KR20080032094A

KR20080032094A - 2-반복하는 단위 분산제를 활용한 석고 제품 및 이들을제조하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20080032094A
Application number: KR1020087001089A
Authority: KR
Inventors: 킹시아 리우; 마이클 피. 쉐이크; 데이빗 알. 블랙번; 존 더블유. 윌슨; 브라이언 란달; 데니스 엠. 레트케맨
Original assignee: 유나이티드 스테이츠 집섬 컴파니
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2008-04-14
Also published as: CA2607976A1; AU2006259511A1; NO20075724L; PL1896374T3; US20100011994A1; US7776461B2; AR053627A1; US20080009566A1; EP1896374B1; WO2006138289A2; WO2006138289A3; US7637996B2; EP1896374A4; AU2006259511B2; EP1896374A2

Abstract

석고 슬러리는 물, 스투코를 포함하는 수경성 성분 및 폴리카르복실레이트 분산제를 포함한다. 상기 분산제는 두개의 반복 단위를 가지는데, 여기서 첫번째 반복 단위는 올레핀 불포화 모노-카르복시산 반복 단위 또는 에스테르 또는 염이며, 그리고 두번째 반복 단위는 에테르 결합에 의해 폴리에테르에 결합된 알릴 또는 비닐 그룹이다. 상기 슬러리는 석고 패널로 제조될 수 있다.

석고 슬러리, 석고 판, 석고 패널, 분산제, 스투코

Description

2-반복하는 단위 분산제를 활용한 석고 제품 및 이들을 제조하기 위한 방법{GYPSUM PRODUCTS UTILIZING A TWO-REPEATING UNIT DISPERSANT AND A METHOD FOR MAKING THEM}

본 발명은 2005년 6월 14일 출원되고 여기서 참고로 편입된 "2-반복하는 단위 분산제를 활용한 석고 제품 및 이들을 제조하기 위한 방법"의 제목을 가진 미국 일련번호 11/152,448호의 계속 일부 출원이다.

본 발명은 함께 진행중인 "석고 제품용 개질제 및 이들을 이용하는 방법(Modifiers for Gypsum Products and Method of Using Them)" 제목의 미국 일련번호 11/152,317호; "개질제와 분산제를 가지고 석고 슬러리를 제조하는 방법(Method of Making a Gypsum Slurry with Modifiers and Dispersants)" 제목의 미국 일련번호 11/152,323호 및 "거품을 포함하는 벽판 재료에서 분산제의 효과적인 사용{Effective Use of Dispersants in Wallboard Containing Foam}" 제목의 미국 일련번호 11/152,404호와 관련이 있으며, 이들은 모두 2005년 6월 14일 출원되었으며 모두 여기서 참고로 편입되었다.

본 출원은 "석고 제품용 개질제 및 이들을 이용하는 방법(Modifiers for Gypsum Products and Method of Using Them)" 제목의 미국 일련번호 11/xxx,xxx(대리인 참고번호. 2033.75338); "개질제 및 분산제를 가지고 석고 슬러리를 제조하는 방법(Method of Making a Gypsum Slurry with Modifiers and Dispersants)" 제목의 미국 일련번호 11/xxx,xxx(대리인 참고번호 2033.75339) 및 "거품을 포함하는 벽판재료에서 분산제의 효과적인 사용(Effective Use of Dispersants in Wallboard Containing Foam)" 제목의 미국 일련번호 11/xxx,xxx(대리인 참고번호 2033.75341)와 또한 관련이 있으며, 이들은 모두 이와 함께 현재 출원되었으며 그리고 참고로 모두 여기에 편입되었다.

본 발명은 속건성(fast-drying) 석고 제품에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 통상의 제품보다 보다 적은 건조시간을 요하거나 또는 보다 적은 에너지를 요하는 석고 슬러리 및 벽판재료에 관한 것이다.

석고계 건축 제품들이 건설에 흔히 이용된다. 석고로 만들어진 벽판 재료는 방화성이 있으며 그리고 거의 모든 형상의 벽의 건설에 이용될 수 있다. 그것은 주로 내벽 및 천정 제품으로 이용된다. 석고는 방음 특성을 가진다. 손성되게 되면 비교적 용이하게 부착되거나 바꾸어질 수 있다. 벽판 재료에 적용될 수 있는 페인트나 벽지등을 포함하는 다양한 장식적인 마감이 있다. 모든 이들 잇점에도 불구하고, 그것은 여전히 비교적 비싸지 않은 건축재이다.

벽판 재료 패널의 저비용에 대한 한가지 이유는 이들이 빠르고 효과적인 공정에 의해 제조된다는 것이다. 황산 칼슘 반수화염(calcium sulfate hemihydrate; 반수석고)을 포함하는 슬러리는 코어를 형성하는 데 이용되며, 그리고 혼합기 아래에서 이동하는 종이 커버 시트 상에 연속적으로 침착된다. 2차 종이 커버 시트가 그 위에 도포되고 그리고 그 결과로 생성되는 조립체는 패널의 형태로 형성된다. 황산 칼슘 반수화물은 상기 반수화물이 굳어지고 단단해지게 하면서 인터로킹 황산 칼슘 이수화물 결정의 매트릭스로 전환시키기에 충분한 양의 물과 반응한다. 이렇게 형성된 상기 연속적인 스트립은 상기 하소된 석고가 굳어질 때까지 벨트 상에서 이송되고, 그리고 상기 스트립은 이후 절단되어 원하는 길이의 판(boards)을 형성하는데, 이 판들은 과잉의 수분을 제거하는 건조 가마(kiln)을 통과하여 이송된다. 각각의 이들 단계가 단지 몇 분만 소모하기 때문에, 상기 공정 단계 중 어딘가에서의 작은 변화도 제조 공정에서의 전체적인 비효율에 이르게 할 수 있다.

슬러리를 형성하기 위해 첨가된 물의 양은 상기 수화 반응을 완료하는데 요구되는 것보다 과잉이다. 석고 슬러리에 첨가되는 상기 물 중 일부는 황산 칼슘 반수화염으로도 또한 알려진 하소된 석고를 수화하는데 이용되어 황산 칼슘 이수화물 결정의 인터로킹(interlocking) 매트릭스를 형성한다. 잉여의 물은 슬러리에 혼합기 밖으로 그리고 적절한 폭과 두께로 형상지어질 외장재(facing material) 상으로 유출되기에 충분한 유동성을 부여한다. 제품이 젖어있는 동안에는, 그것은 이동시키기에 너무 무겁고 상대적으로 깨어지기 쉽다. 잉여의 물은 증발에 의해 상기 판으로부터 제거된다. 만일 잉여의 물이 상온에서 증발되는 것이 허용된다면, 공기 건조하거나 또는 충분한 건조 시간을 제공하기에 충분히 긴 콘베이어를 가지는 것이 허용되는 한 벽판 재료를 적층하고 저장하는 다량의 공간을 차지할 것이다. 상기 판이 굳어지고 비교적 마른 상태가 될 때까지, 그것은 어느 정도 깨어지기 쉬우며, 따라서 깨어지거나 손상되는 것으로부터 보호되어야 한다.

