JP2523523C - - Google Patents

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JP2523523C
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core
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Japanese (ja)
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ジヨージア−パシフイツク・コーポレーシヨン
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【発明の詳細な説明】 本発明は、耐火性の用途、例えば、エレベーターシャフトおよび建築物内の階
段吹抜けの構成に使用する型の中空のシャフト壁アセンブリーにおいて使用する
ための改良された構造成分に関する。さらに詳しくは、 本発明は、改良された耐火性をを有する繊維のマットの面を有する石膏板および
種々の構造的用途におけるその使用に関する。 本発明をシャフト壁アセンブリーにおけるその使用に関して最初に説明するが
、以後説明するように、その使用はより広い応用性を有する。 シャフト壁アセンブリーは、典型的には、建築物における複数の床を通して通
常伸びるシャフトにライニングを施すために使用される。このようなシャフトの
例は、エレベーターシャフト、空気シャフト、および段階吹抜けである。広く使
用されるシャフト壁アセンブリーは、金属の骨組から所定位置に支持される紙の
面を有する石膏板のパネルから構成される。アセンブリーの設計は、シャフトに
ライニングを施しかつその面を構成するパネルを包含する石膏板のパネルが、1
つの側、すなわち、取囲まれるシャフトから離れて設置できるようなものである
。このようなアセンブリーは、シャフトが貫通する床で支持される作業者によっ
て所定位置に構成される。これは作業者の内部の足場または他の支持構造体をシ
ャフト内に構成する必要性を排除する。 シャフト壁アセンブリーは商業的に受入れられるためにある特性を有すること
が必須である。例えば、シャフト壁アセンブリーにおいて使用する石膏板は、そ
れを利用するアセンブリーが国内法の厳格な防火法規を満足できるようにさせる
耐火品質を有することがとくに重要である。なおさらに、エレベーターにおいて
、エレベーターシャフトにライニングを施すために使用する石膏板のパネルは、
エレベーターの箱を上下することにより発生する圧縮空気によって、それらのパ
ネルに付与されるかなりの力に耐えることができなくてはならないということを
心に留めるべきである。このような力は1.1kg/cm3(15psi)程度に 高い空気圧の付加を含むことがある。防音特性は、また、シャフト壁において望
ましい。 本発明は、改良されたシャフト壁アセンブリーおよび、また、このようなアセ
ンブリー、ならびに他の型の構造的用途において使用できる改良された耐火性繊
維のマットの面を有する石膏板に関する。 現在使用されているシャフト壁アセンブリーは、また、紙のカバーシートの間
に挟まれた固化した石膏のコアからなる構造的石膏板を中に含む。現在広く使用
されているシャフト壁アセンブリーは、石膏板のパネルの複数のプライを支持す
る金属の骨組から成る。このようなアセンブリーは下に詳述する。簡単に述べる
と、それ自体開口したシャフトを取囲む、アセンブリーの1つの壁は、1対の水
平方向に配置された金属のJトラック(J−track)(前記対のトラックの
一方は天井に締結されており、そして前記対の他方は床に締結されている)と、
前記Jトラック内に摩擦的に保持された複数の間隔を置いて垂直方向に配置され
た金属の「Iスタッド(I−stud)」とからなる。取囲まれるシャフトにラ
イニングを施すための石膏板のパネルは、JトラックおよびIスタッドにより支
持される。石膏板のパネルのIまたは2以上の面材料の層は、取囲まれるシャフ
トの対抗する金属アセンブリーの側のJトラックおよびIスタッドへ締結されて
いる。面材料の層および/または石膏板の厚さを増加することによって、アセン
ブリーの耐火性を改良することができる。 このような商業的シャフト壁アセンブリーにおいて使用する石膏板のコアは、
石膏板の耐火性を改良するために添加剤としてチョップドガラス繊維を通常含有
する。しかしながら、アセンブリーのために必要な火 炎等級を達成するためには、このような石膏板は比較的高い密度を有する。これ
は運搬の費用を増加させかつ設置をいっそう困難とする。さらに、コアへのチョ
ップドガラス繊維の量はかなりなものであり、そして石膏板のコストを増加させ
る。さらに、紙の面を有するシートは、火炎の熱にさらされるとき、煙を発生し
、そして究極的には燃焼する。 燃焼性の紙の面材料のシートが排除され、その代わりにガラス繊維のマットま
たはチョップドガラス繊維が石膏板の中に埋込まれかつ石膏板の表面層の固化し
た石膏により覆われている、シャフト壁アセンブリーにおいて使用するための石
