JP6427529B2 - 軽量な石膏ボード - Google Patents

Description

本発明は、ウォールボードの加工中ダストの発生が顕著に減少する石膏ウォールボードの製法に関する。より詳細には、本発明の方法は、加工中顕著に減少したダストの形成をもたらす、約１０−約３０ｐｃｆ（約０．１６−約０．４８ｇ／ｃｍ^３）の硬化した石膏の芯の密度に相当する硬化石膏の芯の約８０−約９２％の全空隙体積を形成するのに十分な量の石けんフォームの導入を含む。

石膏（硫酸カルシウム２水和物）の或る性質は、工業および建築の製品例えば石膏ウォールボードの製造に使用するのに石膏を非常に評判のよいものにする。石膏は、豊富に存在し一般に安価な原料であり、脱水および再水和のプロセスを経て、有用な成型物に注型、成型など形成できる。石膏ウォールボードおよび他の石膏製品がそれから製造される原材料は、通常「スタッコ」とよばれる硫酸カルシウムの半水和物（ＣａＳＯ_４１／２Ｈ_２Ｏ）の形であり、それは１−１／２の水分子がそれから除かれた硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４２Ｈ_２Ｏ）の２水和物の熱転換により生成される。

従来の石膏含有製品例えば石膏ウォールボードは、多くの利点例えば低コストおよび容易な加工性を有するが、製品が切断または穴開けされるとき、かなりの量の石膏ダストが発生する。このような製品を製造するのに使用されるスラリー中の成分として澱粉を使用して、石膏含有製品の製造に種々の改良が行われている。糊のような予めゼラチン化した（アルファ化）澱粉は、石膏ウォールボードを含む石膏含有製品の曲げ強さおよび圧縮強さを増大できる。周知の石膏ウォールボードは、約１０Ｌｂ（約４．５４ｋｇ）／ＭＳＦより少ないレベルで澱粉を含む。

スラリーの適切な流動性を確実にするために、予めゼラチン化した澱粉を含む石膏スラリー中にかなりの量の水を用いる必要がある。残念ながら、この水の殆どは、実際には、乾燥により追い出されねばならず、その乾燥は乾燥プロセスに使用される燃料の高いコストのために高価なものになる。この乾燥工程はまた時間がかかる。ナフタレンスルホネート分散剤の使用がスラリーの流動性を高め、そのため水を必要とする問題を克服することが分かっている。さらに、ナフタレンスルホネート分散剤は、もし使用のレベルが十分に高いと、予めゼラチン化した澱粉と架橋して乾燥後石膏結晶をともに結合し、そのため石膏複合物の乾燥強さを増大させることも分かっている。従って、予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤の組み合わせは、硬化した石膏結晶をともに結合するのに糊のような作用をもたらす。トリメタホスフェート塩は、過去において、石膏スラリーの水の要求に影響することは認識されていなかった。しかし、本発明者は、特定の分散剤の存在下今まで知られていなかったレベルにトリメタホスフェート塩のレベルを上げることは、高い澱粉のレベルの存在下でも、水の量を予想されないほど少ない量に減少させ、適切なスラリーの流動性を達成できることを見いだした。もちろん、これは非常に望ましいことである。それは、それが次に乾燥のための燃料の使用を減らし、次の水除去プロセスの工程にともなうプロセスの時間を短くするからである。従って、本発明者は、また、石膏ボードの乾燥強さが、ウォールボードを製造するのに使用されるスラリー中の予めゼラチン化された澱粉との組み合わせでナフタレンスルホネート分散剤を使用することにより増大することも見いだした。

本発明の石膏ウォールボードは、フェースシートのない防音ボードから区別されねばならない。また、本発明のウォールボードは、軽量凝集物としてのポリスチレンを含む防音ボードまたはタイルから区別されねばならない。重要なことは、前記の防音ボードおよびタイルは、石膏ボードに適用される多くのＡＳＴＭ標準を満たしていない。例えば、周知の防音ボードは、本発明のものを含む石膏ボードに要求されている曲げ強さを有しない。対照的に、ＡＳＴＭ標準を満たす防音ボードまたはタイルについては、防音ボードまたはタイルの露出された表面が石膏ウォールボードでは望ましくなく、そして釘抜き抵抗性に悪影響をおよぼすかもしれない中空の空隙またはくぼみをもつことが必要になる。

ダストの発生は、すべてのウォールボードの設置中に発生する可能性のある問題である。石膏ウォールボードを加工例えば切断、のこ挽き、丸のみによる削り、折り、釘打ち、ねじ留めまたは穴開けをしているとき、かなりの量の石膏のダストが発生する。本発明の記述の目的のために、「ダストの発生」は、例えば、ウォールボードを切断、のこ挽き、丸のみによる削り、溝ほり／折り、釘打ちまたはねじ留めまたは穴開けすることによって、石膏含有製品を加工しているとき、周囲の作業スペース中にダストを放出することを意味する。加工は、また一般に、通常のボードのハンドリングを含み、移動、運搬および設置中にボードを偶然に擦ったりまたはぶつけたりすることにより生ずるダストを含む。もしこのようなダストの発生が顕著に低下する低密度のウォールボードを製造する方法が見いだされるならば、これは当該技術に特に有用な寄与をすることになる。

本発明は、一般に、２つの実質的に平行なカバーシート間に形成される硬化石膏芯、約７５％から約９５％の全空隙体積を有する硬化石膏芯、水、スタッコ、予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤から製造される硬化石膏芯を含むダスト発生の少ない石膏ウォールボードに関し、その場合予めゼラチン化した澱粉はスタッコの重量に基づいて約０．５重量％から約１０重量％の量で存在する。好ましくは、ナフタレンスルホネート分散剤は、乾燥スタッコの重量に基づいて約０．１重量％から３．０重量％の量で存在する。任意に、ナトリウムトリメタホスフェートは、スタッコの重量に基づいて少なくとも約０．１２重量％の量で存在する。好ましい態様では、トリメタホスフェート塩は、乾燥スタッコの重量に基づいて約０．１２重量％から０．４重量％の量で存在する。

好ましい態様では、本発明は、ダストの発生の少ない石膏ウォールボードに関し、それは、２つの実質的に平行なカバーシート間に形成された予めゼラチン化された澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤を含む硬化石膏芯、全空隙体積の少なくとも６０％が約１００ミクロンより小さい平均直径を有する約８０％から約９２％の全空隙体積を有する硬化石膏芯および約１０ｐｃｆから約３０ｐｃｆ（約０．１６−約０．４８ｇ／ｃｍ^３）の密度を有する硬化石膏芯を含む。硬化石膏芯は、スタッコ、予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤を含む石膏含有スラリーから製造され、その場合予めゼラチン化した澱粉は、スタッコの重量に基づいて約０．５重量％から約１０重量％の量で存在する。好ましくは、ナフタレンスルホネート分散剤は、乾燥スタッコの重量に基づいて約０．１重量％から３．０重量％の量で存在する。

本発明により製造される石膏ウォールボードは、従来のウォールボードより遙かに重量が軽いにもかかわらず、強さは大きい。さらに、硬化石膏芯中の全芯空隙体積を確実に約７５％から約９５％そして好ましくは約８０％から約９２％にすることにより、発生するダストは、本発明により製造されたウォールボードの切断、鋸挽き、丸のみによる削り、折り、釘打ちまたはねじ留めまたは穴開けでは遙かに少ない。

他の態様では、本発明は、水、スタッコ、予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤を混合し、その場合ナフタレンスルホネート分散剤は、乾燥スタッコの重量に基づいて約０．１重量％から３．０重量％の量で存在し、予めゼラチン化した澱粉は、スタッコの重量に基づいて少なくとも約０．５重量％から約１０重量％の量で存在し、そして仕上げのウォールボード中に約７５％から約９５％の空気空隙を含む全空隙体積を形成するのに十分な石けんフォームを石膏含有スラリーへ添加することによる強さの大きいかつダスト発生の少ないウォールボードを製造する方法に関する。得られる石膏含有スラリーは、第１の紙または他の適切なカバーシート上に付着され、そして第２の紙または他の適切なカバーシートが付着されたスラリーの上に置かれて石膏ウォールボードを形成する。石膏ウォールボードは、石膏含有スラリーが切断できる固さに硬化した後に切断され、得られた石膏ウォールボードは乾燥されて、約７５％から約９５％の空気空隙を含む全空隙体積を有する仕上げウォールボード中に硬化石膏芯をもたらす。石膏含有スラリーは、任意に、トリメタホスフェート塩例えばナトリウムトリメタホスフェートを含むことができる。他の従来の成分もスラリー中に使用でき、適当なものとして、促進剤、結合剤、防水剤、紙ファイバー、ガラスファイバー、粘土、殺生物剤、および他の周知の成分を含む。