판들을 비교적 짧은 시간 구간 동안 건조하기 위해서는, 상기 벽판 재료 제품은, 예를 들면 오븐이나 가마에서와 같이, 고온에서 잉여의 물을 증발시킴으로써 종종 건조된다. 가마를 건축하고 고온에서 작동시키는 것은 특히 화석원료의 비용이 상승할 때에는 비교적 비용이 많이 든다. 잉여의 물이 증발할 때, 매트릭스 내에 한때 물에 의해 점유되었던 공극을 잔류시킨다. 석고 슬러리를 유동화시키는데 다량의 물이 사용되는 한, 완전히 건조될 때 보다 많고 큰 공극이 제품내에 잔류한다. 상기 공극들은 완성된 제품에서 제품의 밀도와 강도를 감소시킨다.

물을 감소시키는 다른 이유는 특히 최대 밀도(full density)의 슬러리에서, 석고 제품의 강도가 제조에서 사용된 물의 양에 반비례한다는 것이다. 과잉의 물이 증발함에 따라, 상기 물에 의해 한때 점유되었던 매트릭스 내의 공극을 남긴다. 많은 양의 물이 석고 슬러리를 유동화하기 위해 사용되면, 그것이 완전히 건조될 때 보다 많고 더 큰 공극이 제품내에 잔류한다. 이들 공극은 마감된 제품내에서 제품의 밀도와 강도를 감소시킨다.

분산제가 물과 황산 칼슘 반수화염의 혼합물의 유동화를 촉진시켜서 유동가 능한 슬러리를 제조하는데 보다 적은 물이 요구된다는 석고와 함께 사용될 때의 용도에 대하여 알려져 있다. 나프탈렌 술포네이트 분산제는 잘 알려져있으나, 효능이 한정되어 있다. 폴리카르복실레이트 분산제들이 시멘트와 함께 통상적으로 이용되며, 석고와 함께는 보다 낮은 정도로 이용된다. "폴리카르복실레이트 분산제"라는 용어에 의해 대표되는 화합물의 부류는 광대하고, 그리고 개별화합물이 상이한 매질에서 어떻게 반응하는지를 예측하는 것은 매우 어렵다.

폴리카르복실레이트 분산제에 대한 다량의 종래 기술에도 불구하고, 임의의 특정 화합물이 그것이 사용되는 제품에 대하여 미치는 효과를 예측하는 것은 곤란하다. 폴리카르복실레이트들은 시멘트에서의 유동성을 개선하는 것으로 일반적으로 알려져있다. 이것은 모든 폴리카르복실레이트가 석고 제품에서 동일한 결과를 산출할 것이라는 것을 반드시 의미하는 것은 아니다. 석고와 시멘트는 폴리카르복실레이트 용액에서 상이하게 분산되는 상이한 결정 패턴을 형성한다. 이들 수경성 재료의 경화시간(set time)은 매우 상이하며, 시멘트에서는 무시가능하지만 석고 벽판 재료의 경화에는 임계적인 몇몇 폴리카르복실레이트의 지연효과를 만들어 낸다. 일부 폴리카르복실레이트들이 일정 석고원(gypsum source)에 대해서는 효과적이며 다른 것들에 대해서는 그렇지 않은 형태로 석고 제품의 범위내에서의 편차조차 존재한다. 석고 또는 시멘트에서의 폴리카르복실레이트 효능의 예측가능성의 결핍은 저수분 벽판 재료 제품이 제조공정상의 제한을 부여받는 것을 어렵게 한다.

다른 불리한 점은 폴리카르복실레이트가 석고 제품내에서 다른 첨가물과 상호작용한다고 알려진 것이다. 예를 들면, 판의 중량을 감소시키기 위해서 석고 판에 거품이 첨가될 수도 있다. 그러나, 일부의 폴리카르복실레이트들은 일부의 거품을 불안정하게 하여, 그것이 붕괴하고 판 경화 전에 그것의 효과를 잃어버리도록 한다. 거품과 폴리카르복실레이트의 반응은 이용되는 특정 폴리카르복실레이트 분산제의 화학구조에 대한 지식으로부터 일반적으로 예측가능한 것이 아니다.

분산제로 작용하는 것 외에도, 폴리카르복실레이트들은 수경성 슬러리의 경화를 지연하는 것으로 알려져 있다. 시멘트 슬러리의 경화에서의 몇 분의 지연은 무시가능할 수 있을 것이다. 그러나, 고속 벽판 재료 라인상에서, 수분의 경화 지연은 결과적으로 판이 절단하기에 너무 연질이거나, 가마로 이동하기에 너무 깨어지기 쉽거나 또는 생산 라인상에서 이송하기에 너무 연질이기조차 하게 할 수 있다. 벽판 재료는 후속적인 취급에 견딜수 있도록 칼로 절단될 때 대략 50% 경화되어야 한다. 낮은 물 대 스투코(stucco) 비율에서 유동가능한 슬러리를 제조하는데 많은 분량의 폴리카르복실레이트들이 사용될 때에는, 판 제조 라인의 속도를 감소시키는 것을 요구하기에 충분할 정도로 경화시간이 지체될 수 있으며, 효율을 심각하게 감소시킨다. 따라서, 단지 몇 분만의 제품 경화시간의 지체는 판 제조라인의 생산성을 반으로 감소시키는 잠재성을 가지나, 반면 시멘트질 재료의 공정에서는 이러한 지체가 관찰되지 않을 것이다.

또한, 폴리카르복실레이트 분산제의 이용에 의한 경화시간의 지연은 경화 촉진제의 첨가에 의해 언제나 극복될 수 있는 것은 아니다. 혼합기에 경화 촉진제를 첨가하는 것은 경화 시간을 감소시키나, 또한 슬러리가 혼합기를 떠나기 전에 이수화물(dihydrate) 결정의 형성을 초래하여 슬러리의 때이른 농화(thickening)와 감소된 유동성이라는 결과에 이르게 된다. 따라서, 경화 지연을 극복하기 위한 경화 촉진제의 사용은 처음에 유동성을 증가시키기 위해 폴리카르복실레이트 분산제를 첨가한다는 목적을 헛되게 할 수 있다.

만일, 가마 건조 또는 긴 건조시간을 요하지 않는 벽판재료가 그로부터 제조될 수 있는 석고 슬러리가 개발된다면 큰 진전이 있을 것이다. 더욱이, 개선된 슬러리는 폴리카르복실레이트 분산제의 사용과 관련된 경화시간의 증가 없이 빨리 건조될 것이다.

이러한 요구 및 다른 요구들은 개선된 석고 슬러리 및 벽판 재료 제품과 이들을 제조하는 방법의 본 발명에 의해 개선될 것이다. 상기 석고 슬러리에는 물, 수경성 요소의 중량 기준으로 적어도 50%의 황산 칼슘 반수화염을 포함하는 수경성 요소 및 특정 2-반복(2-repeating) 단위 폴리카르복실레이트 분산제를 포함한다.

