CN100351475C - 抗微生物墙板 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种显示抗微生物特性的石膏墙板。还公开制备该墙板的方法。可以应用于墙板或其任何组件包括丙环唑，2-巯基吡啶氧化钠，甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。

Description

抗微生物墙板
相关申请的交叉引用
本申请要求基于在2002年6月7日提出的、标题为抗微生物墙板纸的美国临时申请60/387,000的优先权。
技术领域
本发明通常涉及石膏板和制备石膏板的方法。具体地，本发明涉及生产具有抗微生物(例如抗细菌和抗真菌)性质的石膏板的有效和经济的方法。
背景技术
石膏板，也称为干式墙和墙板(以下称为墙板)，是常用的建筑材料。它用于多种建筑应用。墙板更常规的一些应用包括构建内墙、隔墙和天花板。因为它具有理想的机械和美学性质，它是流行的建筑材料。它们耐用、经济而且防火。墙板还提供极好的抗压强度性质而密度较低。也许对于室内应用最重要的，它们容易用油漆或墙纸装饰，因此作为表面材料有吸引力。
概括地，墙板是夹在两厚纸之间的固化矿物(石膏)。石膏是一种矿物(CaSO4·H2O)，其可以从地面作为岩石开采或作为烟囱环境控制装置的副产品合成生产。下列段落概述制备墙板的典型方法。
将从地面开采的天然石膏运输至工厂并保存在岩石堆中直至需要。然后通过将其研磨为小块接着在窑中干燥来制备石膏岩。然后将干燥的石膏运行通过辊型轮碾机，在那将它碾成称为“石膏粉”的细粉。
然后加热石膏粉以去除石膏中约四分之三的化学结合水。结果是非常干燥的称为“灰泥”的粉末，当与水混和时，快速再水化和“凝固(set-up)”或硬化。灰泥然后贮存在大仓库中以待在墙板制备过程中使用。
从仓库中，灰泥进入制备过程的湿端。根据制备的墙板类型，将灰泥与水和其它成分混合以制备淤浆或浆糊。将淤浆铺展在传送带上输送的长的移动的奶油色纸流上。然后用盖纸覆盖或“层夹”淤浆。该长片层夹的石膏糊将在运输机上输送200-2000英尺至切割工位。运输机通常以提供约4-5分钟的运送时间的速度运转至切割工位。需要该时间以允许石膏糊在切割前硬化。一旦它到达切割工位，将其切成期望长度。然后将切割的墙板的奶油色一面翻转向上并放在窑中干燥。
在许多墙板生产工艺中，将诸如Archer Daniels Midland Company(ADM)生产的淀粉在制造工艺的某刻加入石膏芯材中。它的作用是保持纸附着在石膏芯上。尽管通常认为淀粉作为将纸与石膏芯结合的粘合剂，ADM技术材料声称淀粉实际上用于保护在干燥工艺中在石膏芯和纸之间形成的石膏晶体。不管淀粉作用保持纸吸附于石膏芯的实际机制，淀粉存在纸和石膏芯之间的界面上，它在该界面上的存在是构成本发明基础的因素之一。
使用常规墙板产品的缺点之一是它们对潮湿环境中的吸湿敏感。这是通常仅将墙板用于室内建筑的一个原因。不幸地，由于屋顶、窗户或管道的渗漏，用于室内建筑的产品有时可能遇水。另外，许多地理区域的特征是高湿度，这也提供可以被墙板吸收的水源。一旦暴露于湿气，常规的石膏墙板产品易于支持微生物生长，特别是真菌和细菌生长。
因为它提供适于微生物生长的生长条件，墙板易于支持微生物生长。除了温暖、潮湿的环境以外，微生物通常需要容易获得的营养来源以生长。诸如在纸和石膏芯的界面上发现的淀粉可以用作微生物生长的营养。
由于许多原因，真菌和细菌在墙板上的生长是不希望有的。首先，它将湿气截留在墙板中，导致结构弱化和甚至更多的真菌和细菌的传播。伴随着微生物的生长还产生使人不愉快的气味和着色。更严重地，当暴露于真菌孢子时，许多人对威胁生命的变态反应敏感。微生物在墙板上生长产生的问题，特别是人的健康问题，驱动对抗微生物生长的墙板的持续需要。
专利文献包含数个尝试解决墙板上微生物生长问题的实例。迄今，这些努力未能提供对该问题的经济上可行的解决方案。例如，Long的并转让给美国Gypsum公司的美国专利3,918,981和3,998,944讨论了将杀真菌剂应用于覆盖石膏芯的纸。其中讨论的杀真菌剂是水不溶性的金属喹啉醇盐，更具体地，铜喹啉醇盐。该抗微生物剂从环境角度是不合需要的。另外，在Long专利中讨论的抗真菌组合物具有特定的用途，缺乏处理石膏墙板一系列应用的灵活性。
类似地，最近公开的美国申请US 2003/0031898；US 2003/0035981和US 2003/0037502尝试解决墙板上真菌生长的问题。‘898’和‘981’文献尝试通过将大量活性成分加入墙板来解决问题。两篇文献中提供的实例将抗生物剂以基于墙板中石膏干重的接近5000ppm的水平直接加入石膏淤浆。由于多种原因，在墙板工艺中使用该高水平的活性成分在商业上是不合乎需要的，成本是首要考虑。‘898’和‘981’文献中优选使用的活性成分的毒性是其应用的另一缺点。