他の態様では、本発明は、約７５％から約９５％の全空隙体積を有する硬化石膏芯を有するダスト発生の少ない石膏ウォールボードを用い、その場合全空隙体積の少なくとも６０％が、約１００ミクロンより小さい平均直径を有する空気空隙を占めそして約５ミクロンより小さい平均直径を有する水空隙を含み、石膏ダストを生ずる方法（例えば、切断、鋸挽き、丸のみによる削り、溝ほり／折り、釘打ちまたはねじ留めまたは穴開け）でウォールボードを加工し、そして空隙中の石膏ダストの実質的な部分を捕捉することによりダスト発生の少ない石膏ウォールボードを使用する方法に関する。

本発明の１つの態様を示す、１５倍の注型石膏キューブサンプル（１１：０８）の走査電子顕微鏡写真である。 本発明の１つの態様を示す、１５倍の注型石膏キューブサンプル（１１：３０）の走査電子顕微鏡写真である。 本発明の１つの態様を示す、１５倍の注型石膏キューブサンプル（１１：５０）の走査電子顕微鏡写真である。 本発明の１つの態様を示す、５０倍の注型石膏キューブサンプル（１１：０８）の走査電子顕微鏡写真である。 本発明の１つの態様を示す、５０倍の注型石膏キューブサンプル（１１：３０）の走査電子顕微鏡写真である。 本発明の１つの態様を示す、５０倍の注型石膏キューブサンプル（１１：５０）の走査電子顕微鏡写真である。 本発明の１つの態様を示す、５００倍の注型石膏キューブサンプル（１１：５０）の走査電子顕微鏡写真である。 本発明の１つの態様を示す、２５００倍の注型石膏キューブサンプル（１１：５０）の走査電子顕微鏡写真である。 本発明の１つの態様を示す、１００００倍の注型石膏キューブサンプル（１１：５０）の走査電子顕微鏡写真である。 本発明の１つの態様を示す、１００００倍の注型石膏キューブサンプル（１１：５０）の走査電子顕微鏡写真である。

スタッコ、予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤そして適切な量の石けんフォームを含む石膏含有スラリーを用いて製造された石膏ウォールボードが、硬化石膏芯の全空隙体積が約８０％から約９２％であるとき、約１０ｐｃｆから３０ｐｃｆ（約０．１６−約０．４８ｇ／ｃｍ^３）の非常に低いボード芯の密度（従って低いボード重量）をもたらすばかりか、通常のボードのハンドリングおよび加工例えば切断、鋸挽き、丸のみによる削り、切り込み／折り、釘打ちまたはねじ留めまたは穴開けにおいてダストの発生が少ないことが意外なことに分かった。ウォールボードは、その結果、他の周知の製品よりも切断することが容易である。石けんフォームの導入は、平均で直径が約１００ミクロンより小さくそして一般に約１０ミクロンより大きいそして好ましくは約２０ミクロンより大きい小さい空気（気泡）空隙を生ずる。本発明は、蒸発性の水の空隙（一般に直径約５ミクロン以下、通常約２ミクロン）とともにこれらの小さい空気の泡が、一般に、仕上げウォールボード製品中の硬化石膏芯全体に均一に分布していることを求める。例えば、硬化石膏芯は、約８０％から約９２％の全空隙体積を有することができ、その場合少なくとも６０％の全空隙体積が約１０ミクロンより大きい平均直径を有する空隙からなり、そして少なくとも１０％の全空隙体積が約５ミクロンより小さい平均直径を有する水空隙からなる。空気および水の空隙（全芯空隙体積）として約８０％から約９２％の硬化石膏芯の全空隙体積を有する、この方法で製造された低密度ボード芯が、ボードの切断、鋸挽き、丸のみによる削り、切り込み／折り、釘打ちまたはねじ留めまたは穴開けに曝された空隙中の小さいダストおよび他の屑のかなりの量を捕捉してダストの発生が顕著に低下しそして空気で運ばれないと思われる。

硫酸カルシウム半水和物（スタッコ）の再水和およびその結果の硬化は、硫酸カルシウム２水和物の結晶を形成するために、特定の理論量の水（スタッコ１モルあたり１−１／２モルの水）を要する。しかし、工業上のプロセスは、一般に過剰の水を必要とする。この過剰のプロセスの水は、石膏結晶マトリックス中に蒸発性の水空隙を生じ、それらは、一般に実質的に不規則な形状をとり、そしてまた他の水空隙と結合し、硬化石膏結晶間のほぼ連続的な網状構造中に不規則なチャンネルを形成する。逆に、空気（気泡）空隙は、石けんフォームを使用して石膏スラリー中に導入される。空気空隙は、一般に、形状が球状かまたは円く、そしてまた一般に他の空気空隙から離れており、従って一般に不連続である。水空隙は、空気空隙の壁内に分布している（例えば図８−１０参照）。
ダストの捕捉の有効性は、硬化石膏芯の組成に依存する。ナフタレンスルホネート分散剤は、もし使用レベルが十分に高いと、乾燥後、ナフタレンスルホネート分散剤と橋かけ結合して石膏結晶をともに結合し、そのため石膏複合物の乾燥強さを増大させることが分かっている。

さらに、予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤の組み合わせ（有機相）が、硬化した石膏結晶をともに結合する糊のような作用を生じ、そしてこの処方物が、特別の空隙体積および空隙分布と組み合わされるとき、大きなサイズの破片が仕上げウォールボードの切り込み／折りに生ずることが意外なことに分かった。大きな石膏の破片は、一般に、空気で運ばれにくいダストを生ずる。対照的に、もし従来のウォールボードの形成物が使用されるならば、小さい破片が発生し従ってダストが一層生ずることになる。例えば、従来のウォールボードは、鋸による切断で、約２０−３０ミクロンの平均直径および約１ミクロンの最低直径を有するダスト破片を生ずる。対照的に、本発明の石膏ウォールボードは、鋸による切断で、約３０−５０ミクロンの平均直径および約２ミクロンの最低直径を有するダスト破片を生じ、切り込み／折りは、さらに大きな破片を生じさせる。

より柔らかいウォールボードでは、ダストは水空隙および空気空隙の両方に捕捉される（例えば、単一の結晶ダストとして小さい石膏の針状物の捕捉）。より固いウォールボードは、空気空隙におけるダスト捕捉を選ぶ。それは、硬化石膏芯の大きな厚い切片または破片がこれらのボードの加工で発生するからである。この場合、ダスト破片は、水空隙にとり余りに大きいが、空気空隙には捕捉される。本発明の１つの態様に従って、硬化石膏芯内に好ましい空隙／細孔のサイズの分布を導入することによりダスト捕捉の増大を達成できる。空気および水の空隙の分布として、小さいおよび大きい空隙のサイズの分布を有することが好ましい。１つの態様において、好ましい空気空隙の分布は、石けんフォームを用いて製造できる。以下の実施例６および７参照。

硬化石膏芯内の空気空隙（約１０ミクロンより大きい）対水空隙（約５ミクロンより小さい）の比は、約１．８：１から約９：１に及ぶ。硬化石膏芯内の空気空隙（約１０ミクロンより大きい）対水空隙（約５ミクロンより小さい）の好ましい比は、約２：１から約３：１に及ぶ。１つの態様では、硬化石膏芯内の空隙／細孔のサイズ分布は、約５ミクロンより小さい空隙約１０−３０％そして約１０ミクロンより大きい空隙約７０−９０％に及ぶ（測定した全空隙の％として）。換言すると、硬化石膏芯内の空気空隙（約１０ミクロンより大きい）対水空隙（約５ミクロンより小さい）の比は、約２．３：１から約９：１に及ぶ。好ましい態様では、硬化石膏芯内の空隙／細孔のサイズ分布は、約５ミクロンより小さい空隙約３０−３５％そして約１０ミクロンより大きい空隙約６５−７０％に及ぶ（測定した全空隙の％として）。換言すると、硬化石膏芯内の空気空隙（約１０ミクロンより大きい）対水空隙（約５ミクロンより小さい）の比は、約１．８：１から約２．３：１に及ぶ。