상기 폴리카르복실레이트 분산제는 제1 및 제2 반복 단위를 포함하는 공중합체로서, 상기 제1 반복 단위는 올레핀 불포화 모노-카르복시산(olefinic unsaturated mono-carboxylic acid) 반복 단위 또는 에스테르 또는 그 염, 또는 올레핀 불포화 황산 반복 단위 또는 그 염이며, 그리고 제2 반복 단위는 일반식:

의 것이다.

여기서 R¹은

에 의해 표시된다.

R²는 수소 또는 지방족 C₁ 내지 C₅ 탄화수소 그룹이다. R³는 비치환되거나 치환된 아릴 그룹, 바람직하게는 페닐이다. R⁴는 수소 또는 지방족 C₁ 내지 C₂₀ 탄화수소 그룹, 지환족(cycloaliphatic) C₅ 내지 C₈ 탄화수소 그룹, 치환된 C₆ 내지 C₁₄ 아릴 그룹 또는 공식

에 부합하는 그룹이다.

R⁵ 및 R⁷은, 서로 독립하여, 알킬, 아릴, 아랄킬 또는 알킬아릴 그룹을 나타내며, 그리고 R⁶는 2가의 알킬, 아릴, 아랄킬 또는 알카릴 그룹이다. p는 경계값을 포함하여 0 내지 3이다. m과 n은, 독립적으로, 경계값을 포함하여 2부터 4까지의 정수이다. x 및 y는, 독립하여, 경계값을 포함하여 55부터 350까지의 정수이다. z의 값은 경계값을 포함하여 0부터 200까지이다.

본 발명의 제2 측면은 황산 칼슘 이수화물의 코어와 상술한 분산제를 포함하는 석고 패널이다.

본 발명의 석고 슬러리, 이를 제조하는 방법 및 그로부터 제조된 석고 패널은 오븐의 연료 부담에서의 비용 절감으로 귀결된다. 석고 제품의 공극으로부터 보다 적은 물이 제거될 필요가 있으며, 그것은 오븐 온도 또는 제품이 오븐 내에서 소모하는 시간의 양의 감소를 허용한다. 화석연료들이 보존되며 그로부터의 비용 절감이 실현될 수 있다.

본 발명에서 이용되는 분산제는 또한 동일한 유동을을 위한 다른 폴리카르복실레이트 분산제보다 덜 지연적이다. 이는 경화 촉진제 및 관련 비용에 대한 요구를 감소시킨다. 그것은 또한 제품의 생강도(green strength)가 제조를 계속하기에 불충분하기 전에 석고판 내에서 물 대 스투코의 비율이 더 감소되는 것을 허용한다.

황산 칼슘 반수화염, 물 및 특정 2-반복 단위 분산제로부터 석고 슬러리가 제조되었다. 상기 분산제에는 카르복실 산 반복 단위 및 알케닐 폴리에테르 글리콜 반복단위가 포함된다.

수경성 재료에는 스투코(stucco) 또는 하소된 석고로도 또한 알려진, 임의의 황산 칼슘 반수화염이 바람직하게는 적어도 50%의 양으로 포함된다. 바람직하게는, 황산 칼슘 반수화염의 양은 적어도 75%, 적어도 80% 또는 적어도 85% 스투코이다. 많은 벽판 재료 제형(formulation)에서, 상기 수경성 재료는 실질적으로 모두 황산 칼슘 반수화염이다. 알파 또는 베타 스투코를 포함하지만 이에 한정되지 않는 하소된 석고의 어떠한 형태도 이용될 수 있다. 비록 바람직하게는 20% 미만의 작은 양이지만, 황산 칼슘 무수화물(calcium sulfate anhydrite), 합성 석고 또는 랜드플라스터(landplaster)의 이용이 또한 숙고된다. 시멘트 또는 플라이 애쉬(fly ash)를 포함하는 다른 수경성 재료가 슬러리내에서 선택적으로 포함된다.

어떠한 스투코도 본 발명으로부터 이익을 얻을 수 있지만, 상이한 공급원으로부터의 스투코에는 상이한 양과 타입의 염(salt) 및 불순물이 포함된다. 본 발명의 슬러리는 상기 황산 칼슘 반수화염이 상대적으로 높은 농도의 자연적으로 발생된 염을 가질때 덜 효과적이다. 저-염 스투코들은 300 ppm(parts per million) 미만의 가용성 염을 가지는 것으로 정의된다. 높은 염 함량의 스투코에는 적어도 600 ppm의 가용성 염을 가지는 것들이 포함된다. 사우싸드(southard), 오클라호마(OK), 리틀 내로우즈(Little Narrows), 노바 스코티아(Nova Scotia), 포트 다지(Fort Dodge), 아이오와(IA), 스위트워터(Sweetwater), 텍사스(TX), 플라스터 시티(Plaster City), 캘리포니아(CA) 및 많은 다른 지역산의 석고 광상이 이러한 선호를 충족한다.

슬러리내에서 사용되는 분산제에는 두개의(2) 반복하는 단위가 포함된다. 제1 반복 단위는 올레핀 불포화 모노-카르복시산 반복 단위, 에스테르 또는 그 염, 또는 올레핀 불포화 황산 반복 단위 또는 그 염이다. 제1 반복 단위의 예는 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이소크로톤산, 알릴 술폰산 및 비닐 술폰산이다. 모노- 또는 2가 염들이 산그룹의 수소 자리에 적합하다. 수소는 또한 탄화수소 그룹에 의해 대치되어 에스테르를 형성할 수도 있다. 바람직한 반복 단위에는 아크릴 산 또는 메타크릴산이 포함된다.

제2 반복 단위는 화학식 1을 만족하고,

그리고, R¹은 화학식 2에 따른 불포화 (폴리)알킬렌 글리콜 에테르 그룹으로부터 유도된다.

화학식 1과 2를 참고하면, 알케닐 반복 단위는 중합체 주쇄(backbone)와 에테르 결합사이에서 C₁ 내지 C₃ 알킬 그룹을 선택적으로 포함한다. p 값은 경계값을 포함하는 0-3의 정수이다. 바람직하게는, p는 0 또는 1이다. R²는 수소원자 또는 지방족 C₁ 내지 C₅ 탄화수소 그룹인데, 이들은 직쇄이거나, 분지되거나, 포화되거나 또는 불포화된 것이다. R³는 비치환되거나 치환된 아릴그룹, 바람직하게는 페닐이다. 바람직한 반복 단위의 예에는 아크릴산과 메타크릴산이 포함된다.

화학식 2의 폴리에테르 그룹은 산소 원자에 의해 연결된, 적어도 2의 알킬 그룹을 포함하는, 다중 C₂-C₄ 알킬 그룹을 포함한다. m 및 n은, 독립적으로, 경계값을 포함하는 2부터 4까지의 정수이며, 바람직하게는 m 및 n 중 적어도 하나는 2이다. x 및 y는, 독립적으로, 경계를 포함하는 55부터 350까지의 정수이다. z 값은 경계값을 포함하는 0부터 200까지이다. R⁴는 수소 또는 지방족 C₁ 내지 C₂₀ 탄화수소 그룹, 지환족 C₅ 내지 C₈ 탄화수소 그룹, 치환된 C₆ 내지 C₁₄ 아릴 그룹 또는 화학식 3a, 3b 및 3c 중 적어도 하나에 부합하는 그룹이다.