膏板は、米国特許第4,195,110号および米国特許第4,265,979号に
記載されている。これらの特許に記載される石膏板は種々の理由で決して商業的
に使用されていないと信じられる。 米国特許第4,195,110号は、ガラス繊維を含有する固化した石膏組成物
の2つの表面層の間に挟まれた石膏スラリーの固化生成物から形成された石膏板
を開示している。ガラス繊維はロービング、連続ストランドのマットまたはチョ
ップドガラスの形態であることができる。この特許の首題である石膏板の単一の
例は、比較的高い密度、すなわち、833kg/m3(53ポンド/立方フィー
ト)の板を示す。これは米国特許第4,195,110号において言及されている
従来の紙の面を有する板よりも約0.45〜0.91kg(1〜2ポンド)だけ高
い。この特許は、また、この特許の首題である板が改良され曲げ強さを有しそ
して、火炎の熱に暴露したとき、煙を発生しないことを開示している。 米国特許第4,265,979号は、石膏板の表面部分に濃縮されたチョップド
ガラス繊維を有する石膏板を開示している。これらの板の製作に おいて、チョップドガラス繊維と石膏との混合物を水和させ、そしてシートに成
形する。シートが固化する前に、「従来の」石膏スラリーは未固化のシートの間
に挟まれ、そして生ずる3層の複合体は圧縮され、そして乾燥される。この特許
は、また、「高度に耐火性かつ煙抵抗性」および「比較的に軽量」であることに
加えて、従来の紙の面を有する板よりも改良された曲げ強さを有することを開示
している。この開示から明らかなように、この特許においては、比較的密な石膏
板が考慮されており、表面シートの密度は1298kg/m3(81ポンド/立
方フィート)であると報告されている。 前述の特許の首題である石膏板の各々の製作は、コアを挟むガラス含有表面層
の特別の取扱いを必要とし、従来の石膏板製作装置での石膏板の製作を排除する
。 本発明によれば、石膏に基づく構造的成分を含む改良されたシャフト壁アセン
ブリーおよびまた改良された耐火性を有する石膏板が提供される。 本発明は、少なくとも約85重量%の石膏2水和物及び約0.03〜約0.3重
量%のガラス繊維を含む固化したコアと、前記コアの少なくとも一つの面に面し
ている多孔質ガラスマットとからなり、前記コアは753kg/m3(47ポン
ド/立方フィート)未満の密度を有し、前記ガラスマットはコアからの固化した
石膏を実質的に含まない外側面を有し、石膏板は1.59cm(5/8インチ)
の厚さにおいてASTM E−119に従う少なくとも1時間の火炎等級を達成
することを特徴とするガラスマットの面を有する石膏板を提供する。 更に、本発明は、耐火性の骨組と前記骨組により支持されたガラスマッ トの面を有する石膏板とからなり、前記石膏板が、少なくとも約85重量%の石
膏2水和物及び約0.03〜約0.3重量%のガラス繊維を含む固化したコアと、
前記コアの少なくとも一つの面に面している多孔質ガラスマットとからなり、前
記コアは753kg/m3(47ポンド/立方フィート)未満の密度を有し、前
記ガラスマットはコアからの固化した石膏を実質的に含まない外側面を有し、石
膏板は1.59cm(5/8インチ)の厚さにおいてASTM E−119に従
う少なくとも1時間の火炎等級を達成することを特徴とするシャフト壁アセンブ
リーを提供する。 更にまた、本発明は、耐火性骨組と前記骨組により支持された石膏板からなる
シャフト壁アセンブリーにして、前記石膏板は繊維のマットの面を有し、互いに
間隔を置いて水平方向に配置された耐火性のトラックおよび前記トラックの間に
位置する直方向に配置された耐火性のスタッドを含む型であり、そしてアセンブ
リーのシャフト側のパネルおよびそれから間隔を置いてアセンブリーの反対側の
パネルを含み、少なくとも前記シャフト側のパネルは、少なくとも約85重量%
の石膏2水和物及び約0.03〜約0.3重量%のガラス繊維を含む固化したコア
と、前記コアの少なくとも一つの面に面している多孔質ガラスマットとからなり
、前記コアは753kg/m3(47ポンド/立方フィート)未満の密度を有し
、前記ガラスマットはコアからの固化した石膏を実質的に含まない外側面を有し
、石膏板は1.59cm(5/8インチ)の厚さにおいてASTM E−119
に従う少なくとも1時間の火炎等級を達成するガラスマットの面を有する石膏板
からなることを特徴とするシャフト壁アセンブリーを提供する。 後述するように、本発明の改良された耐熱性板は、前述のように、シャフト壁
アセンブリーにおいてきわめて有利に使用することができ、そして、さらに、板
は従来の紙の面を有する石膏板が使用されている多数のかつ種々の用途において
きわめて有利に使用することができる。このような用途は、例えば、壁、天井、
仕切などの構造成分としての板の使用を包含する。 本発明の改良された耐火性板の提供から得られる利点は、多数でありかつ重要
である。例えば、一般に使用される厚さをもちかつ比較的低い重量を有する石膏
板において従来得られなかった耐火性を有する石膏に基づく生成物の製作を提供