平均の空気（気泡）空隙サイズが直径で約１００ミクロンより小さいことが好ましい。好ましい態様では、硬化石膏芯内の空隙／細孔のサイズ分布は、約１００ミクロンより大きい（２０％）、約５０ミクロンから約１００ミクロン（３０％）そして約５０ミクロンより小さい（５０％）である。すなわち、好ましい中位の空隙／細孔サイズは、約５０ミクロンである。

石けんフォームは、導入されそして硬化石膏芯中の空気（気泡）空隙のサイズおよび分布をコントロールし、硬化石膏芯の密度をコントロールするのに好ましい。石けんの好ましい範囲は、約０．２Ｌｂ（約９１ｇ）／ＭＳＦから約０．６Ｌｂ（約２７２ｇ）／ＭＳＦであり、石けんのより好ましいレベルは約０．４５Ｌｂ（２０４ｇ）／ＭＳＦである。

石けんフォームは、望ましい密度を生ずるのに有効な量で、そしてコントロールされた方法で添加されねばならない。プロセスをコントロールするために、操作者は、ボードのヘッドをモニターしてラインを形成しそして満たされる外囲を維持しなければならない。もし外囲が満たされ続けられないならば、中空の端を有するウォールボードが生ずる。それは、スラリーが必要な体積を満たすことができないからである。外囲の体積は、ボードの製造中気泡の破裂を防ぐために石けんの使用量を増すことによるか（気泡をより良く維持するために）、または空気の噴射速度を速めることにより、満たされ続ける。従って、一般に、外囲の体積はコントロールされそして石けんの使用量を増すかまたは減らすか、或いは空気噴射速度を速めるかまたは遅らせるかの何れかにより調節される。ヘッドをコントロールする技術は、石けんフォームを添加してスラリーの体積を増すことによるか、または石けんの使用量を増してスラリーの体積を減らすかにより、テーブル上の「動的スラリー」への調節を含む。

本発明の１つの態様によれば、スタッコ、予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤を含む石膏含有スラリーから製造された仕上げ石膏含有製品が提供される。ナフタレンスルホネート分散剤は、乾燥スタッコの重量に基づいて約０．１−３．０重量％の量で存在する。予めゼラチン化した澱粉は、処方物中の乾燥スタッコの重量に基づいて少なくとも約０．５重量％から約１０重量％の量で存在する。スラリーで使用できる他の成分は、結合剤、防水剤、紙ファイバー、ガラスファイバー、粘土、殺生物剤および促進剤を含む。本発明は、新しく処方された石膏含有スラリーへの石けんフォームの添加を必要とし、仕上げ石膏含有製品例えば石膏ウォールボードの密度を低下させ、そして硬化石膏芯中の空気（気泡）空隙および水空隙の形で約７５％から約９５％そして好ましくは約８０％から約９２％の全空隙体積を導入することによりダストの発生をコントロールする。好ましくは、平均細孔サイズ分布は、約１ミクロン（水空隙）から約４０−５０ミクロン（空気空隙）である。

所望により、約０．５重量％から約１０重量％の予めゼラチン化した澱粉、約０．１重量％から約３．０重量％のナフタレンスルホネート分散剤、および少なくとも約０．１２重量％の最低量から約０．４重量％のトリメタホスフェート塩の組み合わせ（すべて石膏スラリーに使用される乾燥スタッコの重量に基づく）は、意外なことにそして顕著に石膏スラリーの流動性を増加する。これは、石膏ウォールボードのような石膏含有製品をつくるのに使用するのに十分な流動性を有する石膏スラリーを生成するのに必要な量の水を実質的に減らす。トリメタホスフェート塩は、標準の処方のそれの少なくとも約２倍であるが（ナトリウムトリメタホスフェートとして）、ナフタレンスルホネート分散剤の分散剤の活性を向上させるものと思われる。

ナフタレンスルホネート分散剤は、本発明により製造される石膏含有スラリーに使用されねばならない。本発明で使用されるナフタレンスルホネート分散剤は、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）および誘導体を含み、それらは、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒトとの縮合生成物である。特に望ましいポリナフタレンスルホネートは、ナトリウムナフタレンスルホネートおよびカルシウムナフタレンスルホネートである。ナフタレンスルホネートの平均分子量は、約３０００から２７０００に及ぶが、分子量は約８０００から２２０００であるのが好ましく、そして分子量が約１２０００から１７０００であるのがより好ましい。市販の製品として、高分子量分散剤は、低分子量の分散剤よりも高い粘度および低い固体含量を有する。有用なナフタレンスルホネートは、ＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏから市販されているＤＩＬＯＦＬＯ，Ｈａｍｐｓｈｉｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．Ｌｅｘｉｎｇｔｏｎ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓから市販されているＤＡＸＡＤ、およびＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌａｆａｙｅｔｔｅ，Ｉｎｄｉａｎａから市販されているＬＯＭＡＲ Ｄを含む。ナフタレンスルホネートは、好ましくは、例えば３５−５５重量％の固体含量の範囲の水溶液として使用される。例えば約４０−４５重量％の固体含量の範囲で、水溶液の形でナフタレンスルホネートを使用するのが最も好ましい。別の方法として、適切ならば、ナフタレンスルホネートは、例えばＬＯＭＡＲ Ｄのような乾燥固体または粉末の形で使用できる。

本発明で有用なポリナフタレンスルホネートは、一般式（Ｉ）を有する。

（式中、ｎは＞２であり、Ｍはナトリウム、カリウム、カルシウムなどである）。

好ましくは約４５重量％の水溶液のようなナフタレンスルホネート分散剤は、石膏複合処方物に使用される乾燥スタッコの重量に基づいて約０．５重量％から約３．０重量％の範囲で使用される。ナフタレンスルホネート分散剤のより好ましい範囲は、乾燥スタッコの重量に基づいて約０．５重量％から約２．０重量％であり、最も好ましい範囲は、乾燥スタッコの重量に基づいて約０．７重量％から約２．０重量％である。対照的に、周知の石膏ウォールボードは、この分散物を乾燥スタッコの重量に基づいて約０．４重量％以下のレベルで含む。

言い換えると、ナフタレンスルホネート分散剤は、乾燥重量基準で、石膏複合処方物中で使用される乾燥スタッコの重量に基づいて約０．１重量％から約１．５重量％の範囲で使用される。ナフタレンスルホネート分散剤のより好ましい範囲は、乾燥固体基準で、乾燥スタッコの重量に基づいて約０．２５重量％から約０．７重量％であり、そして最も好ましい範囲は、（乾燥固体基準で）乾燥スタッコの重量に基づいて約０．３重量％から約０．７重量％である。

石膏含有スラリーは、所望によりトリメタホスフェート塩例えばナトリウムトリメタホスフェートを含む。任意の好適な水溶性のメタホスフェートまたはポリホスフェートも本発明により使用できる。２つのカチオンを有するトリメタホスフェート塩である複塩を含むトリメタホスフェートを使用するのが好ましい。特に有用なトリメタホスフェート塩は、ナトリウムトリメタホスフェート、カリウムトリメタホスフェート、カルシウムトリメタホスフェート、ナトリウムカルシウムトリメタホスフェート、リチウムトリメタホスフェート、アンモニウムトリメタホスフェートなど、またはこれらの組み合わせを含む。好ましいトリメタホスフェート塩はナトリウムトリメタホスフェートである。例えば約１０−１５重量％の固体含量の範囲の水溶液としてトリメタホスフェート塩を用いるのが好ましい。他の環状または脂環状のポリホスフェートも、米国特許６４０９８２５（本明細書において参考として引用する）に記載されているように使用できる。

ナトリウムトリメタホスフェートは、石膏含有組成物中の周知の添加物であるが、石膏スラリー中に使用される乾燥スタッコの重量に基づいて約０．０５重量％から約０．０８重量％の範囲で一般に使用される。本発明の態様では、ナトリウムトリメタホスフェート（または他の水溶性のメタホスフェートまたはポリホスフェート）は、石膏複合処方物中で使用される乾燥スタッコの重量に基づいて約０．１２重量％から約０．４重量％の範囲で存在できる。ナトリウムトリメタホスフェート（または他の水溶性のメタホスフェートまたはポリホスフェート）の好ましい範囲は、石膏複合処方物中で使用される乾燥スタッコの重量に基づいて約０．１２重量％から約０．３重量％の範囲である。

アルファおよびベータの２つの形のスタッコが存在する。これらの２つのタイプのスタッコは、焼成の異なる手段により生成される。本発明では、スタッコのベータまたはアルファの何れの形も使用できる。