상기 화학식에서, R⁵ 및 R⁷은, 서로에 대하여 독립적이고, 알킬, 아릴, 아랄킬 또는 알킬아릴 그룹을 나타낸다. R⁶는 2가 알킬, 아릴, 아랄킬 또는 알킬아릴 그룹이다.

"PCE211-Type"으로 참조되고, 이 그룹중에서 특히 유용한 분산제는, PCE211(이하, "211")로 지명된다. 벽판 재료에서 유동한 것으로 알려진 이 시리즈에서의 다른 중합체들은 PCE111을 포함한다. 이러한 분산제 부류와 그들을 어떻게 제조하는가는 2005년 6월 14일 출원되고 여기서 참고로 편입된 "공중합체를 포함하는 폴리에테르"라는 제목의 미국 일련번호 11/152,678호에서 더 깊이 기술되어 있다.

분산제의 분자량(molecular weight)은 약 20,000부터 약 60,000 돌턴(Dalton)까지인 것이 바람직하다. 놀랍게도, 낮은 분자량 분산제가 60,000 돌턴 초과의 분자량을 가지는 분산제보다 다 적은 경화시간 지연을 야기한다는 것이 발견되었다. 일반적으로, 전체적인 분자량에서의 증가로 귀결되는, 측쇄 길이가 더 길어지는 것은 더욱 양호한 분산성을 제공한다. 그러나, 석고를 가지고 한 시험은 분산제의 효능이 60,000 돌턴 초과의 분자량에서는 감소한다는 것을 나타낸다.

많은 중합체들이 동일한 2 반복하는 단위를 가지고 그들의 상이한 분포를 이용하여 제조될 수 있다. 폴리에테르-포함 반복 단위에 대한 상기 산-포함 반복 단위의 비율은 전하 밀도와 직접적으로 관련된다. 바람직하게는, 상기 공중합체의 전하 밀도는 약 300 내지 약 3000 μequiv. 전하/g 공중합체의 범위이다. 이 부류의 분산제에서 물 감소를 위해 시험된 가장 효과적인 분산제, MELFLUX2651F가 가장 높은 전하 밀도를 가진다는 것이 발견되었다. MELFLUX 분산제들은 데구사 컨스트럭션 중합체, 게엠베하, 트로스트베르그, 독일(Degussa Construction Polymers, GmbH, Trostberg, Germany)에 의해 제조되며, 데구사 코오포레이션, 켄네소, GA(Degussa Corporation, Kennesaw, GA), 이하 "데구사",에 의해 미국에서 시판된다(MELFLUX는 데구사 컨스트럭션 중합체, 게엠베하의 등록 상표이다).

그러나, 전하 밀도의 증가는 또한 분산제의 지연 효과의 증가로 귀결된다는 것이 또한 발견되었다. MELFLUX2500L과 같은 낮은 전하 밀도를 가진 분산제는 높은 전하밀도를 가지는 MELFLUX2651F 분산제 보다 경화시간을 적게 지연한다. 높은 전하 밀도의 분산제로 얻어진 효능에서 증가와 함께 경화 시간 지연이 증가하기 때문에, 낮은 수량, 양호한 유동성 및 합리적인 경화 시간은 중간 범위의 전하 밀도를 유지할 것을 요한다. 보다 바람직하게는, 공중합체의 전하 밀도는 약 600 내지 약 2000 μequiv. 전하/g 공중합체의 범위이다.

이 분산제는 특히 석고와 함께 사용하기에 특히 잘 어울린다. 이론에 억메이지 않기를 바라지만, 주쇄상의 제2 반복 단위의 긴 폴리에테르 사슬이 분산 기능을 수행하는 반면 산 반복 단위들이 반수화물 결정에 묶이는 것이라고 여겨진다. 상기 폴리에테르 사슬의 길이와 균형을 이루면서, 전체 분자량 및 전하 밀도는 석고용 분산제를 설계하는데 중요한 인자이다. 다른 분산제보다 덜 지연적이므로, 석고 제품의 제조공정에 대하여 덜 혼란스럽다. 상기 분산제는 임의의 효과적인 양으로 사용된다. 많은 범위까지, 분산제의 양이 슬러리의 원하는 유동성에 따라 선택된다. 물의 양이 감소함에 따라, 일정한 슬러리 유동성을 유지하기 위하여 보다 많은 분산제가 요구된다. 바람직하게는 상기 분산제는 상기 스투코의 건조 중량을 기초로 약 0.01% 내지 약 0.5%의 양으로 사용된다. 보다 바람직하게는, 상기 분산제는 동일한 기초로 약 0.05% 내지 0.2%의 양으로 사용된다. 액상 분산제를 측정할 때에는, 단지 중합체 고체들만이 상기 분산제의 분량을 계산할 때 고려되며, 그리고 상기 분산제로부터 나오는 물은 물/스투코 비율이 계산될 때 고려된다. 이 분산제는 5분안에 판이 적어도 50% 경화되는 고속 벽판재료 제조 공정의 설계가 가능하도록 한다. 촉진제가 없어도, 적어도 50%의 경화는 10분안에 성취가능하다.

분산제의 함량을 선택하는데 중요할 수 있는 다른 인자는 접하는 재료와의 결합이다. 몇몇 종이들은 높은 분산제 분량에서 만족스러운 결합을 제공하는 부가 적인 성분을 요한다. 폴리비닐알코올과 같은 상이한 결합 시스템이 유용하다. 종이 결합에서 도움이 되는 다른 기술은 접하는 재료상으로의 슬러리의 경화를 촉진하는 명반(alum)과 같은 경화 촉진제를 종이에 적용하는 것이다.

공중합체 분산제를 제조하기 위한 반복 단위의 중합은 숙련된 자에게 알려진 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다. 이미 참고로 편입되었으며, 2005년 6월 14일 출원되고 "폴리에테르 함유 공중합체"라는 제목을 가진 미국 출원 번호 11/152,678에서 바람직한 중합체 기술이 교시된다.

물은 유동가능한 슬러리를 제조하는 임의의 양으로 슬러리에 첨가된다. 사용될 물의 양은 이용되는 응용분야, 사용되는 정확한 분산제, 스투코의 특성 및 이용되는 첨가제에 따라 크게 변한다. 벽판 재료에 대한 스투코 대 물의 양(water to stucco ratio, "WSR")은 스투코의 건조 중량을 기초로 하여 약 0.1 내지 약 0.8인 것이 바람직하다. 통상적으로 약 0.2 내지 약 0.6의 WSR이 바람직하다. 바닥재 조성물은 약 0.17 부터 약 0.45 까지, 바람직하게는 약 0.17 부터 약 0.34 까지의 WSR을 이용한다. 몰더블(moldable) 또는 캐스터블(castable) 제품은 약 0.1 부터 약 0.3까지, 바람직하게는 약 0.16 부터 약 0.25까지의 WSR로 물을 바람직하게 이용한다. 상기 WSR은 PCE211-타입 분산재의 적절한 첨가에 기초한 실험실 시험에서 0.1 이하까지 감소될 수 있다.