另外，在‘898’和‘981’文献讨论处理纸而不是石膏芯方面，‘898’和‘981’文献讨论喷雾在加工过的纸上或在造纸的过程中(即向纸浆中)加入活性成分。如‘898’和‘981’文献中所讨论，喷雾可能是困难和昂贵的，因为它通常需要另外的制造工艺设备或步骤或两者。喷雾基于表面活性剂的液体，如携带‘898’和‘981’活性成分的液体，经常导致起泡问题，导致非均匀的施用和可能干扰制造工艺。
类似地，由于纸工序精细调节和容易干扰的事实，将任何附加成分加入纸浆中通常是不希望有的。纸制造商倾向于避免对运行良好的工艺的任何不必要改变。如果通过加入纸浆掺入活性成分，活性成分通常必须以高浓度存在以在需要它的纸表面处有功效。
另外，如果将活性成分加入纸浆，活性成分必须将其吸附或吸引到纸纤维上(即对纸纤维具有直接性)，否则当从纸浆中脱水时活性成分将从纸浆上洗掉。这不仅浪费而且导致废水处理问题。另外，吸引到纸纤维上的活性成分显示较差的功效，因为它们缺乏流动性。
‘502’文献以不同的方式解决墙板/微生物生长的问题。‘502’文献用聚合纤维板替代墙板的纸覆盖物并尝试从石膏芯中去除大部分否则全部的微生物营养物(例如淀粉)。‘502’文献指明该方法在发现商业接受方面存在困难。
发明内容
本发明源于旨在发展在商业上可行的制备显示抗微生物特性的墙板的工艺研究。该研究的一个结果是显示抗微生物特性和抗微生物生长的墙板。按照本发明的墙板包含石膏芯，其具有至少第一面和与该面接触的无纺覆盖物(covering)。
墙板还包含含有至少第一抗微生物剂的抗微生物系统。取决于将抗微生物系统施用于墙板的方式，用于本发明实施中的该抗微生物系统还可以含有第二抗微生物剂。在一个实施方案中，抗微生物系统是无泡抗微生物系统，其包含在第一载体中的第一抗微生物剂和在第二载体中的第二抗微生物剂，其中两种载体彼此可溶。另外，第一和第二抗微生物剂以足以显示抗微生物功效的水平存在墙板或其组件(components)中。
本发明还包括显示抗微生物特性和抗微生物生长的墙板的生产方法。按照本发明的该方法包含将抗微生物系统以足以显示抗微生物功效的水平加入墙板或其组件中。将抗微生物系统加入墙板的步骤可以包含将无泡抗微生物系统加入墙板的纸覆盖层，墙板的石膏芯，或两者之中。将抗微生物系统加入墙板的步骤还可以包含将单独的抗微生物剂加入形成石膏芯的淤浆。
可以用于本发明实施中的优选抗微生物剂包括丙环唑(propiconazole)，2-巯基吡啶氧化钠(sodium pyrithione)，甲苯基二碘甲砜；戊唑醇(tebuconazole)；噻苯唑(thiabendazole)；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
因此，本发明还包含赋予基底抗微生物特性的抗微生物组合物。按照本发明的组合物包含选自丙环唑、2-巯基吡啶氧化钠及其混合物的第一抗微生物剂；和选自甲苯基二碘甲砜、戊唑醇、噻苯唑、3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯及其混合物的第二抗微生物剂。
                        发明详述
如前所述，已知制备抗微生物生长的墙板的概念，如1976年授权并公开转让给美国Gypsum公司的美国专利3,998,944所证明。然而迄今，赋予墙板抗微生物特性的尝试还未在商业上成功。在大多数情形中，商业失败可以归因于三个实际问题中的至少一个。第一，用于该方法中的抗微生物剂对人或动物有毒，因此产生不可接受的环境和健康风险。第二，用于该方法中的特定抗微生物剂太昂贵或者如此大量使用以致使得该方法在经济上不可行。第三，抗微生物添加剂倾向于干扰墙板生产工艺中的一个或多个步骤(例如制备纸覆盖物)。因此，任何在商业上成功的方法必须避免这些问题中的每一个。
为此，本发明人观察到不同抗微生物剂的组合提供在现有方法中未显示的协同作用。更具体地，用于本发明实施中的抗微生物剂的组合在较低浓度下显示可接受的功效，而且可能最重要地，不干扰或显著改变墙板的制造工艺。
现在转向本发明的细节，在一广泛方面，本发明是显示抗微生物特性和抗微生物生长的墙板。如本文所用，术语微生物包括细菌、真菌和其它这些形式的通常为本领域技术人员认为属于微生物学领域的生命。然而，真菌是墙板的主要问题。因此，为了易于讨论，该详细描述将经常参考真菌和抗真菌剂。该表示方法不应当解释为以任何方式限制本发明的范围。
