(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-01-18
(54)【発明の名称】高塩石膏から石膏壁板を調製する方法および関連製品
(51)【国際特許分類】
B28B 1/30 20060101AFI20230111BHJP
C04B 28/14 20060101ALI20230111BHJP
E04C 2/26 20060101ALI20230111BHJP
【ＦＩ】
B28B1/30
C04B28/14
E04C2/26 P
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022525767
(86)(22)【出願日】2020-10-30
(85)【翻訳文提出日】2022-05-26
(86)【国際出願番号】 US2020058092
(87)【国際公開番号】W WO2021091778
(87)【国際公開日】2021-05-14
(31)【優先権主張番号】62/930,965
(32)【優先日】2019-11-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/904,729
(32)【優先日】2020-06-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】3084937
(32)【優先日】2020-06-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CA
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】596172325
【氏名又は名称】ユナイテッド・ステイツ・ジプサム・カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100132883
【弁理士】
【氏名又は名称】森川 泰司
(74)【代理人】
【識別番号】100148633
【弁理士】
【氏名又は名称】桜田 圭
(72)【発明者】
【氏名】リー、チンホア
(72)【発明者】
【氏名】ヘンフィル、マーク ケイ．
【テーマコード（参考）】
2E162
4G052
4G112
【Ｆターム（参考）】
2E162CA16
2E162CC06
4G052DA01
4G052DB14
4G052DC06
4G112PE02
(57)【要約】
複合石膏ボードおよびボードを調製する方法。ボードは、２枚のカバーシートの間に挟まれた凝結石膏層を含む。凝結石膏層は、少なくともスタッコおよび水から形成される。凝結石膏層は、ボードコアおよび１つ以上のスキムコート層を含む。凝結石膏コアは、すべての石膏層の総厚のかなりの厚さを構成する。第１のスキムコート層が、第１の（面）カバーシートに面したコアの片側に含まれる。第２のスキムコート層が、第２の（裏側）カバーシートに面したコアの他方の側に含まれる。少なくとも第２のスキム層は、デンプンを含有するスラリーから形成されている。スタッコ材料は、例えば、スタッコが低品質の合成石膏の特定の供給源から焼成される場合、一般に高塩不純物含有量を含む。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複合石膏ボードであって（ａ）水と、高塩不純物含有量を含有するスタッコと、を含む、第１のスラリーから形成された凝結石膏を含むボードコアであって、前記コアが、第１および第２のコア面を画定する、ボードコアと、
（ｂ）第１および第２のスキムコート面を画定するスキムコート層であって、前記スキムコートが、水と、前記スタッコと、スキムコートデンプンと、を含む、第２のスラリーから形成され、前記スキムコートが、前記第１のコア面に対して結合関係で配置されている、スキムコート層と、
（ｃ）裏側カバーシートであって、前記スキムコート層の第１の面が、前記裏側カバーシートに面しており、前記スキムコート層の第２の面が、前記ボードコアに面しており、前記スキムコートデンプンが、前記ボードコアと前記裏側カバーシートとの間の結合を強化する、裏側カバーシートと、を含む、複合石膏ボード。
【請求項2】
前記ボードが、面カバーシートをさらに含み、前記ボードコアの前記第２の面が、前記面カバーシートに面している、請求項１に記載の複合石膏ボード。
【請求項3】
前記ボードが、第１および第２の面を画定する第２のスキムコート層をさらに含み、
前記第２のスキムコート層が、水と、前記スタッコと、前記スキムコートデンプンと、を含む、第３のスラリーから形成されており、
前記第２のスキムコート層の前記第１の面が、前記ボードコアの前記第２の面に面しており、前記第２のスキムコート層の前記第２の面が、前記第２のカバーシートに面しており、
前記スキムコートデンプンが、前記ボードコアと前記面カバーシートとの間の結合を強化し、前記第２および第３のスラリーが、同じであり得るか、または異なり得る、請求項２に記載の複合石膏ボード。
【請求項4】
前記第１および／または第２のスキムコート層が、約０．１２５インチ（１／８インチ）～約０．０１６インチ（１／６４インチ）、例えば、約０．０８インチ（１／１２インチ）～約０．０３インチ（１／３２インチ）の乾燥厚さを有する、請求項１に記載の複合石膏ボード。
【請求項5】
前記スキムコートデンプンが、前記スタッコの約０．３重量％～約８．０重量％、例えば、前記スタッコの約１．０重量％～約４．０重量％の量で、前記第２および／または第３のスラリーに存在する、請求項１に記載の複合石膏ボード。
【請求項6】
前記高塩不純物が、前記硫酸カルシウム半水和物の１，０００，０００重量部当たり少なくとも約１５０ｐｐｍの塩化物アニオンを含む、請求項１に記載の複合石膏ボード。
【請求項7】
前記塩不純物が、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、または塩化カルシウムなどの塩化物塩を含む、請求項１に記載の複合石膏ボード。
【請求項8】
前記第１のスラリーが、アルファ化デンプンおよび／または約６，０００ダルトン以下の分子量を有する移動性デンプンを含むコアデンプンを含む、請求項１に記載の複合石膏ボード。
【請求項9】
１５％固形のデンプン濃度の水を有するスラリーにデンプンを入れ、かつ７５ｒｐｍおよび７００ｃｍｇに設定されたＶｉｓｃｏｐｒａｐｈ－Ｅ機器を使用することによって粘度が測定され、その際、前記デンプンが、３℃／分の速度で２５℃～９５℃に加熱され、前記スラリーが、９５℃で１０分間保持され、前記デンプンが、－３℃／分の速度で５０℃に冷却されている場合、前記スキムコートデンプンが、（ｉ）高温水粘度アッセイ法（ＨＷＶＡ法）に従って約２０ＢＵ～約３００ＢＵの高温水粘度、および／または（ｉｉ）約１２０ＢＵ～１０００ＢＵの中間範囲ピーク粘度を有する未調理デンプンを含む、請求項１に記載の複合石膏ボード。
【請求項10】
前記スキムコートデンプンは、前記デンプンがＶＭＡ法に従う条件に曝されている間に粘度が測定される場合、約２０センチポアズ～約７００センチポアズ（例えば、約２０センチポアズ～約３００センチポアズまたは約３０センチポアズ～約２００センチポアズ）の粘度を有するアルファ化デンプンを含む、請求項１に記載の複合石膏ボード。
【請求項11】
複合石膏ボードを作製する方法であって、前記方法が、（ａ）少なくとも水と、高塩不純物含有量を含むスタッコとを混合して、コアスラリーを形成することと、
（ｂ）少なくとも水と、スタッコと、任意選択でスキムコートデンプンとを混合して、面スキムコートスラリーを形成することと、
（ｃ）前記面スキムコートスラリーを面カバーシートに対して結合関係で配置して、スラリー表面およびカバーシート表面を有する面複合材料を形成することと、
（ｄ）前記コアスラリーを前記面複合材料に対して結合関係で配置して、コア複合材料を形成することであって、前記コアスラリーが、第１および第２の面を有するボードコアを形成し、前記第１の面が、前記面複合材料の前記スラリー表面に面する、形成することと、
（ｅ）水と、スタッコと、スキムコートデンプンとを混合して、裏側スキムコートスラリーを形成することであって、前記面および裏側スキムコートスラリーが、同じであり得るか、または異なり得る、形成することと、
（ｆ）前記裏側スキムスラリーを裏側カバーシートに対して結合関係で配置して、スラリー表面およびカバーシート表面を有する裏側複合材料を形成することと、
（ｇ）前記裏側複合材料を前記コア複合材料に対して結合関係で配置して、ボード前駆体を形成することであって、前記裏側複合材料の前記スラリー表面が、前記コアの前記第２の面に面する、形成することと、
（ｈ）前記ボード前駆体を乾燥させて、ボードを形成することであって、前記スキムコートデンプンが、前記ボードコアと前記裏側カバーシートとの間、および任意選択で前記ボードコアと前記第１のカバーシートとの間の結合を強化する、形成することと、を含む、方法。
【請求項12】
前記コアデンプンが、前記スタッコの約０．５重量％～約１．５重量％の量のアルファ化デンプンであり、前記スキムコートデンプンが、前記スタッコの約１．５重量％～約５重量％の量の未調理デンプンである、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記第１および／または第２のスキムコート層が、０．１２５インチ（１／８インチ）～約０．０１６インチ（１／６４インチ）、例えば、約０．０８３インチ（１／１２インチ）～約０．０３１インチ（１／３２インチ）の乾燥厚さを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項14】
前記スキムコートデンプンが、前記スタッコの約０．３重量％～約８．０重量％、例えば、前記スタッコの約１．０重量％～約４．０重量％の量で、前記第２および／または第３のスラリーに存在する、請求項１１に記載の方法。
【請求項15】
前記第１のスラリーが、前記硫酸カルシウム半水和物の１，０００，０００重量部当たり少なくとも約１５０ｐｐｍの塩化物アニオンを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項16】
前記塩不純物が、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、または塩化カルシウムなどの塩化物塩である、請求項１１に記載の方法。
【請求項17】
前記コアデンプンが、アルファ化デンプンおよび／または約６，０００ダルトン以下の分子量を有する移動性デンプンを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項18】
１５％固形のデンプン濃度の水を有するスラリーに前記デンプンを入れ、かつ７５ｒｐｍおよび７００ｃｍｇに設定されたＶｉｓｃｏｇｒａｐｈ－Ｅ機器を使用することによって測定され、その際、前記デンプンが、３℃／分の速度で２５℃～９５℃に加熱され、前記スラリーが、９５℃で１０分間保持され、前記デンプンが、－３℃／分の速度で５０℃に冷却されている場合、前記スキムコートデンプンが、（ｉ）高温水粘度アッセイ法（ＨＷＶＡ法）に従って約２０ＢＵ～約３００ＢＵの高温水粘度、および／または（ｉｉ）約１２０ＢＵ～１０００ＢＵの中間範囲ピーク粘度を有する未調理デンプンを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項19】
前記スキムコートデンプンは、前記デンプンがＶＭＡ法に従う条件に曝されている間に粘度が測定される場合、約２０センチポアズ～約７００センチポアズ（例えば、約２０センチポアズ～約３００センチポアズまたは約３０センチポアズ～約２００センチポアズ）の粘度を有するアルファ化デンプンを含む、請求項１１に記載の方法。【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
建物の建設において、建設および改造のためのより一般的な建築要素の１つは、しばしば乾式壁、石膏ボード、石膏パネル、石膏パネリング、および天井タイルとして公知の石膏壁板である。化学用語では、石膏は、硫酸カルシウム二水和物（のＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）である。
【0002】
凝結石膏（硫酸カルシウム二水和物）は、そのような製品に使用されるよく知られた材料である。凝結石膏を含むパネルは、しばしば石膏ボードと呼ばれ、石膏ボードは、２枚のカバーシート、特に紙カバーシートの間に挟まれたボードコア（凝結石膏コア）を含む。このようなパネルは、建物の内壁および天井の乾式壁の建設に一般的に使用される。しばしば「スキムコート」と呼ばれる１つ以上のより密度の高い領域が、ボードコアのいずれかの面、通常はボードコアと、カバーシートまたはその上のコーティングの内面との間の境界面に層として含まれる場合がある。より密度の高い領域は、石膏ボードの石膏コア層を提供する石膏層のより密度の低い領域と隣接している場合がある。
【0003】
