KR20080034128A - Method of making a gypsum slurry with modifiers and dispersants - Google Patents
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Abstract
Description
본 특허출원은 본 명세서에 참고로 편입된 2005.6.14일자로 출원된 미국 특허출원 11/152,323호 "개질제 및 분산제를 이용한 석고 슬러리 제조방법(Method of Making a Gypsum Slurry with Modifiers and Dispersants)"에 대한 일부계속(continuous-in-part) 출원이다. This patent application is directed to US Patent Application No. 11 / 152,323, entitled "Method of Making a Gypsum Slurry with Modifiers and Dispersants," filed on Jun. 4, 2005, which is incorporated herein by reference. It is a continuous-in-part application.
본 특허출원은 모두 2005.6.14일자로 출원되고 본 명세서에 참고로 편입된 동시-게류중인 미국특허출원 제 11/152,661 "속건성 벽보드(Fast Drying Wallboard)"; 미국특허출원 제 11/152,418 "두-반복 유니트 분산제를 이용한 석고제품 및 이의 제조방법(Gypsum Products Utilizing a Two-Repeating Unit Dispersant and Process for Making Them)"; 미국특허출원 제 11/152,317 "석고 제품 개질제 및 이의 사용방법(Modifiers for Gypsum Products and Methods of Using Them)"; 및 미국특허출원 제 11/152,404 "발포체 함유 벽보드에 대한 분산제의 효과적인 용도(Effective Use of Dispersants in Wallboard Containing Foam)"과 관련된 것이다. This patent application is all filed on June 6, 2005 and incorporated by reference herein in co-pending US patent application Ser. No. 11 / 152,661 "Fast Drying Wallboard"; US Patent Application No. 11 / 152,418 "Gypsum Products Utilizing a Two-Repeating Unit Dispersant and Process for Making Them"; US Patent Application No. 11 / 152,317 "Modifiers for Gypsum Products and Methods of Using Them"; And US patent application Ser. No. 11 / 152,404, "Effective Use of Dispersants in Wallboard Containing Foam."
본 특허출원은 본 명세서에 참고로 편입된 동시-게류중인 미국특허출원 제 11/xxx,xxx(대리인 참조번호 2033.75332) "두-반복 유니트 분산제를 이용한 석고제품 및 이의 제조방법(Gypsum Products Utilizing a Two-Repeating Unit Dispersant and Process for Making Them)"; 미국특허출원 제 11/xxx,xxx(대리인 참조번호 2033.75338) "석고 제품용 개질제 및 이의 사용방법(Modifiers for Gypsum Products and Methods of Using Them)" 및 미국특허출원 제 11/xxx,xxx(대리인 참조번호 2033.75341) "발포체 함유 벽보드에 대한 분산제의 효과적인 용도(Effective Use of Dispersants in Wallboard Containing Foam)"와 관련된 것이다.This patent application is incorporated by reference herein in co-pending US patent application Ser. No. 11 / xxx, xxx (Attorney Reference No. 2033.75332) "Gypsum Products Utilizing a Two-Repeating Unit Dispersant -Repeating Unit Dispersant and Process for Making Them) "; U.S. Patent Application No. 11 / xxx, xxx (Agent No. 2033.75338) "Modifiers for Gypsum Products and Methods of Using Them" and U.S. Patent Application No. 11 / xxx, xxx (Representative Reference) 2033.75341) "Effective Use of Dispersants in Wallboard Containing Foam".
본 발명은 개질제(modifier) 및 폴리카르복시레이트 분산제(dispersant)를 사용한 석고 제품 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 분산제와 개질제가 특정한 순서로 첨가된 석고(gypsum) 슬러리 및 석고 패널 제조에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing gypsum products using modifiers and polycarboxylate dispersants. More specifically, the present invention relates to the production of gypsum slurries and gypsum panels with dispersants and modifiers added in a particular order.
석고-기초 건축 제품은 건설(construction)에 일반적으로 사용된다. 석고로제조된 석고패널은 방화성(fire-retardant)이 있으며 대부분의 어떠한 형태의 건설에 사용될 수 있다. 이는 주로 내부 벽(wall) 및 천장 제품(ceiling product)으로 사용된다. 석고는 방음성(sound-deadening)성을 갖는다. 석고는 손상시 비교적 쉽게 수선(patch) 및 대체된다. 도료(paint) 및 벽지(wallpaper)를 포함하는 석고 패널에 적용될 수 있는 다양한 장식용 마감재가 있다. 이러한 모든 잇점 뿐만 아니라, 이는 비교적 저렴한 건축용 재료이다. Gypsum-based building products are commonly used in construction. Gypsum panels made of gypsum are fire-retardant and can be used in most forms of construction. It is mainly used as interior wall and ceiling products. Gypsum is sound-deadening. Gypsum is patched and replaced relatively easily when damaged. There are a variety of decorative finishes that can be applied to gypsum panels, including paint and wallpaper. In addition to all these advantages, this is a relatively inexpensive building material.
석고 패널의 가격이 합리적인 한 가지 이유는 이것이 빠르고 효과적인 공정으로 제조되기 때문이다. 칼슘 술페이트 헤미하이드레이트와 물을 포함하는 슬러리는 코어(core) 형성에 사용되며 혼합기 아래에서 이동하는 페이퍼 커버 시트에 연속적으로 놓인다. 제 2 페이퍼 커버시트는 그 위에 적용되고 결과물인 어셈블리는 패널 형태로 형성된다. 칼슘 술페이트 헤미하이드레이트는 헤미하이드레이트를 고정하고 단단하게 되도록 하는 인터로킹(interlocking) 칼슘 술페이트 디하이드레이트 결정(crystals)의 매트릭스로 전환되도록 충분한 양의 물과 반응하며, 인터로킹(interlocking) 칼슘 술페이트 디하이드레이트 결정(crystals)의 매트릭스에 의해 경화되고 단단하게 된다. 이와 같이 형성된 연속 스트립은 소석고(calcined gypsum)가 경화(set)될 때까지 벨트상에서 운반되며 상기 스트립은 그 후에 원하는 길이로 절단되어 보드(board)로 형성되며, 보드는 과량의 수분이 제거되도록 건조 가마(drying kiln)을 통해 운반된다. 이들 각각의 단계는 단지 몇 분이 소요될 뿐이므로, 어떠한 상기 공정단계에서의 작은 변화라도 제조공정에서 큰 비효율을 초래할 수 있다. One reason the price of gypsum panels is reasonable is that they are manufactured in a fast and efficient process. A slurry comprising calcium sulfate hemihydrate and water is used to form the core and placed continuously in a paper cover sheet moving under the mixer. The second paper coversheet is applied thereon and the resulting assembly is formed in the form of a panel. Calcium sulphate hemihydrate reacts with a sufficient amount of water to convert into a matrix of interlocking calcium sulphate dihydrate crystals that fix and harden the hemihydrate, and interlocking calcium sulphate It is cured and hardened by a matrix of dihydrate crystals. The continuous strip thus formed is transported on the belt until calcined gypsum is set and the strip is then cut to the desired length and formed into a board, which is dried to remove excess moisture. It is carried through a drying kiln. Since each of these steps only takes a few minutes, any small change in any of the above process steps can result in great inefficiencies in the manufacturing process.
상기 슬러리를 형성하기 위해 첨가되는 물의 양은 수화반응 완료에 요구되는 물의 양 보다 과량이다. 석고 슬러리에 첨가되는 물의 일부는 또한 칼슘 술페이트 헤미하이드레이트도 알려진 소석고의 수화(hydrate)에 사용되어 칼슘 술페이트 디하이드레이트 결정의 인터로킹 매트릭스를 형성한다. 과량의 물은 슬러리가 혼합기 밖으로 흘러나오도록 하도록 슬러리에 충분한 유동성(fluidity)을 부여하며 패이싱 재료(facing materials, 대면하는 재료)가 적합한 폭 및 두께로 형성되도록 한다. The amount of water added to form the slurry is greater than the amount of water required to complete the hydration reaction. Some of the water added to the gypsum slurry is also calcium sulfate Hemihydrates are also used to hydrate known calcined gypsum to form an interlocking matrix of calcium sulphate dihydrate crystals. Excess water imparts sufficient fluidity to the slurry to allow the slurry to flow out of the mixer and allow the facing materials to be formed in suitable widths and thicknesses.
상기 제품은 젖어(wet)있는 동안, 이는 움직이기에 매우 무겁고 비교적 부서지기 쉽다. 과량의 물은 증발에 의해 상기 보드에서 제거된다. 과량의 물이 실온에서 증발되도록 하려면, 석고 패널이 공기 건조(air dry)되는 동안 석고 패널을 적층 및 저장하기 위한 넓은 공간이 요구되며 충분한 건조시간이 제공되도록 충분히 긴 컨베이어가 요구된다. 상기 보드가 경화 및 어느정도 건조될 때까지, 이는 다소 부서지기 쉬우므로, 부서지거나 손상되지 않도록 보호되어야만 한다. While the product is wet, it is very heavy to move and relatively brittle. Excess water is removed from the board by evaporation. To allow excess water to evaporate at room temperature, a large space is required for laminating and storing gypsum panels while the gypsum panels are air dry and a conveyor long enough to provide sufficient drying time. Until the board is cured and dried to some extent, it is rather brittle, so it must be protected from breaking or damage.