本文所用的术语功效定义为抑制基底上微生物生长的特性。
按照本发明的墙板包含具有第一面的相反的第二面的石膏芯，与该石膏芯的面中的一面或两面接触的无纺覆盖物，和至少一种抗微生物剂。抗微生物剂可以存在于石膏芯、无纺覆盖物或两者之内或之上。当将抗微生物剂施用于无纺覆盖物时，施用的优选方法是通过含有至少两种(2)抗微生物剂的无泡抗微生物系统。两组分的无泡抗微生物系统也可以通过直接加入施用于石膏淤浆。如果直接加入石膏淤浆是施用所选方法，试验已经显示加入仅一种抗微生物剂可以获得可接受的功效。以下更详细地讨论处理墙板的方法。
不管施用抗微生物剂的方法，本发明所有的实施方案包含足以显示抗微生物和特别是各种真菌的功效的量的抗微生物剂。更具体地，本发明的优选实施方案包含足以抑制基底上微生物生长的量的抗微生物剂，其按照AATCC(美国化学家&着色师协会)测试方法30，部分III测试。本领域技术人员熟悉该测试方法及其参数。
任何适合作为石膏芯的材料在本发明的范围内。因此，不限制本发明的范围，优选实施方案包含一种石膏芯，其由石膏粉，水，纸浆，淀粉和/或凝固(setting)控制剂组成。典型地，石膏芯夹在两片无纺布之间。在大多数情形中无纺布是纤维素性的(即纸)，但它也可包含其它合成的无纺布。如果无纺覆盖物是纸，两片纸通常称为前纸面和后纸面(facing)。前纸面通常是浅色、光滑的织纹纸(textured paper)，其设计来面向建筑内部。相反，后纸面典型地是较暗、较不光滑的织纹纸，其设计来不被看见。
适合作为前或后纸面的任何材料在本发明的范围内。实际上，本发明的一个益处是它特别适合用于利用纸面的墙板工艺。因此，在优选实施方案中，无纺覆盖物包含纤维素材料。在更优选的实施方案中，无纺覆盖物包含纸。在特别优选的实施方案中无纺覆盖物是牛皮纸纸料，每1000平方英尺约40磅至90磅。
通过使用无泡抗微生物系统可以提供本发明的抗微生物方面。按照本发明的无泡抗微生物系统特别适合于赋予纸抗微生物特性。
在造纸的过程中，可以以数种方法将抗微生物剂加入纸中，这些方法属于本发明的范围内。可以通过在纸形成过程中将抗微生物剂加入纤维/纸浆来处理纸。尽管该方法可能有效，如前所讨论它也倾向于是成本禁止性的。
备选地，纸可以用抗微生物组合物表面处理。表面处理通常涉及液体或可铺展的抗微生物组合物。通过处理机制的类型可以进一步分解表面处理。
在与墙板接触之前或之后喷雾纸覆盖物属于本发明的范围内。然而，因为必须使用的活性成分的量，该处理方法经常是成本禁止性的。如前所述，微生物生长的主要区域之一是纸覆盖物和石膏芯之间的界面。该界面是作为石膏淤浆一部分的淀粉经干燥后迁移和用作微生物营养源的地方。通过喷雾获得界面上的功效通常要求纸饱和。饱和要求过量和昂贵量的抗微生物剂。
更经济和优选的表面处理方法是在制备纸覆盖物时，将抗微生物剂作为均匀涂层施用于纸覆盖物的一面或两面。实验室测试和商业测试已经显示不一定必须涂布纸与石膏芯接触的面来获得在纸和石膏界面处可接受的功效。用于本发明实施中的抗微生物剂已经证明迁移通过纸至界面的能力。本发明一个特殊益处是它提供有效和经济涂布纸覆盖物的一面或两面的机制。
造纸机是非常复杂的机器，并经常认为是所有主要工业生产机器中调节最精细的。改变正常的纸生产工艺可能导致非常昂贵的干扰，因此一旦工艺上线和运转，造纸商不喜欢改变生产设备或液体浆组合物。在可能范围内，对纸的任何改变应当尽可能在下游、优选在成纸以后完成。
本发明提供纸的下游处理而不干扰成纸工艺和不加入昂贵的固定设备如喷雾器。
本发明通过提供无泡抗微生物系统来实现这个目标，使用为了加湿或对干纸的其它处理而已经存在的水浴，在成纸工艺干燥端的砑光机辊处将该系统施用于纸。按照本发明的抗微生物系统在水浴中形成无泡乳液并施用，使用绕线棒控涂漆器控制沉积作用。在存在活性成分沉淀方面，纸通过水浴移动提供的搅拌将保持试剂悬浮。
存在水浴中的搅拌是抗微生物系统应当无泡的一个原因。如本文所用，术语无泡意指抗微生物系统在足于导致造纸工艺混乱或产生不可接受的抗微生物剂不均匀施用的水浴搅拌期间不产生泡沫。
按照本发明的无泡抗微生物系统包含在第一载体中的第一抗微生物剂和在第二载体中的第二抗微生物剂。优选地，第一和第二载体彼此至少部分可溶。这通过最小化两个液相的形成，增加了抗微生物系统的稳定性。
例如和如以下更详细地讨论，适用于实施本发明的一种抗微生物剂丙环唑，其以WOCOSEN的商品名可商购自Janssen Pharmacetica。另一种适用于本发明的抗微生物剂是二碘甲基-4-甲苯基砜，其以AMICAL的商品名可商购自Dow Chemical。两个商业实施方案可以在彼此可溶的载体中获得，这提高系统的稳定性和和减少起泡。