石膏ボードの製造中に、水性石膏スラリーを形成するために、スタッコ（硫酸カルシウム半水和物を含む）、水、および必要に応じて他の成分が、通常はミキサにおいて混合される場合がある。水性石膏スラリーまたは水性スラリーまたは石膏スラリーという用語は、通常、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される前および後の両方のスラリーに使用される。石膏スラリーは、形成され、ミキサから、任意でスキムコートを有する第１のカバーシートを運ぶ移動コンベヤ上へ排出される。存在する場合、スキムコートは、石膏スラリーが第１のカバーシート上に排出される場所の上流において適用される。石膏スラリーを第１のカバーシートに適用した後、所望の厚さを有するサンドイッチアセンブリを形成するために、やはり任意でスキムコートを有する第２のカバーシートが石膏スラリーに適用される。成形プレート、ローラーなどが、所望の厚さを設定するのを助ける場合がある。次に、石膏スラリーは、結晶性水和石膏（すなわち、凝結石膏としても知られる硫酸カルシウム二水和物）のマトリックスを形成するために、焼石膏と水との反応を介して、凝結（すなわち、再水和）石膏を形成することによって、硬化させられる。焼石膏の所望の水和は、凝結石膏結晶のインターロッキングマトリックスの形成を促進し、これにより、石膏ボードに強度を付与する。残りの遊離（すなわち、未反応）水を追い出し、乾燥生成物を得るために、（例えば、窯内で）熱が加えられる場合がある。次に、所望の長さを有する石膏ボードを形成するために、凝結石膏製品が切断される。
【0004】
壁板での使用に適した石膏（硫酸カルシウム二水和物および不純物）は、天然資源と合成資源の両方から入手される場合があり、その後、さらに処理される。
【0005】
天然石膏は、半水和物の形態を生成するために、その硫酸カルシウム二水和物をか焼することによって使用される場合がある。天然資源からの石膏は天然に存在する鉱物であり、岩の形態で採掘することができる。天然に存在する石膏は、古い塩湖層、火山堆積物、および粘土層に通常見られる鉱物である。採掘されるとき、生の石膏は一般に二水和物の形態で発見される。石膏は、硫酸カルシウム二水和物、テラアルバまたはランドプラスターとしても知られている。この材料は、様々な工業プロセスの副産物としても生成される。例えば、合成石膏は、発電所からの排煙脱硫プロセスの副産物である。石膏には、硫酸カルシウムの各分子に関連する約２つの分子の水が存在する。
【0006】
プラスター・オブ・パリスは、焼石膏、スタッコ、硫酸カルシウムセミ水和物、硫酸カルシウムハーフ水和物、または硫酸カルシウム半水和物としても知られている。
【0007】
いずれかの供給源からの硫酸カルシウム二水和物が、焼成またはか焼と呼ばれるプロセスにおいて十分に加熱されると、水和水は少なくとも部分的に追い出され、温度と曝露時間に応じて、硫酸カルシウム半水和物（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）（一般に「スタッコ」と呼ばれる材料において提供される）または硫酸カルシウム無水物（ＣａＳＯ４）を形成することができる。本明細書で使用される場合、「スタッコ」および「焼石膏」という用語は、そこに含まれる場合がある硫酸カルシウムの半水和物および無水物の両方の形態を指す。半水和物形態を生成するための石膏のか焼は、次の式によって行われる。
ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ→ＣａＳＯ４・０．５Ｈ２Ｏ＋１．５Ｈ２Ｏ
ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ→ＣａＳＯ４・０．５Ｈ２Ｏ＋１．５Ｈ２Ｏ
【0008】
焼石膏は、水と反応して硫酸カルシウム二水和物を形成することができ、この硫酸カルシウム二水和物は、剛性製品であり、本明細書では「凝結石膏」と呼ばれる。
【0009】
石膏はまた、例えば、発電所からの排煙脱硫などの工業プロセスの副産物として合成的に得られる場合がある（当技術分野では「シンジプ」と呼ばれる）。天然石膏または合成石膏を、典型的には１５０℃より高い高温でか焼することができ、これにより、スタッコ（すなわち、硫酸カルシウム半水和物および／または硫酸カルシウム無水物の形態の焼石膏）を形成し、スタッコは、引き続き、ボードなどの所望の形状に凝結石膏を形成するために再水和される場合がある。
【0010】
発電所から得られる合成石膏は、通常、建設プロジェクト向けの石膏パネルでの使用に適している。合成石膏は、発電所からの排煙脱硫プロセスの副産物である（脱硫石膏またはデサルフォジプサムまたはＤＳＧとしても知られる）。特に、二酸化硫黄を含む排煙は、石灰または石灰石で湿式洗浄され、石灰または石灰石は、次の反応において亜硫酸カルシウムを生成する。
ＣａＣＯ３＋ＳＯ２→ＣａＳＯ３＋ＣＯ２
次に、亜硫酸カルシウムは次の反応で硫酸カルシウムに変換される。
ＣａＳＯ３＋２Ｈ２Ｏ＋１／２Ｏ２→ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ
次に、半水和物の形態は、天然石膏に使用されるのと同様の方法でか焼によって生成される場合がある。
ＣａＣＯ３＋ＳＯ２→ＣａＳＯ３＋ＣＯ２
次に、亜硫酸カルシウムは次の反応で硫酸カルシウムに変換される。
ＣａＳＯ３＋２Ｈ２Ｏ＋１／２Ｏ２→ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ
次に、半水和物の形態は、天然石膏に使用されるのと同様の方法でか焼によって生成される場合がある。
【0011】
しかし、多くの従来の石炭火力発電所は、より環境に優しいエネルギー源を優先して閉鎖されている。石炭火力発電所の閉鎖により、石膏パネルの製造に適した合成石膏がますます不足している。低品質の合成石膏は、発電所やその他の供給源から入手できるが、この代替的な供給源からの石膏はしばしば、かなり高い濃度の外来塩、特にマグネシウムまたはナトリウム塩、特に塩化マグネシウムおよび塩化ナトリウムを含む。少量の塩化カリウムおよび塩化カルシウムも、代替的な供給源からの合成石膏に存在する場合がある。外来塩は、ボードコアと、カバーシート、特に裏側紙カバーシートとの間の接着力を低下させる傾向があるため、問題となる可能性がある。
【0012】
この背景技術の記載は、読者を補助するために発明者らによってなされており、従来技術の引用でも、示された課題のうちのいずれもそれ自体が当該技術分野において認識されたことを示すものでもないことが認識されるであろう。記載される原理は、いくつかの点および実施形態では、他のシステムに固有の問題を軽減できるが、保護される技術革新の範囲は、本明細書に記述された任意の特定の問題を解決する請求された発明の能力によってではなく、添付の特許請求の範囲によって定義されることが理解されるであろう。
【発明の概要】
【0013】
本発明は、石膏ボードと、ボードが石膏層とボードのカバーシートとの間に良好な接着性を示す石膏ボードの方法とに関する。本発明は、高含有量の塩不純物を含むスタッコから形成されたボードに特に適用可能である。一般的に、スタッコは、天然または合成の供給源からの石膏をか焼することによって形成される。自然界では、それは地球から採掘することができる一般的な豊富な鉱物である。合成形態の石膏は、高硫黄石炭を燃焼する石炭火力発電所に関連する排煙脱硫（ＦＧＤ）プロセスからの副産物として得ることができる。発電所では、二酸化硫黄の排出は湿式洗浄プロセスによって除去される。石灰石スラリーを注入すると、フライアッシュを除去した後に合成石膏が沈殿する。例えば、合成石膏のいくつかの形態は、高含有量の塩不純物を含み、それはその後、焼石膏として形成されたスタッコに残る。合成石膏中の塩不純物は、例えば高塩石炭に起因する可能性がある。これらの塩不純物は、カバーシート（例えば、紙から形成される）とボード内の石膏層（例えば、ボードコア）との間の結合に悪影響を与えることが見出されている。
【0014】
石膏ボードは、２枚のカバーシートの間に配置された石膏層を含むように形成されている。石膏層は、一般に、コア層、ならびにコアの第１の主面とカバーシートとの間のスキムコート層を含む。いくつかの実施形態では、コアの第２の主面と、第１のカバーシートの反対側の第２のカバーシートとの間に第２のスキムコート層があり、この配置は当技術分野で理解されている。少なくとも１つのスキムコートはコアに比べて非常に薄く、カバーシートとボードコアの間の結合を強化するためにデンプンを含んでいる。好ましい実施形態では、デンプンは天然デンプンであり、ボードコアと裏紙カバーシートとの間のスキムコート層に含まれる。このようにして、本発明は、ボードコアおよび／または他の石膏層が、例えば、以前に紙とコアの結合を妨げることがわかっていたＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＭｇＣｌ２、および／またはＣａＣｌ２などの塩化物塩を含む望ましくない外来塩を含む、低品質の合成石膏に由来するスタッコから形成される場合でさえ、改善された接着を可能にする。
【0015】
複合石膏ボードおよび複合石膏ボードの調製方法が開示されている。ボードは、２枚のカバーシートの間に挟まれた凝結石膏層を含む。凝結石膏層は、少なくともスタッコおよび水から形成される。凝結石膏層は、ボードコアおよび１つ以上のスキムコート層を含む。凝結石膏コアは、すべての石膏層の総厚の実質的な厚さ（例えば、少なくとも約９０％、少なくとも約９２％、少なくとも約９５％、または少なくとも約９７％）を構成する。第１のスキムコート層が、第１の（面）カバーシートに面したコアの片側に含まれる。第２のスキムコート層が、第２の（裏側）カバーシートに面したコアの他方の側に含まれる。少なくとも第２のスキム層は、デンプンを含むスラリーから形成されている。スタッコ材料は、例えば、スタッコが低品質の合成石膏の特定の供給源から焼成される場合、一般に高塩不純物含有量を含む。例えば、いくつかの実施形態では、塩は、塩化物塩、例えば、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、および／または塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）である。
【0016】
したがって、一態様では、本発明は、複合石膏ボードを提供する。石膏ボードはボードコアを含む。ボードコアは、第１のスラリーから形成された凝結石膏を含む。第１のスラリーは、水と、高塩不純物含有量を含むスタッコとを含む。第１のスラリーは、発泡剤、コアデンプン、分散剤、促進剤、遅延剤、ポリホスフェートなど、必要に応じて他の成分を含むことができる。コアは、互いに反対の第１および第２のコア面を画定する。ボードは、第１および第２のスキムコート面を画定する第１の（面）スキムコート層を含む。第１のスキムコート層は、水、スタッコ、およびスキムコートデンプンを含む第２のスラリーから形成される。第１のスキムコート層は、第１のコア面に対して結合関係で配置されている。ボードは、第１の（面、マニラと呼ばれることもある）カバーシートも含む。第１のスキムコート層の第１の面は第１のカバーシートに面し、スキムコート層の第２の面はボードコアに面する。ボードはさらに、第２の（裏側、ニュースラインと呼ばれることもある）カバーシートを含む。ボードコアの第２の面は、第２のカバーシートに面する。ボードはさらに、第１および第２の面を画定する第２のスキムコート層を含む。第２のスキムコート層は、水、スタッコ、およびデンプンを含む第３のスラリーから形成される。デンプンは、好ましくは天然デンプンであり、ボードコアと第１のカバーシートとの間の結合を強化する。第２のスキムコート層の第１の面は、ボードコアの第２の面に面し、第２のスキムコート層の第２の面は、第２のカバーシートに面する。第２および第３のスラリーは同じであり得るか、または異なり得る。
【0017】
別の態様では、本発明は、複合石膏ボードを製造する方法を提供する。この方法は、少なくとも水と、高塩不純物含有量を含むスタッコとを混合してコアスラリーを形成することを含む。コアスラリーは、発泡剤、コアデンプン、分散剤、促進剤、遅延剤、ポリホスフェートなど、必要に応じて他の成分を含むことができる。この方法はまた、少なくとも水、スタッコ、および任意選択でスキムコートデンプンを混合して面スキムコートスラリーを形成することを含む。面スキムコートスラリーは、面カバーシートに対して結合関係で配置され、スラリー表面およびカバーシート表面を有する面複合材料を形成する。コアスラリーは、面複合材料に対して結合関係で配置されて、コア複合材料を形成する。コアスラリーは、第１および第２の面を有するボードコアを形成し、第１の面は、面複合材料のスラリー表面に面している。水、スタッコ、およびスキムコートデンプンを混合して、裏側スキムコートスラリーを形成する。面スキムコートと裏側スキムコートのスラリーは同じであり得るか、または異なり得る。裏側スキムスラリーは、裏側カバーシートに対して結合関係で配置され、スラリー表面とカバーシート表面とを有する裏側複合材料を形成する。裏側複合材料は、コア複合材料に対して結合関係で配置され、ボード前駆体を形成する。裏側複合材料のスラリー表面は、コアの第２の面に面する。ボード前駆体を乾燥させてボードを形成する。スキムコートデンプンは、ボードコアと裏側カバーシートとの間の結合、および任意選択でボードコアと第１のカバーシートとの間の結合を強化する。
【0018】