슬러리를 제조하는데 이용되는 물은 슬러리와 경화 플라스터 모두의 특성을 가장 잘 제어하기에 실용적인 한 순수하여야 한다. 염과 유기화합물은 촉진제에서부터 경화 억제제까지 넓은 범위에서 상기 슬러리의 경화시간을 변경하는 것으로 잘 알려져 있다. 몇몇 불순물들은 이수화물 결정의 인터로킹 매트릭스가 형성되기 때문에 구조에서의 불규칙을 초래하는데, 이는 경화 제품의 강도를 저하시킨다. 따라서, 제품강도와 일관성은 실용적인 한도내에서 오염물이 없는 물의 사용에 의해 향상된다.

석고 슬러리는 또한 슬러리를 유동화하는 폴리카르복실레이트(polycarboxylate) 분산제의 능력을 증진시켜서 따라서 그 효능을 개선하는 하나 이상의 개질제(modifier)를 포함한다. 여기서 사용된 상기 2-반복 단위 분산제는 특히 상기 개질제의 효과에 민감하다. 바람직한 개질제에는 시멘트, 생석회(quicklime) 또는 산화칼슘으로도 알려진 석회(lime), 수산화칼슘으로도 알려진 소석회(slaked lime), 탄산나트륨(sodium carbonate)으로도 알려진 소다회 및 기타 탄산염, 규산염, 포스포네이트(phosphonates) 및 인산염(phosphates)가 포함된다. 개질제의 분량은 사용되는 개질제와 그것이 사용되는 응용분야에 따라 0.05% 부터 약 1% 까지이다. 개질제가 사용될 때, 상기 분산제의 효능이 새로운 수준의 유동성을 얻을 정도로 올라가거나, 또는 폴리카르복실레이트 분산제 비용을 감소시키기 위해 폴리카르복실레이트 분산제의 양이 감소될 수 있다. 개질제와 그 용도에 대한 추가적인 정보는 참고로 이전에 편입된 "폴리카르복실레이트 분산제용 개질제" 라는 제목의 미국 일련 번호 11/152,317호에서 알 수 있다.

개질제는 분산제가 하소된 석고에 접한 후에 슬러리에 첨가되면 보다 덜 효과적이라는 점이 알려졌다. 바람직하게는 상기 개질제와 분산제는 반수화물을 첨가하기 전에 혼합기의 물에 첨가된다. 만일 개질제와 분산제 모두가 건조한 형태로 있으면, 이들은 서로 미리 혼합되고 그리고 스투코와 함께 첨가될 수 있다. 첨가 순서는 상기 분산제의 효능을 더욱 부양하는 결과를 산출한다. 스투코 조성물에 분산제와 개질제를 첨가하기 위한 방법은 이전에 참고로 편입되었으며, 함께 계중인 미국 일련번호 11/152,323호에 보다 상세히 개시되어 있다.

석고 슬러리가 배치될 특정 응용분야에 전형적인 만큼, 부가적인 첨가제들이 또한 슬러리에 첨가된다. (약 2 lb./MSF(9.8g/m2)까지의) 경화 지연제 또는 (약 35 lb./MSF(170g/m2)까지의) 건조 촉진제가 수화 반응이 발생하는 속도를 변경하기 위해 첨가된다. "CSA"는 5%의 설탕과 함께 빻아지고 상기 설탕을 카라멜화하기 위해 250℉(121℃) 까지 가열된 95% 황산 칼슘 이수화물을 포함하는 경화촉진제이다. CSA는 USG 코오포레이션, 사우싸드(Southard), 오클라호마 플랜트로부터 입수가능하며 여기서 참고로 편입되는 미국 특허번호 3,573,947에 따라 제조된다. 황산 칼륨(potassium sulfate)은 다른 바람직한 촉진제이다. HRA는 100 파운드의 황산 칼슘 이수화물 당 약 5 내지 25 파운드의 설탕의 비율로 설탕과 함께 갓 빻아진 황산 칼슘 이수화물이다. 이는 여기서 참고로 편입된 미국 특허번호 2,078,199호에 더 욱 기술되어 있다. 이들 둘 모두는 바람직한 촉진제이다.

습 석고 촉진제(wet gypsum accelerator) 또는 WGA로 알려진 다른 촉진제도 역시 바람직한 촉진제이다. 습 석고 촉진제의 용도와 그 제조방법에 대한 설명은 여기서 참고로 편입된 미국 특허 번호 6,409,825에 개시된다. 이 촉진제는 유기 포스폰 화합물(organic phosphonic compound), 인산염 함유 화합물 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 적어도 하나의 첨가물을 포함한다. 이 특정 촉진제는 상당한 장수명을 나타내며 그리고 전 시간에 걸쳐서 그 효과를 유지하여 상기 습 석고 촉진제가 제조되고, 저장되며 그리고 사용 전에 긴 거리에 걸쳐서 이송되기 조차도 할 수 있다. 상기 습 석고 촉진제는 판 제품(board product) 1000 제곱 피트 당 약 5 부터 약 80 파운드 까지의(24.3 내지 390 g/m²) 양 범위로 사용된다.

본 발명의 일부 구현례에서는, 최종 제품의 하나 또는 그 이상의 특성을 개질하기 위해 첨가제들이 석고 슬러리에 포함된다. 첨가제들은 본 기술분야에서 공지된 방식과 양으로 이용된다. 함량은 마감된 판 패널("MSF") 1000 제곱 피트 당으로 보고된다. 종이 결합과 제품의 강도를 증가시키기 위해 전분(starches)이 약 3 부터 약 20 lbs./MSF까지의 양(14.6 내지 97.6 g/m²)으로 이용된다. 유리 섬유들이 적어도 11 lb./MSF(54 g/m2)의 양으로 선택적으로 슬러리에 첨가된다. 15 lb./MSF(73.2 g/m²) 까지의 종이 섬유도 역시 슬러리에 첨가된다. 왁스 에멀 션(emulsion)은 마감된 석고 판 패널의 방수성을 개선하기 위해 90 lb./MSF 까지의 양으로 석고 슬러리에 첨가된다.

보다 가벼운 중량을 제공하기 위해 경화된 석고 함유 제품에 공극(voids)을 산출하는 기포제(foaming agent)를 채용하는 본 발명의 구현례에서는, 발포된 경화 석고 제품을 준비하는데 유용하다고 공지된 종래의 기포제 중 어떠한 것도 채용될 수 있다. 많은 이러한 기포제들이 예를 들면 GEO 스페셜티 케미칼즈(specialty chemincals), 앰블러(Ambler), 펜실바니아의 비누 제품의 HYONIC 라인과 같이 잘 공지되어 있으며 쉽게 상업적으로 이용가능하다. 기포와 발포된 석고 제품을 준비하기 위한 바람직한 방법이 여기서 참고로 편입된 미국 특허번호 5,683,635호에 개시되어 있다. 만일 기포가 제품에 포함되면, 황산칼슘 반수화염으로의 투입 이전에 폴리카르복실레이트 분산제가 게이지수(guage water)과 기포수(foam water) 사이에서 선택적으로 분배되거나 또는 두 상이한 분산제가 게이지수와 기포수에서 사용된다. 이 방법은 이전에 참고로 편입되었던 "기포를 포함하는 벽판 재료에서 분산제의 효과적인 사용"이라는 제목의 함께 계류중인 미국 일련 번호 11/152,404호 출원에 개시되어 있다.