适用于本发明的可商购的抗微生物剂可以存在于基于表面活性剂的载体中。尽管基于表面活性剂的载体可以用于本发明的实施中，应当注意确保水浴在施用抗微生物系统期间不变得起泡太多。
包含至少两种或多种活性抗微生物剂的无泡抗微生物系统的应用还部分产生于成本考虑。与先前制备抗微生物墙板的尝试相关的问题之一是它们倾向于集中在以较高浓度将一种特定的抗微生物剂加入墙板。例如，US2003/0035981A1提供的实施例使用接近5000ppm的活性剂载荷。这样高的载荷增加成本。
在寻找更经济的制备抗微生物墙板的方法中，当使用抗微生物剂的组合时本发明人观察到协同作用。使用低得多活性成分浓度可以获得可接受的功效。
作为比较，US 2003/0035981讨论通过用含有最少5000ppm活性成分的溶液喷雾纸来表面处理纸。使用本发明，通过使用无泡抗微生物系统辊涂纸观察到可接受的处理墙板纸的功效，在无泡抗微生物系统中两种抗微生物剂的组合浓度小于1000ppm，在许多情形中小于500ppm。与‘981’实施例相比，这表示活性剂的量的10倍减小，该减小甚至未考虑与‘981’喷雾工艺相关的抗微生物剂的流失损失。
因此，在优选实施方案中第一抗微生物剂选自丙环唑，2-巯基吡啶氧化钠及其混合物。两种试剂可以以各种浓度商购，并可以由本领域技术人员稀释至所需程度。
优选地，第二抗微生物剂选自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。这些试剂也可商购。
本领域技术人员可以容易地调整每种抗微生物剂的相对量以获得所需功效水平。通常，高浓度转变为高功效。然而，无泡抗微生物系统的优选实施方案是水中的乳状液，其包含按重量计约0.1％-0.8％的丙环唑，0.1％-0.5％的甲苯基二碘甲砜，和0.05％-0.15％的3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯。
将使用0.20％丙环唑，0.175％甲苯基二碘甲砜和0.10％3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯的水中的乳状液施用于50磅/平方英尺的纸，当以约5％至20％的基于纸干重的纤维吸液率施用于纸表面时显示可接受的结果。约5％至约7％的纤维吸液率显示可接受的结果并由于成本考虑而优选。可以以本领域技术人员已知的几种方法调节纸吸收的量，该方法如调整浴槽中的停留时间，调整系统中抗微生物剂的浓度，或两者。
任选地，上述组合物可以包括石膏淤浆重量的约0.05％-5％的粘合剂以增加对纸的直接性(substantivity)。适当粘合剂的实例是有机改性的聚二甲基硅氧烷如来自OSI公司的RE-29。这些粘合剂减少石膏墙板中的湿气聚集。其它粘合剂的实例包括阳离子型聚合物，丙烯酸乳胶，和环氧油漆或涂层，这些都为本领域技术人员所已知。
具体实施方式
                     表面处理实施例
如下表1所示，在环境条件下在水中将下列抗微生物剂的各种组合充分混和在一起。
                                表1
                            组合制剂(ppm)
  样品   2-巯基吡啶氧化Zn   DITS   丙环唑   IPBC   总ppm
  A   507   820   817   512   2656
  B   0   1485   1566   0   3051
  C   0   1109   1095   555   2759
  D   0   0   2396   554   2950
  E(比较)   1006   0   0   0   2556
DITS＝二碘甲基-4-甲苯基砜
IPBC＝3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯
2-巯基吡啶氧化Zn＝2-巯基吡啶氧化锌
使用绕线棒控涂漆器控制沉积作用，将表1的制剂施用于50磅牛皮纸纸料。将制剂施用于纸与石膏/纸界面相反的面。近似的吸收是约15％。通过AATCC方法30，部分II检测纸样，评估组合物的抗真菌功效。检测生物是A.Niger。在温育七(7)天后，基于下列标准评估样品；0表示未观察到生长；1表示仅在显微镜下生长明显；和2表示肉眼可见的生长。另外，可能存在抑制区域，其中在样品邻近的任何地方抑制生物的生长。因此，结果以等级和当适用时抑制区域报告。该试验的结果在表2中显示。还测试将各种粘合剂或偶联剂加入表1制剂中的潜在效果。罗马数字鉴定了各种成分的组合。