別の態様では、本発明は、硫酸カルシウム半水和物（スタッコ）および高含有量の塩不純物、ならびに本明細書で論じられるようなコアデンプンおよび他の成分などの所望の他の成分を含む水性スラリーから形成された石膏ボードにおける石膏層と裏側カバーシートとの間の接着を強化する方法を提供する。いくつかの実施形態では、塩不純物は、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＭｇＣｌ２、および／またはＣａＣｌ２などの塩化物塩の形態である。例えば、水性スラリーは、硫酸カルシウム半水和物の１，０００，０００重量部当たり少なくとも約１５０ｐｐｍの塩化物アニオンを含むことができる。この方法は、少なくとも水、コアデンプン、および高塩不純物含有量を含むスタッコを混合して、第１のスラリーを形成することを含む。第２のスラリーは、少なくとも水、スタッコ、および任意選択でスキムコートデンプンから形成され、それが混合される。第２のスラリーは、第１の（面）カバーシートに結合関係で塗布されて、スキムコート層を形成する。スキムコート層は、第１の面および第２の面を有する。スキムコート層の第１の面は、第１のカバーシートに面する。第１のスラリーは、スキムコート層に結合関係で塗布されて、第１の面および第２の面を有するボードコアを形成する。ボードコアの第１の面は、スキムコート層の第２の面に面する。第２の（裏側）カバーシートは、ボードコア面の第２の面に結合関係で適用されて、ボード前駆体を形成する。水、スタッコ、およびスキムコートデンプンを含む第３のスラリーが、第２のカバーシートの第１の表面に塗布されて、第２のカバーシートとボードコアとの間に配置される第２のスキムコート層を形成する。スキムコートデンプンは、ボードコアと第２（裏側）のカバーシートの間の結合を強化する。第２および第３のスラリーは同じであり得るか、または異なり得る。ボード前駆体を乾燥させてボードを形成する。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1A】本発明の実施形態による、スキムコートを備えた壁板の断面の概略図（実寸で描かれていない）である。
【図1B】本発明の実施形態による、スキムコートを備えた壁板の断面の概略図（実寸で描かれていない）である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明は、少なくとも部分的に、石膏層とカバーシート（例えば、紙で構成される）との間の接着を強化することに基づいている。本発明は、かなりの量の外来塩を含むスタッコスラリーから形成された１つ以上の石膏層を含む石膏ボードに特に有用である。例えば、いくつかの実施形態では、塩は、塩化物塩、例えば、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、および／または塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）である。
【0021】
そのような塩は、例えば、スタッコが低品質の合成石膏に由来するスタッコスラリーに見出すことができる。この点で、通常、ボード製造施設は石膏を調達し、石膏はその後焼成されてスタッコを形成する。次に、スタッコを水と反応させて、所望の寸法の石膏（すなわち、硫酸カルシウム二水和物）層を形成する。低品質の合成石膏にかなりの量の塩不純物が含まれている場合、そのような塩はか焼後にスタッコに残り、したがってスタッコスラリーに存在することがわかっている。いくつかの実施形態では、スタッコスラリーは、高品質の塩、例えば、当該硫酸カルシウム半水和物の１，０００，０００重量部当たり約１５０ｐｐｍ～約２０００ｐｐｍなどの、当該硫酸カルシウム半水和物の１，０００，０００重量部当たり少なくとも約１５０ｐｐｍの塩化物アニオンを含む。かなりの量の塩不純物の存在は、ボードコアと紙カバーシートの間の接着を妨げることがわかっている。
【0022】
好ましい実施形態では、スキムコート層は、一般に、より高密度であり、ボードコアに比べて非常に薄い。ボードコアを形成する層は、累積的に石膏層の厚さ、およびボード全体に最も大きく寄与するため、主要な石膏層である。凝結石膏コアは、すべての石膏層の総厚の実質的な厚さ（例えば、少なくとも約９０％、少なくとも約９２％、少なくとも約９５％、または少なくとも約９７％）を構成する。いくつかの実施形態では、第１および／または第２のスキムコート層は、約０．１２５インチ（１／８インチ）～約０．０１６インチ（１／６４インチ）の乾燥厚さを有する。好ましい実施形態では、少なくとも１つのスキムコート層（好ましくは、裏側カバーシートに隣接するスキムコート層）は、約０．０８インチ～約０．０２インチ、例えば、約０．０８インチ～約０．０３インチ、約０．０７インチ～約０．０２インチ、約０．０７インチ～約０．０３インチ、約０．０６インチ～約０．０２インチ、約０．０６インチ～約０．０３インチ、約０．０５インチ～約０．０２インチ、約０．０５インチ～約０．０３インチ、約０．０４インチ～約０．０２インチ、または約０．０４インチ～約０．０３インチの厚さを有する。驚くべきことに、かつ予想外に、非常に薄い裏側スキムコートにスキムコートデンプンを含めると、コアと裏側カバーシートの間の結合が強化されることがわかった。特定の理論によって見出されることを望まないが、薄いスキムコート中のスキムコートデンプンの存在は、デンプンが紙繊維とコア中の石膏結晶とをしっかりと結合する接着剤として作用すると考えられているため、カバーシート－石膏コア結合を強化するのに効果的である。
【0023】
複合石膏ボードは、第１のスラリーから形成された凝結石膏からなるボードコアを含む。第１のスラリーは、水と、高塩不純物含有量を含むスタッコとを含む。第１のスラリーは、発泡剤、コアデンプン、分散剤、促進剤、遅延剤、ポリホスフェートなど、必要に応じて他の成分を含むことができる。コアは、反対の第１および第２のコア面を画定する。複合石膏ボードは、第１および第２のスキムコート面を画定するスキムコート層を含む。スキムコートは、水、スタッコ、およびスキムコートデンプンを含む第２のスラリーから形成される。スキムコートは、第１のコア面に対して結合関係で配置されている。複合石膏ボードは、第１のカバーシートを含む。スキムコート層の第１の面は第１のカバーシートに面し、スキムコート層の第２の面はボードコアに面する。デンプンは、ボードコアと第１のカバーシートの間の結合を強化する。いくつかの実施形態では、ボードは、第２のカバーシートをさらに含む。ボードコアの第２の面は、第２のカバーシートに面する。好ましい実施形態では、スキムコートデンプンは裏側カバーシートに存在する。特定の理論に拘束されることを望まないが、乾燥プロセス中に塩不純物が裏紙に向かって移動する傾向があるため、裏紙は、塩不純物の存在下では、ボードコアへの不十分な接着を特に受けやすいと考えられている。
【0024】
例示するために、図１Ａ～図１Ｂは、複合石膏ボード１０が示されている本発明の実施形態を概略的に示している。ボード１０は、面カバーシート１２および裏側カバーシート１４を含む。面カバーシート１２は、第１の面１６と、概してボード１０が取り付けられたときに見える表面である第２の面１８とを有する。裏側カバーシート１４は、第１の面２０と、概して、取り付けられたときにスタッド、ジョイストなどに内向きに面するボード１０の外面である第２の面２２とを有する。
【0025】
裏側スキムコート層２４は、第１の面２６と、裏側カバーシート１４の第１の面２０に面する第２の面２８とを有する。ボードコア３０は、２枚のカバーシート１２と１４の間に配置されている。一般に、スキムコート層は、ボードコア３０よりも比較的高密度で薄い石膏層である。ボードコア３０は、第１の面３２および第２の面３４を有する。ボードコア３０の第１の面３２は、裏側カバーシート１４の第１の面２０に面している。裏側スキムコート層２４は、カバーシート１４へのコア３０の接着を強化するためのスキムコートデンプン３５（図１Ａ～図１Ｂにドットとして示されている）を含む。図１Ａ～図１Ｂに示すように、面スキムコート層３６は、好ましくは、面カバーシート１２とボードコア３０との間に提供されている。
【0026】
含まれる場合、面スキムコート層３６は、図１Ａ～図１Ｂに見られるように、ボードコア３０に面する第１の表面３８と、面カバーシート１２に面する第２の表面４０とを有する。面スキムコート層３６が存在する場合、いくつかの実施形態では、それは、例えば、図１Ａに示されるように、スキムコートデンプンではなくコアデンプンを含むように、ボードコアを形成するために使用される同じスラリーから形成される。あるいは、図１Ｂに見られるように、いくつかの実施形態では、面スキムコート層３６は、スキムコートデンプン３５を含むスラリーから形成される。
【0027】
壁アセンブリでは、ボードを基板、通常はフレーミング構造のスタッドに取り付けることができる。壁アセンブリでは、使用中に取り付けたときにボードがぶら下がっているとき、ボードの裏面（つまり、裏側カバーシートの外面）がスタッドに向かって内側を向いているのに対し、ボードの面表面（つまり、面カバーシートの外面）は見えている。
【0028】
本発明は、複合石膏ボードを製造する方法も提供する。この方法は、少なくとも水と、高塩不純物含有量を含むスタッコとを混合して第１のスラリーを形成することを含む。第１のスラリーは、発泡剤、コアデンプン、分散剤、促進剤、遅延剤、ポリホスフェートなど、必要に応じて他の成分を含むことができる。この方法は、少なくとも水、スタッコ、およびスキムコートデンプンを混合して第２のスラリーを形成することを含む。この方法は、第１のカバーシートに結合関係で第２のスラリーを塗布して、スキムコート層を形成することを含む。スキムコート層は、第１の面と第２の面とを有し、スキムコート層の第１の面は、第１のカバーシートに面している。この方法は、第１のスラリーをスキムコート層に結合関係で塗布して、第１の面および第２の面を有するボードコアを形成することを含む。ボードコアの第１の面は、スキムコート層の第２の面に面する。第３のスラリーが調製される。この方法は、ボードコア面の第２の面に結合関係で第２のカバーシートを適用して、ボード前駆体を形成することを含む。第３のスラリーは、水、スタッコ、およびスキムコートデンプンを含み、それは、例えば、第２のカバーシートの第１の表面に塗布されて、第２のカバーシートとボードコアとの間に配置される第２のスキムコート層を形成する。第３のスラリー中のデンプンは、ボードコアと第２のカバーシートとの間の結合を強化する。第２および第３のスラリーは同じであり得るか、または異なり得る。第２および第３のスラリーは、スキムコートデンプン以外のコアデンプンを有することができる。スキムコートデンプンは、ボードコアと第１のカバーシートとの間の結合を強化する。この方法は、ボード前駆体を乾燥させてボードを形成することを含む。
【0029】
石膏ボードコアを形成するために使用される一次スラリーはコアデンプンを含むことができ、一方、裏側スキムコート層および任意選択で面スキムコート層は、スキムコートデンプンを含むスラリーから形成される。いくつかの実施形態において、スキムコートデンプンは、ボードコアを形成するためのスラリー中のコアデンプンの量と比較して、スキムコート層を形成するためのスラリーにおいてより高い相対濃度で提供される。本明細書で論じられるように、スキムコートデンプンは、望ましくない塩不純物の存在下でさえ、驚くべきことに、かつ予想外に、対応する（隣接する）カバーシートの接着を強化する。いくつかの実施形態では、コアデンプンは、塩不純物が存在する場合にカバーシートの接着を助けるのに効果的であるとは考えられていない。
【0030】
コアデンプンは、例えば、米国特許第９，５４０，８１０号、米国特許第９，８２８，４４１号、米国特許第１０，３９９，８９９号、および米国出願第１５／９３４，０８８号において論じられているように、強度を高めるために提供される。いくつかの実施形態では、当技術分野で知られている移動性デンプンをコアスラリーにさらに含むことができる。移動性デンプンは通常、鎖長が短く（例えば、酸または酵素による修飾のため）、コアの強度に大きな影響を与えることなく、コアとカバーシートとの界面に移動してさらに結合を強化する。
【0031】
好ましい実施形態では、コアデンプンは、アルファ化デンプンの形態であり、デンプンがＶＭＡ法による条件に曝されている間に粘度を測定した場合、例えば、約２０センチポアズ～約７００（例えば、約２０センチポアズ～約３００センチポアズまたは約３０センチポアズ～約２００センチポアズなど）の粘度を有する。いくつかの実施形態では、コアデンプンは天然デンプンである。いくつかの実施形態では、コアデンプンは、１５％固形のデンプン濃度の水を有するスラリーにデンプンを入れ、７５ｒｐｍおよび７００ｃｍｇに設定されたＶｉｓｃｏｇｒａｐｈ－Ｅ機器を使用することによって、粘度が測定され、その際、デンプンは、３℃／分の速度で２５℃～９５℃に加熱され、スラリーは、１０分間９５℃に保持され、デンプンは、－３℃／分の速度で５０℃に冷却された場合、（ｉ）高温水粘度アッセイ法（ＨＷＶＡ法）に従って約２０ＢＵ～約３００ＢＵの高温水粘度、および（ｉｉ）約１２０ＢＵ～１０００ＢＵの中間範囲ピーク粘度を有する未調理デンプンを含む。いくつかの実施形態において、コアデンプンは、約６，０００ダルトン以下の分子量を有する移動性デンプンを含む。
【0032】