비교적 단기간의 시간내에 상기 보드를 건조시키기 위해서, 상기 석고 패널 제품은 일반적으로 상승된 온도, 예를들어, 오븐 혹은 가마(kiln)에서 여분의 물을 증발시킴으로써 건조된다. 가마를 상승된 온도에서 작동 가능하도록 제조하고 작동시키는 것은 비교적 고가이며, 특히 화석연료 비용이 증가하는 경우에 그러하다. 나중에 증발에 의해 제거되는 경화 석고보드에 존재하는 과량의 물을 감소시키므로써 제조비용의 감소가 현실화될 수 있다. In order to dry the board in a relatively short period of time, the gypsum panel product is generally dried by evaporating excess water in an elevated temperature, for example in an oven or kiln. Manufacturing and operating kilns to be operable at elevated temperatures is relatively expensive, especially when fossil fuel costs increase. Reduction of manufacturing costs can be realized by reducing excess water present in the hardened gypsum board which is later removed by evaporation.
물을 감소시키는 다른 이유는 석고 제품의 강도가 최대 밀도 (full density) 제품의 제조에 사용되는 물의 양과 반비례하기 때문이다. 과량의 물이 증발함에 따라, 물에 의해 차지되었던 매트릭스에 공극이 남는다. 석고 슬러리를 유동화(fluidize)하기 위해 다량의 물이 사용되는 경우에, 제품이 완전히 건조되는 경우에 제품에 더 많고 더 큰 공극이 남게된다. 이들 공극은 상기 제품의 밀도를 감소시키고 부은 바닥재(poured flooring)와 같은 마감 제품에서 제품 밀도 및 강도가 감소된다. Another reason for reducing water is that the strength of the gypsum product is inversely proportional to the amount of water used to produce the full density product. As excess water evaporates, voids remain in the matrix that were occupied by the water. If a large amount of water is used to fluidize the gypsum slurry, more and larger voids remain in the product when the product is completely dry. These voids reduce the density of the product and reduce the product density and strength in finished products such as poured flooring.
분산제는 물과 칼슘 술페이트 헤미하이드레이트 혼합물의 유동화를 돕도록 사용되며, 따라서, 유동성 슬러리 제조에 적은 물이 필요로하게 하는 것으로 석고와 함께 사용되는 것으로 알려져 있다. 나프탈렌 술포네이트 분산제가 또한 알려져 있으나 제한된 효율을 갖는다. 폴리카르복시레이트 분산제는 시멘트와 함께 일반적으로 함께 사용되며, 석고와는 덜 사용된다. "폴리카르복시레이트 분산제"라는 용어로 나타내어지는 화합물의 종류는 매우 많으며 각각의 화합물이 다른 매개물(media)에서 어떻게 반응하는지를 예측하는 것은 매우 어렵다. Dispersants are used to aid in fluidization of the water and calcium sulfate hemihydrate mixtures, and are therefore known to be used with gypsum to require less water for the preparation of flowable slurries. Naphthalene sulfonate dispersants are also known but have limited efficiency. Polycarboxylate dispersants are generally used together with cement and less often with gypsum. There are many kinds of compounds represented by the term "polycarboxylate dispersant" and it is very difficult to predict how each compound reacts in different media.
개질제는 분산제의 효과를 증가시키기 위해 석고 슬러리에 첨가될 수 있다. 실리케이트 및 카보네이트를 포함하는 염(salts)이 특히 효과적인 개질제이다. 보다 상세하게, 생석회(quicklime), 석회(lime) 및 소다회(soda ash)는 폴리카르복시산 에테르(polycarboxylic ether) 분산제와 함께 사용하기에 매우 효과적이다. 개질제는 본 발명에 참고문헌으로 기재된 동시게류중인 미국 특허 제 11/152,317(대 리인 참조번호. 2033.72739) "석고 제품용 개질제 및 이의 사용방법(Modifiers for Gypsum Products and Methods of Using Them)"에 보다 상세히 개시되어 있다. Modifiers may be added to the gypsum slurry to increase the effectiveness of the dispersant. Salts comprising silicates and carbonates are particularly effective modifiers. In more detail, quicklime, lime and soda ash are very effective for use with polycarboxylic ether dispersants. Modifiers are described in more detail in co-pending U.S. Patent No. 11 / 152,317 (Agent No. 2033.72739) "Modifiers for Gypsum Products and Methods of Using Them", which is incorporated herein by reference. Is disclosed.
그러나, 석고, 분산제 및 개질제 혼합물 제조에 사용되는 방법에 의해 고유동성 슬러리가 일관되게 제조되지 않음을 발견하였다. 몇몇 경우에, 분산제의 효율은 현저하게 증가되지만, 다른 경우에, 동일한 성분의 배합이 슬러리의 유동성에 거의 영향을 미치지 않는다. 이와 같이 슬러리의 유동성을 예측할 수 없으므로 최소한의 유동성이 확보될 수 있도록 분산제의 사용이 증가된다. 공정중, 상기 분산제가 가장 고가인 성분중 하나일 수 있으므로, 분산제의 다량 사용은 불필요한 제품비용을 급격히 증가시킬 수 있다.However, it has been found that high flow slurries are not consistently produced by the methods used to prepare gypsum, dispersant and modifier mixtures. In some cases, the efficiency of the dispersant is significantly increased, but in other cases, the formulation of the same components has little effect on the flowability of the slurry. As such, the fluidity of the slurry cannot be predicted, and thus the use of the dispersant is increased to ensure the minimum fluidity. In the process, since the dispersant may be one of the most expensive components, the large use of the dispersant may drastically increase the unnecessary product cost.
폴리카르복시레이트 분산제의 다른 특성은 석고 슬러리의 경화를 지연시키는 경향이 있다는 것이다. 불확실한 분산제 효율을 조절하기 위해 다량의 분산제가 사용되면, 석고 패널과 같은 특정한 제품이 현재의 고속 장치로 제조되지 못할 정도로 경화도가 지연될 수 있다. Another property of polycarboxylate dispersants is that they tend to delay the curing of gypsum slurry. If a large amount of dispersant is used to control the uncertainty of the dispersant efficiency, the degree of curing may be delayed to the extent that certain products, such as gypsum panels, cannot be manufactured with current high speed devices.
따라서, 과량의 분산제를 사용하지 않고 균일한 고유동성 혼합물이 되도록 석고 슬러리 및 이와 관련된 제품을 제조하는 방법이 요구된다. 이러한 방법의 사용은 고가의 분산제가 사용되는 경우에 합리적인 비용으로 유지할 수 있으며 슬러리의 경화지연이 최소화될 수 있다. Therefore, there is a need for a method for producing gypsum slurry and related products so as to be a homogeneous high flow mixture without using excess dispersant. The use of this method can be maintained at a reasonable cost when expensive dispersants are used and the cure delay of the slurry can be minimized.
상기 및 다른 문제 또한, 석고, 분산제 및 개질제로 부터 고유동성 슬러리를 균일하게 제조하는 본 발명의 방법에 의해 해소될 수 있다. These and other problems can also be solved by the method of the present invention which uniformly prepares high flow slurries from gypsum, dispersants and modifiers.
보다 특히, 석고 슬러리 제조방법에서, 폴리카르복시레이트 분산제, 개질제 및 스투코(stucco)를 포함하는 수경성 재료(hydraulic material)가 슬러리에 사용하기 위해 선택된다. 이들 성분들은 그 후, 물과 배합되어 슬러리를 형성하며, 여기서 상기 개질제는 물, 스투코 및 분산제로된 슬러리 상이 형성되기 전에 상기 슬러리에 첨가된다. 상기 개질제는 상기 분산제 및 스투코가 수성 슬러리에 접촉된 후에 첨가되는 경우에 덜 효과적임을 나타낸다. More particularly, in gypsum slurry manufacturing methods, hydraulic materials comprising polycarboxylate dispersants, modifiers and stuccos are selected for use in the slurry. These components are then combined with water to form a slurry, wherein the modifier is added to the slurry before a slurry phase of water, stucco and dispersant is formed. The modifier indicates less effective when the dispersant and stucco are added after contacting the aqueous slurry.
바람직한 구현에서, 일정량의 스투코를 준비(obtain)하고, 상기 개질제 및 분산제가 선택된다. 스투코를 첨가하기 전에 분산제 및 개질제가 미리-용해(predissolved)된 용액을 물에서 제조하여 용액을 형성한다. 용액 혼합 후, 상기 스투코를 첨가하여 슬러리를 형성한다. 임의로, 상기 슬러리는 그 후 제품으로 성형되고 경화된다. In a preferred embodiment, an amount of stucco is prepared and the modifiers and dispersants are selected. Prior to the addition of stucco, a solution in which the dispersant and the modifier are predissolved is prepared in water to form a solution. After solution mixing, the stucco is added to form a slurry. Optionally, the slurry is then shaped into a product and cured.
상기 개질제, 분산제, 스투코 및 물을 배합하는 상기 방법은 상기 개질제를 가장 이롭게 사용하므로써 균일성(consistency)이 달성된다. 슬러리 유동성이 일정하면, 쉽게 부어지도록 혼합물의 충분한 유동성을 확실시 하기 위해서 과량의 분산제를 사용할 필요가 적어진다. 시방서(specification)를 만족하지 못함을 이유로한 제품의 손실이 감소된다. 감소된 분산제의 사용양으로 인하여 분산제 비용이 감소되고 제품 경화시간이 개선된다. The method of combining the modifier, dispersant, stucco and water achieves consistency by using the modifier most advantageously. If the slurry fluidity is constant, there is less need to use excess dispersant to ensure sufficient fluidity of the mixture so that it is readily poured. Loss of product due to failure to meet specification is reduced. The reduced amount of dispersant reduces the cost of the dispersant and improves product curing time.
상기한 문제 및 기타 다른 문제가 물, 폴리카르복시레이트 분산제, 개질제 및 칼슘 술페이트 헤미하이드레이트를 특정한 순서로 배합하여 슬러리를 제조하는 방법을 포함하는 본 발명에 의해 개선된다. 이하, 상세하게 후술하는 바와 같이, 개질제는 분산제의 효과를 증대시키는 첨가제이다. The above and other problems are ameliorated by the present invention including a process for preparing a slurry by combining water, polycarboxylate dispersants, modifiers and calcium sulfate hemihydrate in a particular order. As described below in detail below, the modifier is an additive that increases the effect of the dispersant.