特に予めゼラチン化した澱粉を含む澱粉は、本発明で製造される石膏含有スラリーで使用されねばならない。好ましい予めゼラチン化した澱粉は、予めゼラチン化したとうもろこし澱粉例えばＢｕｎｇｅ Ｍｉｌｌｉｎｇ，Ｓｔ Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉから入手できる予めゼラチン化したとうもろこし粉末（以下の典型的な分析値、水分７．５％、蛋白８．０％、油分０．５％、粗繊維０．５％、灰分０．３％を有し、０．４８ｐｓｉの未加工強さおよび３５．０Ｌｂ／ｆｔ^３（約５６００ｇ／Ｌ）のルーズバルク密度を有する）である。予めゼラチン化したとうもろこし澱粉は、石膏含有スラリー中で使用される乾燥スタッコの重量に基づいて少なくとも約０．５重量％から約１０重量％の量で使用すべきである。

本発明者は、乾燥強さの予想されない増大（特にウォールボードにおいて）が、約０．１重量％から３．０重量％のナフタレンスルホネート分散剤の存在下、少なくとも約０．５重量％から約１０重量％の予めゼラチン化した澱粉（好ましくは予めゼラチン化したとうもろこし澱粉）を用いることにより得ることができることをさらに見いだした（澱粉およびナフタレンスルホネートのレベルは処方物に存在する乾燥スタッコの重量に基づく）。この予想されない結果は、水溶性のトリメタホスフェートまたはポリホスフェートが存在してもまたはしなくても得ることができる。

予めゼラチン化した澱粉が、本発明により製造された乾燥石膏ウォールボード中で少なくとも約１０Ｌｂ／ＭＳＦのレベルで使用でき、しかも高い強さおよび軽い重量が達成されることが、さらに意外なことに分かった。石膏ウォールボード中の約３５−４６Ｌｂ（約１６−約２１ｋｇ）／ＭＳＦのレベルの予めゼラチン化した澱粉が有効であることが示されている。例として、以下の表１および２に示されているように、処方物Ｂは４５Ｌｂ（約２０ｋｇ）／ＭＳＦを含むが、優れた強さを有する１０４２Ｌｂ（約４７３ｋｇ）／ＭＳＦのボード重量を生じた。この例（処方物Ｂ）では、水中４５重量％の溶液としてのナフタレンスルホネート分散剤が、１．２８重量％のレベルで使用された。

他の予想されない結果は、ナフタレンスルホネート分散剤とトリメタホスフェート塩との組み合わせが予めゼラチン化したとうもろこし澱粉、そして所望により紙ファイバーまたはガラスファイバーと組み合わされたとき、本発明により達成される。これらの３つの成分を含む処方物からつくられる石膏ウォールボードは、増加した強さと減少した重量とを有し、そしてこれらの製造中の水の要求量の減少により経済的により望ましい。紙ファイバーの有用なレベルは、乾燥スタッコの重量に基づいて約２重量％以内に及ぶ。ガラスファイバーの有用なレベルは、乾燥スタッコの重量に基づいて約２重量％以内に及ぶ。

促進剤は、米国特許６４０９８２５（本明細書において参考として引用される）に記載されているように、本発明の石膏含有組成物中で使用できる。１つの望ましい熱抵抗性促進剤（ＨＲＡ）は、粉末石膏（硫酸カルシウム２水和物）の乾燥粉砕から製造できる。少量の添加物（通常約５重量％）例えば砂糖、デキストロース、硼酸および澱粉は、このＨＲＡをつくるのに使用できる。砂糖またはデキストロースは、最近好ましい。他の有用な促進剤は、米国特許３５７３９４７（本明細書において参考として引用される）に記載されているような「気候安定化（耐候性）促進剤」または「気候安定促進剤」（ＣＳＡ）である。

水／スタッコ（ｗ／ｓ）比は、過剰の水が実際、加熱により追い出さねばならないので、重要なパラメーターである。本発明の態様では、好ましいｗ／ｓ比は、約０．７から約１．３である。

他の石膏スラリー添加物は、促進剤、結合剤、防水剤、紙ファイバーまたはガラスファイバー、粘土、殺生物剤および他の周知の成分である。

カバーシートは、従来の石膏ウォールボードにおけるように、紙からつくられるが、当業者に周知の他の有用なカバーシート（例えば繊維状ガラスマット）も使用できる。紙カバーシートは、石膏ウォールボードに強さの特徴をもたらす。有用なカバーシート紙は、Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｇｙｐｓｕｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓから入手できるＭａｎｉｌａ ７−プライおよびＮｅｗｓ−Ｌｉｎｅ ５−プライ、およびＣａｒａｕｓｔａｒ，Ｎｅｗｐｏｒｔ，Ｉｎｄｉａｎａから入手できるＧｒｅｙ−Ｂａｃｋ ３−プライおよびＭａｎｉｌａ Ｉｖｏｒｙ ３−プライを含む。紙カバーシートは、上面カバーシートすなわちフェースペーパー、そして底部カバーシートすなわちバックペーパーからなる。好ましいバックカバーシートペーパーは、５−プライ Ｎｅｗｓ−Ｌｉｎｅである。好ましいフェースカバーシートペーパーは、Ｍａｎｉｌａ ７−プライである。

繊維状マットは、またカバーシートの１つまたは両方として使用される。１つの有用な繊維状マットは、ガラスファイバーマットであり、ガラスファイバーのフィラメントが接着剤によりともに結合されている。好ましくは、繊維状マットは、不織ガラスファイバーマットであり、ガラスファイバーのフィラメントが接着剤によりともに結合されている。最も好ましくは、不織ガラスファイバーマットは、大量の樹脂コーティングを有する。例えば、樹脂コーティングによる約４０−５０％のマット重量を有する約１．２−２．０Ｌｂ／１００ｆｔ^２の重量％をもつＪｏｈｎｓ−Ｍａｎｖｉｌｌｅから入手できるＤｕｒａｇｌａｓｓ不織ガラスファイバーマットが使用できる。他の有用な繊維状マットは、織ったガラスマットおよび非セルロース性織物を含むが、これらに限定されない。

以下の実施例は、本発明をさらに説明する。それらは、本発明の範囲を制限するものと判断してはならない。

（サンプル石膏スラリー処方物）
石膏スラリー処方物は、以下の表１に示される。表１中のすべての値は、乾燥スタッコの重量に基づいて重量％として表示される。括弧内の値は、乾燥重量（ポンド）（Ｌｂ／ＭＳＦ）である。

（ウォールボードの製造）
サンプル石膏ウォールボードは、米国特許６３４２２８４および６６３２５５０（本明細書において参考として引用される）に従って製造された。これは、これらの特許の実施例５に記載されたように、フォームの別の発生、および他の成分のすべてのスラリー中へのフォームの導入を含む。

実施例１の処方ＡおよびＢを使用して製造される石膏ウォールボード、および通常のコンコールのボードのテスト結果は、以下の表２に示される。この実施例および他の以下の実施例におけるように、釘抜き抵抗、芯の固さおよび曲げ強さのテストは、ＡＳＴＭ Ｃ−４７３に従って行われた。従って、典型的な石膏ウォールボードは、厚さ約１／２インチ（約１．２７ｃｍ）であり、そして材料の１０００平方フィート（約９３ｍ^３）あたり約１６００ポンド（約７２６ｋｇ）から１８００ポンド（約８１７ｋｇ）すなわち約１６００−１８００Ｌｂ／ＭＳＦの重量を有する（「ＭＳＦ」は、１０００平方フィートに関する当該技術における標準の略称であり、それは箱、段ボール紙およびウォールボードの面積の測定に用いられる）。

表２に示されているように、処方ＡおよびＢスラリーを使用して製造された石膏ウォールボードは、コントロールボードに比べて重量が顕著に減少している。また表１について、処方Ｂに対する処方Ａの比較は、まったく印象的である。水／スタッコ（ｗ／ｓ）比は、処方Ａおよび処方Ｂで同様である。かなり高いレベルのナフタレンスルホネート分散剤も処方物Ｂで使用されている。また、処方Ｂでは、実質的に多くの予めゼラチン化した澱粉が使用されて約６重量％であり、それは処方Ａよりも１００％以上多く、強さが顕著に増大している。たとえそうであっても、求められる流動性を生ずる水の必要量は、処方Ｂスラリーでは低いままであり、相違は処方Ａに比べて約１０％である。両方の処方物における低い水の必要量は、石膏スラリー中のナフタレンスルホネート分散剤とナトリウムトリメタホスフェートの組み合わせの相乗作用によるものであり、それは、かなり高いレベルの予めゼラチン化した澱粉が存在しても、石膏スラリーの流動性を増大させる。