                                表2
  表1制剂   组合物   生长级别   抑制区域(mm)
  A   III   0   3
  IV   0   -
  II   0   3
  I   0   -
  B   III   0   2
  IV   0   2
  II   0   3
I 0 -
  C   III   0   6
  IV   0   3
  II   0   2
  I   0   3
  D   III   0   4
  IV   0   2
  II   0   5
  I   0   1
  E(比较)   III   2   -
  IV   2   -
  II   2   -
  I   2   -
  对照-无抗微生物剂   IV   2   -
  I   2   -
(I)-含有水和不含粘合剂的表1的制剂
(II)-包括1％重量的硅酮涂层(RE-29)的表1制剂
(III)-包括1％重量的、对纸具有亲和力的阳离子型聚合物的表1制剂
(IV)-包括1％重量的硅烷偶联剂的表1制剂
如结果所示，不管粘合剂，A，B，C，和D制剂未显示观察得到的生长。未处理的对照未显示功效。
进行另外的实验室测试以测定是否可以使用更低浓度的抗微生物剂来获得功效。在不同浓度下测试几种活性剂组合来观察功效。将下示组合施用于50磅的2英寸×2英寸的正方形牛皮纸，并使用AATCC方法30部分III检测。结果在表3和4中显示。
                                表3
  样品#   Prop.(ppm)   TDS(ppm)   IPBC(ppm)   TRI(ppm)   生长级别   抑制区域(mm)
  1   300   100   0   9
  2   300   100   0   10
  3   200   100   100   0   3
  4   100   100   100   100   0   9
  5   100   100   0   7
  6   500   100   0   15
  7   500   100   0   16
  8   400   0   11
Prop.＝丙环唑(Wocosen Technical from Janssen)
TDS＝甲苯基二碘甲砜(Amical Flowable from Dow)
IPBC＝碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯(Polyphase CST from Troy)
Tri.＝三氯生(Ingrasan DP300from Ciba)
                                表4
 样品#   Prop.(ppm)   TDS(ppm)   TDS2   IPBC(ppm)   Teb.(ppm)   生长级别   抑制区域(mm)
 对照   0   0   0   0   0   Macro   N/A
 1   500   100   0   100   0   0   5
 2   450   0   100   0   310   0   -
 3   300   0   150   0   0   0   3
 4   375   0   100   0   300   0   4
 5   430   0   0   100   0   0   4
 6   650   0   0   150   0   0   -
Prop.＝内环唑(Wocosen 250EC from Janssen)
TDS＝甲苯基二碘甲砜(Amical Flowable from Dow)
TDS2＝甲苯基二碘甲砜(Amical 48 from Dow)
IPBC＝碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯(Omacide IPBC40 from Arch)
Teb.＝戊唑醇(Preventol A8 from Bayer)
如以上数据所示，使用较低浓度的抗微生物剂可以实现可接受的微生物生长抑制。低至400ppm的组合活性剂可以实现零生长和抑制区域。
优选地，将无泡抗微生物系统施用于无纺覆盖物(即纸)以使第一抗微生物剂以约50ppm至约1200ppm、更优选约200ppm至1200ppm的浓度存在无纺覆盖物之中或之上。在特别优选的实施方案中，第一抗微生物剂是丙环唑，并以约80ppm至约1000ppm、更优选约500ppm至1000ppm的浓度存在。