상기 개질제가 분산제에 노출되기 전에, 칼슘 술페이트 헤미하이드레이트 혹은 스투코가 분산제에 노출되면, 상기 개질제가 덜 효과적이다. 바람직하게 상기 개질제 및 분산제는 모두 게이지 수(gauge water)에 미리 용해되어 용액을 형성한다. 이 경우에, 상기 개질제 및 분산제는 어떠한 순서, 예를들어, 순차적으로 혹은 본질적으로 동시에 첨가되는 것과 같은 어떠한 순서로 첨가된다. 용액이 형성된 후에, 상기 스투코가 상기 분산제와 상기 개질제 모두에 동시에 노출되도록 상기 스투코가 상기 용액과 혼합된다. If the calcium sulfate hemihydrate or stucco is exposed to the dispersant before the modifier is exposed to the dispersant, the modifier is less effective. Preferably both the modifier and the dispersant are previously dissolved in gauge water to form a solution. In this case, the modifiers and dispersants are added in any order, for example, in any order such as being added sequentially or essentially simultaneously. After the solution is formed, the stucco is mixed with the solution such that the stucco is simultaneously exposed to both the dispersant and the modifier.
다른 구현에서, 상기 개질제는 게이지 수의 일부와 혼합되어 개질제 슬러리를 형성한다. 그 후, 개질제 슬러리는 나머지 게이지 수 및 분산제와 동시에 혹은 순차적으로 혼합되어 3 성분 용액을 형성한다. 상기 두 경우중 어떠한 경우에도, 상기 개질제 및 상기 분산제 모두가 상기 건조 성분의 도입전에 상기 게이지 수에 혼합된다. In another embodiment, the modifier is mixed with a portion of the gauge water to form a modifier slurry. The modifier slurry is then mixed simultaneously or sequentially with the remaining gauge number and dispersant to form a three component solution. In either case, both the modifier and the dispersant are mixed in the gauge water prior to the introduction of the dry ingredient.
상기 분산제 및 상기 개질제 모두가 건조 혹은 분말 형태이면, 다른 바람직한 구현에서, 상기 개질제 및 분산제는 스투코와 배합된 후에 상기 모든 건조 성분이 동시에 물에 첨가된다. 다른 방법으로, 상기 분산제를 상기 스투코에 첨가하여 분산제-스투코 혼합물을 제조하고, 한편, 상기 개질제는 물에 미리용해(predissolved)된다. 그 후, 상기 분산제-스투코 혼합물은 물에 미리-용해된 개질제에 첨가된다. 이들 구현은 분말 분산제가 바람직한 경우에 특히 이롭다. If both the dispersant and the modifier are in dry or powder form, in another preferred embodiment, the modifier and dispersant are combined with stucco and all the dry ingredients are added to the water at the same time. Alternatively, the dispersant is added to the stucco to prepare a dispersant-stucco mixture, while the modifier is predissolved in water. The dispersant-stucco mixture is then added to the pre-dissolved modifier in water. These embodiments are particularly advantageous when powder dispersants are desired.
다른 구현에서, 상기 개질제 및 상기 분산제가 동시에 첨가되므로, 상기 분산제는 개질제 첨가전에 물에서 스투코와 반응할 기회를 갖지 못한다. In another embodiment, since the modifier and the dispersant are added at the same time, the dispersant does not have an opportunity to react with stucco in water before the modifier is added.
칼슘 술페이트 헤미하이드레이트 혹은 소석고(calcined gypsum)로도 알려져 있는 상기 스투코는 건조 재료의 최소 50%의 양으로 존재한다. 바람직하게, 스투코의 양은 최소 80%이다. 많은 석고 배합물에서, 상기 건조 성분 재료는 90%이상 혹은 심지어 95% 칼슘 술페이트 헤미하이드레이트이다. 소성(calcination) 방법은 중요하지 않으며, 알파 혹은 베타-소성된 스투코가 적합한 것이다. 비록 바람직하게는 20% 미만의 소량이기는 하지만, 칼슘 술페이트 안하이드라이트(calcium sulfate anhydrite) 및/또는 칼슘 술페이트 디하이드레이트(calcium sulfate dihydrate)의 사용이 또한 고려될 수 있다. The stucco, also known as calcium sulfate hemihydrate or calcined gypsum, is present in an amount of at least 50% of the dry material. Preferably, the amount of stucco is at least 80%. In many gypsum formulations, the dry ingredient material is at least 90% or even 95% calcium sulfate hemihydrate. The calcination method is not critical and alpha or beta-fired stucco are suitable. Although preferably in small amounts of less than 20%, the use of calcium sulfate anhydrite and / or calcium sulfate dihydrate may also be contemplated.
다른 공급원으로 부터의 스투코는 다른 양 또는 타입의 염 및 불순물을 포함한다. 칼슘 술페이트 헤미하이드레이트가 자연발생의 염을 적은 농도로 갖는 경우의 본 발명의 슬러리가 가장 효과적이다. 저-염(low-salt) 스투코는 300ppm(parts per million) 미만의 가용성 염을 갖는 것으로 정의된다. 최소 600ppm(parts per million)의 가용성 염을 갖을 포함하는 고염(high salt) 함량 스투코는 개질제의 작용을 방해하기 쉽다. 사우타드(Southard), OK, 리틀 내로우(Little Narrows), 노바 스코티아(Nova Scotia), 포트 도지(Fort Dodge), IA, 스위트워터(Sweetwater), TX, 플라스터 시티(Plaster City), CA 혹은 많은 다른 지역에서 발견되는 퇴적되어 있는(in deposits) 것들과 같은 스투코가 상기 슬러리에 사용하기에 적합한 것이다. Stucco from other sources include different amounts or types of salts and impurities. The slurry of the present invention is most effective when calcium sulfate hemihydrate has a low concentration of naturally occurring salts. Low-salt stucco is defined as having a soluble salt of less than 300 parts per million (ppm). High salt content stucco, including at least 600 parts per million (solubles) of soluble salts, tends to interfere with the action of the modifier. Southard, OK, Little Narrows, Nova Scotia, Fort Dodge, IA, Sweetwater, TX, Plaster City, CA or Stucco, such as those in deposits found in many other areas, are suitable for use in the slurry.
본 발명의 몇몇 구현에서, 최종 제품의 하나 또는 그 이상의 특성을 개질하기 위해 첨가제가 상기 석고 슬러리에 포함될 수 있다. 첨가제는 이 기술분야에 알려져 있는 방식 및 양으로 사용된다. 종종, 이들 및 다른 첨가제는 고형분, 분말 혹은 과립(granular) 형태이며 슬러리가 혼합되기 전에 상기 건조 성분들에 첨가된다. 농도는 마감 보드 패널의 1000 평방 피드(square feet)("MSF")에 대한 양으로 나타낸다. In some implementations of the invention, additives may be included in the gypsum slurry to modify one or more properties of the final product. Additives are used in the manner and in amounts known in the art. Often these and other additives are in solid, powder or granular form and added to the dry ingredients before the slurry is mixed. Concentrations are expressed in quantities for 1000 square feet ("MSF") of the finish board panel.
석고 슬러리가 놓여지는 특정한 적용에 대하여 전형적인 바와 같이 부가적인 첨가제가 또한 상기 슬러리에 첨가된다. 경화지연제(set retarders)(최고 약 2 lb./MSF(9.8g/㎡)) 혹은 건조 촉진제(dry accelerators)(최고 약 35 lb./MSF(170g/㎡))이 수화 반응이 일어나는 속도를 조절하기 위해 첨가된다. "CSA"는 5% 슈거(sugar)와 함께 분쇄(grind)되고 상기 슈거가 카라멜화되도록 250℉(121℃)로 가열된 95% 칼슘 술페이트 디하이드레이트를 포함하는 경화 촉진제(set accelerator)이다. CSA는 USG 코포레이션(Southard, OK 설비)에서 이용가능하며, 본 명세서에 참고로 편입된 미국 특허 제 3,573,947의 방법으로 제조된다. 포타슘 술페이트는 다른 바람직한 촉진제이다. HRA는 칼슘 술페이트 디하이드레이트 100파운드당 슈거(sugar) 약 5~25 파운드의 비율로 슈거와 함께 새로 (freshly) 분쇄된 칼슘 술페이트 디하이드레이트이다. 보다 상세한 사항은 본 발명에 참고문헌으로 편입된 미국 특허 제 2,078,199에 기재되어 있다. 이들 모두 바람직한 촉진제(accelerators)이다.Additional additives are also added to the slurry, as is typical for the particular application in which the gypsum slurry is placed. Set retarders (up to about 2 lb./MSF (9.8 g / m 2)) or dry accelerators (up to about 35 lb./MSF (170 g / m 2)) determine the rate at which hydration reactions occur. Is added to adjust. “CSA” is a set accelerator comprising 95% calcium sulfate dihydrate that is ground with 5% sugar and heated to 250 ° F. (121 ° C.) to caramelize the sugar. CSA is available from USG Corporation (Southard, OK Facility) and is manufactured by the method of US Pat. No. 3,573,947, incorporated herein by reference. Potassium sulfate is another preferred promoter. HRA is freshly ground calcium sulfate dihydrate with sugar at a rate of about 5-25 pounds sugar per 100 pounds of calcium sulfate dihydrate. More details are described in US Pat. No. 2,078,199, which is incorporated herein by reference. All of these are preferred accelerators.