表２に示されるように、処方Ｂスラリーを用いて製造されるウォールボードは、処方Ａスラリーを使用して製造されるウォールボードと比べて、実質的に強さが増大する。増加した量のナフタレンスルホネート分散剤およびナトリウムトリメタホスフェートと組み合わせて増加した量の予めゼラチン化した澱粉を配合することにより、処方Ｂボードにおける釘抜き抵抗は、処方Ａボードに比べて４５％改善した。曲げ強さにおける実質的な増加は、また処方Ａボードに比べて、処方Ｂボードで観察された。

（１／２インチ石膏ウォールボードの重量減少試験）
スラリー処方およびテスト結果を含むさらなる石膏ウォールボードの例（ボードＣ、ＤおよびＥ）は、以下の表３に示される。表３のスラリー処方は、スラリーの主な成分を含む。括弧内の値は、乾燥スタッコの重量に基づいて重量％として示される。

表３に示されるように、ボードＣ、ＤおよびＥは、コントロールのボードと比較して、ｗ／ｓ比を一定にしつつ、実質的に増加した量の澱粉、ＤＩＬＯＦＬＯ分散剤およびナトリウムトリメタホスフェートを有するスラリーから製造された（澱粉および分散剤について％基準で約２倍の増加、そしてトリメタホスフェートについて２倍から３倍の増加）。それにもかかわらず、ボードの重量は顕著に減少し、そして釘抜き抵抗により測定された強さは劇的には変化しなかった。それゆえ、本発明の１つの態様のこの実施例では、新しい処方（例えばボードＤ）は、同じｗ／ｓ比および適切な強さを維持しつつ、使用できかつ流動可能なスラリー中に処方された澱粉を増加させる。

（湿潤石膏キューブ強さテスト）
湿潤石膏キューブ強さテストは、実験室でＵｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ＧｙｐｓｕｍＣｏｒｐ．Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓから入手できるＳｏｕｔｈａｒｄ ＣＫＳボードスタッコおよび水道水を用いて行われて、それらの湿潤圧縮強さを測定した。以下の実験室のテスト手順を用いた。

スタッコ（１０００ｇ）、ＣＳＡ（２ｇ）および水道水（１２００ｃｃ）を華氏７０度で各湿潤石膏キューブ注型物について使用した。予めゼラチン化したとうもろこし澱粉（２０ｇ、スタッコの重量に基づいて２．０％）およびＣＳＡ（２ｇ、スタッコの重量に基づいて０．２％）を、まずプラスッチクバッグ中でスタッコと十分に乾燥混合し、次にナフタレンスルホネート分散剤およびナトリウムトリメタホスフェートを含む水道水溶液と混合した。使用した分散剤は、ＤＩＬＯＦＬＯ分散剤（表４に示されるように１．０−２．０％）であった。種々の量のナトリウムトリメタホスフェートも、表４に示されるように使用した。

乾燥成分および水溶液を実験様ワーブルグブレンダー中で最初に混合し、生成した混合物を１０秒間浸漬し、次にスラリーをつくるために、混合物を１０秒間低速で混合した。形成したスラリーを３つの２インチ×２インチ×２インチ（約５．１ｃｍ×約５．１ｃｍ×約５．１ｃｍ）のキューブの型中に注型した。注型したキューブを次に型から取りだし、計量しそして圧縮強さテストが行われる前に水分の損失を防ぐためにプラスチックバッグにより内側をシールした。湿潤キューブの圧縮強さは、ＡＴＳ機を用いて測定され、そして１平方インチあたりポンド（ｐｓｉ）で平均として記録された。得られた結果は以下の通りである。

表４に示されるように、本発明の約０．１２−０．４％の範囲のナトリウムトリメタホスフェートのレベルを有するサンプル４−５、１０−１１および１７は、一般に、この範囲外のナトリウムトリメタホスフェートを有するサンプルに比べて、優れたキューブ圧縮強さをもたらした。

（１／２インチ軽量石膏ウォールボードプラント製造試験）
スラリー処方物を含むさらなる試験が行われ（試験ボード１および２）、そしてテスト結果は以下の表５に示される。表５のスラリー処方は、スラリーの主な成分を含む。括弧内の値は、乾燥スタッコの重量に基づいて重量％として示される。

表５に示されているように、試験ボード１および２は、コントロールボードに比べて、実質的に増加した量の澱粉、ＤＩＬＯＦＬＯ分散剤およびナトリウムトリメタホスフェートを有するが、ｗ／ｓ比が僅かに低下したスラリーから製造された。それにもかかわらず、釘抜き抵抗および曲げテストにより測定される強さは、維持されるかまたは改善され、そしてボード重量は、顕著に減少した。それゆえ、本発明の１つの態様のこの実施例では、新しい処方（例えば試験ボード１および２）は、同じｗ／ｓ比および適切な強さを実質的に維持しつつ、使用可能かつ流動可能なスラリー中に処方された増加したトリメタホスフェートおよび澱粉をもたらすことができる。

（１／２インチ超軽量石膏ウォールボードプラント製造試験）
実施例２におけるように処方Ｂ（実施例１）を使用してさらなる試験を行ったが（試験ボード３および４）、ただし予めゼラチン化したとうもろこし澱粉は、１０％濃度で水により調製され（湿潤澱粉の製造）、そしてＨＹＯＮＩＣ ２５ ＡＳおよびＰＦＭ ３３石けん（ＧＥＯ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌａｆａｙｅｔｔｅ，Ｉｎｄｉａｎａから入手）のブレンドを使用した。例えば、試験ボード３は、２５ＡＳが６５−７０重量％でありそして残りがＰＦＭ ３３であるＨＹＯＮＩＣ ２５ＡＳおよびＰＦＭ
３３のブレンドにより製造された。例えば、試験ボード４は、ＨＹＯＮＩＣ ２５ＡＳ／ＨＹＯＮＩＣ ＰＦＭ ３３の７０／３０（ｗ／ｗ）ブレンドにより製造された。試験の結果を以下の表６に示す。

表６に示されているように、釘抜きおよび芯の固さにより測定される強さの特徴は、ＡＳＴＭ標準よりも高かった。曲げ強さも測定してＡＳＴＭ標準より上であった。また、本発明の１つの態様のこの実施例では、新しい処方（例えば試験ボード３および４）は、適切な強さを維持しつつ、使用可能かつ流動可能なスラリー中に処方された増加したトリメタホスフェートおよび澱粉をもたらす。

（ボード重量の関数としての厚さ１／２インチ（約１．２７ｃｍ）の石膏ウォールボード芯で計算された空隙体積％および鋸による切断の結果）
実施例２におけるように処方Ｂ（実施例１）を使用して空隙体積および密度（試験ボード５−１３）を測定するために、さらなる試験を行ったが、ただし予めゼラチン化したとうもろこし澱粉は、１０％濃度で水により調製され（湿潤澱粉の製造）、０．５％ガラスファイバーを用いそしてナフタレンスルホネート（ＤＩＬＯＦＬＯ）は、４５％水溶液として１．２重量％のレベルで使用された。石けんフォームは、石けんフォーム発生器を使用してつくられ、そして望ましい密度を生ずるのに有効な量で石膏スラリーへ導入された。この実施例では、石けんは、０．２５Ｌｂ（約１１４ｇ）／ＭＳＦから０．４５Ｌｂ（約２０４ｇ）／ＭＳＦのレベルで使用された。すなわち、石けんフォームの使用量は、適切なように増加または減少された。各サンプルにおいて、ウォールボードの厚さは１／２インチ（約１．２７ｃｍ）であり、そして芯の体積は３９．１ｆｔ^３（約１．１７ｍ^３）／ＭＳＦにおいて均一であるとされた。空隙体積は、表面および裏面の紙がそれから除かれた幅４フィートのウォールボードサンプルについて測定された。表面および裏面の紙は、１１−１８ミルの範囲の厚さを有する（各側面）。空隙体積／細孔サイズおよび細孔サイズ分布は、走査電子顕微鏡（以下の実施例８参照）およびＸ線ＣＴスキャニング技術（ＸＭＴ）により測定された。