일부 구현례에서는 제품 강도를 강화하고 그리고 경화된 석고의 침하 저항성을 향상시키기 위해 트리메타포스페이트(trimetaphosphate) 화합물이 석고 슬러리에 첨가된다. 바람직하게는 상기 트리메타포스페이트 화합물의 함량은 상기 하소 된 석고의 중량을 기초로 약 0.07% 부터 약 2.0%까지이다. 트리메타포스페이트 화합물을 포함하는 석고 조성물은 둘 다 여기서 참고로 편입된 미국 특허번호 6,342,284호와 6,632,550호에 개시되어 있다. 예시적인 트리메타포스페이트 염에는 아스타리스, 엘엘씨, 세인트 루이스, 미주리(MO)로부터 입수가능한 것들과 같이 트리메타포스페이트의 나트륨, 칼륨 또는 리튬 염이 포함된다. 트리메타포스페이트를 석회 또는 슬러리의 pH를 상승시키는 다른 개질제와 함께 사용할 때에는 주의가 가해져야 한다. 약 9.5 초과의 pH에서는, 상기 트리메타포스페이트는 제품을 강화하는 능력을 잃게되고 슬러리는 심하게 지연적인 것으로 된다.

벽판 재료에 대한 다른 가능한 첨가제는 곰팡이(mold), 흰곰팡이(mildew) 또는 진균류(fungi)의 성장을 감소시키는 살생제(biocide)이다. 선택된 살생제와 벽판 재료의 의도된 용도에 따라, 상기 살생제는 외피(covering), 석고 코어 또는 양쪽 모두에 첨가될 수 있다. 사생제의 예에는 붕산, 피리티온염(pyrithione salts) 및 구리염(copper salts)가 포함된다. 살생제는 외피 또는 석고 코어에 첨가될 수 있다. 사용될 때, 살생제는 500ppm 미만의 양으로 외피에서 이용된다.

또한, 석고 조성물은 선택적으로 미리 젤라틴화 한(pregelatinized) 전분 또는 산-개질된 전분(acid-modified starch)와 같은 전분을 포함할 수 있다. 미리 젤라틴화한 전분의 포함은 경화체와 건조된 석고의 강도를 증가시키고 그리고 증가된 습도의 조건하에서 (예를 들면, 하소된 석고에 대한 물의 증가된 비율에 대하 여) 종이의 박리의 위험을 최소화하거나 회피한다. 본 기술분야에서 숙련된 자는 예를 들면, 원료 전분을 적어도 약 185℉(85℃)의 온도의 물에서 끓이는 것과 같은 원료 전분을 미리 젤라틴화 하는 방법 또는 다른 방법을 평가할 것이다. 미리 젤라틴화된 전분의 적절한 예에는 여기에 한정하는 것은 아니지만 로호프 그레인 컴퍼니로부터 상업적으로 이용가능한 PCF 1000 전분 및 양자 모두 아쳐 다니엘스 미드랜드 컴퍼니(Archer Daniels Midland Company)로부터 상업적으로 이용가능한 AMERIKOR 818 및 HQM PREGEL 전분이 포함된다. 만일 포함된다면, 상기 미리 젤라틴화된 전분은 임의의 적절한 양으로 존재한다. 예를 들면, 만일 포함된다면, 상기 미리 젤라틴화된 전분은 상기 경화석고 조성물의 중량백분율로 약 0.5% 부터 약 10%까지의 양으로 존재하도록 혼합물에 첨가되어 경화석고 조성물을 형성한다. USG95(유나이티드 스테이츠 집섬 컴퍼니, 시카고, 일리노이)와 같은 전분도 역시 코어 강도를 위해 선택적으로 첨가된다.

작업시, 석고는 콘베이어 상에서 혼합기 쪽으로 이동한다. 혼합기에 들어가기 전에, 건조한 경화촉진제와 같은 건조한 첨가제가 분말화된 석고에 첨가된다. 일부 첨가제들은 별도의 라인을 경유하여 혼합기에 직접 첨가된다. 트리메타포스페이트는 이하에서 기재되는 예에서 이 방법을 이용하여 첨가된다. 다른 첨가제도 역시 물에 첨가될 수 있다. 이것은 상기 첨가제가 액체 형태일 때 특히 편리하다. 대부분의 첨가제에 대해서는 슬러리에 첨가제를 위치시키는데 관한 어떠한 임계성도 없으며, 그리고 이들은 편리한 어떠한 장비나 방법을 이용하여 첨가될 수 있다.

그러나, 본 발명의 분산제를 이용할 때에는, 스투코의 첨가 전에 물에 분산제를 첨가하는 것이 중요하다. 게이지수 또는 보충수(make-up water)는 다른 공급원으로부터의 물이 고려되었을 때, 목표 물 대 스투코 비율을 충족하기에 요구되는 양으로 혼합기에 첨가된다.

다른 공지된 첨가제들이 제품의 특정 특성을 개질하기 위해 요구되는대로 사용될 수도 있다. 포도당과 같은 당류가 판의 단부의 종이 결합을 개선하기 위해 사용된다. 왁스 에멀션 또는 폴리실록산이 방수를 위해 이용된다. 만일 딱딱함(stiffness)이 요구되면 붕산이 통상적으로 첨가된다. 난연성은 버미큘라이트(vermiculite)를 첨가함으로써 개선될 수 있다. 이들 및 다른 공지된 첨가제들은 본 슬러리 및 벽판 재료 제형에 유용하다.

실시예 1

두 상이한 분산제에 대한 탄산칼륨(potassium carbonate)의 첨가 효과를 결정하기 위해 테스트가 수행되었다. 후속하는 각각의 샘플에서, 석고 슬러리가 사우싸드, 오클라호마로부터의 스투코 400 그램, 상기 스투코의 건조 중량에 기초한 0.2% 분산제로부터 제조되었다. 상기 211 분산제는 모두 "폴리에테르-함유 공중합체"라는 제목을 가지고 여기서 참고로 편입되었으며 2005년 6월 14일 출원된 미국 일련번호 11/152,678와 미국 일련번호 11/xxx,xxx(대리인 참고 DCP 3)의 준비 예 3(preparation example 3)에 따라 제조되었다. 상기 분산제 타입과 양의 탄산칼륨이 패티(patty) 크기와 굳어지는(stiffening) 속도의 결과와 함께 하기의 표 1에서 표시된다.