습윤 석고 촉진제(wet gypsum accelerator)로 알려져 있는 다른 촉진제가 또한 바람직한 촉진제이다. 습윤 석고 촉진제의 용도 및 제조방법은 본 발명에 참조문헌으로 편입된 미국 특허 제 6,409,825호에 개시되어 있다. 상기 촉진제로는 유기 인 화합물(phosphonic compound), 포스페이트-함유 화합물 혹은 이들의 혼합물로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 첨가제를 포함한다. 상기 특정한 촉진제는 습윤 석고 촉진제가 제조, 저장 및 심지어 사용하기 전에 장기간에 걸쳐 운반될 수 있도록 실질적으로 수명이 연장되며 장기간에 걸쳐 그 효과가 유지된다. 상기 습윤 석고 촉진제는 보드 제품 천 평방 피트당 약 5~80 파운드(24.3~390g/㎡) 범위의 양으로 사용된다.Other accelerators known as wet gypsum accelerators are also preferred accelerators. The use and preparation of wet gypsum promoters are disclosed in US Pat. No. 6,409,825, which is incorporated herein by reference. The accelerator includes at least one additive selected from the group consisting of organic phosphonic compounds, phosphate-containing compounds or mixtures thereof. Such specific accelerators substantially extend their life and maintain their effectiveness over a long period of time so that the wet gypsum promoter can be transported over a long period of time prior to manufacture, storage and even use. The wet gypsum promoter is used in amounts ranging from about 5 to 80 pounds (24.3 to 390 g / m 2) per thousand square feet of board product.
전분(starch)은 결합강도 및 제품의 강화를 증대시키기 위해 약 3 ~ 20 lbs./MSF(15.6~97.6g/㎡)의 양으로 사용된다. 유리 섬유는 상기 슬러리에 최고 11 lb./MSF(54g/㎡)의 양으로 임의로 첨가된다. 또한, 최고 11 lb./MSF(53.7g/㎡)의 페이퍼 섬유가 슬러리에 첨가된다. 왁스 에멀션이 마감 석고 보드 패널의 방수성(water-resistency)을 증대시키기 위해 최고 90 lb./MSF(439g/㎡)의 양으로 첨가된다. Starch is used in amounts of about 3 to 20 lbs./MSF (15.6 to 97.6 g / m 2) to increase bonding strength and product strength. Glass fibers are optionally added to the slurry in amounts up to 11 lb./MSF (54 g / m 2). In addition, up to 11 lb./MSF (53.7 g / m 2) of paper fibers are added to the slurry. Wax emulsions are added in amounts of up to 90 lb./MSF (439 g / m 2) to increase the water-resistency of the finished gypsum board panel.
경화 석고-함유 제품에 공극을 형성하여 경량(light weight)이 되도록 발포제를 사용하는 본 발명의 다른 구현에서, 발포 경화 석고 제품의 제조에 유용한 것으로 알려진 어떠한 통상의 발포제(foaming agents)가 사용될 수 있다. 많은 이러한 발포제는 잘 알려져 있으며 상업적으로 쉽게 이용(예를들어, GEO Specialty Chemicals, (Ambler, PA)에서 HYONIC 라인의 소프(soap) 제품)할 수 있다. 포움(foams) 및 발포된 석고 제품을 제조하는 바람직한 방법은 본 명세서에 참조문헌으로 편입된 미국 특허 제 5,683, 635호에 개시되어 있다. 포움(foam)이 제품에 첨가되면, 상기 카르복시레이트 분산제는 칼슘 술페이트 헤미하이드레이트에 첨가되기 전에 공정 수(process water)와 포움 수(foam water)에 사이에 임의로 분배(divide)된다. 스투코, 개질제 및 분산제를 배합하는 바람직한 방법은 본 명세서에 참조로 편입된 미국 특허 출원 제 11/152,404호 "벽보드에서의 코어 특성 제어방법(Method of Controlling Core Properties in Wallboard)"에 개시되어 있다. In another embodiment of the invention in which a blowing agent is used to form voids in the cured gypsum-containing product so as to be light weight, any conventional foaming agents known to be useful in the manufacture of foam cured gypsum products may be used. . Many such blowing agents are well known and readily available commercially (eg, soap products of the HYONIC line from GEO Specialty Chemicals, (Ambler, PA)). Preferred methods of making foams and foamed gypsum products are disclosed in US Pat. No. 5,683, 635, which is incorporated herein by reference. When foam is added to the product, the carboxylate dispersant is optionally divided between process water and foam water before being added to calcium sulfate hemihydrate. Preferred methods of combining stucco, modifiers and dispersants are disclosed in US Patent Application No. 11 / 152,404, "Method of Controlling Core Properties in Wallboard," incorporated herein by reference.
제품의 강도를 증가시키고 경화 석고의 새그저항성(sag resistance)이 감소되도록 몇몇 구현에서, 트리메타포스페이트 화합물이 석고 슬러리에 첨가된다. 바람직하게 상기 트리메타포스페이트 화합물의 농도는 소석고(calcined gypsum)의 중량을 기준으로 약 0.07~ 약 2.0%이다. 트리메타포스페이트 화합물을 포함하는 석고 조성물은 본 명세서에 참조로 편입된 미국 특허 제 6,342,284 및 6,632,550에 개시되어 있다. 예시적인 트리메타포스페이트 염으로는 Astaris, LLC., St. Louis, MO에서 이용가능한 것과 같은 트리메타포스페이트의 소디움, 포타슘 혹은 리튬염을 포함한다. 슬러리의 pH를 증가시키는 석회(lime) 혹은 다른 개질제와 함께 트리메타포스페이트를 사용하는 경우에 주의하여야 한다. pH 약 9.5를 초과하면, 트리메타포스페이트는 이의 상기 제품을 강화하는 성능이 약화되며, 상기 슬러리는 현저하게 지연(retardive)된다. In some embodiments, trimethaphosphate compounds are added to the gypsum slurry to increase the strength of the product and to reduce the sag resistance of the hardened gypsum. Preferably the concentration of trimetaphosphate compound is about 0.07 to about 2.0% based on the weight of calcined gypsum. Gypsum compositions comprising trimetaphosphate compounds are disclosed in US Pat. Nos. 6,342,284 and 6,632,550, which are incorporated herein by reference. Exemplary trimetaphosphate salts include Astaris, LLC. Sodium, potassium or lithium salts of trimetaphosphate, such as those available from Louis, MO. Care should be taken when using trimetaphosphate with lime or other modifiers that increase the pH of the slurry. If the pH is above about 9.5, trimethaphosphate degrades its ability to strengthen the product and the slurry is markedly retardive.
석고 패널에 대한 다른 사용가능성 있는 첨가제는 곰팡이(mold), 흰곰팡이(mildew) 혹은 균류(fungi)의 성장을 감소시키는 살충제(biocides)이다. 선택되는 살충제 및 석고 패널의 사용목적에 따라, 살충제가 패이싱(facing), 석고 코어 혹은 이들 모두에 첨가될 수 있다. 살충제의 예로는 붕산(boric acid), 피리티온염(pyrithione salts) 및 구리염을 포함한다. 살충제는 패이싱(facing) 혹은 석고 코어에 첨가될 수 있다. 사용되는 경우에, 살충제는 약 500ppm 미만의 양으로 상기 패이싱에 사용된다. Other possible additives for gypsum panels are biocides that reduce the growth of mold, mildew or fungi. Depending on the pesticide selected and the intended use of the gypsum panel, the pesticide may be added to the facing, gypsum core or both. Examples of pesticides include boric acid, pyrithione salts and copper salts. Pesticides may be added to the facing or gypsum core. If used, pesticides are used for the pacing in amounts of less than about 500 ppm.
더욱이, 상기 석고 조성물은 임의로 예비겔라틴화된 전분(pregelatinized starch) 혹은 산-개질된 전분과 같은 전분을 포함할 수 있다. 예비겔라틴화된 전분의 포함은 경화 및 건조된 석고 캐스트(cast)의 강도를 증가시키며 증가된 수분 조건(예를들어, 물과 소석고의 비율상승)에서 벽보드의 페이퍼 디라이네이션(delamination) 위험이 최소화 혹은 회피된다. 캐스트 석고 제품에서, 전분은 제품의 표면강도(hardness)를 증가시킨다. 이 기술분야의 기술자는 예를들어, 원료 전분(raw starch)을 최소 약 185℉(85℃) 온도의 물에서 조리하거나 혹은 다른 방법으로 원료 전분을 예비겔라틴화(pregelatinize, 미리-겔라틴화)하는 방법을 이해할 것이다. 예비겔화된 전분의 적합한 예로는 이로써 한정하는 것은 아니지만, Lauhoff Grain Company에서 상업적으로 이용가능한 PCF 1000 전분(starch) 및 모두 Archer Daniels Midland Company에서 상업적으로 이용가능한 AMERIKOR 818 및 HQM PREGEL 전분을 포함한다. 포함되면, 상기 예비겔화된 전분은 어떠한 적합한 양으로 존재한다. 예를들어, 포함되면, 상기 예비겔화된 전분은 상기 경화 석고 조성물을 형성하도록 사용된 혼합물에 첨가될 수 있으며, 이때 상기 경화 석고 조성물의 약 0.5~10중량%의 양으로 존재한다. USG95 (United States Gypsum Company, Chicago, IL)와 같은 전분이 또한 코어 강도를 위해 임의로 첨가될 수 있다. Moreover, the gypsum composition may optionally comprise starch such as pregelatinized starch or acid-modified starch. Inclusion of pregelatinized starch increases the strength of the hardened and dried gypsum casts and paper delamination of the wallboard under increased moisture conditions (eg, an increase in the ratio of water and gypsum). Risk is minimized or avoided. In cast gypsum products, starch increases the surface hardness of the product. A person skilled in the art may, for example, prepare raw starch in water at a temperature of at least about 185 ° F. (85 ° C.) or otherwise pregelatinize, pre-gelatinize the raw starch. I will understand how. Suitable examples of pregelled starch include, but are not limited to, PCF 1000 starch commercially available from Lauhoff Grain Company and AMERIKOR 818 and HQM PREGEL starch, both commercially available from Archer Daniels Midland Company. If included, the pregelled starch is present in any suitable amount. For example, when included, the pregelled starch may be added to the mixture used to form the cured gypsum composition, where it is present in an amount of about 0.5-10% by weight of the cured gypsum composition. Starch such as USG95 (United States Gypsum Company, Chicago, IL) may also be optionally added for core strength.
