端を有する第１の管と、前記第１の管と連通し、第３の開口端を画定する第２の管と、を有し、前記第１の管が、前記第２の管に対して垂直であり、前記第１、第２、および第３の開口端のうちの１つが、前記第１の流入開口部であり、前記第１の流入開口部ではない前記第１、第２、および第３の開口端のうちの１つが、前記第２の流入開口部であり、前記第１の流入開口部もしくは前記第２の流入開口部ではない前記第１、第２、もしくは第３の開口端が、前記排出開口部である、付記８に記載の発泡石膏製品を作製する方法。
［付記１０］
対向するボードパネルであって、前記対向するボードパネル間の空洞を画定するスタッドを含むフレームに取り付けられている、ボードパネルと、
前記空洞内に配置された付記１～５のいずれかに記載の石膏ベースの組成物および水から作製された硬化および乾燥された発泡石膏スラリーから得られる発泡石膏製品であって、前記発泡石膏製品が、１０～５５ポンド／立方フィートの比重を有し、前記発泡石膏製品が、３０～９０体積パーセントの全空隙体積を有する、発泡石膏製品と、を備える、空洞壁システム。

Claims

石膏ベースの組成物であって、無水基準における１００重量部の原料に基づいて、
少なくとも５０重量％の硫酸カルシウム半水和物と、
－水と混合された場合にＣＯ_２ガスを発生させるための、３～２０重量％の炭酸カルシウムと、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、およびこれらの組み合わせから選択される、３～１５重量％のアルミニウム化合物との、第１の組み合わせ、または
－酸素ガスを発生させるための、１～１０重量％のゼオライトと、濃厚水溶液として提供される１～１０重量％の過酸化水素および１～１０重量％の過炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣａＣＯ_３・１．５Ｈ_２Ｏ_２）の群のメンバーとの、第２の組み合わせ、から選択されるガスを発生させるための化合物の組み合わせと、
０．２～５重量％のセルロース増粘剤と、
０．１～１重量％のキレート剤と、を含む、前記原料の混合物を含む、石膏ベースの組成物。
石膏ベースの組成物であって、無水基準における１００重量部の原料に基づいて、
少なくとも５０重量％の硫酸カルシウム半水和物と、
酸素ガスを発生させるための、１～１０重量％のゼオライトと、濃厚水溶液として提供される１～１０重量％の過酸化水素および１～１０重量％の過炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣａＣＯ_３・１．５Ｈ_２Ｏ_２）の群のメンバーとの組み合わせであるガスを発生させるための化合物の組み合わせと、
０．１～１０重量％のセルロース増粘剤と、を含む、前記原料の混合物を含み、
前記ゼオライトが、天然ゼオライトを含む、石膏ベースの組成物。
前記原料の混合物が、１００重量部の前記混合物の前記原料に基づいて、０．０５～１重量％の殺生物剤をさらに含む、請求項１または２に記載の組成物。
前記アルミニウム化合物または前記ゼオライトが、混合工程中にスラリー中のシェルに封入された粉末の粒子に適切な剪断力が加えられたときの前記粉末の制御された放出のために前記シェルに封入された前記粉末の前記粒子である、請求項１または２に記載の組成物。
前記原料が、前記炭酸カルシウムおよび前記アルミニウム化合物を含む、請求項１に記載の組成物。
前記原料の混合物は、０．０２から１重量％の、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、酢酸、またはホウ酸をさらに含む、請求項１または２に記載の組成物。
前記原料の混合物は、５０から９３．８重量％の硫酸カルシウム半水和物を含む、請求項１または２に記載の組成物。
キレート剤は、ジエチレントリアミン五酢酸、エチレンジアミン四酢酸、ポリアクリル酸ナトリウム、及びポリリン酸塩からなる群より選択される、請求項１または２に記載の組成物。
発泡石膏スラリーを作製する方法であって、
水と、
前記水との混合物を形成するための前記発泡石膏スラリーを形成するための請求項１～８のいずれかに記載の組成物であって、前記水と硫酸カルシウム半水和物との重量比が０．２～２：１であり、前記混合物は任意でラテックス水性媒体をさらに含んでもよく、前記水と硫酸カルシウム半水和物との重量比では前記ラテックス水性媒体の水を勘定にいれない、組成物と、を混合することを含み、
前記発泡石膏スラリーが、１５～９０体積パーセントの気泡を有する、方法。
発泡石膏製品を作製する方法であって、
水と、
発泡石膏スラリーを形成するための請求項１～８のいずれかに記載の組成物であって、前記水と硫酸カルシウム半水和物との重量比が０．２～２：１である、組成物と、を混合することを含み、