同样，第二抗微生物剂优选以约40ppm至约1600ppm、更优选约60ppm至1400ppm的浓度存在于无纺覆盖物中。在特别优选的实施方案中，第二抗微生物剂是甲苯基二碘甲砜(Amical Flowable from Dow)并以约40ppm至约1600ppm、更优选约60ppm至1400ppm的浓度存在。
备选地，无泡抗微生物系统可以直接加入石膏芯。在该实施方案中无泡抗微生物系统典型地在将淤浆铺展在无纺覆盖物上之前某刻直接加入石膏淤浆。存在无泡抗微生物系统中的抗微生物剂应当能够与淀粉和其它添加剂一起迁移至石膏芯的外表面。以上所列抗微生物剂能够这样迁移。
如果将无泡抗微生物剂加入石膏淤浆，它们以与以上提及关于纸处理的相同浓度加入。诸如所用石膏类型、干燥速率、其它添加剂的存在的因素可以改变具体应用中所需的浓度。因此，以上浓度是指导和不应当解释为过度限制本发明的范围。
本领域技术人员可以容易地测定任何具体工艺所需终浓度。在特别优选的实施方案中，将至少一种抗微生物剂直接加入淤浆，该抗微生物剂选自丙环唑，2-巯基吡啶氧化钠，甲苯基二碘甲砜；戊唑醇，噻苯唑；和3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
如果将抗微生物剂直接加入淤浆，意外地观察到如果所加抗微生物剂的浓度依赖于淤浆中的淀粉量而不是干板的重量可以更有效地利用抗微生物剂。该观察的总体结果是使用较低浓度的抗微生物剂可以实现可接受的功效。
优选地，加入一种或多种以上所列抗微生物剂以获得约100ppm至约2000ppm抗微生物剂浓度，该浓度基于存在的淀粉重量或其它任何能够为微生物提供营养的材料的重量。在特别优选的实施方案中，将3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯以基于淤浆中淀粉浓度的约0.02-0.1wt％(200-1000ppm)的浓度加入石膏淤浆。
再比较US 003/0035981A1，在‘981’文献中提供的实施例讨论将抗微生物剂以基于干板重量的5000ppm的最小浓度加入石膏淤浆。与此对比，本发明通过以基于淤浆中淀粉重量的约200ppm至1000ppm的浓度将抗微生物剂加入淤浆实现可接受的功效。考虑到淤浆中淀粉重量是干燥板重量的一小部分，本发明表示所用抗微生物剂量一个数量级的减小。
尽管关于纸处理讨论的防沫抗微生物系统是液体，没有要求与石膏淤浆结合使用的防沫抗微生物系统必须是液体。大多数适用于本发明实施的抗微生物剂作为液体可商购。然而，抗微生物剂可作为固体获得，它们也可以用于本实施方案。
在本发明这方面的一个特别优选的实施方案中，本发明包含显示抗微生物特性和抗微生物生长的墙板。该墙板包含具有第一面和第二面的石膏芯，无纺覆盖物与至少一面和优选两面接触。墙板还包含能够在石膏芯和无纺覆盖物之间的界面上为微生物提供营养的材料(例如淀粉)。基于淀粉重量的约100ppm至约2000ppm的抗微生物剂也存在墙板中，优选在石膏芯中，其中它迁移至界面并显示抗微生物生长的功效。
存在石膏芯中的抗微生物剂可以选自丙环唑，2-巯基吡啶氧化钠，甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯优选浓度为基于存在淀粉重量的约100ppm至1000ppm。
在另一方面，本发明包含生产显示抗微生物特性和抗微生物生长的墙板的方法。按照本发明的方法的步骤在前面结合关于墙板的实施方案讨论，因此这里无需重复。
在还有另一实施方案中，本发明是赋予基底抗微生物特性的抗微生物组合物。按照本发明的组合物包含选自丙环唑、2-巯基吡啶氧化钠、及其混合物的第一抗微生物剂。组合物还包含选自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物的第二抗微生物剂。
优选第一抗微生物剂以基于组合物总重量的约0.03wt.％(300ppm)至0.12wt.％(1200ppm)活性成分的量存在于组合物中，第二抗微生物剂以基于组合物总重量的约0.004wt.％(40ppm)至0.16wt.％(1600ppm)活性成分存在于组合物中。
在特别优选的实施方案中，第一抗微生物剂是丙环唑并且以300ppm-1200ppm的量存在于组合物中，第二抗微生物剂是甲苯基二碘甲砜，并以40ppm-1600ppm的量存在。
按照本发明的组合物特别适合赋予墙板或墙板任何组件抗微生物特性。