다수의 분산제가 본 발명에 사용된다. 폴리카르복시레이트 분산제가 바람직한 타입의 분산제이다. 폴리카르복시산 에테르(polycarboxylic ether) 분산제가 보다 바람직한 것이다. 스투코 함량이 높은 석고패널 및 다른 슬러리가 사용되는 경우에, 슬러리만의 유동화에 가정 효과적이지 않은 폴리카르복시산 에테르 분산제가 많은 경우에 개질제에 대하여 가장 반응성이 좋다. Many dispersants are used in the present invention. Polycarboxylate dispersants are preferred types of dispersants. Polycarboxylic ether dispersants are more preferred. When gypsum panels and other slurries with a high stucco content are used, they are most responsive to modifiers when there are many polycarboxylic acid ether dispersants that are not supposed to be effective in fluidizing the slurry alone.
슬러리에 사용되는 바람직한 종류의 분산제중 하나는 두(two) 반복 유니트(repeating units)를 포함한다. 이는 본 명세서에 참조문헌으로 편입된 동시-게류중인 2005. 6. 14일자로 출원된 미국 특허 출원 11/152,418호(대리인 참조번호 2033.72740) "두-반복 유니트 분산제를 사용한 석고 제품 및 이의 제조방법(Gypsum Products Utilizing a Two-Repeating Unit Dispersant and Process for Making Them)" 및 미국 특허출원 11/xxx,xxx(대리인 참조번호 2033.75332)호 "두-반복 유니트 분산제를 사용한 석고 제품 및 이의 제조방법(Gypsum Products Utilizing a Two-Repeating Unit Dispersant and Process for Making Them)"에 상세히 기술되어 있다. 이들 분산제는 Degussa Construction Polymers, GmbH(Trostberg Germany)의 제품이며 Degussa Corp.(Kennesaw, GA)에서 공급(이하, '대구사(Degussa)"라 함)되며, 이하 "PCE211-타입 분산제"라 한다. One of the preferred types of dispersants used in the slurry includes two repeating units. This is described in US patent application Ser. No. 11 / 152,418 filed on June 14, 2005, which is incorporated herein by reference (Representative reference number 2033.72740) "Gypsum products using two-repeat unit dispersants and methods for their preparation ( Gypsum Products Utilizing a Two-Repeating Unit Dispersant and Process for Making Them "and U.S. Patent Application No. 11 / xxx, xxx (Attorney No. 2033.75332)," Gypsum Products Utilizing Gypsum Products Utilizing a Two-Repeating Unit Dispersant and Process for Making Them. " These dispersants are products of Degussa Construction Polymers, GmbH (Trostberg Germany) and are supplied by Degussa Corp. (Kennesaw, GA) (hereinafter referred to as 'Degussa'), hereinafter referred to as "PCE211-type dispersants".
상기 제 1 반복 유니트는 올레핀 불포화 모노-카르복시산 반복 유니트, 이의 에스테르 혹은 염, 혹은 이의 올레핀 불포화 황산(sulphuric acid) 반복 유니트 혹은 염이다. 바람직한 반복 유니트로는 아크릴산 혹은 메타크릴산을 포함한다. 모노(일가)- 혹은 이가 염(divalent salts)은 산 그룹의 수소를 대체하기에 적합한 것이다.The first repeating unit is an olefinically unsaturated mono-carboxylic acid repeating unit, an ester or salt thereof, or an olefinically unsaturated sulfuric acid repeating unit or salt thereof. Preferred repeating units include acrylic acid or methacrylic acid. Mono (mono)-or divalent salts are suitable to replace the hydrogen of the acid group.
상기 수소는 또한 탄화수소 그룹으로 치환되어 에스테르를 형성할 수 있다. The hydrogen may also be substituted with hydrocarbon groups to form esters.
상기 제 2 반복 유니트는 화학식 I을 만족한다. The second repeating unit satisfies formula (I).
단, R1은 화학식 I의 알케닐 그룹이다.Provided that R 1 is an alkenyl group of formula (I).
화학식 1에서, 상기 알케닐 반복 유니트는 임의로 상기 중합체 백본과 상기 에테르 결합 사이에 C1 ~ C3 알킬 그룹을 포함한다. p 값은 기재된 수치를 포함하여 0-3의 정수이다. 바람직하게, p는 O 혹은 2이다. R2는 수소원자 혹은 지방족 C1 내지 C5 탄화수소 그룹이며, 이는 선형, 분지형, 포화 혹은 불포화일 수 있다. In Formula 1, the alkenyl repeat unit is optionally selected from C 1 to C 3 between the polymer backbone and the ether bond. Alkyl groups. p value is an integer of 0-3 including the numerical value described. Preferably, p is 0 or 2. R 2 is hydrogen or aliphatic C 1 To C 5 hydrocarbon groups, which may be linear, branched, saturated or unsaturated.
화학식 Ⅱ의 폴리에테르 그룹은 산소원자로 연결된 최소 2개의 다른 알킬 그룹을 포함하는 다중(multiple) C2-C4 알킬 그룹을 포함한다. m 및 n은 기재된 수치를 포함하여 2 내지 4의 정수이며, 바람직하게, m 및 n중 최소 하나는 2이다. x 및 y는 기재된 수치를 포함하여 55 내지 350의 정수이다. z 값은 기재된 수치를 포함하여 0 내지 200이다. R3는 비-치환 혹은 치환된 아릴 그룹이며, 바람직하게는 페닐이다. R4는 수소 혹은 지방족 C1 내지 C20 탄화수소 그룹이며, 시클로지방족(cycloaliphatic) C5 내지 C8 탄화수소 그룹, 치환된 C6 내지 C14 아릴그룹 혹은 화학식 Ⅲ(a), Ⅲ(b) 및 Ⅲ(c)중 최소 하나에 부합하는 그룹이다. The polyether group of formula (II) comprises multiple C 2 -C 4 containing at least two different alkyl groups linked by oxygen atoms Alkyl groups. m and n are integers from 2 to 4, including the stated values, preferably at least one of m and n is 2. x and y are integers from 55 to 350, including the numerical values stated. The z value is 0 to 200 including the numerical values stated. R 3 is a non-substituted or substituted aryl group, preferably phenyl. R 4 is hydrogen or aliphatic C 1 To C 20 hydrocarbon group, cycloaliphatic C 5 To C 8 hydrocarbon group, substituted C 6 To C 14 An aryl group or a group conforming to at least one of formulas III (a), III (b) and III (c).
상기 화학식에서, R5 및 R7은 서로 독립적으로, 알킬, 아릴, 아랄킬(aralkyl) 혹은 알킬아릴(alkylaryl) 그룹을 나타낸다. R6은 이가 알킬, 아릴, 아랄킬 혹은 알킬아릴 그룹이다. In the above formula, R 5 and R 7 independently of each other, represent an alkyl, aryl, aralkyl or alkylaryl group. R 6 is a divalent alkyl, aryl, aralkyl or alkylaryl group.
PCE211-타입 분산제중 특히 유용한 분산제는 PCE211(이하, "211"이라함)로 나타낸다. 석고 패널에 유용한 것으로 알려진 상기 시리즈의 다른 중합체로는 PCE 111을 포함한다. Particularly useful dispersants in PCE211-type dispersants are referred to as PCE211 (hereinafter referred to as "211"). Other polymers of the series known to be useful for gypsum panels include PCE 111.
PCE211-타입 분산제의 분자량은 바람직하게는 약 20,000 내지 약 60,000 달톤(Daltons)이다. 놀랍게도, 저분자량 분산제가 60,000 달톤을 초과하는 분자량을 갖는 분산제 보다 경화시간을 덜 지연시킴을 발견하였다. 일반적으로, 전반적인 분자량 증가의 원인이 되는 더 긴 곁 사슬 길이가 보다 우수한 분산성을 제공한다. 그러나, 석고 시험은 분자량이 60,000 달톤을 초과하면 분산제의 효과가 감소됨을 나타낸다. The molecular weight of the PCE211-type dispersant is preferably about 20,000 to about 60,000 Daltons. Surprisingly, it has been found that low molecular weight dispersants delay the cure time less than dispersants having molecular weights in excess of 60,000 Daltons. In general, longer side chain lengths that contribute to an overall increase in molecular weight provide better dispersibility. However, gypsum tests show that the effect of the dispersant is reduced when the molecular weight exceeds 60,000 Daltons.
본 발명에 유용한 폴리카르복시레이트 화합물의 다른 종류는 본 명세서에 참조문헌으로 편입된 미국 특허 제 6,777,517에 개시되어 있으며, 이하, "2641-타입 분산제"라 한다. 석고 슬러리 및 벽보드에 2641-타입 분산제를 사용하는 것은 본 명세서에 참조문헌으로 편입된 미국 특허 출원 11/152,661호 "속건성 석고 제품(Fast Drying Gypsum Products)"(대리인 참조번호 2033.72380)에 상세히 기재되어 있다.Another class of polycarboxylate compounds useful in the present invention is disclosed in US Pat. No. 6,777,517, which is incorporated herein by reference, hereinafter referred to as "2641-type dispersant". The use of 2641-type dispersants in gypsum slurries and wallboards is described in detail in US Patent Application No. 11 / 152,661 "Fast Drying Gypsum Products" (agent 2033.72380), incorporated herein by reference. have.