表７に示されるように、７９．０％から９２．１％におよぶ全芯空隙体積を有する試験ボードサンプルをつくり、それらはそれぞれ２８ｐｃｆ（約０．４５ｇ／ｃｍ^３）から１０ｐｃｆ（約０．１６ｇ／ｃｍ^３）におよぶボード芯密度に相当する。例として、試験ボード１０（８１．８％の全芯空隙体積および２３ｐｃｆ（約０．３７ｇ／ｃｍ^３）のボード芯密度を有する）の鋸による切断は、ダストの発生がコントロールボードよりも約３０％少なかった。追加の例として、もし結合剤（分散剤を有するかまたは有しない澱粉として）の少ない従来の処方によるウォールボード（約７５−８０％の全芯空隙体積より顕著に少ない）がつくられたならば、遙かに多くのダストの発生が、切断、鋸挽き、丸のみによる削り、折り、釘打ちまたはねじ留めまたは穴開けに予想される。例えば、従来のウォールボードは、約２０−３０ミクロンの平均直径および約１ミクロンの最低直径を有するダスト破片が鋸による切断により発生する。対照的に、本発明の石膏ウォールボードは、約３０−５０ミクロンの平均直径および約２ミクロンの最低直径を有するダスト破片が鋸による切断により発生する。

十分かつ有効な量の石けんフォームと組み合わされた、石膏含有スラリーを製造するのに使用されるいくつかの主な成分すなわちスタッコ、ナフタレンスルホネート分散剤、予めゼラチン化したとうもろこし澱粉、ナトリウムトリメタホスフェートおよびガラスおよび／または紙のファイバーの組み合わせが、ナイフによる切断、鋸による切断、切り込み／折り、穴開けおよび通常のボードのハンドリング中の石膏ダストの形成を劇的に減少させる有用な低密度の石膏ウォールボードを生成する相乗作用を有する。

（試験ボード１０における気泡空隙サイズおよび水空隙サイズの測定および石膏結晶の形態）
試験ボード１０を製造するプラント試験からの注型石膏キューブ（２インチ×２インチ×２インチ（約５．１ｃｍ×約５．１ｃｍ×約５．１ｃｍ））は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により分析された。気泡の空隙および蒸発性水空隙が、石膏結晶サイズおよび形状とともに観察され測定された。

３つのサンプルのキューブをつくり、そしてそれぞれ１１．０８、１１．３０および１１．５０とした。図１−３は、１５倍の倍率で各サンプルについて気泡の空隙サイズおよび分布を示す。図４−６は、５０倍の倍率で各サンプルについて気泡の空隙サイズおよび分布を示す。

高い倍率で、例えば１００００倍の倍率でサンプルキューブ１１．５０について図７−１０で示されるように、一般に実質的に大きな気泡の空隙壁で水空隙が観察された。殆どすべての石膏結晶は針状であり、小板は殆ど観察されなかった。針状物の密度および詰め込みは、気泡空隙の表面で変化した。石膏の針状物は、また気泡空隙の壁の水空隙で観察された。

ＳＥＭの結果は、本発明により製造された石膏含有製品では、空気および水の空隙は、硬化石膏芯全体にほぼ平均して分布していることを示す。観察された空隙サイズおよび空隙分布も、空気および水の空隙として十分な自由なスペースが形成されて（全芯空隙体積）、生成されたかなりの量の石膏ダストが、通常のボードのハンドリングでそして切断、鋸挽き、丸のみによる削り、切り込み、折り、釘打ちまたはねじ留めまたは穴開け中、曝された周囲の空隙に捕捉され、空気で運ばれることがない。

（ダストの少ない石膏ウォールボードにおけるダスト捕捉）
もしウォールボードが実施例７におけるように本発明の教示に従って製造されるならば、ウォールボードを加工することで生成する石膏ダストが、直径約１０ミクロンより大きい石膏破片を少なくとも５０重量％含むことが予想される。切断、鋸挽き、丸のみによる削り、切り込み、折り、釘打ちまたはねじ留めまたは穴開けによってウォールボードを加工することにより発生する全ダストの少なくとも約３０％以上が捕捉される。

本明細書および請求の範囲において、他に指示されていない限りまたは明らかに矛盾しない限り、物質は単数および複数の両方をカバーするものである。本明細書における値の範囲は、他に指示されていない限り、範囲内に入るそれぞれの別々の値を個々に述べる方法を手短にするためのものであり、そしてそれぞれ別々の値は、あたかもそれが個々に明細書で述べられているように、明細書中に組み入れられる。本明細書で記述されたすべての方法は、本明細書で他のものが指示されていない限りまたはそれが明らかに矛盾しない限り、任意の好適な順序で行うことができる。本明細書の任意およびすべての実施例または例示の表現（例えば）の使用は、単に本発明をより良く説明することを目的としたものであり、そして他に述べられていない限り、本発明の範囲に制限を課するものではない。本明細書におけるどんな表現も、本発明の実施に必須なものとして、すべての請求されていない要素を指示するものと考えてはならない。

本発明の好ましい態様は、本明細書で記述され、本発明を実施するために本発明者に知られている最良の態様を含む。説明された態様は例示に過ぎないと理解すべきであり、そして本発明の範囲を制限するものと考えてはならない。

［付記１］
２つの実質的に平行なカバーシートの間に形成され、約７５−約９５％の全空隙体積を有する硬化石膏芯を含むことを特徴とするダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記２］
硬化石膏芯が約８０−約９２％の全空隙体積を有する付記１のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記３］
硬化石膏芯が約１０−約３０ｐｃｆ（約０．１６−約０．４８ｇ／ｃｍ^３）の密度を有する付記１のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記４］
硬化石膏芯が、水、スタッコ、予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤を含む石膏含有スラリーから製造され、予めゼラチン化した澱粉は、スタッコの重量に基づいて約０．５重量％から約１０重量％の量で存在する付記１のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記５］
ナフタレンスルホネート分散剤が、スタッコの重量に基づいて約０．１重量％から約３．０重量％の量で存在する付記４のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記６］
ナフタレンスルホネート分散剤が、スタッコの重量に基づいて約０．３重量％から約０．７重量％の量で存在する付記４のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記７］
ナフタレンスルホネート分散剤が、約４０重量％から約４５重量％のナフタレンスルホネートを含む水溶液の形であり、そして水溶液が、スタッコの重量に基づいて約０．５重量％から約２．５重量％の量で存在する付記４のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記８］
石膏含有スラリーが、スタッコの重量に基づいて約０．１２重量％から約０．４重量％の量で存在するナトリウムトリメタホスフェートをさらに含む付記４のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記９］
ウォールボードが、約１２００Ｌｂ（約５４５ｋｇ）／ＭＳＦから約１４００Ｌｂ（約６３６ｋｇ）／ＭＳＦの乾燥重量を有する付記１のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記１０］
ウォールボードが、約５００Ｌｂ（約２２７ｋｇ）／ＭＳＦから約１２００Ｌｂ（約５４５ｋｇ）／ＭＳＦの乾燥重量を有する付記２のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記１１］
全空隙体積の少なくとも６０％が、約１００ミクロンより小さい平均直径を有する空気空隙よりなる付記２のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記１２］
全空隙体積の少なくとも１０％が、約５ミクロンより小さい平均直径を有する水空隙よりなる付記２のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記１３］
全空隙体積の少なくとも６５％が、約１０ミクロンより大きい平均直径を有する空気空隙よりなる付記２のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記１４］
全空隙体積の少なくとも６０％が、約２０ミクロンより大きい平均直径を有する空気空隙よりなる付記２のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記１５］
全空隙体積の少なくとも６０％が、約１０ミクロンより大きい平均直径を有する空気空隙よりなり、全空隙体積の少なくとも１０％が、約５ミクロンより小さい平均直径を有する水空隙よりなり、空気空隙および水空隙が硬化石膏芯全体にほぼ均一に分布している付記２のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記１６］
全空隙体積の少なくとも６０％が、約１００ミクロンより小さい平均直径を有する空気空隙よりなり、空気空隙がほぼ球状であり、空気空隙が互いにほぼ分離されている付記２のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記１７］
硬化石膏芯が、約１０ミクロンより大きい平均直径を有する空気空隙および約５ミクロンより小さい平均直径を有する水空隙を含み、空気空隙対水空隙の比が約２．３：１から約１．８：１である付記２のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記１８］
硬化石膏芯が、約１ミクロンから約５０ミクロンの平均細孔サイズ分布を有する空隙を含む付記２のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記１９］
硬化石膏芯が、全空隙の約２０％の量の約１００ミクロンより大きい空隙、全空隙の約３０％の量の約５０ミクロンから約１００ミクロンの空隙、および全空隙の約５０％の量の約５０ミクロンより小さい空隙からなる細孔サイズ分布を有する空気空隙を含む付記２のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記２０］
石膏含有スラリーが、約０．２５Ｌｂ（約１１６ｇ）／ＭＳＦから約０．４８Ｌｂ（約１８２ｇ）／ＭＳＦの量で存在する石けんをさらに含む付記４のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記２１］
石膏含有スラリーが、スタッコの重量に基づいて約２重量％以内の量で存在する紙ファイバー、およびスタッコの重量に基づいて約２重量％以内の量で存在するガラスファイバーをさらに含む付記４のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記２２］
水／スタッコ比が約０．７から約１．３である付記４のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記２３］
カバーシートが紙からなる付記１のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記２４］
少なくとも１つのカバーシートが、繊維状マット、不織ガラスファイバーマット、織ったガラスマットおよび非セルロース性布帛からなる群から選ばれる付記１のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記２５］
２つの実質的に平行なカバーシートの間に形成された予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤を含む硬化石膏芯を含み、硬化石膏芯が約８０％から約９２％の全空隙体積を有し、全空隙体積の少なくとも６０％が約１００ミクロンより小さい平均直径を有する空気空隙からなり、そして硬化石膏芯が約１０−約３０ｐｃｆ（約０．１６−約０．４８ｇ／ｃｍ^３）の密度を有することを特徴とするダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記２６］
硬化石膏芯が、スタッコ、予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤から製造され、予めゼラチン化した澱粉が、スタッコの重量に基づいて約０．５重量％から約１０重量％の量で存在する付記２５のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記２７］
ナフタレンスルホネート分散剤が、スタッコの重量に基づいて約０．１重量％から約３．０重量％の量で存在する付記２６のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記２８］
ナフタレンスルホネート分散剤が、スタッコの重量に基づいて約０．３重量％から約０．７重量％の量で存在する付記２６のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記２９］
石膏含有スラリーが、スタッコの重量に基づいて約０．１２重量％から約０．４重量％の量で存在するナトリウムトリメタホスフェートをさらに含む付記２６のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記３０］
ウォールボードが、約５００Ｌｂ（約２２７ｋｇ）／ＭＳＦから約１２００Ｌｂ（約５４５ｋｇ）の乾燥重量を有する付記２９のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記３１］
カバーシートが紙からなる付記２５のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記３２］
（ａ）水、スタッコ、予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤を含む石膏含有スラリーを混合する工程、予めゼラチン化した澱粉は、スタッコの重量に基づいて約０．５重量％から約１０重量％の量で存在し、ナフタレンスルホネート分散剤は、スタッコの重量に基づいて約０．１重量％から約３．０重量％の量で存在する、
（ｂ）仕上げウォールボード中で約７５％から約９５％の全空隙体積を形成するのに十分な石けんフォームを石膏含有スラリーに添加する工程、
（ｃ）石膏含有スラリーを第１のカバーシート上に付着させる工程、
（ｄ）第２のカバーシートを付着したスラリーの上に置いて石膏ウォールボードを形成する工程、
（ｅ）石膏含有スラリーが切断するのに十分な固さになった後石膏ウォールボードを切断する工程、および
（ｆ）石膏ウォールボードを乾燥して仕上げウォールボード中に硬化石膏芯を設ける工程
からなることを特徴とする高強度のダストの発生の少ない石膏ウォールボードを製造する方法。