スキムコートデンプンは、少なくとも１つのスキムコート層に含まれる（および任意選択で、いくつかの実施形態では両方のスキムコート層に含まれる）。スキムコート層の製造に使用されるデンプンは、スキムコート層を形成するためのスラリー中にデンプンなしで製造されたボードと比較して、コアとそれが隣接するカバーシートとの間の結合を強化するのに効果的である。好ましい実施形態では、デンプンは天然デンプンである。いくつかの実施形態では、スキムコートデンプンは、１５％固形のデンプン濃度の水を有するスラリーにデンプンを入れ、７５ｒｐｍおよび７００ｃｍｇに設定されたＶｉｓｃｏｇｒａｐｈ－Ｅ機器を使用することによって、粘度が測定され、その際、デンプンは、３℃／分の速度で２５℃～９５℃に加熱され、スラリーは、１０分間９５℃に保持され、デンプンは、－３℃／分の速度で５０℃に冷却された場合、（ｉ）高温水粘度アッセイ法（ＨＷＶＡ法）に従って約２０ＢＵ～約３００ＢＵの高温水粘度、および（ｉｉ）約１２０ＢＵ～１０００ＢＵの中間範囲ピーク粘度を有する未調理デンプンを含む。あるいは、必要であれば、スキムコートデンプンは、アルファ化デンプンの形態であることができ、デンプンがＶＭＡ法による条件に曝されている間に粘度を測定した場合、例えば、約２０センチポアズ～約７００（約２０センチポアズ～約３００センチポアズまたは約３０センチポアズ～約２００センチポアズなど）の粘度を有する。いくつかの実施形態において、スキムコートデンプンは、約６，０００ダルトン以下の分子量を有する移動性デンプンを含む。ＨＷＶＡ法は、例えば、米国特許出願公開第２０１９／００２３６１２Ａ１号に記載されており、ＶＭＡ法は、例えば、米国特許出願公開第２０１２／０１１３１２４号に記載されており、これらの方法論は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0033】
いくつかの実施形態では、スキムコートデンプンは、第２および／または第３のスラリー中の、スタッコの約０．３重量％～約８．０重量％の量、例えば、スタッコの約１．０重量％～約４．０重量％の量で、スキムコート層の少なくとも１つ、好ましくは裏紙に隣接する少なくともスキムコート層に存在する。いくつかの実施形態では、スキムコートデンプンは、裏側カバーシートに隣接する第２のスキムコート層に含まれるが、面カバーシートに隣接する第１のスキムコート層を作製するためのスラリーは、例えば、コアデンプンを含むように、コアを作製するための同じスラリーから形成される。第２および／または第３のスラリーにおける総スキムコートデンプン使用量は、第１のスラリーにおけるコアデンプン使用量よりも多い。好ましい実施形態では、コアデンプンの使用量は、スタッコの約０．１～約１．５重量％であるのに対し、スキムコートデンプンの使用量は、スタッコの約１．５～約４．０重量％である。いくつかの実施形態において、コアデンプンはアルファ化デンプンであり、スキムコートデンプンは未調理のデンプンであり、移動性デンプンは、さらに、コアデンプンおよび／またはスキムコートデンプンにおいて任意選択的である。
【0034】
面カバーシートおよび裏側カバーシートは、任意の適切な坪量および厚さを有することができる。一般に、面カバーシートおよび裏側カバーシート（例えば、紙で構成される）の厚さは、（例えば、紙の）重量によって決定される。例えば、いくつかの実施形態では、面カバーシートおよび裏側カバーシートは、約１０ｌｂ／ｍｓｆ～約５５ｌｂ／ｍｓｆ、例えば、約２０ｌｂ／ｍｓｆ～約５５ｌｂ／ｍｓｆ、約２０ｌｂ／ｍｓｆ～約５０ｌｂ／ｍｓｆ、約２０ｌｂ／ｍｓｆ～約４０ｌｂ／ｍｓｆ、約３０ｌｂ／ｍｓｆ～約５５ｌｂ／ｍｓｆ、約３０ｌｂ／ｍｓｆ～約５０ｌｓ／ｍｓｆ、約３０ｌｂ／ｍｓｆ～約４０ｌｂ／ｍｓｆなどの坪量を有することができる。いくつかの実施形態では、面カバーシートおよび裏側カバーシートのうちの一方または両方は、約１５ｌｂ／ｍｓｆ～約３５ｌｂ／ｍｓｆ、例えば、約２０ｌｂ／ｍｓｆ～約３３ｌｂ／ｍｓｆ、約２０ｌｓ／ｍｓｆ～約３１ｌａｂ／ｍｓｆ、約２０ｌｂ／ｍｓｆ～約２９ｌｂ／ｍｓｆ、約２０ｌｂ／ｍｓｆ～約２７ｌｂ／ｍｓｆ、約１５ｌｂ／ｍｓｆ～約３１ｌｂ／ｍｓｆなどの重量を有する。そのような重量の紙は、約０．００５インチ～約０．０１５インチ、例えば、０．００７～約０．０３インチ（例えば、約０．０１インチ）の公称厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のカバーシートは、約０．００８インチ～約０．０１３インチの厚さを有する紙の形態であり得る。任意選択で、いくつかの実施形態では、ボードは、米国特許出願第１６／５８１，０７０号に記載されているような中間シートを含むことができる。
【0035】
石膏層（ボードコアおよびスキムコート層）は、少なくとも水およびスタッコを含むスラリーから形成される。本明細書全体を通して言及されるように、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／または硫酸カルシウム無水物の形態であり得る。スタッコおよび水に加えて、ボードコアは、低密度フィラー（例えば、パーライト、低密度骨材のような）などの、低密度に寄与する薬剤、または発泡剤から形成される。様々な発泡剤レジームが当技術分野でよく知られている。発泡剤は、凝結石膏の連続結晶マトリックス内に空隙分布を形成するために含むことができる。いくつかの実施形態において、発泡剤は、不安定な成分の主要な重量部分、および安定した成分のわずかな重量部分を含む（例えば、不安定なものと、安定した／不安定なもののブレンドが組み合わされる場合）。不安定な成分と安定した成分の重量比は、凝結石膏コア内に空隙分布を形成するのに効果的である。例えば、米国特許第５，６４３，５１０号、米国特許第６，３４２，２８４および米国特許第６，６３２，５５０号を参照されたい。いくつかの実施形態において、発泡剤は、アルキルサルフェート界面活性剤を含む。
【0036】
ＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ａｍｂｌｅｒ，ＰＡ）からの石鹸製品のＨＹＯＮＩＣライン（例えば、２５ＡＳ）など、多くの商業的に知られている発泡剤が利用可能であり、本開示の実施形態に従って使用することができる。他の市販の石鹸には、Ｓｔｅｐａｎ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｎｏｒｔｈｆｉｅｌｄ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）からのポリステップＢ２５が含まれる。本明細書に記載の発泡剤は、単独で、または他の発泡剤と組み合わせて使用することができる。泡を事前に生成してから、スタッコスラリーに加えることができる。事前生成は、水性発泡剤に空気を挿入することによって行うことができる。泡を生成するための方法および装置はよく知られている。例えば、米国特許第４，５１８，６５２号、米国特許第２，０８０，００９号および米国特許第２，０１７，０２２号を参照されたい。
【0037】
いくつかの実施形態では、発泡剤は、少なくとも１つのアルキルサルフェート、少なくとも１つのアルキルエーテルサルフェート、またはそれらの任意の組み合わせを含むか、それからなるか、または本質的になるが、オレフィン（例えば、オレフィンサルフェート）および／またはアルキンを本質的に含まない。オレフィンまたはアルキンを本質的に含まないということは、発泡剤が（ｉ）スタッコの重量に基づいて０重量％を含むか、またはオレフィンおよび／もしくはアルキンを含まないか、または（ｉｉ）無効な量または（ｉｉｉ）重要でない量のオレフィンおよび／もしくはアルキンを含むことを意味する。無効な量の例は、当業者が認めるように、オレフィンおよび／またはアルキン発泡剤を使用するという意図された目的を達成するための閾値量を下回る量である。当業者が認めるように、重要でない量は、スタッコの重量に基づいて、例えば、約０．００１重量％未満、例えば、約０．０００５重量％未満、約０．００１重量％未満、約０．００００１重量％未満などである場合がある。
【0038】
本開示の実施形態による、いくつかのタイプの不安定な石鹸は、様々な鎖長および様々なカチオンを有するアルキルサルフェート界面活性剤である。適切な鎖長は、例えば、Ｃ８～Ｃ１２、例えば、Ｃ８～Ｃ１０、またはＣ１０～Ｃ１２であり得る。適切なカチオンには、例えば、ナトリウム、アンモニウム、マグネシウム、またはカリウムが含まれる。不安定な石鹸の例には、例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸マグネシウム、デシル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸アンモニウム、ドデシル硫酸カリウム、デシル硫酸カリウム、オクチル硫酸ナトリウム、デシル硫酸マグネシウム、デシル硫酸アンモニウム、それらのブレンド、およびそれらの組み合わせが含まれる。
【0039】
本開示の実施形態による、いくつかのタイプの安定した石鹸は、様々な（一般により長い）鎖長および様々なカチオンを有するアルコキシル化（例えば、エトキシル化）アルキルサルフェート界面活性剤である。適切な鎖長は、例えば、Ｃ１０～Ｃ１４、例えば、Ｃ１２～Ｃ１４、またはＣ１０～Ｃ１２であり得る。適切なカチオンには、例えば、ナトリウム、アンモニウム、マグネシウム、またはカリウムが含まれる。安定した石鹸の例には、例えば、ラウレス硫酸ナトリウム、ラウレス硫酸カリウム、ラウレス硫酸マグネシウム、ラウレス硫酸アンモニウム、それらのブレンド、およびそれらの任意の組み合わせが含まれる。いくつかの実施形態では、これらのリストからの安定した石鹸と不安定な石鹸の任意の組み合わせを使用することができる。
【0040】
発泡剤の組み合わせおよび発泡石膏製品の調製におけるそれらの添加の例は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，６４３，５１０号に開示されている。例えば、安定した泡を形成する第１の発泡剤と不安定な泡を形成する第２の発泡剤とを組み合わせることができる。いくつかの実施形態において、第１の発泡剤は、例えば、８～１２個の炭素原子のアルキル鎖長および１～４単位のアルコキシ（例えば、エトキシ）基鎖長を有するアルコキシル化アルキルサルフェート石鹸を有する石鹸である。第２の発泡剤は、任意選択で、６～２０の炭素原子、例えば、６～１８または６～１６の炭素原子のアルキル鎖長を有する非アルコキシル化（例えば、非エトキシル化）アルキルサルフェート石鹸である。いくつかの実施形態によれば、これらの２つの石鹸のそれぞれの量を調整することにより、約１００％安定石鹸または約１００％不安定石鹸に達するまで、ボードフォーム構造の制御が可能になると考えられる。
【0041】
いくつかの実施形態では、米国特許公開第２０１７／００９６３６９Ａ１号、同第２０１７／００９６３６６Ａ１号、および同第２０１７／０１５２１７７Ａ１号に記載のように、脂肪アルコールは、任意選択で、発泡剤とともに、例えば、泡を調製するためのプレミックスに含むことができる。これにより、フォームの安定性が向上し、泡（空気）の空隙サイズと分布をより適切に制御できるようになる。脂肪アルコールは、任意の適切な脂肪族脂肪アルコールであり得る。本明細書全体で定義されるように、「脂肪族」は、アルキル、アルケニル、またはアルキニルを指し、置換または非置換、分岐または非分岐、および飽和または不飽和であることができ、いくつかの実施形態に関して、本明細書に記載の炭素鎖、例えば、Ｃｘ～Ｃｙによって表され、ここで、ｘおよびｙは整数である。したがって、脂肪族という用語は、基の疎水性を維持するヘテロ原子置換を有する鎖も指す。脂肪アルコールは、単一の化合物であり得るか、または２つ以上の化合物の組み合わせであり得る。いくつかの実施形態において、任意選択の脂肪アルコールは、Ｃ６～Ｃ２０脂肪アルコール（例えば、Ｃ６～Ｃ１８、Ｃ６～Ｃ１１６、Ｃ６～Ｃ１４、Ｃ６～Ｃ１２、Ｃ６～Ｃ１０、Ｃ６～Ｃ８、Ｃ８～Ｃ１６、Ｃ８～Ｃ１４、Ｃ８～Ｃ１２、Ｃ８～Ｃ１０、Ｃ１０～Ｃ１６、Ｃ１０～Ｃ１４、Ｃ１０～Ｃ１２、Ｃ１２～Ｃ１６、Ｃ１２～Ｃ１４、またはＣ１４～Ｃ１６脂肪族脂肪アルコールなど）である。例には、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。
【0042】
いくつかの実施形態では、任意の泡安定剤は脂肪アルコールを含み、脂肪酸アルキロアミドまたはカルボン酸タウリドを本質的に含まない。いくつかの実施形態では、任意の泡安定剤は本質的にグリコールを含まないが、いくつかの実施形態では、例えば、より高い界面活性剤含有量を可能にするために、グリコールを含むことができる。前述の成分のいずれも本質的に含まないということは、泡安定剤が（ｉ）これらの成分のいずれかの重量に基づいて０重量％、または（ｉｉ）これらの成分のいずれかの無効な量または（ｉｉｉ）重要でない量のいずれかを含むことを意味する。無効な量の例は、当業者が認めるように、これらの成分のいずれかを使用するという意図された目的を達成するための閾値量を下回る量である。当業者が認めるように、重要でない量は、スタッコの重量に基づいて、例えば、約０．０００１重量％未満、例えば、約０．００００５重量％未満、約０．００００１重量％未満、約０．０００００１重量％未満などである場合がある。