바람직하게, 상기 2641-타입 분산제는 화학식 Ⅳ(a), Ⅳ(b) 및 Ⅳ(c)에 나타낸 최소 3개의 반복 유니트를 포함한다. Preferably, the 2641-type dispersant comprises at least three repeat units shown in formulas IV (a), IV (b) and IV (c).
이러한 경우에, 아크릴산 반복 유니트와 말레산 반복 유니트 모두가 존재하여 산(acid) 그룹 대 비닐 에테르 그룹이 더 높은 비율로 된다. R1은 수소원자 혹은 1 내지 20개의 탄소원자를 갖는 지방족 탄화수소 라디칼을 나타낸다. X는 OM을 나타내며, 여기서 M은 수소원자, 일가 금속 양이온, 암모늄 이온 혹은 유기 아민 라디칼이다. R2는 수소, 1 내지 20개의 탄소원자를 갖는 지방족 탄화수소 라디칼, 6 내지 14개의 탄소원자를 갖는 시클로지방족 탄화수소 라디칼일 수 있으며, 이들은 치환될 수 있다. R3는 수소 혹은 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 지방족 탄화수소 라디칼이며, 이들은 임의로 선형 혹은 분지형, 포화 혹은 불포화일 수 있다. R4는 구조 유니트(structural units)가 아크릴 혹은 메타크릴인지에 따라, 수소 혹은 메틸 그룹이다. P는 0 내지 3일 수 있다. M은 기재된 것을 포함하여 2 내지 4의 정수이며, n은 기재된 것을 포함하여 0 내지 200의 정수이다. 몇몇 바람직한 2641-타입 분산제는 MELFLUX 2641F, MELFLUX 2651F 및 MELFLUX 2500L 분산제로서 대구사(Degussa)에서 판매되는 것이다. (MELFLUX는 Degussa Construction Polymers, GmbH, Trostberg, Germany의 등록상표이다.)In this case, both acrylic acid and maleic acid repeat units are present, resulting in a higher ratio of acid groups to vinyl ether groups. R 1 represents a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms. X represents OM, where M is a hydrogen atom, a monovalent metal cation, an ammonium ion or an organic amine radical. R 2 may be hydrogen, an aliphatic hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, a cycloaliphatic hydrocarbon radical having 6 to 14 carbon atoms, which may be substituted. R 3 is hydrogen or an aliphatic hydrocarbon radical having 1 to 5 carbon atoms, which may optionally be linear or branched, saturated or unsaturated. R 4 is a hydrogen or methyl group, depending on whether the structural units are acrylic or methacryl. P may be 0-3. M is an integer from 2 to 4 including those described, and n is an integer from 0 to 200 including those described. Some preferred 2641-type dispersants are those sold by Degussa as MELFLUX 2641F, MELFLUX 2651F, and MELFLUX 2500L dispersants. (MELFLUX is a registered trademark of Degussa Construction Polymers, GmbH, Trostberg, Germany.)
다른 바람직한 분산제류는 Degussa에서 판매되는 것으로 "1641-타입 분산제"로 나타낸다. 상기 분산제는 본 명세서에 참조문헌으로 편입된 미국 특허 제 5,798,425호에 기재되어 있다. 특히 바람직한 1641-타입 분산제는 화학식 Ⅴ로 나타내어지며, Degussa에서 분산제 MELFLUX 1641F 분산제로 판매된다. 상기 분산제는 하나는 비닐 에테르이고 다른 하나는 비닐 에스테르인 2가지 반복 유니트로 주로 제조된다. 화학식 Ⅴ로 나타낸 1641-타입 분산제의 예에서, m 및 n은 성분 반복 유니트의 몰비(mole ratios)이며, 반복유니트는 상기 중합체 사슬에 무작위적으로 위치될 수 있다. Other preferred dispersants are those sold by Degussa and are referred to as "1641-type dispersants". Such dispersants are described in US Pat. No. 5,798,425, which is incorporated herein by reference. Particularly preferred 1641-type dispersants are represented by the formula V and are sold by Degussa as dispersant MELFLUX 1641F dispersants. The dispersant is mainly made up of two repeating units, one of which is a vinyl ether and the other of which is a vinyl ester. In the example of 1641-type dispersant represented by Formula V, m and n are the mole ratios of the component repeat units, and the repeat units may be randomly located in the polymer chain.
이들 분산제는 특히 석고의 용도에 적합한 것이다. 이론으로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 상기 산 반복 유니트가 석고 결정(crystals)에 결합되며, 상기 긴 폴리에테르 사슬인 제 2 반복 유니트는 분산작용(dispersing funtion)을 행하는 것으로 여겨진다. 다른 분산제보다 덜 지연되므로, 석고 패널과 같은 석고 제품의 제조공정이 덜 파괴된다. 상기 분산제는 어떠한 효과적인 양으로 사용된다. 주로, 선택된 분산제의 양은 원하는 슬러리의 유동성에 의존한다. 물의 양이 감소됨에 따라, 일정한 슬러리 유동성(fluidity)를 유지하기 위해 더 많은 분산제가 요구된다. 폴리카르복시레이트 분산제가 비교적 고가인 성분이므로, 소량, 석고 건조 중량을 기준으로 바람직하게는 2중량% 미만 혹은 보다 바람직하게는 1중량% 미만으로 사용된다. 바람직하게, 상기 분산제는 상기 스투코의 건조 중량을 기준으로 약 0.05 내지 약 0.5%의 양으로 사용된다. 보다 바람직하게, 상기 분산제는 동일한 기준에 대하여 약 0.05% 내지 약 0.2%의 양으로 사용된다. 액체 분산제 측정시, 단지 중합체 고형분만이 분산제의 사용양 계산에 고려되며, 상기 분산제로 부터의 물은 물/스투코 비율 계산시 고려된다. These dispersants are especially suitable for the use of gypsum. Without wishing to be bound by theory, it is believed that the acid repeating unit is bound to gypsum crystals, and that the second repeating unit, the long polyether chain, undergoes dispersing funtion. Since it is less delayed than other dispersants, the manufacturing process of gypsum products, such as gypsum panels, is less disruptive. The dispersant is used in any effective amount. Mainly, the amount of dispersant chosen depends on the fluidity of the desired slurry. As the amount of water is reduced, more dispersant is required to maintain a constant slurry fluidity. Since the polycarboxylate dispersant is a relatively expensive component, it is preferably used in a small amount based on the gypsum dry weight, preferably less than 2% by weight or more preferably less than 1% by weight. Preferably, the dispersant is used in an amount of about 0.05 to about 0.5% based on the dry weight of the stucco. More preferably, the dispersant is used in an amount of about 0.05% to about 0.2% based on the same criteria. In measuring liquid dispersants, only polymer solids are taken into account in calculating the amount of use of the dispersant and water from the dispersant is taken into account in the water / stucco ratio calculation.
많은 중합체가 동일한 반복 유니트를 다른 분배(distributions)으로 사용하여 제조될 수 있다. 산-함유 반복 유니트 대 폴리에테르-함유 반복 유니트의 비(ratio)는 차지 밀도(charge density)와 직접 관련된다. 바람직하게, 공-중합체의 차지 밀도 는 공중합체 1 g당 약 300 내지 약 3,000 μequiv. 차지(charge)(즉, 약 300 ~ 3,000 μequiv. charges/g 공중합체)이다. 상기 종류의 분산제에서 물 감소에 대한 시험에서 가장 효과적인 분산제인 MELFLUX 2651F는 가장 큰 차지 밀도(charge density)를 가짐을 발견하였다. Many polymers can be prepared using the same repeating unit in different distributions. The ratio of acid-containing repeat unit to polyether-containing repeat unit is directly related to the charge density. Preferably, the charge density of the co-polymer is from about 300 to about 3,000 μequiv. Charge (ie, about 300-3,000 μequiv. Charges / g copolymer). MELFLUX 2651F, the most effective dispersant in tests of water reduction in this type of dispersant, was found to have the largest charge density.
그러나, 차지 밀도의 증가는 분산제의 지연 효과를 증가시킴을 또한 발견하였다. MELFLUX 2500L같은 차지 밀도가 낮은 분산제는 차지 밀도가 높은 MELFLUX 2651F 보다 경화시간이 덜 지연된다. 고 차지 밀도 분산제에 의해 얻어지는 효과가 증가됨에 따라 경화시간 지연이 증가하므로, 낮은 물함량, 우수한 유동성 및 합리적인 경화시간을 갖는 슬러리를 제조하기 위하여 중간-범위(mid-range)의 차지 밀도를 유지하는 것이 필요하다. 보다 바람직하게, 공중합체의 차지 밀도(charge density)는 약 600 내지 약 2000 μequiv. charge/g 공중합체 범위이다. However, it has also been found that increasing the charge density increases the delaying effect of the dispersant. Low-density dispersants such as MELFLUX 2500L have less cure time delay than MELFLUX 2651F, which has a higher charge density. As the effect obtained by the high charge density dispersant increases, the cure time delay increases, thus maintaining a mid-range charge density to produce a slurry with low water content, good flowability and reasonable cure time. It is necessary. More preferably, the charge density of the copolymer is about 600 to about 2000 μequiv. charge / g copolymer range.