前記発泡石膏製品を形成するために、前記発泡石膏スラリー中の硫酸カルシウム半水和物が、硫酸カルシウム二水和物に変換、硬化および乾燥し、
前記硬化および乾燥された発泡石膏スラリーから得られた前記発泡石膏製品が、１０～５５ポンド／立方フィート（１６０．１８ｋｇ／ｍ ^３～８８１．０２ｋｇ／ｍ ^３）の比重を有し、
前記発泡石膏製品が、３０～９０体積パーセントの全空隙体積を有する、方法。
発泡石膏製品を作製する方法であって、
水と、
発泡石膏スラリーを形成するための組成物であって、前記水と硫酸カルシウム半水和物との重量比が０．２～２：１である、組成物と、を混合することを含み、
前記発泡石膏製品を形成するために、前記発泡石膏スラリー中の硫酸カルシウム半水和物が、硫酸カルシウム二水和物に変換、硬化および乾燥し、
前記硬化および乾燥された発泡石膏スラリーから得られた前記発泡石膏製品が、１０～５５ポンド／立方フィート（１６０．１８ｋｇ／ｍ ^３～８８１．０２ｋｇ／ｍ ^３）の比重を有し、
前記発泡石膏製品が、３０～９０体積パーセントの全空隙体積を有する、方法であり、
前記組成物は、
石膏ベースの組成物であって、無水基準における１００重量部の原料に基づいて、
少なくとも５０重量％の硫酸カルシウム半水和物と、
－水と混合された場合にＣＯ _２ガスを発生させるための、１．５～５０重量％の炭酸カルシウムと、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、およびこれらの組み合わせから選択される、１．５～３０重量％のアルミニウム化合物との、第１の組み合わせ、および／または
－酸素ガスを発生させるための、１～１０重量％のゼオライトと、濃厚水溶液として提供される１～１０重量％の過酸化水素および１～１０重量％の過炭酸ナトリウム（Ｎａ _２ＣａＣＯ _３・１．５Ｈ _２Ｏ _２）の群のメンバーとの、第２の組み合わせ、から選択されるガスを発生させるための化合物の組み合わせと、
０．１～１０重量％のセルロース増粘剤と、を含む、前記原料の混合物を含む、石膏ベースの組成物であり、
さらに、前記方法が、作業現場でのバッチ、半連続バッチ、もしくは連続処理を介して、または製造工程の一部として行われ、
第１のスラリーを形成するために、前記硫酸カルシウム半水和物および前記炭酸カルシウムを水と混合することと、
アルム溶液を形成するために、前記アルミニウム化合物を水と混合することと、
コネクタ導管から排出開口部を通って排出される合流混合流を生成するように、前記コネクタ導管内で合流するために、前記第１のスラリーおよび前記アルム溶液を、コネクタ導管のそれぞれの流入開口部を通して送ることと、
前記発泡石膏スラリーを生成するために、前記炭酸カルシウムの少なくとも一部分を前記アルミニウム化合物と反応させることによって、前記炭酸カルシウムの前記一部分を活性化するように、静的ミキサーまたは動的ミキサーから選択される合流流ミキサーで前記合流混合流を混合することと、
発泡している前記合流混合流を前記合流流ミキサーから２枚の壁ボードの間の空洞に移送することと、
前記空洞内の前記発泡石膏スラリーを、膨張、凝固、および乾燥させることと、を含む方法として行われる、方法。
前記コネクタ導管が、Ｙ型コネクタ導管およびＴ型コネクタから選択され、
前記Ｙ型コネクタ導管が、第１の流入開口部を画定する第１の側部流入管と、第２の流入開口部を画定する第２の側部流入管と、排出開口部を画定する排出管と、を有し、前記Ｙ型コネクタ導管の前記第１の側部流入管および前記第２の側部流入管が、鋭角を画定し、前記Ｙ型コネクタ導管の前記第１の側部流入管および前記排出管が、第１の鈍角を画定し、前記Ｙ型コネクタ導管の前記第２の側部流入管および前記排出管が、第２の鈍角を画定し、
前記Ｔ型コネクタが、第２の開口端に対向する第１の開口端を有する第１の管と、前記第１の管と連通し、第３の開口端を画定する第２の管と、を有し、前記第１の管が、前記第２の管に対して垂直であり、前記第１、第２、および第３の開口端のうちの１つが、前記第１の流入開口部であり、前記第１の流入開口部ではない前記第１、第２、および第３の開口端のうちの１つが、前記第２の流入開口部であり、前記第１の流入開口部もしくは前記第２の流入開口部ではない前記第１、第２、もしくは第３の開口端が、前記排出開口部である、請求項１１に記載の発泡石膏製品を作製する方法。
対向するボードパネルであって、前記対向するボードパネル間の空洞を画定するスタッドを含むフレームに取り付けられている、ボードパネルと、
前記空洞内に配置された請求項１～８のいずれかに記載の石膏ベースの組成物および水から作製された硬化および乾燥された発泡石膏スラリーから得られる発泡石膏製品であって、前記発泡石膏製品が、１０～５５ポンド／立方フィート（１６０．１８ｋｇ／ｍ ^３～８８１．０２ｋｇ／ｍ ^３）の比重を有し、前記発泡石膏製品が、３０～９０体積パーセントの全空隙体積を有する、発泡石膏製品と、を備える、空洞壁システム。