【0043】
適切な空隙分布と壁厚（独立して）は、特に低密度のボード（例えば、約３５ｐｃｆ未満）で強度を高めるのに効果的であり得ることがわかっている。例えば、ＵＳ２００７／００４８４９０およびＵＳ２００８／００９００６８を参照されたい。一般に、直径約５μｍ以下の空隙を有する蒸発水空隙もまた、前述の空気（泡）空隙とともに総空隙分布に寄与する。いくつかの実施形態では、孔径が約５ミクロンを超える空隙と、孔径が約５ミクロン以下の空隙との体積比は、約０．５：１～約９：１、例えば、約０．７：１～約９：１、約０．８：１～約９：１、約１．４：１～約９：１、約１．８：１～約９：１、約２．３：１～約９：１、約０．７：１～約６：１、約１．４：１～約６：１、約１．８：１～約６：１、約０．７：１～約４：１、約１．４：１～約４：１、約１．８：１～約４：１、約０．５：１～約２．３：１、約０．７：１～約２．３：１、約０．８：１～約２．３：１、約１．４：１～約２．３：１、約１．８：１～約２．３：１などである。
【0044】
本明細書で使用される場合、空隙サイズは、コア内の個々の空隙の最大直径から計算される。最大直径はフェレット径と同じである。定義された各空隙の最大直径は、サンプルの画像から取得することができる。画像は、２次元画像を提供する走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの適切な技術を使用して撮影することができる。空隙の断面（孔）のランダム性が平均直径を提供できるように、空隙の多数の孔径をＳＥＭ画像において測定することができる。サンプルのコア全体にランダムに配置された複数の画像における空隙を測定すると、この計算を改善することができる。さらに、いくつかの２次元ＳＥＭ画像に基づいてコアの３次元立体モデルを構築することで、空隙サイズの計算を改善することもできる。別の技術は、３次元画像を提供するＸ線ＣＴスキャン分析（ＸＭＴ）である。別の技術は光学顕微鏡法であり、光の対比を使用して、例えば、空隙の深さを決定するのを助けることができる。空隙は、手動で、またはＮＩＨによって開発されたＩｍａｇｅＪなどの画像分析ソフトウェアを使用して測定することができる。当業者は、画像からの空隙サイズおよび分布の手動決定を、各空隙の寸法の視覚的観察によって決定することができることを理解するであろう。サンプルは、石膏ボードを切断することによって取得することができる。
【0045】
発泡剤は、例えば、所望の密度に応じて、任意の適切な量でコアスラリーに含めることができる。発泡剤の溶液は、例えば、約０．５％（ｗ／ｗ）で調製される。適切な量の空気を適切な量の発泡剤の溶液と混合し、スラリーに加える。必要な空気の量に応じて、発泡剤の溶液の濃度は、約０．１％～約１％（ｗ／ｗ）に変化することができる。スキムコート層はより高密度であるため、スキムコート層を形成するためのスラリーは、より少ない泡で（または全く泡なしで）作製することができる。
【0046】
脂肪アルコールは、含まれる場合、任意の適切な量でコアスラリー中に存在することができる。いくつかの実施形態において、脂肪アルコールは、スタッコの約０．０００１重量％～約０．０３重量％、例えば、スタッコの約０．０００１重量％～約０．０２５重量％、スタッコの約０．０００１重量％～約０．０２重量％、またはスタッコの約０．０００１重量％～約０．０１重量％の量でコアスラリー中に存在する。スキムコート層のスラリーは、より少ない泡を有するかまたは泡を有さないことができるため、脂肪アルコールはスキムコート層において必要とされないか、またはスタッコの約０．０００１重量％～約０．００４重量％、例えば、スタッコの約０．００００１重量％～約０．００３重量％、スタッコの約０．００００１重量％～約０．００１５重量％、またはスタッコの約０．００００１重量％～約０．００１重量％などのより少ない量で含むことができる。
【0047】
例えば、促進剤、遅延剤などを含む、当技術分野で知られている他の成分もまた、ボードコアスラリーに含めることができる。促進剤は、様々な形態であり得る（例えば、湿式石膏促進剤、耐熱性促進剤、および気候安定化促進剤）。例えば、米国特許第３，５７３，９４７号および同第６，４０９，８２５号を参照されたい。促進剤および／または遅延剤が含まれるいくつかの実施形態では、促進剤および／または遅延剤はそれぞれ、スタッコの約０～約１０重量％（例えば、約０．１％～約１０％）、例えば、スタッコの約０～５重量％（例えば、約０．１％～約５％）などの固形分ベースの量で、ボードコアを形成するためのスタッコスラリー中に存在することができる。
【0048】
さらに、ボードコアは、いくつかの実施形態において流動性を高めるために、少なくとも１つの分散剤からさらに形成することができる。分散剤は、他の乾燥成分を含む乾燥形態で、および／またはスタッコスラリー中の他の液体成分を含む液体形態で含まれる場合がある。分散剤の例には、ポリナフタレンスルホン酸およびその塩（ポリナフタレンスルホネート）などのナフタレンスルホネート、および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である誘導体、また、ポリカルボン酸エーテルなどのポリカルボン酸分散剤、例えば、ＰＣＥ２１１、ＰＣＥ１１１、１６４１、１６４１Ｆ、またはＰＣＥ２６４１タイプの分散剤、例えば、ＭＥＬＦＬＵＸ２６４１Ｆ、ＭＥＬＦＬＵＸ２６５１Ｆ、ＭＥＬＦＬＵＸ１６４１Ｆ、ＭＥＬＦＬＵＸ２５００Ｌ分散剤（ＢＡＳＦ）、およびＣｏａｔｅｘ、Ｉｎｃ．から入手可能なＣＯＡＴＥＸ Ｅｔｈａｃｒｙｌ Ｍ、および／またはリグノスルホネートまたはスルホン化リグニンが含まれる。リグノスルホネートは、水溶性のアニオン性高分子電解質ポリマーであり、亜硫酸パルプを使用した木材パルプの製造からの副産物である。本開示の実施形態の原理の実施に有用なリグニンの一例は、Ｒｅｅｄ Ｌｉｇｎｉｎ Ｉｎｃ．から入手可能なＭａｒａｓｐｅｒｓｅ Ｃ－２１である。
【0049】
より低分子量の分散剤が一般的に好ましい。ナフタレンスルホネート分散剤の場合、いくつかの実施形態では、それらは、約３，０００～約１０，０００（例えば、約８，０００～約１０，０００）の分子量を有するように選択される。いくつかの実施形態では、例えば、分子量が１０，０００を超える、より高い水需要のナフタレンスルホネートを使用することができる。別の例として、ＰＣＥ２１１タイプの分散剤の場合、いくつかの実施形態では、分子量は約２０，０００～約６０，０００であることができ、これは、分子量が６０，０００を超える分散剤よりも遅延が少ない。
【0050】
ナフタレンスルホネートの一例は、ＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能なＤＩＬＯＦＬＯである。ＤＩＬＯＦＬＯは４５％のナフタレンスルホン酸水溶液であるが、例えば固形分が約３５重量％～約５５重量％の範囲の他の水溶液も容易に入手できる。ナフタレンスルホネートは、例えば、ＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能なＬＯＭＡＲ Ｄなどの乾燥固体または粉末形態で使用することができる。ナフタレンスルホネートの別の例は、ＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ａｍｂｌｅｒ，ＰＡ）から入手可能なＤＡＸＡＤである。
【0051】
含まれている場合、分散剤は任意の適切な量で提供することができる。いくつかの実施形態では、例えば、分散剤は、ボードコアスラリー中に、例えば、スタッコの約０重量％～約０．５重量％、例えば、約０．０１重量％～約０．７重量％、例えば、約０．０１重量％～０．４重量％、約０．１％～約０．２％などの量で存在することができる。
【0052】
いくつかの実施形態では、ボードコアは、必要に応じて、少なくとも１つのホスフェート含有化合物からさらに形成されて、グリーン強度、寸法安定性、および／またはたるみ耐性を高めることができる。例えば、いくつかの実施形態において有用なホスフェート含有成分は、水溶性成分を含み、それぞれが２つ以上のリン酸単位を含むイオン、塩、または酸、すなわち凝縮されたリン酸；それぞれが２つ以上のホスフェート単位を含む凝縮されたホスフェートの塩またはイオン；ならびにオルトホスフェートおよび水溶性非環式ポリホスフェート塩の一塩基塩または一価イオンの形態であり得る。例えば、米国特許第６，３４２，２８４号、同第６，６３２，５５０号、同第６，８１５，０４９号、および同第６，８２２，０３３号を参照されたい。
【0053】
いくつかの実施形態で添加された場合、ホスフェート組成物は、グリーン強度、永久変形（例えば、たるみ）に対する耐性、寸法安定性などを高めることができる。グリーン強度は、製造中にまだ湿っている間のボードの強度を指す。製造プロセスの厳しさのために、十分なグリーン強度がないと、ボード前駆体が製造ラインで損傷する可能性がある。
【0054】
例えば、トリメタリン酸ナトリウム、トリメタリン酸カリウム、トリメタリン酸リチウム、およびトリメタリン酸アンモニウムを含むトリメタホスフェート化合物を使用することができる。トリメタリン酸ナトリウム（ＳＴＭＰ）が好ましいが、例えば、テトラメタリン酸ナトリウム、約６～約２７の繰り返しリン酸単位を有しかつｎ＝６～２７の分子式Ｎａｎ＋２ＰｎＯ３ｎ＋１を有するヘキサメタリン酸ナトリウム、分子式Ｋ４Ｐ２Ｏ７のピロリン酸四カリウム、分子式Ｎａ３Ｋ２Ｐ３Ｏ１０の三リン酸二カリウム三ナトリウム、分子式Ｎａ５Ｐ３Ｏ１０の三リン酸ナトリウム、分子式Ｎａ４Ｐ２Ｏ７のピロリン酸四ナトリウム、分子式Ａｌ（ＰＯ３）３の三メタリン酸アルミニウム、分子式Ｎａ２Ｈ２Ｐ２Ｏ７の酸性ピロリン酸ナトリウム、１０００～３０００回の繰り返しリン酸単位を有しかつｎ＝１０００～３０００の分子式（ＮＨ４）ｎ＋２ＰｎＯ３ｎ＋１を有するポリリン酸アンモニウム、または２つ以上の繰り返しリン酸単位を有しかつｎ＝２以上の分子式Ｈｎ＋２ＰｎＯ３ｎ＋１のポリリン酸を含む、他のホスフェートが適している場合がある。
【0055】
含まれる場合、ポリホスフェートは任意の適切な量で存在することができる。例示するために、いくつかの実施形態において、ポリホスフェートは、例えば、スタッコの約０．１重量％～約１重量％、例えば、約０．２重量％～約０．４重量％、約０重量％～約０．５重量％、例えば、スタッコの約０％～約０．２％の量でスラリー中に存在することができる。したがって、分散剤およびポリホスフェートは、任意選択で、コアスラリー中に任意の適切な量で存在することができる。
【0056】
ボードコアは、例えば、約１６ｐｃｆ（約２６０ｋｇ／ｍ３）～約４０ｐｃｆ、例えば、約１８ｐｃｆ～約４０ｐｃｆ、１８ｐｃｆ～約３８ｐｃｆ、１８ｐｃｆ～約３６ｐｃｆ、１８ｐｃｆ～約３２ｐｃｆ、２０ｐｃｆ～約４０ｐｃｆ、２０ｐｃｆ～約３６ｐｃｆ、２０ｐｃｆ～約３２ｐｃｆ、２２ｐｃｆ～約４０ｐｃｆ、２２ｐｃｆ～約３６ｐｃｆ、２２ｐｃｆ～約３２ｐｃｆ、２６ｐｃｆ～約４０ｐｃｆ、２６ｐｃｆ～約３６ｐｃｆ、または２６ｐｃｆ～約３２ｐｃｆのコア密度などの所望の合計複合ボード密度に寄与するのに有効な任意の適切な密度を有することができる。いくつかの実施形態では、ボードコアは、さらに低い密度、例えば、約３０ｐｃｆ以下、約２９ｐｃｆ（約４６０ｋｇ／ｍ３）以下、約２８ｐｃｆ以下、約２７ｐｃｆ（約４３０ｋｇ／ｍ３）以下、約２６ｐｃｆ以下などを有する。例えば、いくつかの実施形態では、コア密度は、約１２ｐｃｆ（約１９０ｋｇ／ｍ３）～約３０ｐｃｆ、約１４ｐｃｆ（約２２０ｋｇ／ｍ３）～約３０ｐｃｆ、１６ｐｃｆ～約３０ｐｃｆ、１６ｐｃｆ～約２８ｐｃｆ、１６ｐｃｆ～約２６ｐｃｆ、１６ｐｃｆ～約２２ｐｃｆ（約３５０ｋｇ／ｍ３）、１８ｐｃｆ～約３０ｐｃｆ、１８ｐｃｆ～約２８ｐｃｆ、１８ｐｃｆ～約２６ｐｃｆ、１８ｐｃｆ～約２４ｐｃｆ、２０ｐｃｆ～約３０ｐｃｆ、２０ｐｃｆ～約２８ｐｃｆ、２０ｐｃｆ～約２６ｐｃｆ、２０ｐｃｆ～約２４ｐｃｆ、２２ｐｃｆ～約２８ｐｃｆなどである。
【0057】
いくつかの実施形態では、本開示に従って作製された複合ボードは、ＡＳＴＭ規格Ｃ４７３－０７による試験プロトコルを満たす。例えば、いくつかの実施形態では、ボードが１／２インチの厚さで成形される場合、乾燥したボードは、ＡＳＴＭ Ｃ４７３－０７（方法Ｂ）に従って決定されるような少なくとも約６７ｌｂｆ、例えば、少なくとも約６８ｌｂｆ、少なくとも約７０ｌｂｆ、少なくとも約７２ｌｂｆ、少なくとも約７４ｌｂｆ、少なくとも約７５ｌｂｆ、少なくとも約７６ｌｂｆ、少なくとも約７７ｌｂｆなどのくぎ抜き抵抗を有する。様々な実施形態において、くぎ抜き抵抗は、約６７ｌｂｆ～約１００ｌｂｆ、約６７ｌｂｆ～約９５ｌｂｆ、約６７ｌｂｆ～約９０ｌｂｆ、約６７ｌｂｆ～約８５ｌｂｆ、約６７ｌｂｆ～約８０ｌｂｆ、約６７ｌｂｆ～約７５ｌｂｆ、約６８ｌｂｆ～約１００ｌｂｆ、約６８ｌｂｆ～約９５ｌｂｆ、約６８ｌｂｆ～約９０ｌｂｆ、約６８ｌｂｆ～約８５ｌｂｆ、約６８ｌｂｆ～約８０ｌｂｆ、約７０ｌｂｆ～約１００ｌｂｆ、約７０ｌｂｆ～約９５ｌｂｆ、約７０ｌｂｆ～約９０ｌｂｆ、約７０ｌｂｆ～約８５ｌｂｆ、約７０ｌｂｆ～約８０ｌｂｆ、約７２ｌｂｆ～約１００ｌｂｆ、約７２ｌｂｆ～約９５ｌｂｆ、約７２ｌｂｆ～約９０ｌｂｆ、約７２ｌｂｆ～約８５ｌｂｆ、約７２ｌｂｆ～約８０ｌｂｆ、約７２ｌｂｆ～約７７ｌｂｆ、約７２ｌｂｆ～約７５ｌｂｆ、約７５ｌｂｆ～約１００ｌｂｆ、約７５ｌｂｆ～約９５ｌｂｆ、約７５ｌｂｆ～約９０ｌｂｆ、約７５ｌｂｆ～約８５ｌｂｆ、約７５ｌｂｆ～約８０ｌｂｆ、約７５ｌｂｆ～約７７ｌｂｆ、約７７ｌｂｆ～約１００ｌｂｆ、約７７ｌｂｆ～約９５ｌｂｆ、約７７ｌｂｆ～約９０ｌｂｆ、約７７ｌｂｆ～約８５ｌｂｆ、または約７７ｌｂｆ～約８０ｌｂｆであり得る。