상기 석고 슬러리는 또한 상기 폴리카르복시레이트 분산제의 작용을 증대시키는 하나 또는 그 이상의 개질제를 임의로 포함한다. 본 발명에서 사용되는 상기 두-반복 유니트 분산제는 개질제의 효과에 특히 적합한 것이다. 바람직한 개질제로는 시멘트, 또한, 생석회(quicklime) 또는 칼슘산화물로도 알려진 석회(lime), 또한, 수산화칼슘으로도 알려진 소석회(slaked lime), 또한, 탄산 나트륨으로도 알려진 소다회(soda ash), 또한, 가성 칼륨(potash)로도 알려진 탄산 칼륨 및 다른 카보네이트, 실리케이트, 히드록사이드, 포스포네이트 및 포스페이트를 포함한다. 개질제가 사용되는 경우에, 분산제의 효과는 새로운 수준의 유동성이 달성되도록 부양(boost)되거나 혹은 폴리카르복시레이트 비용을 감소시키기 위해 폴리카르복시레이트 분산제의 양이 감소될 수 있다. 개질제에 대한 부가적인 정보 및 이들의 용도는 본 명세서에 참조문헌으로 편입된 미국 특허출원 제 11/152,317호 "폴리카르복시레이트 분산제에 대한 개질제(Modifiers For Polycarboxylate Disperants)"에 개시되어 있다. The gypsum slurry also optionally includes one or more modifiers that enhance the action of the polycarboxylate dispersant. The two-repeat unit dispersant used in the present invention is particularly suitable for the effect of the modifier. Preferred modifiers include cement, lime, also known as quicklime or calcium oxide, slaked lime, also known as calcium hydroxide, soda ash, also known as sodium carbonate, Potassium carbonate, also known as potash, and other carbonates, silicates, hydroxides, phosphonates and phosphates. If a modifier is used, the effect of the dispersant may be boosted to achieve a new level of fluidity or the amount of polycarboxylate dispersant may be reduced to reduce the polycarboxylate cost. Additional information about modifiers and their use is disclosed in US Patent Application No. 11 / 152,317, "Modifiers For Polycarboxylate Disperants," which is incorporated herein by reference.
상기 개질제는 석고 슬러리에 어떠한 적합한 양으로 사용된다. 바람직하게, 상기 개질제는 건조 스투코를 기준으로 약 0.01중량% 내지 약 2중량%의 양으로 사용된다. 보다 바람직하게, 상기 개질제는 약 0.03중량% 내지 약 0.5중량% 그리고 보다 더 바람직하게는 약 0.05중량% 내지 약 0.5중량%의 양으로 사용된다.The modifier is used in any suitable amount for the gypsum slurry. Preferably, the modifier is used in an amount of about 0.01% to about 2% by weight based on dry stucco. More preferably, the modifier is used in an amount of about 0.03% to about 0.5% by weight and even more preferably about 0.05% to about 0.5% by weight.
유동성 슬러리로 제조되도록 물이 슬러리에 어떠한 양으로 첨가된다. 사용되는 물의 양은 사용되는 적용처, 사용되는 정확한 분산제, 스투코의 특성 및 사용되는 첨가제에 따라 달라진다. 물 대 스투코의 비("WSR")은 스투코의 건조중량을 기준으로 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.8이다. 일반적으로, 약 0.2 내지 약 0.6의 WSR이 바람직하다. 바닥(flooring) 조성물은 바람직하게는 약 0.17 내지 약 0.45 WSR, 보다 바람직하게는 약 0.17 내지 약 0.34 WSR이 사용된다. 성형 혹은 캐스팅 제품은 바람직하게 물을 약 0.1 내지 약 0.3 WSR, 보다 바람직하게는 약 0.16 내지 약 0.25 WSR 사용한다. WSR은 PCE211-타입 분산제의 적정한 첨가를 기준으로 하여 실험실 시험에서 0.1 이하로 감소될 수 있다. Water is added to the slurry in any amount to make it a flowable slurry. The amount of water used depends on the application used, the exact dispersant used, the nature of the stucco and the additive used. The ratio of water to stucco (“WSR”) is preferably from about 0.1 to about 0.8 based on the dry weight of the stucco. Generally, a WSR of about 0.2 to about 0.6 is preferred. The flooring composition is preferably used from about 0.17 to about 0.45 WSR, more preferably from about 0.17 to about 0.34 WSR. Molded or cast articles preferably use about 0.1 to about 0.3 WSR, more preferably about 0.16 to about 0.25 WSR. WSR can be reduced to 0.1 or less in laboratory tests based on the proper addition of PCE211-type dispersant.
슬러리를 제조하기 위해 사용된 물은 슬러리 및 경화 플라스터(plaster) 모두의 물성을 최상으로 조절하기 위해 실질적으로 가능한한 순수(pure)한 것이어야 한다. 염 및 유기 화합물은 경화 촉진제로 부터 경화 억제제로 광범위하게 슬러리의 경화시간을 변화시키는 것으로 조절하는 것으로 잘 알려져 있다. 몇몇 불순물은 디하이트레이트 결정(dihydrate crystals)의 인터로킹 매트릭스(interlocking matrix)가 형성됨에 따라 구조의 불균일(irregularity)을 초래하며, 따라서 경화 제품의 강도가 감소된다. 따라서, 실질적으로 불순물이 없는(contaminant-free) 물을 사용하므로써 제품 강도 및 균일성(consistency)이 증대된다. The water used to prepare the slurry should be as pure as practical as possible to best control the physical properties of both the slurry and the curing plaster. Salts and organic compounds are well known to control by varying the curing time of the slurry from curing accelerators to curing inhibitors. Some impurities result in irregularities in the structure as the interlocking matrix of dihydrate crystals is formed, thus reducing the strength of the cured product. Thus, product strength and consistency are increased by using substantially contaminant-free water.
바람직한 벽보드 적용에서, 상기 석고는 혼합기를 향해 콘베이너상에서 이동된다. 혼합기에 유입되기 전에, 탈포제(defoamers) 혹은 경화 촉진제와 같은 건조 첨가제가 상기 분말 석고에 첨가된다. 몇몇 첨가제는 별도의 라인을 통해 혼합기에 직접 첨가된다. 트리메타포스페이트는 후술하는 실시예의 방법을 사용하여 첨가되었다. 다른 첨가제가 또한 물에 첨가될 수 있다. 이는 첨가제가 특히 액체 형태인 경우에 편리하다. 대부분의 첨가제에 대하여, 첨가제를 슬러리에 위치시키는 것에 대한 제한은 없으며, 첨가제는 편리한 어떠한 장치 및 방법으로 첨가될 수 있다. In a preferred wallboard application, the gypsum is moved on the conveyor towards the mixer. Before entering the mixer, dry additives such as defoamers or cure accelerators are added to the powdered gypsum. Some additives are added directly to the mixer via separate lines. Trimetaphosphate was added using the method of the Example mentioned later. Other additives may also be added to the water. This is convenient when the additive is especially in liquid form. For most additives, there is no restriction on placing the additive in the slurry, and the additive may be added by any convenient apparatus and method.
그러나, 본 발명의 분산제를 사용하는 경우에, 스투코를 첨가하기전에 분산제를 물에 첨가하는 것이 중요하다. 다른 공급원으로 부터의 물을 고려하여 목표 수(target water) 대 스투코의 비율이 충족되도록 게이지 수(gauge water) 혹은 보충수(make-up water)가 필요한 비율로 혼합기에 첨가된다. However, when using the dispersant of the present invention, it is important to add the dispersant to water before adding stucco. Gauge or make-up water is added to the mixer in the required ratio so that the ratio of target water to stucco is met, taking water from other sources into account.
벽보드, 바닥 제품 혹은 캐스트(cast) 제품과 같은 제품의 특정한 물성을 개질하기 위해 다른 알려져 있는 첨가제가 필요에 따라 사용될 수 있다. 덱스트로스 같은 슈거(sugar)가 보드의 사용목적에 따라 페이퍼 결합을 증대시기키 위해 사용된다. 왁스 에멀션 혹은 폴리실록산이 내수성을 위해 사용된다. 강성도(stiffness)가 요구되면, 붕산이 통상적으로 첨가된다. 버미큘라이트(vermiculite) 및/또는 유리 섬유를 첨가하여 난연성(fire retardancy)이 개선될 수 있다. 이들 및 다른 알려져 있는 첨가제가 본 발명의 슬러리 및 석고 패널 배합물에 유용한 것이다. Other known additives may be used as needed to modify the specific properties of the product, such as wallboard, floor products or cast products. Sugar such as dextrose is used to increase paper bonding depending on the purpose of the board. Wax emulsions or polysiloxanes are used for water resistance. If stiffness is required, boric acid is typically added. Fire retardancy can be improved by adding vermiculite and / or glass fibers. These and other known additives are useful in the slurry and gypsum panel formulations of the present invention.
하기 실시예에 달리 표시하지 않는 한, 건조 성분을 기준으로 400 그램의 샘플을 제조하였다. 골재(aggregate)를 포함하는 모든 건조 성분들을 칭량하고 서로 건조 혼합하였다. 미리결정된 양의 탈이온수를 측량하고 혼합 보올(bowl)에 부었다. 상기 건조 혼합된 재료를 물에 첨가하고 시간을 경화시간을 측정하기 위해 시작지점으로 표시하였다. 혼합보올을 Hobart 혼합기에 위치시키고 약 5초동안 흔들(jog)었다. 1분동안 젖게(soaking)한 후, 상기 재료는 저속으로 2분간 혼합하였다. 보올을 혼합기에서 제거하고 모든 재료가 고르게 혼합되도록 내용물을 약 15초동안 위스크(wisk)로 교반하였다. Unless otherwise indicated in the examples below, 400 grams of samples were prepared based on the dry ingredients. All dry ingredients, including aggregates, were weighed and dry mixed with each other. A predetermined amount of deionized water was weighed and poured into a mixed bowl. The dry mixed material was added to water and the time was indicated as starting point to determine the curing time. The mixing bowl was placed in a Hobart mixer and jogged for about 5 seconds. After soaking for 1 minute, the material was mixed for 2 minutes at low speed. The bowl was removed from the mixer and the contents were stirred with a whisk for about 15 seconds so that all the ingredients were mixed evenly.