분산제	탄산칼륨, g	패티 크기, cm	굳어지는 시간
211	0.6	30.3	6:00
211	0.0	19.8	2:05
MELFLUX 2500L	0.6	26.0	10:30
MELFLUX 2500L	0.0	15.5	2:35

상기 표 1의 데이타에서 보여지듯이, 본 발명의 상기 2 반복 단위 분산제, 211은 종래 기술의 분산제, MELKFLUX 2500L과 비교하였을 때 개질제, 탄산 칼륨의 첨가 및 첨가 없는 경우 모두에서 감소된 굳어지는 시간을 나타낸다. 이 예는 또한 이들 두 분산제 각각에 대한 탄산 칼륨 개질제의 효과를 실증한다. 동일 함량의 211 분산제가 보다 양호한 분산 작용을 지적하는 보다 큰 패티 크기를 산출하는 반면 굳어지는 시간에서의 감소를 동반하면서, 개질제에 대하여 훨씬 더 잘 응답한다는 것에 주목하라.

실시예 2

효능에서의 개선을 정하기 위해 상기 바람직한 211 분산제가 다양한 개질제와 함께 시험되었다. 시약급 테트라 소듐 포스페이트(TSP), 테트라 소듐 피로포스페이트(TSPP) 및 탄산 나트륨(소다회)가 시험되었다. 솔루티아 인크., 세인트루이스, 미주리로부터 이용가능한 DEQUEST 2006, 아미노트리 (메틸렌 포스폰 산)의 펜타 소듐 염도 또한 시험되었다.

모든 시험 샘플에 대하여, 물 대 스투코 비율(water to stucco ratio)은 0.5 이었으며, 스투코의 건조 중량에 기초한 0.66 중량% 습 석고 촉진제(WGA)가 첨가되었다. 제어 샘플은 단지 0.5 중량%의 WGA만 가졌다. 첨가된 각 개질제의 양이 경화시간 및 각 샘플에 의해 제조된 패티 크기와 함께 표 2에 나타내어졌다.

상기 개질제와 분산제는 물에 첨가되었으며 이후 스투코와 WGA의 첨가가 후속되었다. 슬러리는 일관성 있게 될 때까지 교반되었다.

개질제	제어	DEQUEST 2006	TSP	TSPP	소다회
양	0	0.05%	0.05%	0.05%	0.15%
패티 크기	20cm	23.7cm	21.5cm	25.5	27.5cm
굳어지는 시간	2:15	2:35	2:15	2:55	2:30

이 결과를 얻기 위해 더 많은 소다회가 사용되었음에도 불구하고, 다른 개질제 가격의 1/3의 비용만 소요하기 때문에 효과적이라고 판단된다. 또한, 상기 소다회는 경화시간을 단지 11% 증가시키는 반면 패티 크기를 37% 증가시킨다. DEQUEST 2006은 대략 동일한 경화시간에 대하여 훨씬 작은 패티를 산출하며 그리고 TSPP는 보다 작은 패티사이즈를 가지나 더 높은 경화시간을 가진다.

실시예 3

생산 라인 상에서 제조되는 벽판 재료에서 물을 감소하는 분산제의 능력을 시험하기 위해 플랜트 시험(trial)이 수행되었다. 스투코는 콘베이어를 경유하여 고 전단 혼합기(high shear mixer)로 전달되었다. 전분과 같은 건조한 첨가제가 스투코가 전달되었던 콘베이어에 추가되었다. 게이지수가 액상 첨가제 중의 물이 감안된 후의 목표 물 대 스투코 비율을 산출하는데 필요한 양으로 상기 혼합기에 첨가되었다. 트리메타포스페이트는 별도의 라인에 의해 혼합기로 첨가되었다. 모든 성분들은 균일한 슬러리가 얻어질 때까지 믹서내에서 혼합되었다. 슬러리의 기본 조성이 표 3에 제공된다.

기본 조성, 1000ft²(308m²) 당 lbs.
스투코	1714 lbs. (777 kg)
습 석고 촉진제	45 lbs. (20.5 kg)
비누	0.42 lbs. (19 g)

상기 분산제는 표 3에 나타낸 분량으로 혼합기에 투입하기 전에 게이지수에 혼합되었다. 나타내어진 분량은 건조 스투코의 백분율로서의 건조 분산제의 중량에 기초한 것이다. 촉진제의 양은 절단기에서 50% 부터 60% 까지의 경화를 얻도록 조절되었다. 수화가 발열반응이기 때문에, 온도 상승이 반응 정도를 평가하고 따라서 촉진제의 양을 변화시키기 위해 이용되었다. 더많은 PCE211이 이용됨에 따라, 경화의 지연의 결과 50% 경화 미만을 지적하는 절단기에서의 온도가 얻어지는데, 이는 공정제어기로 하여금 촉진제 분량을 증가시키도록 한다. 각 데이터 포인터에 대한 촉진제의 양이 또한 도 4에 나타나 있다. 이 표에서, 본 발명의 촉진제, PCE211이 0.14% 나프탈렌 술포네이트 및 적어도 3개의 반복 단위를 가지는 폴리카르복실레이트 분산제의 기준 경우에 대비되었다.

모든 성분이 혼합된 이후, 상기 슬러리는 접하는 종이를 수용하는 콘베이어로 배출된다. 접하는 종이의 두번째 장은 상기 슬러리의 위에 위치되었으며, 그리고 한쌍의 롤러를 통하여 보내어져서 4 피트(1.2m) 폭과 5/8''(15mm) 두께의 연속적인 판을 형성하였다. 상기 판은 이후 절단 칼에서 8 피트(2.4m) 길이로 절단되었다.

분산제 타입	0.14% NS	0.21% NS	0.10% MELFLUX 2005L	0.10% PCE211	0.125% PCE211	0.15% PCE211	0.20% PCE211
△ WSR	기준	-0.03	-0.01	-0.01	-0.07	-0.09	-0.15
△ 물, lbs.(kg)	기준	-45 (-21)	-11 (-5)	-21 (-9.5)	-122(-56)	-161 (-73)	-273 (-124)
△ WGA, lbs.(kg)	기준	0	＊	2 (0.9)	6 (2.7)	6 (2.7)	12 (5.5)

* : 데이터 이용불가

0.14% 나프탈렌 술포네이트("NS")(DAXAD 분산제, 다우 케미컬즈, 미드랜드, 미시건)을 포함하는 기준선 데이터과 비교할 때, 0.1% MELFLUX 2500L(데구사로부터 이용가능)로 변경하는 것은 1000 ft² 당 약 11 파운드(16kg/1000m²)의 물을 절감한다. 동일한 분량에서, PCE211은 1000 ft² 당 약 21 파운드(31kg/1000m²)의 물을 절감한다. 분량을 0.20%로 증가시키는 것은 1000 ft²의 판 길이 당 273 파운드(886kg/m²)의 물이 절감될 수 있도록 하였다. 그러나, 가장 높은 분량에서는, 촉진제의 양은 절단기(knife)에서의 50% 경화 요구를 충족시키기 위해서 12파운드(5.5kg)만큼 증가되어야 하였다. 0.5 WSR에서 마감된 판의 특성은 비록 코어 및 에지부 경도 결과는 제어 샘플보다 낮았지만 모든 사양을 충족하였다. PCE211을 함유하는 일정 샘플로부터의 결합 결과는 빈약하였으나 이것은 가마 온도의 윤곽이 잡히기 전에 과건조 된 것에 기인하는 것이다.