【0058】
いくつかの実施形態では、複合石膏ボードは、ＡＳＴＭ Ｃ４７３－０７、方法Ｂに従って決定される、少なくとも約１１ｌｂｆ、例えば、少なくとも約１２ｌｂｆ、少なくとも約１３ｌｂｆ、少なくとも約１４ｌｂｆ、少なくとも約１５ｌｂｆ、少なくとも約１６ｌｂｆ、少なくとも約１７ｌｂｆ、少なくとも約１８ｌｂｆ、少なくとも約１９ｌｂｆ、少なくとも約２０ｌｂｆ、少なくとも約２１ｌｂｆ、または少なくとも約２２ｌｂｆの平均コア硬度を有することができる。いくつかの実施形態では、ボードは、約１１ｌｂｆ～約２５ｌｂｆ、例えば、約１１ｌｂｆ～約２２ｌｂｆ、約１１ｌｂｆ～２１ｌｂｆ、約１１ｌｂｆ～約２０ｌｂｆ、約１１ｌｂｆ～約１９ｌｂｆ、約１１ｌｂｆ～約１８ｌｂｆ、約１１ｌｂｆ～約１７ｌｂｆ、約１１ｌｂｆ～約１６ｌｂｆ、約１１ｌｂｆ～約１５ｌｂｆ、約１１ｌｂｆ～約１４ｌｂｆ、約１１ｌｂｆ～約１３ｌｂｆ、約１１ｌｂｆ～約１２ｌｂｆ、約１２ｌｂｆ～約２５ｌｂｆ、約１２ｌｂｆ～約２２ｌｂｆ、約１２ｌｂｆ～約２１ｌｂｆ、約１２ｌｂｆ～約１２ｌｂｆ、約１２ｌｂｆ～約１９ｌｂｆ、約１２ｌｂｆ～約１８ｌｂｆ、約１２ｌｂｆ～約１７ｌｂｆ、約１２ｌｂｆ～約１６ｌｂｆ、約１２ｌｂｆ～約１５ｌｂｆ、約１２ｌｂｆ～約１４ｌｂｆ、約１２ｌｂｆ～約１３ｌｂｆ、約１３ｌｂｆ～約２５ｌｂｆ、約１３ｌｂｆ～約２２ｌｂｆ、約１３ｌｂｆ～約２１ｌｂｆ、約１３ｌｂｆ～約２０ｌｂｆ、約１３ｌｂｆ～約１９ｌｂｆ、約１３ｌｂｆ～約１８ｌｂｆ、約１３ｌｂｆ～約１７ｌｂｆ、約１３ｌｂｆ～約１６ｌｂｆ、約１３ｌｂｆ～約１５ｌｂｆ、約１３ｌｂｆ～約１４ｌｂｆ、約１４ｌｂｆ～約２５ｌｂｆ、約１４ｌｂｆ～約２２ｌｂｆ、約１４ｌｂｆ～約２１ｌｂｆ、約１４ｌｂｆ～約２０ｌｂｆ、約１４ｌｂｆ～約１９ｌｂｆ、約１４ｌｂｆ～約１８ｌｂｆ、約１４ｌｂｆ～約１７ｌｂｆ、約１４ｌｂｆ～約１６ｌｂｆ、約１４ｌｂｆ～約１５ｌｂｆ、約１５ｌｂｆ～約２５ｌｂｆ、約１５ｌｂｆ～約２２ｌｂｆ、約１５ｌｂｆ～約２１ｌｂｆ、約１５ｌｂｆ～約２０ｌｂｆ、約１５ｌｂｆ～約１９ｌｂｆ、約１５ｌｂｆ～約１８ｌｂｆ、約１５ｌｂｆ～約１７ｌｂｆ、約１５ｌｂｆ～約１６ｌｂｆ、約１６ｌｂｆ～約２５ｌｂｆ、約１６ｌｂｆ～約２２ｌｂｆ、約１６ｌｂｆ～約２１ｌｂｆ、約１６ｌｂｆ～約２０ｌｂｆ、約１６ｌｂｆ～約１９ｌｂｆ、約１６ｌｂｆ～約１８ｌｂｆ、約１６ｌｂｆ～約１７ｌｂｆ、約１７ｌｂｆ～約２５ｌｂｆ、約１７ｌｂｆ～約２２ｌｂｆ、約１７ｌｂｆ～約２１ｌｂｆ、約１７ｌｂｆ～約２０ｌｂｆ、約１７ｌｂｆ～約１９ｌｂｆ、約１７ｌｂｆ～約１８ｌｂｆ、約１８ｌｂｆ～約２５ｌｂｆ、約１８ｌｂｆ～約２２ｌｂｆ、約１８ｌｂｆ～約２１ｌｂｆ、約１８ｌｂｆ～約２０ｌｂｆ、約１８ｌｂｆ～約１９ｌｂｆ、約１９ｌｂｆ～約２５ｌｂｆ、約１９ｌｂｆ～約２２ｌｂｆ、約１９ｌｂｆ～約２１ｌｂｆ、約１９ｌｂｆ～約２０ｌｂｆ、約２１ｌｂｆ～約２５ｌｂｆ、約２１ｌｂｆ～約２２ｌｂｆ、または約２２ｌｂｆ～約２５ｌｂｆのコア硬度を有することができる。
【0059】
いくつかの実施形態では、一方または両方のスキムコート層は、ボードコアの平均乾燥コア硬度よりも少なくとも約１．５倍、例えば、少なくとも約２倍、２．５倍、３倍、３．５倍、４倍、４．５倍など大きい平均乾燥コア硬度を有し、平均コア硬度は、ＡＳＴＭ Ｃ－４７３－０７に従って測定され、これらの範囲のそれぞれは、例えば、８、７、６、５、４、３、または２などの数学的に適切な上限を有することができる。
【0060】
曲げ強度に関して、いくつかの実施形態では、１／２インチの厚さのボードに成形された場合、乾燥ボードは、ＡＳＴＭ規格Ｃ４７３－０７に従って決定される、横方向における少なくとも約３６ｌｂｆ（例えば、少なくとも約３８ｌｂｆ、少なくとも約４０ｌｂｆなど）の曲げ強度および／または横方向における少なくとも約１０７ｌｂｆ（例えば、少なくとも約１１０ｌｂｆ、少なくとも約１１２ｌｂｆなど）の曲げ強度を有する。様々な実施形態において、ボードは、約３６ｌｂｆ～約６０ｌｂｆ、例えば、約３６ｌｂｆ～約５５ｌｂｆ、約３６ｌｂｆ～約５０ｌｂｆ、約３６ｌｂｆ～約４５ｌｂｆ、約３６ｌｂｆ～約４０ｌｂｆ、約３６ｌｂｆ～約３８ｌｂｆ、約３８ｌｂｆ～約６０ｌｂｆ、約３８ｌｂｆ～約５５ｌｂｆ、約３８ｌｂｆ～約５０ｌｂｆ、約３８ｌｂｆ～約４５ｌｂｆ、約３８ｌｂｆ～約４０ｌｂｆ、約４０ｌｂｆ～約６０ｌｂｆ、約４０ｌｂｆ～約５５ｌｂｆ、約４０ｌｂｆ～約５０ｌｂｆ、または約４０ｌｂｆ～約４５ｌｂｆの縦方向における曲げ強度を有することができる。様々な実施形態において、ボードは、約１０７ｌｂｆ～約１３０ｌｂｆ、例えば、約１０７ｌｂｆ～約１２５ｌｂｆ、約１０７ｌｂｆ～約１２０ｌｂｆ、約１０７ｌｂｆ～約１１５ｌｂｆ、約１０７ｌｂｆ～約１１２ｌｂｆ、約１０７ｌｂｆ～約１１０ｌｂｆ、約１１０ｌｂｆ～約１３０ｌｂｆ、約１１０ｌｂｆ～約１２５ｌｂｆ、約１１０ｌｂｆ～約１２０ｌｂｆ、約１１０ｌｂｆ～約１１５ｌｂｆ、約１１０ｌｂｆ～約１１２ｌｂｆ、約１１２ｌｂｆ～約１３０ｌｂｆ、約１１２ｌｂｆ～約１２５ｌｂｆ、約１１２ｌｂｆ～約１２０ｌｂｆ、または約１１２ｌｂｆ～約１１５ｌｂｆの横方向における曲げ強度を有することができる。
【0061】
有利には、本明細書に記載の様々なボード密度での様々な実施形態において、乾燥複合石膏ボードは、少なくとも約１７０ｐｓｉ（１１７０ｋＰａ）、例えば、約１７０ｐｓｉ～約１，０００ｐｓｉ（６，９００ｋＰａ）約１７０ｐｓｉ～約９００ｐｓｉ（６２００ｋＰａ）、約１７０ｐｓｉ～約８００ｐｓｉ（５５００ｋＰａ）、約１７０ｐｓｉ～約７００ｐｓｉ（４８００ｋＰａ）、約１７０ｐｓｉ～約６００ｐｓｉ（４１００ｋＰａ）、約１７０ｐｓｉ～約５００ｐｓｉ（３４５０ｋＰａ）、約１７０ｐｓｉ～約４５０ｐｓｉ（３１００ｋＰａ）、約１７０ｐｓｉ～約４００ｐｓｉ（２７６０ｋＰａ）、約１７０ｐｓｉ～約３５０ｐｓｉ（２４１０ｋＰａ）、約１７０ｐｓｉ～約３００ｐｓｉ（２０７０ｋＰａ）、または約１７０ｐｓｉ～約２５０ｐｓｉ（１７２０ｋＰａ）の圧縮強度を有することができる。いくつかの実施形態では、ボードは、少なくとも約４５０ｐｓｉ（３１００ｋＰａ）、少なくとも約５００ｐｓｉ（３４５０ｋＰａ）、少なくとも約５５０ｐｓｉ（３８００ｋＰａ）、少なくとも約６００ｐｓｉ（４１００ｋＰａ）、少なくとも約６５０ｐｓｉ（４５００ｋＰａ）、少なくとも約７００ｐｓｉ（４８００ｋＰａ）、少なくとも約７５０ｐｓｉ（５２００ｋＰａ）、少なくとも約８００ｐｓｉ（５５００ｋＰａ）、少なくとも約８５０ｐｓｉ（５８５０ｋＰａ）、少なくとも約９００ｐｓｉ（６２００ｋＰａ）、少なくとも約９５０ｐｓｉ（６５５０ｋＰａ）、または少なくとも約１０００ｐｓｉ（６９００ｋＰａ）の圧縮強度を有する。さらに、いくつかの実施形態では、圧縮強度は、前述の点のいずれか２つによって制限することができる。例えば、圧縮強度は、約４５０ｐｓｉ～約１，０００ｐｓｉ（例えば、約５００ｐｓｉ～約９００ｐｓｉ、約６００ｐｓｉ～約８００ｐｓｉ）であり得る。本明細書で使用される圧縮強度は、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｔｅｓｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｂｕｔｌｅｒ，ＰＡ）から、ＡＴＳ ｍａｃｈｉｎｅ ｍｏｄｅｌ １６１０として市販されている材料試験システムを使用して測定される。負荷は１インチ／分の速度で衝撃なしに継続的に加えられる。
【0062】
本開示の実施形態による複合石膏ボードは、典型的な石膏壁板製造ラインで作製することができる。例えば、ボード製造技術は、例えば、米国特許第７，３６４，６７６号、米国特許出願公開第２０１０／０２４７９３７号、および米国特許出願第１６／５８１，０７０号に記載されている。簡単に言えば、このプロセスは通常、移動するコンベヤにカバーシートを排出することを伴う。石膏ボードは通常「下向き」に形成されるので、このカバーシートはそのような実施形態では「面」カバーシートである。
【0063】
ボードコアを形成するためのおよびスキムコート層を形成するためのスラリーは、任意の適切な方法で形成することができる。例えば、１つのミキサを使用して両方のスラリー流を展開させることができる。ミキサは、例えば、原料が攪拌される場合、必要に応じて「ピンミキサ」または「ピンレスミキサ」の形態であり得る。または、２つの別々のミキサを使用することもできる。ミキサは直列にすることも、接続しないこともできる。ミキサの例は、欧州特許第１６３７３０２Ｂ１号、欧州特許第２９２９９９６Ｂ１号、欧州特許出願第３３４２５７１Ａ１号、および米国特許出願第２０１７／０００８１９２Ａ１号に記載されている。効率のために望まれる場合、スキムコート層に使用されるミキサは、いくつかの実施形態においてより小さな混合体積容量を有することができ、これはスキムコート層に適用される必要のあるスラリーの量は、ボードコアを形成するために適用されるスラリーの量よりも少ないためである。「メイン」ミキサ（すなわち、ボードコアスラリーを形成するための）は、本体および排出導管（例えば、当技術分野で知られているゲート・キャニスター・ブーツ構成、または米国特許第６，４９４，６０９号および同第６，８７４，９３０号記載されている修正出口設計（ＭＯＤ）構成）を含む。発泡剤および／またはコアデンプンは、ミキサの排出導管において（例えば、米国特許第５，６８３，６３５号および同第６，４９４，６０９号に記載されているようなゲートに）加えることができる。
【0064】
シングルミキサの実施形態では、スキムコート流は、ミキサの本体のポートおよび出口を通って、すなわち、排出導管の上流に出ることができる。スキムコート出口には、１つ以上の入口が設けられており、スキムコートデンプンおよびミキサの排出導管を出るボードコアスラリーとは異なる他の任意の所望の成分の導入を可能にする。発泡剤が排出導管に挿入される場合、発泡剤の量は、スキムコート流において減じられるまたは回避され、これはスキムコート流は、発泡剤が添加される場所の上流で除去されるためであり、それにより、必要に応じてスキムコート層の密度を高めることができる。発泡剤がスキムコート流に存在する場合、それは当技術分野で知られている技術によって打ち消すことができる。好ましい実施形態では、裏側スキムコート層は、スキムコート流から形成される。必要に応じて、スキムコート流から面スキムコート層を形成することもできる。しかしながら、いくつかの実施形態では、面スキムコート層は、排出導管を出るスラリー流から形成することができ、この流れは、ボードコアを形成するためにも使用される。ボードコアに対する面スキムコート層の密度を高めるために、必要に応じて、その中の任意の泡を打ち消すことができる。
【0065】
いくつかの実施形態では、排出導管は、例えば、米国特許出願公開第２０１２／０１６８５２７号（出願第１３／３４１，０１６号）および米国特許出願公開第２０１２／０１７０４０３号（出願第１３／３４１．２０９号）に記載されているものなど、単一の供給入口または複数の供給入口のいずれかを備えたスラリー分配器を含むことができることが理解されよう。それらの実施形態では、複数の供給入口を備えるスラリー分配器を使用する場合、排出導管は、米国特許出願公開第２０１２／０１７０４０３号に記載のような適切なフロースプリッタを含むことができる。
【0066】
当技術分野で理解されるように、ボードは、通常は同時にかつ連続的にサンドイッチ構造で形成される。面カバーシートは、移動するコンベヤ上を連続したリボンとして移動する。ミキサから排出された後、スキムコート層スラリーが、移動する面カバーシートに塗布される。このスラリーは、本明細書に記載されるようなスキムコートデンプンを含むことができる。また、当技術分野で知られているように、必要に応じて、便宜のために、例えば、スキムコート層（例えば、裏側スキムコート層）を形成する同じスラリー流からハードエッジを形成することができる。
【0067】
次に、ボードコアスラリーがスキムコート層上に塗布され、第２のカバーシート（通常は「裏側」カバーシート）で覆われて、最終製品のボード前駆体であるサンドイッチ構造の形態のウェットアセンブリを形成する。裏側（下側）カバーシートは、裏紙とボードコアとの間の結合を強化するために本明細書に記載される本発明のデンプンを含む第２のスキムコート層を有する。第２のスキムコート層は、第１のスキムコート層と同じまたは異なる石膏スラリーから形成することができる。いくつかの実施形態では、スキムコート層は、ボードの裏側に、すなわち、下側カバーシートに対して結合関係で適用されるが、コアと上側カバーシートとの間にスキムコート層は適用されない。
【0068】