상기 초기 슬럼프 샘플(slump sample)을 플라스틱 시이트위에 놓여있는 습한(damp) 2" x 4" (5cm x 10 cm) 실린더에 실린더를 조금 과하게 채우도록 부었다. 과량의 재료를 상부에서 스크리드(screed)한 후에, 실린더를 부드럽게 들어올려 슬러리가 바닥으로 흘러나오도록(flow out)하여 패티(patty)를 제조하였다. 상기 패티를 90° 떨어진 두방향에서 측정(±1/8") 하고 평균을 패티 직경으로 나타내었다. The initial slump sample was poured into a damp 2 "x 4" (5 cm x 10 cm) cylinder placed over a plastic sheet to slightly overfill the cylinder. After screed of excess material from the top, a patty was prepared by gently lifting the cylinder to allow the slurry to flow out to the bottom. The patties were measured (± 1/8 ") in two directions spaced 90 ° and averaged as patty diameter.
경화시간에 대한 평가기준은 본 명세서에 참조문헌으로 편입된 ASTM C-472에 의거한 Vicat 경화시간을 참조하였다. Vicat 경화시간은 핸드혼합(hand mixes)에 대하여는 물에 플라스터(plaster)를 첨가한 시간 부터 그리고 기계혼합에 대하여는 혼합기로 부터 슬러리가 취출(come off)된 시간부터 시작되었다. 샘플은 골재가 없는(aggregate-free) 건조 재료 50 그램 및 원하는 적용에 대하여 일반적인 균일성이 유지되도록 하기에 충분한 물로 제조하였다. 샘플을 아크릴 시이트 위에 부어서 패티(patty)를 형성하였다. 300 그램 Vicat 바늘을 패티 표면에 대하여 수직이 되도록 패티 중심과 바깥쪽 가장자리 사이의 중간에 위치시켰다. 바늘을 패티 표면에 위치시키고 바늘 자체의 무게에 의해 자유로이 떨어지도록 하였다. 바늘이 패티 바닥에 관통(penetration)하지 않는 경우를 경화시간으로 측정하였다. 관통 정도가 명확하지 않으면, 저면(underlying surface)에 닿았는지를 측정하기 위해 바늘을 조금 밀었다. Criteria for the cure time refer to the Vicat cure time according to ASTM C-472, which is incorporated herein by reference. The Vicat curing time began from the time the plaster was added to the water for hand mixes and from the time the slurry came off from the mixer for the machine mix. Samples were prepared with 50 grams of aggregate-free dry material and enough water to maintain general uniformity for the desired application. The sample was poured onto an acrylic sheet to form a patty. A 300 gram Vicat needle was placed midway between the patty center and the outer edge to be perpendicular to the patty surface. The needle was placed on the patty surface and allowed to fall freely by the weight of the needle itself. The case where the needle did not penetrate the bottom of the patty was measured by curing time. If the degree of penetration was not clear, the needle was pushed a little to determine if it had reached the underlying surface.
실시예 1Example 1
본 실시예는 개질제와 분산제의 첨가순서가 중요함을 실증하는 것이다. 고형분을 45% 포함하는 스투코 (Southard, OK) 400 g, 물 220g, HRA 경화 촉진제 0.7g 및 MELFLUX 2500L 분산제 0.89g을 각각의 다음 시험에 사용하였다. 부가적으로, 소다회 0.6g이 후술하는 2가지 샘플에 첨가되었다. 모든 경우에 스투코와 개질제(존재하면)를 첨가하기 전에 물과 분산제를 물에 첨가하였다. 스투코 첨가후에, 혼합물을 15초동안 젖게한 후, 30초동안 혼합하여 슬러리를 형성하였다. 개질제를 후술하는 바와 같이 첨가하였다. This example demonstrates the importance of the order of addition of the modifier and dispersant. 400 g of Southard, OK, 45 g of water, 0.7 g of HRA cure accelerator and 0.89 g of MELFLUX 2500L dispersant were used for each subsequent test. In addition, 0.6 g of soda ash was added to the two samples described below. In all cases water and dispersant were added to the water prior to the addition of stucco and modifier (if present). After stucco addition, the mixture was wetted for 15 seconds and then mixed for 30 seconds to form a slurry. Modifiers were added as described below.
조건 1은 소다회 개질제가 첨가되지 않은 규준 샘플(control sample)이었다. 조건 2에서, 물에 스투코를 첨가하기 전에 소다회를 물 혼합에 첨가하였다. 조건 3에서 상기 소다회는 스투코를 물 혼합에 첨가한 후, 침적시간(soak time) 경과 후에 혼합기를 가동하기 직전에 첨가하였다. Condition 1 was a control sample with no soda ash modifier added. In condition 2, soda ash was added to the water mix before adding stucco to water. In condition 3, the soda ash was added after the stucco was added to the water mix and immediately after the soak time had elapsed before the mixer was started.
패티크기, 강성도(stiffneing rate) 및 Vicat 경화시간을 3가지 공정조건 각 각에 대하여 하기 표 1에 나타내었다. The patty size, stiffness rate and Vicat curing time are shown in Table 1 for each of the three process conditions.
[표 1]TABLE 1
개질제가 첨가되지 않은 경우에 비하여, 개질제와 분산제가 모두 첨가된 조건 2 및 3은 보다 우수한 유동성을 나타내었다. 그러나, 조건 3은 스투코를 도입하기 전에 서로 접촉되도록 개질제가 상기 슬러리에 첨가된다. Compared to the case where no modifier was added, conditions 2 and 3 in which both the modifier and the dispersant were added showed better fluidity. However, condition 3 is that modifiers are added to the slurry such that they contact each other before introducing stucco.
실시예 2Example 2
본 비교예에서, 석회(lime)은 석고 패널 제조에 사용되는 석고 슬러리에 첨가되었으며, 그 결과 유동성이 거의 개선되지 않았다. 모든 성분의 양은 석고 패널 1000 평방피트(104㎡)당 파운드("lbs/MSF")로 나타내었다. 스투코 1285 파운드를 전분(starch) 3파운드, 세레로스(cerelose) 3 파운드 및 지연제(retarder) 0.32 파운드(145g)을 포함하는 다른 건조 성분과 배합하였다. 아이보리 석회를 물과 미리-혼합(premix)하고 상기 스투코 유입구에 인접한 수개의 수(water) 유입 오리피스중 하나를 통해 혼합기에 직접 첨가되었다. 분산제, Melflux 2500L을 게이지 수에 직접 첨가하고 균일하게 될 때까지 혼합하고, 그 후, 혼합물을 상기 스투코 유입구에 인접한 나머지 수 유입 오리피스를 통해 혼합기에 첨가하였다. 상기 건조성분을 스투코와 혼합하였으며, 이를 상기 스투코 다운스파우트(downspout)를 통해 혼합기 에 첨가하였다. In this comparative example, lime was added to the gypsum slurry used to make gypsum panels, with the result that the flowability was hardly improved. The amounts of all components are expressed in pounds per thousand square feet (104 m 2) of gypsum panel (“lbs / MSF”). 1285 pounds of stucco were combined with other dry ingredients including 3 pounds of starch, 3 pounds of cerelose and 0.32 pounds (145 g) of retarder. Ivory lime was pre-mixed with water and added directly to the mixer through one of several water inlet orifices adjacent to the stucco inlet. Dispersant, Melflux 2500 L, was added directly to the gauge water and mixed until uniform, then the mixture was added to the mixer through the remaining water inlet orifice adjacent to the stucco inlet. The dry ingredients were mixed with stucco and added to the mixer via the stucco downspout.
[표 2]TABLE 2
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 상기 공정에서 석회 0.18%를 사용하므로써 물이 완만하게 감소되었다. 그러나, 물의 감소는 시험실 테스트에서 나타난 바와 같은 정도로 크지 않았으며, 이는 이와 같은 방식으로 첨가된 개질제가 PCE 전에 개질제가 스투코에 잘 분산되지 않아 개질제와 분산제의 상호작용이 제한되기 때문이 것으로 여겨진다. As shown in Table 2 above, water was slowly reduced by using 0.18% of lime in the process. However, the decrease in water was not as large as shown in the laboratory tests, which is believed to be due to the modifier added in this way, which is not well dispersed in the stucco prior to PCE, thereby limiting the interaction of the modifier and the dispersant.
실시예 3Example 3
분산제와 개질제 모두를 게이지 수에 용해시켜서 설비 시험(plant trial)을 행하였다. 개질제인 소다회를 물에 용해시켜 10중량% 용액을 제조하였다. 32% 고형분으로 희석된, Melflux 2500L 3.9 lbs/msf를 게이지 수에 첨가하고, 그 후 소다회 슬러리 11.3 lb/msf를 상기 게이지 수에 첨가하고 모든 성분을 혼합하여 균일한 용액을 형성하였다. 스투코 1257 파운드를 상기 혼합기에 첨가하여 석고 슬러리를 형성하였다. Both plant dispersants and modifiers were dissolved in gauge water to perform a plant trial. Soda ash, a modifier, was dissolved in water to prepare a 10 wt% solution. Melflux 2500L 3.9 lbs / msf, diluted to 32% solids, was added to the gage water, and then 11.3 lb / msf of soda ash slurry was added to the gage water and all the ingredients were mixed to form a uniform solution. 1257 pounds of stucco was added to the mixer to form a gypsum slurry.
[표 3]TABLE 3
표 3에 나타낸 바와 같이, 상기 공정에서 소다회 0.1%를 사용하므로써 물이 현저하게 감소되었다.As shown in Table 3, water was significantly reduced by using 0.1% soda ash in the process.
석고, 개질제, 분산제 및 물의 슬러리를 제조하는 방법의 특정한 구현에 대하여 기술하였으나, 본 발명의 범위내에서 이들의 변형 및 변경이 가능함은 이 기술분야의 기술자에게 명확하게 이해될 것이다. While particular implementations of the methods of making gypsum, modifiers, dispersants and slurries of water have been described, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations are possible within the scope of the invention.
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