［付記３３］
硬化石膏芯中に約８０％から約９２％の全空隙体積を形成するのに十分な石けんフォームが、工程（ｂ）で添加される付記３２の方法。

［付記３４］
全空隙体積の少なくとも６０％が、約１００ミクロンより小さい平均直径を有する空気空隙を含む付記３２の方法。

［付記３５］
第１のカバーシートおよび第２のカバーシートが紙からつくられる付記３２の方法。

［付記３６］
少なくとも１つのカバーシートが、繊維状マット、不織ガラスファイバーマット、織ったガラスマットおよび非セルロース性布帛からなる群から選ばれる付記３２の方法。

［付記３７］
スラリーが、スタッコの重量に基づいて約０．１２重量％から約０．４重量％の量で存在するナトリウムトリメタホスフェートをさらに含む付記３２の方法。

［付記３８］
ウォールボードが、約１２００Ｌｂ（約５４５ｋｇ）／ＭＳＦから約１４００Ｌｂ（約６３６ｋｇ）／ＭＳＦの乾燥重量を有する付記３２の方法。

［付記３９］
スラリーが、スタッコの重量に基づいて約０．１２重量％から約０．４重量％の量で存在するナトリウムトリメタホスフェートをさらに含む付記３３の方法。

［付記４０］
ウォールボードが、約５００Ｌｂ（約２２７ｋｇ）／ＭＳＦから約１２００Ｌｂ（約５４５ｋｇ）の乾燥重量を有する付記３９の方法。

［付記４１］
（ａ）約７５％から約９５％の全空隙体積を有する硬化石膏芯をもつダストの発生の少ない石膏ウォールボードを製造する工程、その際全空隙体積の少なくとも６０％が約１０ミクロンより大きい平均直径を有する空気空隙からなりそして全空隙体積の少なくとも１０％が約５ミクロンより小さい平均直径を有する水空隙からなる、
（ｂ）ウォールボードを加工して石膏のダストを生成する工程、および
（ｃ）空隙中の石膏のダストの実質的な部分を捕捉する工程
からなることを特徴とする加工される石膏ウォールボードのダストの発生が少ない方法。

［付記４２］
加工が、切断、鋸挽き、丸のみによる削り、切り込み／折り、釘打ち、釘打ち、ねじ留めおよび穴開けからなる群から選ばれる付記４１の方法。

［付記４３］
硬化石膏芯の全空隙体積が約８０％から約９２％である付記４１の方法。

［付記４４］
捕捉された石膏のダストの部分が、生成した石膏のダストの少なくとも約２０重量％である付記４１の方法。

［付記４５］
２つの実質的に平行なカバーシートの間に形成された予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤を含む硬化石膏芯を含み、
予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤は、直径約２ミクロンより大きい石膏の破片を生ずるのに十分な量で存在し、
硬化石膏芯は、約８０％から約９２％の全空隙体積を有し、
全空隙体積の少なくとも６０％は、約１０ミクロンより大きい平均直径および約１０−約３０ｐｃｆ（約０．１６−約０．４８ｇ／ｃｍ^３）の密度を有することを特徴とするダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記４６］
硬化石膏芯が、スタッコ、予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤を含む石膏含有スラリーから製造され、予めゼラチン化した澱粉はスタッコの重量に基づいて約０．５重量％から約１０重量％の量で存在する付記４５のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記４７］
ナフタレンスルホネート分散剤が、スタッコの重量に基づいて約０．１重量％から約３．０重量％の量で存在する付記４６のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記４８］
石膏含有スラリーが、スタッコの重量に基づいて約０．１２重量％から約０．４重量％の量で存在するナトリウムトリメタホスフェートをさらに含む付記４７のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記４９］
ウォールボードが、約５００Ｌｂ（約２２７ｋｇ）／ＭＳＦから約１２００Ｌｂ（約５４５ｋｇ）の乾燥重量を有する付記４８のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記５０］
２つの実質的に平行なカバーシートの間に形成された予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤を含む硬化石膏芯を含み、硬化石膏芯は約７５％から約９５％の全空隙体積を有し、繊維状マット、不織ガラスファイバーマット、織ったガラスマットおよび非セルロース性布帛からなる群から選ばれた少なくとも１つのカバーシートを含むことを特徴とするダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記５１］
硬化石膏芯が、スタッコ、予めゼラチン化した澱粉およびナフタレンスルホネート分散剤を含む石膏含有スラリーから製造され、予めゼラチン化した澱粉は、スタッコの重量に基づいて約０．５重量％から約１０重量％の量で存在する付記５０のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記５２］
ナフタレンスルホネート分散剤が、スタッコの重量に基づいて約０．１重量％から約３．０重量％の量で存在する付記５１のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記５３］
石膏含有スラリーが、スタッコの重量に基づいて約０．１２重量％から約０．４重量％の量で存在するナトリウムトリメタホスフェートをさらに含む付記５１のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

［付記５４］
カバーシートの少なくとも１つが不織ガラスファイバーマットである付記５０のダストの発生の少ない石膏ウォールボード。

Claims (15)