いくつかの実施形態では、（ボードマシンのウェットエンドにおいて下向きの）面紙を、最終ボード製品の幅よりもわずかに幅広に形成することができる。なぜならば、ボードエンベロープを形成するために裏側紙（ボードマシンのウェットエンドにおいて上向きである）に接合されるように、紙のエッジをボードのエッジ上に折り曲げることができるからである。例えば、公称４８インチ幅のボードの場合、面紙は、約５０インチ以上（例えば、約５０～約５２インチ、例えば、約５０．３７５インチ）の幅を有することができる。それに対応して、いくつかの実施形態では、裏紙は、ボードの幅よりも狭くすることができる。したがって、公称４８インチ幅のボードの場合、裏紙は、約４８インチ未満（例えば、約４６．５インチ～約４７．５インチ、例えば、約４７．１２５インチ）の幅を有することができる。
【0069】
それによって提供されるウェットアセンブリは、（例えば、成形プレートを介して）製品が所望の厚さにサイジングされる成形ステーション、およびそれが所望の長さに切断される１つ以上のナイフセクションに運ばれる。ウェットアセンブリを硬化させて、凝結石膏のインターロックする結晶マトリックスを形成し、乾燥プロセスを使用して（例えば、アセンブリを窯を通して搬送することによって）過剰な水を除去する。
【0070】
石膏ボードの製造では、堆積したスラリーから大きな空隙やエアポケットを取り除くために振動を使用することも一般的である。上記の各ステップ、ならびにそのようなステップを実行するためのプロセスおよび機器は、当技術分野で知られている。
【0071】
以下の典型的な条項により本発明をさらに例示する。しかしながら、本発明は、以下の条項によって制限されない。
【0072】
（１）複合石膏ボードは、（ａ）水と、高塩不純物含有量を含有するスタッコと、を含む、第１のスラリーから形成された凝結石膏を含むボードコアを含み、コアは、第１および第２のコア面を画定する。第１のスラリーは、発泡剤、コアデンプン、分散剤、促進剤、遅延剤、ポリホスフェートなど、必要に応じて他の成分を含むことができる。（ｂ）スキムコート層は、第１および第２のスキムコート面を画定し、スキムコートは、水と、スタッコと、デンプンと、を含む、第２のスラリーから形成され、スキムコートは、第１のコア面に対して結合関係で配置されている。（ｃ）裏側カバーシートであって、スキムコート層の第１の面が、裏側カバーシートに面しており、スキムコート層の第２の面が、ボードコアに面しており、デンプンが、ボードコアと裏側カバーシートとの間の結合を強化する。
【0073】
（２）ボードが、面カバーシートをさらに含み、ボードコアの第２の面が、面カバーシートに面している、条項１に記載の複合石膏ボード。
【0074】
（３）ボードが、第１および第２の面を画定する第２のスキムコート層をさらに含み、第２のスキムコート層は、水と、スタッコと、スキムコートデンプンと、を含む、第３のスラリーから形成されており、第２のスキムコート層の第１の面は、ボードコアの第２の面に面しており、第２のスキムコート層の第２の面は、第２のカバーシートに面しており、スキムコートデンプンは、ボードコアと面カバーシートとの間の結合を強化し、第２および第３のスラリーは、同じであり得るか、または異なり得る、条項２に記載の複合石膏ボード。
【0075】
（４）第１および／または第２のスキムコート層は、約０．１２５インチ（１／８インチ）～約０．０１６インチ（１／６４インチ）、例えば、約０．０８インチ（１／１２インチ）～約０．０３インチ（１／３２インチ）の乾燥厚さを有する、条項１～３のいずれか１つに記載の複合石膏ボード。
【0076】
（５）スキムコートデンプンは、スタッコの約０．３重量％～約８．０重量％の量、例えば、スタッコの約１．０重量％～約４．０重量％の量で、第２および／または第３のスラリーに存在する、条項１～４のいずれか１つに記載の複合石膏ボード。
【0077】
（６）高塩不純物が、当該硫酸カルシウム半水和物の１，０００，０００重量部当たり少なくとも約１５０ｐｐｍの塩化物アニオンを含む、条項１～５のいずれか１つに記載の複合石膏ボード。
【0078】
（７）塩不純物が、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、または塩化カルシウムなどの塩化物塩を含む、条項１～６のいずれか１つに記載の複合石膏ボード。
【0079】
（８）第１のスラリーが、アルファ化デンプンおよび／または約６，０００ダルトン以下の分子量を有する移動性デンプンを含むコアデンプンを含む、条項１～７のいずれか一項に記載の複合石膏ボード。
【0080】
（９）１５％固形のデンプン濃度の水を有するスラリーにデンプンを入れ、かつ７５ｒｐｍおよび７００ｃｍｇに設定されたＶｉｓｃｏｇｒａｐｈ－Ｅ機器を使用することによって粘度が測定され、その際、デンプンが、３℃／分の速度で２５℃～９５℃に加熱され、スラリーが、９５℃で１０分間保持され、デンプンが、－３℃／分の速度で５０℃に冷却されている場合、スキムコートデンプンが、（ｉ）高温水粘度アッセイ法（ＨＷＶＡ法）に従って約２０ＢＵ～約３００ＢＵの高温水粘度、および／または（ｉｉ）約１２０ＢＵ～１０００ＢＵの中間範囲ピーク粘度を有する未調理デンプンを含む、条項１～８のいずれか１つに記載の複合石膏ボード。
【0081】
（１０）スキムコートデンプンが、デンプンがＶＭＡ法に従う条件に曝されている間に粘度が測定される場合、約２０センチポアズ～約７００センチポアズ（例えば、約２０センチポアズ～約３００センチポアズまたは約３０センチポアズ～約２００センチポアズ）の粘度を有するアルファ化デンプンを含む、条項１～９のいずれか１つに記載の複合石膏ボード。
【0082】
（１１）複合石膏ボードを作製する方法であって、方法は、（ａ）少なくとも水と、高塩不純物含有量を含むスタッコとを混合してスラリーを形成することを含む。第１のスラリーは、必要に応じて、発泡剤、コアデンプン、分散剤、促進剤、遅延剤、ポリホスフェートなどの他の成分を含むことができる。（ｂ）水と、スタッコと、任意選択でスキムコートデンプンとを混合し、面スキムコートスラリーを形成する。（ｃ）面カバーシートに対して結合関係で面スキムコートスラリーを配置し、スラリー表面とカバーシート表面とを有する面複合材料を形成する。（ｄ）面複合材料と結合関係でコアスラリーを配置し、コア複合材料を形成し、コアスラリーは、第１および第２の面を有するボードコアを形成し、第１の面は、面複合材料のスラリー面に面している。（ｅ）水と、スタッコと、スキムコートデンプンとを混合し、裏側スキムコートスラリーを形成し、面および裏側スキムコートスラリーは、同じであり得るか、または異なり得る。（ｆ）裏側カバーシートと結合関係で裏側スキムスラリーを配置し、スラリー表面と、カバーシート表面とを有する裏側複合材料を形成する。（ｇ）コア複合材料と結合関係で裏側複合材料を配置し、ボード前駆体を形成し、裏側複合材料のスラリー表面は、コアの第２の面に面する。（ｈ）ボード前駆体を乾燥させてボードを形成し、スキムコートデンプンが、ボードコアと裏側カバーソートとの間の結合、任意選択で、ボードコアと第１のカバーシートとの間の結合を強化する。
【0083】
（１２）コアデンプンが、スタッコの約０．５重量％～約１．５重量％の量のアルファ化デンプンであり、スキムコートデンプンが、スタッコの約１．５重量％～約５重量％の量の未調理デンプンである、条項１１に記載の方法。
【0084】
（１３）第１および／または第２のスキムコート層は、０．１２５インチ（１／８インチ）～約０．０１６インチ（１／６４インチ）、例えば、約０．０８インチ（１／１２インチ）～約０．０３インチ（１／３２インチ）の乾燥厚さを有する、条項１１または１２に記載の方法。
【0085】
（１４）スキムコートデンプンは、スタッコの約０．３重量％～約８．０重量％、例えば、スタッコの約１．０重量％～約４．０重量％の量で、第２および／または第３のスラリーに存在する、条項１１～１３のいずれか１つに記載の方法。
【0086】
（１５）第１のスラリーが、当該硫酸カルシウム半水和物の１，０００，０００重量部当たり少なくとも約１５０ｐｐｍの塩化物アニオンを含む、条項１１～１４のいずれか１つに記載の方法。
【0087】
（１６）塩不純物が、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、または塩化カルシウムなどの塩化物塩である、条項１１～１５のいずれか１つに記載の方法。
【0088】
（１７）コアデンプンが、アルファ化デンプンおよび／または約６，０００ダルトン以下の分子量を有する移動性デンプンを含む、条項１１～１６のいずれか１つに記載の方法。
【0089】
（１８）１５％固形のデンプン濃度の水を有するスラリーにデンプンを入れ、かつ７５ｒｐｍおよび７００ｃｍｇに設定されたＶｉｓｃｏｇｒａｐｈ－Ｅ機器を使用することによって粘度が測定され、その際、デンプンが、３℃／分の速度で２５℃～９５℃に加熱され、スラリーが、９５℃で１０分間保持され、デンプンが、－３℃／分の速度で５０℃に冷却されている場合、スキムコートデンプンが、（ｉ）高温水粘度アッセイ法（ＨＷＶＡ法）に従って約２０ＢＵ～約３００ＢＵの高温水粘度、および／または（ｉｉ）約１２０ＢＵ～１０００ＢＵの中間範囲ピーク粘度を有する未調理デンプンを含む、条項１１～１７のいずれか１つに記載の方法。
【0090】
（１９）スキムコートデンプンが、デンプンがＶＭＡ法に従う条件に曝されている間に粘度が測定される場合、約２０センチポアズ～約７００センチポアズ（例えば、約２０センチポアズ～約３００センチポアズまたは約３０センチポアズ～約２００センチポアズ）の粘度を有するアルファ化デンプンを含む、条項１１～１８のいずれか１つに記載の方法。
【0091】
前述の条項は例示的なものであり、限定的なものではないことに留意されたい。他の例示的な実施形態は、本明細書の記載全体から明らかである。これら各実施形態が、本明細書で提供される他の実施形態との様々な組み合わせにおいて使用される場合があることも、当業者に理解されるであろう。
【0092】
以下の実施例は、本発明をさらに例示するが、当然のことながら、決してその範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【0093】
実施例１
この実施例は、高塩分を含有するスタッコスラリーを使用して調製された石膏壁板のカバーシートと石膏層の間の結合に対する石膏層におけるデンプンの存在の影響を実証する。
この実施例は、高塩分を含有するスタッコスラリーを使用して調製された石膏壁板のカバーシートと石膏層の間の結合に対する石膏層におけるデンプンの存在の影響を実証する。
【0094】
表１～４に示す配合に従って、１２インチ×１２インチの寸法を有する１６個の石膏壁板サンプルを調製した。サンプルボードの厚さは１／２インチであった。対照ボード（スタッコスラリーに高塩分を含まない）を比較として使用した。高塩（塩化物）スタッコから調製されたボードは、石膏層にデンプンがある場合とない場合の両方で試験された。塩化物アニオン（Ｃｌ－）の供給源は、表に示されているように、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、および塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）のうちの１つである。
【0095】
表中の「ＨＲＡ」は耐熱促進剤である。「アルファ化デンプン」とは、冷水粘度が９０センチポアズのアルファ化コーン小麦粉デンプンを指す。「未調理のデンプン」とは、１８０ＢＵの熱水粘度を有する未調理の酸変性コーンデンプンを指す。「移動性デンプン」とは、ＡＤＭから市販されている小鎖デンプンＬＣ２１１を指す。特に明記されていない限り、すべての量はグラム単位である。
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【0096】
１２インチ×１２インチ×１／２インチのエンベロープが、マニラ紙（４６ｌｂ／ｍｓｆ）を表紙として、ニュースライン紙（４０ｌｂ／ｍｓｆ）を裏紙として使用して作製された。スラリーは、乾燥粉末を溶液に１０秒間浸漬し、ホバートミキサで１０秒間混合し、続いて、泡を５．５秒間注入し、さらに２秒間混合することによって調製した。スラリーを１２インチ×１２インチ×１／２インチのエンベロープに注入した。スラリーが固まって硬化した後、紙テープを使用してエンベロープを密封した。密封されたボードを４５０°Ｆで１５分間乾燥させた後、３５０°Ｆのオーブンに移した。３５０°Ｆで２０分間乾燥させた後、ボードを１１０°Ｆで１６時間さらに乾燥させた。
【0097】
乾燥した１２インチ×１２インチ×１／２インチのボードを、６インチ×５インチ×１／２インチの４つの小片にカットた（５インチは生産ライン方向にある）。１つの８インチの深さの直線的なスコアを、ボードサンプルの表面に、６インチのエッジの１つから２．５インチで、６インチのエッジの１つに対して平行に作製した。次に、ボードを７５°Ｆ、５０％相対湿度（ＲＨ）で２４時間コンディショニングし、９０°Ｆ、９０％相対湿度（ＲＨ）の部屋に配置した。加湿結合は、以下の加湿ボード試験に従って、それぞれ３時間および１６時間後に試験された。
【0098】
加湿されたボードは、ボードの裏側の紙を壊したり、ストレスをかけたりすることなく、スコアに沿ってスナップされ、ボードサンプルの大きい方（２．５’’×６’’）の部分を回転させ、表面を上にして下向きにさせ、ボードの裏側にある裏紙を強制的に大きな部分から剥がそうとした。２つのボードピースが完全に離れるまで力を増大した。次に、大きい方のピースの裏面を調べて、コアから完全に引き離された裏面紙の表面のパーセンテージを決定した（「失敗率」と呼ばれる）。