석고 슬러리와 벽판 재료의 특정 구현례가 나타내어지고 설명된 반면, 보다 넓은 측면에서 본 발명으로부터 벗어나지 않고 그리고 후술하는 청구범위에서 놓여질 것과 같이 변화와 변경이 그에 대하여 이루어질 수 있다는 것이 기술분야에서 숙련된 자들에게 인정될 것이다.

Claims

물;

수경성 성분의 건조 중량에 기초하여 중량 단위로 적어도 50%의 황산 칼슘 반수화염을 포함하는 수경성 성분; 그리고

첫번째 및 두번째 반복 단위로 필수적으로 이루어지는 폴리카르복실레이트 분산제로서, 상기 첫번째 반복 단위는 올레핀 불포화 모노-카르복시산 반복 단위 또는 에스테르 또는 그 염이거나, 또는 올레핀 불포화 황산(sulphuric acid) 반복 단위 또는 그 염이며, 상기 두번째 반복 단위는 일반 화학식 1

[화학식 1]

의 것이며

여기서 R¹은

[화학식 2]

에 의해 표시되며

그리고 R²는 수소 또는 지방족 C₁ 내지 C₅ 탄화수소 그룹이며, R³는 비치환되거나 치환된 아릴 그룹, 바람직하게는 페닐이고, 그리고 R⁴는 수소 또는 지방족 C₁ 내지 C₂₀ 탄화수소 그룹, 지환족(cycloaliphatic) C₅ 내지 C₈ 탄화수소 그룹, 치환된 C₆ 내지 C₁₄ 아릴 그룹 또는 화학식

[화학식 3]

에 부합하는 그룹으로서, 여기서 R⁵ 및 R⁷은, 서로 독립하여, 알킬, 아릴, 아랄킬 또는 알킬아릴 그룹을 나타내며, 그리고 R⁶는 2가의 알킬, 아릴, 아랄킬 또는 알카릴 그룹이고, p는 경계값을 포함하여 0 내지 3이며, m과 n은, 독립적으로, 경계값을 포함하여 2부터 4까지의 정수이고; x 및 y는, 독립하여, 경계값을 포함하여 55부터 350까지의 정수이며, 그리고 z는 경계값을 포함하여 0부터 200까지인 폴리카르복실레이트 분산제;

를 포함하는 석고 슬러리.
제 1 항에 있어서, m 및 n 중 적어도 하나는 2인 것을 특징으로 하는 석고 슬러리.
제 1 항에 있어서, p는 0 또는 1인 것을 특징으로 하는 석고 슬러리.
제 1 항에 있어서 상기 폴리카르복실레이트 분산제의 효능을 증가시키도록 화학적으로 구성된 개질제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리.
제 4 항에 있어서, 상기 개질제는 석회, 소다회, 탄산염, 규산염, 인산염, 포스포네이트, 시멘트 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리.
제 1 항에 있어서, 경화 지연제, 경화 촉진제, 기포제, 트리메타포스페이트, 살생제(biocides), 전분, 당류, 실록산 및 왁스 에멀션으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리.
제 6 항에 있어서, 상기 경화 촉진제는 습 석고 촉진제, HRA 및 CSA 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 반복 단위는 아크릴산 및 메타크릴산으로 이루어진 그룹 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리.
제 1 항에 있어서, 상기 수경성 성분은 적어도 80중량%의 황산 칼슘 반수화염을 포함하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리.
제 1 항에 있어서, 상기 황산 칼슘 반수화염은 600 ppm 미만의 가용성 염을 포함하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리.
제 1 항에 있어서, 상기 분산제의 전하 밀도는 약 600 내지 약 2000 μequiv. 전하/g 공중합체의 범위인 것을 특징으로 하는 석고 슬러리.
제 1 항에 있어서, 상기 분산제는 상기 슬러리 내에서 상기 건조 석고의 백분율로 계산된 건조 분산제의 중량으로 약 0.01% 부터 약 2% 까지의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리.
제 12 항에 있어서, 상기 분산제는 건조 석고의 백분율로 계산된 건조 분산제의 중량으로 약 0.05% 부터 약 0.3% 까지의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리.
황산 칼슘 이수화물(dihydrate)을 포함하는 석고 코어 재료와 첫번째 및 두번째 반복 단위로 필수적으로 이루어지는 분산제

를 포함하고,

여기서, 상기 첫번째 반복 단위는 올레핀 불포화 모노-카르복시산 반복 단위 또는 에스테르 또는 그 염이거나, 또는 올레핀 불포화 황산(sulphuric acid) 반복 단위 또는 그 염이며, 상기 두번째 반복 단위는 일반 화학식 1

[화학식 1]

의 것이며

여기서 R¹은

[화학식 2]

에 의해 표시되며

그리고 R²는 수소 또는 지방족 C₁ 내지 C₅ 탄화수소 그룹이며, R³는 비치환되거나 치환된 아릴 그룹, 바람직하게는 페닐이고, 그리고 R⁴는 수소 또는 지방족 C₁ 내지 C₂₀ 탄화수소 그룹, 지환족(cycloaliphatic) C₅ 내지 C₈ 탄화수소 그룹, 치환된 C₆ 내지 C₁₄ 아릴 그룹 또는 화학식

[화학식 3]

에 부합하는 그룹으로서, 여기서 R⁵ 및 R⁷은, 서로 독립하여, 알킬, 아릴, 아랄킬 또는 알킬아릴 그룹을 나타내며, 그리고 R⁶는 2가의 알킬, 아릴, 아랄킬 또는 알카릴 그룹이고, p는 경계값을 포함하여 0 내지 3이며, m과 n은, 독립적으로, 경계값을 포함하여 2부터 4까지의 정수이고; x 및 y는, 독립하여, 경계값을 포함하여 55부터 350까지의 정수이며, 그리고 z는 경계값을 포함하여 0부터 200까지인 석고 판.
제 12 항에 있어서, 상기 코어 재료는 경화 촉진제, 기포제, 경화 지연제, 강화제(strengthening agent), 전분, 트리메타포스페이트 및 개질제로 이루어지는 그룹 중의 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 석고 판.
제 14 항에 있어서, 상기 판은 5분 이내에 적어도 50% 경화되는 것을 특징으로 하는 석고 판.
제 14 항에 있어서, 기포에 의해 형성되는 공극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 판.
제 14 항에 있어서, 상기 판은 촉진재가 없을 경우 10분 내에 적어도 50% 경화되는 것을 특징으로 하는 석고 판.
제 14 항에 있어서, 물 대 하소된 석고의 중량 비(water to calcined gypsum weight ratio)가 0.6 미만인 것을 특징으로 하는 석고 판.
제 19 항에 있어서, 상기 물 대 하소된 석고의 중량 비는 0.5 미만인 것을 특징으로 하는 석고 판.