Claims (53)

1.显示抗微生物特性和抗微生物生长的墙板，该墙板包含：具有第一面的石膏芯；与所述第一面接触的无纺覆盖物；含有第一抗微生物剂和第二抗微生物剂的无泡抗微生物系统；其中所述第一抗微生物剂选自丙环唑、2-巯基吡啶氧化钠、及其混合物，所述第二抗微生物剂选自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
2.按照权利要求1的墙板，其中所述无泡抗微生物系统包含存在于第一载体中的第一抗微生物剂和存在于第二载体中的所述第二抗微生物剂，其中所述第一和第二载体彼此可溶。
3.按照权利要求1的墙板，其中所述无泡抗微生物系统是所述第一和第二抗微生物剂的乳状液。
4.按照权利要求1的墙板，其中所述无纺覆盖物包含纸。
5.按照权利要求1的墙板，其中所述抗微生物剂存在于所述石膏芯的所述第一面和所述无纺覆盖物之间的界面上。
6.按照权利要求1的墙板，其中所述抗微生物剂存在于所述无纺覆盖物之中。
7.按照权利要求6的墙板，其中所述抗微生物剂作为所述无纺覆盖物之上的涂层存在。
8.按照权利要求7的墙板，其中所述涂层与所述石膏芯接触。
9.按照权利要求1的墙板，其中所述第一抗微生物剂和所述第二抗微生物剂以按照AATCC测试方法30部分III的足以抑制所述墙板上宏观生长的量存在。
10.按照权利要求1的墙板，其中所述第一抗微生物剂以约50ppm至约1200ppm的浓度存在无纺覆盖物中。
11.按照权利要求10的墙板，其中所述第一抗微生物剂是丙环唑，并以约80ppm至1000ppm的浓度存在于无纺覆盖物中。
12.按照权利要求11的墙板，其中所述丙环唑以约500ppm至1000ppm的浓度存在于无纺覆盖物中。
13.按照权利要求1的墙板，其中所述第二抗微生物剂以约40ppm至约1600ppm的浓度存在无纺覆盖物中。
14.按照权利要求13的墙板，其中所述第二抗微生物剂以约60ppm至约1400ppm的浓度存在无纺覆盖物中。
15.按照权利要求13的墙板，其中所述第二抗微生物剂是甲苯基二碘甲砜，并以约60ppm至约1400ppm的浓度存在无纺覆盖物中。
16.按照权利要求1的墙板，其中所述第一抗微生物剂和所述第二抗微生物剂存在石膏芯中。
17.按照权利要求16的墙板，其中至少一部分所述第一抗微生物剂和所述第二抗微生物剂迁移至所述石膏芯和所述无纺覆盖物之间的界面。
18.按照权利要求17的墙板，其中所述第一抗微生物剂选自丙环唑，2-巯基吡啶氧化钠及其混合物，并以约50ppm至约1200ppm的浓度存在。
19.按照权利要求18的墙板，其中所述第一抗微生物剂是丙环唑并以约80ppm至约1200ppm的浓度存在于石膏芯中。
20.按照权利要求19的墙板，其中所述丙环唑以约500ppm至约1000ppm的浓度存在。
21.按照权利要求17的墙板，其中所述第二抗微生物剂选自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物，并以约40ppm至约1600ppm的浓度存在。
22.按照权利要求21的墙板，其中所述第二抗微生物剂是甲苯基二碘甲砜。
23.显示抗微生物特性和抗微生物生长的墙板，该墙板包含：具有第一面的石膏芯；与所述第一面接触的无纺覆盖物；能够在所述石膏芯和所述无纺覆盖物之间的界面处为微生物提供营养的材料；和基于能够提供营养的材料重量约100ppm至约2000ppm的抗微生物剂，其中所述抗微生物剂存在石膏芯中并迁移至所述界面，其中所述抗微生物剂含有第一抗微生物剂和第二抗微生物剂，所述第一抗微生物剂选自丙环唑、2-巯基吡啶氧化钠、及其混合物，所述第二抗微生物剂选自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
24.按照权利要求23的墙板，其中所述第二抗微生物剂是3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯，并以基于所述能够提供营养的材料重量约200ppm至约1000ppm的浓度存在。
25.一种显示抗微生物特性和抗微生物生长的墙板的生产方法，该方法包含将无泡抗微生物系统以足以显示抗微生物功效的水平加入墙板或其组件，其中所述抗微生物系统含有第一抗微生物剂和第二抗微生物剂，所述第一抗微生物剂选自丙环唑、2-巯基吡啶氧化钠、及其混合物，所述第二抗微生物剂选自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