【0099】
サンプル２Ａ、２Ｂおよび２Ｃについては、ウェット結合を測定した。成形されたボードを４５０°Ｆで１５分間乾燥させた後、ボードを６インチ×５インチ×１／２インチの４つの小片に切断した。６インチ×５インチ×１／２インチの小片のうちの２つの小片のウェット結合をすぐに測定し、他の２つを３５０°Ｆで２０分間、１１０°Ｆで１６時間さらに乾燥させた。
【0100】
表５は、サンプル１Ａおよび１Ｂの３時間加湿結合を示す。図２は、試験後の結合を示す画像である。図２に見られるように、サンプル１Ａおよび１Ｂは、紙の剥離が観察されない、良好な紙と石膏層の結合を示し、一方、表５に示したように、サンプル１Ｂは、対照サンプル１Ａ（１３．１ｌｂｓ）よりも高い加湿結合（１８．６ｌｂｓ）を有していた。
【表5】
【0101】
表６Ａおよび６Ｂは、サンプル２Ａ、２Ｂ、および２Ｃのウェット結合と１６時間加湿結合の結果を示している。図３は、ウェット結合および１６時間加湿結合試験後のボードを示す画像を含む。サンプル２Ｂは、高濃度の塩（２０００ｐｐｍ Ｃｌ）のために、不十分なウェット結合と１６時間の加湿結合を示した。サンプル２Ｃは、サンプル２Ｂと比較して、より高いウェット結合および１６時間加湿結合を示し、未調理のデンプンの添加が、紙と石膏層との間の結合を改善したことを示している。図３に見られるように、サンプル２Ａおよび２Ｃでは紙の剥離は観察されないが、紙の破損の５０％がサンプル２Ｂで見られる。
【表6】
【表7】
【0102】
表７は、サンプル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、および３Ｅからの３時間の加湿結合に対する様々なデンプン（未調理のデンプン ｖｓ 移動性デンプン）の影響を示している。図４は、３時間の加湿結合試験後のボードを示す画像を含む。サンプル３Ｂは、高濃度の塩（６００ｐｐｍ Ｃｌ）が原因で、３時間の加湿結合が不十分であることを実証した。サンプル３Ｃ、３Ｄ、および３Ｅは、紙と石膏層の間の良好な結合を示した。これは、未調理のデンプンまたは移動性デンプンのいずれかを添加すると、紙と石膏層の間の結合を改善できることを示している。図４に見られるように、サンプル３Ａ、３Ｃ、３Ｄおよび３Ｅからは紙の剥離は観察されないが、サンプル３Ｂでは不十分な紙の剥離が観察される。
【表8】
【0103】
表８は、サンプル４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅおよび４Ｆの３時間加湿結合に対する様々な塩の影響を示している。図５は、３時間の加湿結合試験後の結合を示す画像を含む。サンプル４Ａ、４Ｃ、および４Ｅは、異なる塩ＮａＣｌ、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２の存在のため、３時間の加湿結合が不十分であった。サンプル４Ｂ、４Ｄ、および４Ｆは良好な結合を示し、未調理のデンプンまたは移動性デンプンのいずれかを添加すると、紙と石膏層の間の結合が大幅に改善されたことを示している。図５に見られるように、サンプル４Ｂ、４Ｄおよび４Ｆにデンプンを添加することにより、明らかな紙の剥離は観察されない。ただし、サンプル４Ａ、４Ｃ、および４Ｄは、紙の剥離が不十分であることを示している。
【表9】
【0104】
様々な実施形態において、デンプンは、天然デンプン、アルファ化デンプン、または天然デンプンとアルファ化デンプンの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、上部スキムコート層、および／または下部スキムコート層にデンプンを添加することが好ましい。ただし、デンプンをコアに加えることもできる。
【0105】
本明細書で引用される刊行物、特許出願、および特許を含むすべての参考文献は、各参考文献が参照により組み込まれることが個別かつ具体的に示され、その全体が本明細書に記載されている場合と同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
【0106】
本発明を記載する文脈において（特に、以下の特許請求の範囲の文脈において）、「ａ」、および「ａｎ」、および「ｔｈｅ」、および「少なくとも１つ」という用語、ならびに同様の指示語の使用は、本明細書で別途記載のない限り、または文脈が明らかに矛盾しない限り、単数および複数の両方を包含するよう解釈されるものである。１つ以上の項目のリストが後に続く「少なくとも１つ」という用語（例えば、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」）の使用は、本明細書で別途記載のない限り、または文脈が明らかに矛盾しない限り、列挙された項目（ＡまたはＢ）から選択された１つの項目、または列挙された項目（ＡおよびＢ）のうちの２つ以上の任意の組み合わせを意味するよう解釈されるものである。「備えること」、「有すること」、「含むこと」、および「含有すること」という用語は、特に断りのない限り、非限定的な用語（すなわち、「含むがこれに限定されない」を意味する）と解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書において別段の指示がない限り、その範囲内にある各個別の値を個々に参照する簡単な方法として役立つことを単に意図し、各個別の値は、あたかも本明細書に個々に列挙されているかのように、本明細書に組み込まれる。本明細書に記載されるすべての方法は、本明細書で別途記載のない限り、または文脈で明らかに矛盾しない限り、任意の好適な順序で実施され得る。本明細書に提供されるありとあらゆる例または例示的な用語（例えば、「など」）の使用は、単に本発明の理解をより容易にすることを意図し、特許請求の範囲に別途記載されない限り、本発明の範囲に制限を課さない。本明細書における用語は、特許請求の範囲に記載されていない要素を本発明の実施にとって不可欠であるとして示すものと解釈されるべきではない。
【0107】
本発明を実施するための本発明者らに既知の最良の様式を含む、本発明の好ましい実施形態が、本明細書に記載されている。それらの好ましい実施形態の変形は、上記の記載を読むことで当業者に明らかになり得る。本発明者らは、当業者がそのような変形を必要に応じて用いることを期待し、本発明者らは、本発明が、本明細書に具体的に記載されるものとは別の方法で実施されることを意図する。したがって、本発明は、適用される法律により許容される、本明細書に添付の特許請求の範囲において列挙される主題のすべての修正物および同等物を含む。さらに、すべての可能な変形における上記の要素の任意の組み合わせが、本明細書で別途記載のない限り、または文脈で明らかに矛盾しない限り、本発明により包含される。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2022-07-04
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複合石膏ボードであって、（ａ）水と、高塩不純物含有量を含有するスタッコと、を含む、第１のスラリーから形成された凝結石膏を含むボードコアであって、前記コアが、第１および第２のコア面を画定する、ボードコアと、
（ｂ）第１および第２のスキムコート面を画定するスキムコート層であって、前記スキムコートが、水と、前記スタッコと、スキムコートデンプンと、を含む、第２のスラリーから形成され、前記スキムコートが、前記第１のコア面に対して結合関係で配置されている、スキムコート層と、
（ｃ）裏側カバーシートであって、前記スキムコート層の第１の面が、前記裏側カバーシートに面しており、前記スキムコート層の第２の面が、前記ボードコアに面しており、前記スキムコートデンプンが、前記ボードコアと前記裏側カバーシートとの間の結合を強化する、裏側カバーシートと、を含む、複合石膏ボード。
【請求項2】
前記ボードが、面カバーシートであって、前記ボードコアの前記第２の面が前記面カバーシートに面している、面カバーシートと、
第１および第２の面を画定する第２のスキムコート層と、をさらに含み、
前記第２のスキムコート層が、水と、前記スタッコと、前記スキムコートデンプンと、を含む、第３のスラリーから形成されており、
前記第２のスキムコート層の前記第１の面が、前記ボードコアの前記第２の面に面しており、前記第２のスキムコート層の前記第２の面が、前記第２のカバーシートに面しており、
前記スキムコートデンプンが、前記ボードコアと前記面カバーシートとの間の結合を強化し、前記第２および第３のスラリーが、同じであり得るか、または異なり得る、請求項１に記載の複合石膏ボード。
【請求項3】
前記第１および／または第２のスキムコート層が、約０．１２５インチ（１／８インチ）～約０．０１６インチ（１／６４インチ）、例えば、約０．０８インチ（１／１２インチ）～約０．０３インチ（１／３２インチ）の乾燥厚さを有する、請求項１または２に記載の複合石膏ボード。
【請求項4】
前記スキムコートデンプンが、前記スタッコの約０．３重量％～約８．０重量％、例えば、前記スタッコの約１．０重量％～約４．０重量％の量で、前記第２および／または第３のスラリーに存在する、請求項１～３のいずれか一項に記載の複合石膏ボード。
【請求項5】
前記高塩不純物が、硫酸カルシウム半水和物の１，０００，０００重量部当たり少なくとも約１５０ｐｐｍの塩化物アニオンを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の複合石膏ボード。
【請求項6】
前記塩不純物が、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、または塩化カルシウムなどの塩化物塩を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の複合石膏ボード。
【請求項7】
前記第１のスラリーが、アルファ化デンプンおよび／または約６，０００ダルトン以下の分子量を有する移動性デンプンを含むコアデンプンを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の複合石膏ボード。
【請求項8】
１５％固形のデンプン濃度の水を有するスラリーにデンプンを入れ、かつ７５ｒｐｍおよび７００ｃｍｇに設定されたＶｉｓｃｏｇｒａｐｈ－Ｅ機器を使用することによって粘度が測定され、その際、前記デンプンが、３／分の速度で２５℃～９５℃に加熱され、前記スラリーが、９５℃で１０分間保持され、前記デンプンが、－３／分の速度で５０℃に冷却されている場合、前記スキムコートデンプンが、（ｉ）高温水粘度アッセイ法（ＨＷＶＡ法）に従って約２０ＢＵ～約３００ＢＵの高温水粘度、および／または（ｉｉ）約１２０ＢＵ～１０００ＢＵの中間範囲ピーク粘度を有する未調理デンプンを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の複合石膏ボード。
【請求項9】
前記スキムコートデンプンは、前記デンプンがＶＭＡ法に従う条件に曝されている間に粘度が測定される場合、約２０センチポアズ～約７００センチポアズ（例えば、約２０センチポアズ～約３００センチポアズまたは約３０センチポアズ～約２００センチポアズ）の粘度を有するアルファ化デンプンを含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の複合石膏ボード。
【請求項10】
複合石膏ボードを作製する方法であって、前記方法が、（ａ）少なくとも水と、高塩不純物含有量を含むスタッコとを混合して、コアスラリーを形成することと、
（ｂ）少なくとも水と、スタッコと、任意選択でスキムコートデンプンとを混合して、面スキムコートスラリーを形成することと、
（ｃ）前記面スキムコートスラリーを面カバーシートに対して結合関係で配置して、スラリー表面およびカバーシート表面を有する面複合材料を形成することと、
（ｄ）前記コアスラリーを前記面複合材料に対して結合関係で配置して、コア複合材料を形成することであって、前記コアスラリーが、第１および第２の面を有するボードコアを形成し、前記第１の面が、前記面複合材料の前記スラリー表面に面する、形成することと、
（ｅ）水と、スタッコと、スキムコートデンプンとを混合して、裏側スキムコートスラリーを形成することであって、前記面および裏側スキムコートスラリーが、同じであり得るか、または異なり得る、形成することと、
（ｆ）前記裏側スキムスラリーを裏側カバーシートに対して結合関係で配置して、スラリー表面およびカバーシート表面を有する裏側複合材料を形成することと、
（ｇ）前記裏側複合材料を前記コア複合材料に対して結合関係で配置して、ボード前駆体を形成することであって、前記裏側複合材料の前記スラリー表面が、前記コアの前記第２の面に面する、形成することと、
（ｈ）前記ボード前駆体を乾燥させて、ボードを形成することであって、前記スキムコートデンプンは、前記ボードコアと前記裏側カバーシートとの間、および任意選択で前記ボードコアと前記第１のカバーシートとの間の結合を強化する、形成することと、を含む、方法。
【国際調査報告】