1. ２つのカバーシートの間に配置される硬化石膏芯を含有する石膏ボードであって、
   前記硬化石膏芯は、スラリーから形成されており、該スラリーは、水、スタッコ、フォーム、ナフタレンスルホネート分散剤、及びスタッコの重量に基づいて０．５重量％から１０重量％の量で存在する予めゼラチン化した澱粉を含み、さらに、任意で、スタッコの重量に基づいて０．１２重量％から０．４重量％の量で存在するナトリウムトリメタホスフェートを含み、
   石膏結晶マトリックスを含有する前記硬化石膏芯は、走査電子顕微鏡写真像を用いて空隙を計測して、（ｉ）前記硬化石膏芯の全空隙体積の少なくとも１０％を占める５ミクロン未満の平均直径を有する水空隙、及び（ｉｉ）前記硬化石膏芯の全空隙体積の少なくとも６０％を占める１０ミクロンを超える平均直径を有する空気空隙を含み、
   前記石膏結晶マトリックスは、前記硬化石膏芯が、ＡＳＴＭ Ｃ−４７３に準拠して測定して、少なくとも１１ポンド（約４９Ｎ）の平均の芯の固さを有するように形成されており、且つ、
   前記ボードは１２ｐｃｆ（約１９０ｋｇ／ｍ^３）から３５ｐｃｆ（約５６０ｋｇ／ｍ^３）の密度を有することを特徴とする、ボード。
2. 前記ボードの密度は、２４ｐｃｆ（約３８０ｋｇ／ｍ^３）から３１ｐｃｆ（約５００ｋｇ／ｍ^３）である、請求項１に記載の石膏ボード。
3. 前記硬化石膏芯は、１０ミクロンから５０ミクロンの細孔サイズを有する空隙を含む、請求項１又は２に記載の石膏ボード。
4. 前記ナフタレンスルホネート分散剤は、スタッコの重量に基づいて０．１重量％から３．０重量％の量で存在し、
   前記スラリーは、ナトリウムトリメタホスフェート、カリウムトリメタホスフェート、リチウムトリメタホスフェート、及び、アンモニウムトリメタホスフェートからなる群より選択されるトリメタホスフェート化合物であって、スタッコの重量に基づいて０．１２重量％から０．４重量％の量で存在するトリメタホスフェート化合物をさらに含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の石膏ボード。
5. １／２インチ（約１．３ｃｍ）のボードの厚さで、前記ボードは、（ｉ）１０００ｌｂ／ＭＳＦ（約５ｋｇ／ｍ^２）から１３００ｌｂ／ＭＳＦ（約６．３ｋｇ／ｍ^２）の乾燥重量、（ｉｉ）ＡＳＴＭ基準Ｃ−４７３に従って計測して、少なくとも３６ポンド（約１６０Ｎ）の機械方向の平均曲げ強度、及び／又は、少なくとも１０７ポンド（約４７６Ｎ）の機械方向の横方向の平均曲げ強度、又は、（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）の組み合わせを有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の石膏ボード。
6. ２つのカバーシートの間に配置される硬化石膏芯を含有する石膏ボードであって、
   前記硬化石膏芯は、空気空隙及び水空隙を含み、空気空隙対水空隙の体積比は、１．８：１から９：１であり、
   前記硬化石膏芯は、スラリーから形成されており、該スラリーは、水、スタッコ、フォーム、ナフタレンスルホネート分散剤、及びスタッコの重量に基づいて０．５重量％から１０重量％の量で存在する予めゼラチン化した澱粉を含み、さらに、任意で、スタッコの重量に基づいて０．１２重量％から０．４重量％の量で存在するナトリウムトリメタホスフェートを含み、
   前記硬化石膏芯は、走査電子顕微鏡写真像を用いて空隙を計測して、（ｉ）前記硬化石膏芯の全空隙体積の少なくとも１０％を占める５ミクロン未満の平均直径を有する水空隙、及び（ｉｉ）前記硬化石膏芯の全空隙体積の少なくとも６０％を占める１０ミクロンを超える平均直径を有する空気空隙を含み、
   前記ボードは、２４ｐｃｆ（約３８０ｋｇ／ｍ^３）から３５ｐｃｆ（約５６０ｋｇ／ｍ^３）の密度を有し、
   前記硬化石膏芯は、ＡＳＴＭ基準Ｃ−４７３に従って計測した平均の芯の固さが、少なくとも１１ポンド（約４９Ｎ）であることを特徴とする、石膏ボード。
7. 前記ボードの密度は、２４ｐｃｆ（約３８０ｋｇ／ｍ^３）から３１ｐｃｆ（約５００ｋｇ／ｍ^３）である、請求項６に記載の石膏ボード。
8. 前記空気空隙対水空隙の体積比は、２．３：１から９：１である、請求項６又は７に記載の石膏ボード。
9. 前記ナフタレンスルホネート分散剤は、スタッコの重量に基づいて０．１重量％から３．０重量％の量で存在し、
   前記スラリーは、ナトリウムトリメタホスフェート、カリウムトリメタホスフェート、リチウムトリメタホスフェート、及び、アンモニウムトリメタホスフェートからなる群より選択されるトリメタホスフェート化合物であって、スタッコの重量に基づいて０．１２重量％から０．４重量％の量で存在するトリメタホスフェート化合物をさらに含む、請求項６から８のいずれか１項に記載の石膏ボード。
10. １／２インチ（約１．３ｃｍ）のボードの厚さで、前記ボードは、（ｉ）１０００ｌｂ／ＭＳＦ（約５ｋｇ／ｍ^２）から１３００ｌｂ／ＭＳＦ（約６．３ｋｇ／ｍ^２）の乾燥重量、（ｉｉ）ＡＳＴＭ基準Ｃ−４７３に従って計測して、少なくとも３６ポンド（約１６０Ｎ）の機械方向の平均曲げ強度、及び／又は、少なくとも１０７ポンド（約４７６Ｎ）の機械方向の横方向の平均曲げ強度、又は、（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）の組み合わせを有する、請求項６から９のいずれか１項に記載の石膏ボード。
11. ２つのカバーシートの間に配置される硬化石膏芯を含有する石膏ボードであって、
    前記硬化石膏芯は、スラリーから形成されており、該スラリーは、水、スタッコ、フォーム、ナフタレンスルホネート分散剤、及びスタッコの重量に基づいて０．５重量％から１０重量％の量で存在する予めゼラチン化した澱粉を含み、さらに、任意で、スタッコの重量に基づいて０．１２重量％から０．４重量％の量で存在するナトリウムトリメタホスフェートを含み、
    石膏結晶マトリックスを含有する前記硬化石膏芯は、Ｘ線ＣＴスキャニング技術（ＸＭＴ）により得られた３次元画像を用いて空隙を計測して、（ｉ）前記硬化石膏芯の全空隙体積の少なくとも１０％を占める５ミクロン未満の平均直径を有する水空隙、及び（ｉｉ）前記硬化石膏芯の全空隙体積の少なくとも６０％を占める１０ミクロンを超える平均直径を有する空気空隙を含み、
    前記石膏結晶マトリックスは、前記硬化石膏芯が、ＡＳＴＭ Ｃ−４７３に準拠して測定して、少なくとも１１ポンド（約４９Ｎ）の平均の芯の固さを有するように形成されており、
    前記ボードは１２ｐｃｆ（約１９０ｋｇ／ｍ^３）から３５ｐｃｆ（約５６０ｋｇ／ｍ^３）の密度を有することを特徴とする、石膏ボード。
12. 前記ボードの密度は、２４ｐｃｆ（約３８０ｋｇ／ｍ^３）から３１ｐｃｆ（約５００ｋｇ／ｍ^３）である、請求項１１に記載の石膏ボード。
13. 前記硬化石膏芯は、芯の体積の７５％から９２％の全空隙体積を有する、請求項１１又は１２に記載の石膏ボード。
14. 前記ナフタレンスルホネート分散剤は、スタッコの重量に基づいて０．１重量％から３．０重量％の量で存在し、
    前記スラリーは、ナトリウムトリメタホスフェート、カリウムトリメタホスフェート、リチウムトリメタホスフェート、及び、アンモニウムトリメタホスフェートからなる群より選択されるトリメタホスフェート化合物であって、スタッコの重量に基づいて０．１２重量％から０．４重量％の量で存在するトリメタホスフェート化合物をさらに含む、請求項１１から１３のいずれか１項に記載の石膏ボード。
15. 前記空気空隙は１００ミクロン未満の平均細孔サイズを有する、請求項１から１４のいずれか１項に記載の石膏ボード。

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