26.一种按照权利要求25的方法，其另外包含在加入无泡抗微生物系统步骤之前，组合在第一载体中的第一抗微生物剂和在第二载体中的第二抗微生物剂以获得无泡抗微生物系统的步骤。
27.按照权利要求26的方法，其中所述第一载体和所述第二载体彼此可溶。
28.按照权利要求26的方法，其中将所述无泡抗微生物系统加入所述墙板或其组件的步骤包含：
将无纺覆盖物与石膏芯接触；
在将所述无纺覆盖物与所述石膏芯接触之前或之后将所述无泡抗微生物系统加入所述无纺覆盖物。
29.按照权利要求28的方法，其中所述无纺覆盖物是纸。
30.按照权利要求29的方法，其中将所述无泡抗微生物系统加入所述纸的步骤包含用所述无泡抗微生物系统喷雾所述纸。
31.按照权利要求28的方法，其中将所述无泡抗微生物系统加入所述纸的步骤包含在成纸工艺中在砑光辊处将所述无泡抗微生物系统加入所述纸的至少一面。
32.按照权利要求31的方法，其中将所述无泡抗微生物系统与所述石膏芯接触。
33.按照权利要求28的方法，其中所述抗微生物剂以按照AATCC测试方法30部分III的足以抑制所述墙板上宏观生长的量存在。
34.按照权利要求25的方法，其中所述第一抗微生物剂以约50ppm至约1200ppm的浓度存在无纺覆盖物中。
35.按照权利要求34的方法，其中所述第一抗微生物剂是丙环唑。
36.按照权利要求25的方法，其中所述第二抗微生物剂以约40ppm至约1600ppm的浓度存在于无纺覆盖物中。
37.按照权利要求36的方法，其中所述第二抗微生物剂是甲苯基二碘甲砜，并以约60ppm至约1400ppm的浓度存在于无纺覆盖物中。
38.一种显示抗微生物特性和抗微生物生长的墙板的生产方法，该方法包含：形成包含淀粉的石膏淤浆；将抗微生物剂加入淤浆，所述抗微生物剂含有第一抗微生物剂和第二抗微生物剂，所述第一抗微生物剂选自丙环唑、2-巯基吡啶氧化钠、及其混合物，所述第二抗微生物剂选自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物；其中所述抗微生物剂以足以显示抗微生物功效的量存在。
39.按照权利要求38的方法，其中所述抗微生物剂以按照AATCC测试方法30部分III的足以抑制完成的墙板上宏观生长的量存在于淤浆中。
40.按照权利要求38的方法，其中所述抗微生物剂以基于淀粉重量的约100ppm至约2000ppm的浓度存在淤浆中。
41.按照权利要求40的方法，其中所述第二抗微生物剂是3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯，并以基于淀粉重量的约100ppm至约1000ppm的浓度存在。
42.显示抗微生物特性和抗微生物生长的墙板，该墙板包含：
具有第一面的石膏芯；
与所述第一面接触的纸覆盖物；
丙环唑；和
第二抗微生物剂，其选自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
43.按照权利要求42的墙板，其中将丙环唑和所述第二抗微生物剂加入所述石膏芯的前体中并迁移至石膏芯的表面。
44.按照权利要求42的墙板，其中将丙环唑和所述第二抗微生物剂加入所述纸的前体中。
45.按照权利要求42的墙板，其中丙环唑和所述第二抗微生物剂存在于所述纸中。
46.按照权利要求42的墙板，其中所述纸具有涂层并且所述涂层包含丙环唑和所述第二抗微生物剂。
47.按照权利要求42的墙板，其中所述丙环唑和所述第二抗微生物剂存在所述纸和所述石膏芯之间的界面上。
48.一种制备显示抗微生物特性和抗微生物生长的墙板的方法，该方法包含：
形成具有第一面和第二面的石膏淤浆；
将纸覆盖物与所述第一面和所述第二面接触；
将丙环唑和第二抗微生物剂的混合物加入所述淤浆、所述纸或两者之中，所述第二抗微生物剂选自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
49.抗微生物组合物在赋予基底抗微生物特性中的应用，所述组合物包含：
第一抗微生物剂，其选自丙环唑，2-巯基吡啶氧化钠及其混合物；
第二抗微生物剂，其选自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
50.按照权利要求49的应用，其中所述第一抗微生物剂存在第一载体中和所述第二抗微生物剂存在第二载体中，并且所述第一和第二载体彼此可溶。
51.按照权利要求49的应用，其中所述基底是纸。
52.按照权利要求49的应用，其中所述基底是固化石膏淤浆。
53.按照权利要求49的应用，其中所述基底是墙板。
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