する。さらに、このような利点は、現存する石膏製作装置を使用して本発明の板
を製作することによって達成される。 本発明の改良されたシャフト壁アセンブリーにおいて使用できる改良された石
膏板を説明すると、それは繊維のマットの面を有する固化した石膏のコアを含ん
でいる。石膏のコアは基本的には、石膏の壁板、ドライ・ウォール(dry wall)
、石膏板および石膏のおおいとして知られている石膏の構造製品において使用さ
れる型である。このような製品のコアは、水を粉末状の無水硫酸カルシウムまた
は硫酸カルシウム半水和物(CaSO4・1/2H2O)、焼成石膏としても知ら
れている、と混合し、その後この混合物を水和させ、すなわち、固化させて硫酸
カルシウム二水和物(CaSO4・2H2O)、比較的固い材料、にすることによ
って形成される。石膏のコアは、一般に、少なくとも85重量%の固化した石膏
からなるであろう。 固化した石膏のコアを作るために使用する組成物は、任意の構成成分、例えば
、石膏のおおいに普通に含められるものを含むことができる。こ のような構成成分の例は、固化促進剤、発泡剤、および分散剤を包含する。 固化した石膏のコアは繊維のマットの面を有する。繊維のマットは十分に多孔
質であって、石膏のコアの製作に使用する水性石膏スラリー中の水がそれを通し
て蒸発できるようにする。後に詳しく説明するように、繊維のマットの面を有す
る石膏板は、過剰の水を含有する水性石膏スラリーを形成し、そしてその上に繊
維のマットを配置することによって効率よく作ることができる。焼き石膏が固化
した後、過剰の水は多孔質マットを通して蒸発し、この蒸発は加熱により促進さ
れる。 繊維のマットは、コアを構成する固化した石膏と強い結合を形成することがで
きる材料からなる。このような材料の例は、鉱物型の材料、例えば、ガラス繊維
および合成樹脂の繊維を包含する。マットは連続のあるいは離散したストランド
(strand)または繊維からなることができ、そして形態は織ったまたは不織の形
状であることができる。不織マット、例えば、チョップドストランド(chopped
strand)のマットおよび連続ストランドのマットを満足に使用することができ、
そしてそれらは織った材料よりも安価である。このようなマットのストランドは
適当な接着剤により一緒に結合される。マットはある範囲の厚さをもつことがで
き、例えば、約0.38〜約1.0mm(約15〜約40ミル)であり、約0.6
4〜約0.89mm(約25〜約35ミル)の厚さが好ましい。前述の繊維のマ
ットは既知であり、そして多くの形態で商業的に入手可能である。 好ましい繊維マットは、不規則のパターンで配向されかつ樹脂バインダーと一
緒に結合されたガラス繊維からなるガラス繊維のマットである。 この型のガラス繊維のマットは、商業的に入手可能であり、例えば、商標DUR
A−GLASS(Manville Building Materials Corporation)で販売されてい
るものおよびBURまたはシングル・マットのようなELK Corporation で販
売されているものである。 改良はそのただ1つの表面がここで説明する繊維のマットに面する石膏のコア
の使用により実現することができるが、コアの両面が実質的に同一の繊維材料の
面を有することが好ましい。コアの表面が膨張係数の異る材料の面を有する場合
、コアはそる傾向がある。繊維のマットの面を有する石膏板(fibrous mat-face
d gypsum board)およびそれを製造する方法は、例えば、カナダ国特許第993
,779号および米国特許第3,993,822号に記載されているように、既知
である。 本発明に従い、繊維のマットの面を有する固化した石膏のコアからなる石膏板
、好ましくは2枚の多孔質ガラスマットの間に挟まれた固化した石膏のコアから
なる石膏板を建築の内部のシャフト壁アセンブリーまたは同様なアセンブリーの
1つの構成成分として使用する。このような用途において、繊維のマットの面を
有する板を従来の紙の面を有する石膏コアの板またはシャフトのライナーパネル
の代わりに有利に使用することができ、そのコアは一般に耐火性添加剤を含む。
繊維のマットの面を有する板を含むシャフト壁アセンブリーは、紙の面を有する
石膏のコアの板を含むアセンブリーに関して改良された火炎に対する耐久性を有
する。前述のように、この型のアセンブリーは一般に石膏のパネルを支持するた
めの金属の骨組または柱を含み、これらはエレベーターのシャフトの壁、階段吹
抜け、空気シャフトなどを形成する。このようなアセンブリーの例は、米国特許
第4,047,335号、米国特許第4,32 4,082号および米国特許第4,364,212号に記載されている。繊維のマ
ットの面を有する板は、ここに記載するように、前述の特許に記載されるアセン
ブリーおよびシャフトのライナーパネルにおいておよび/または面材料のパネル
として使用することができる。 耐火性が重要であると考慮されるこれらのタイプの用途において、繊維のマッ
トの面を有する石膏板のコアは、火炎の熱にさらされるとき、その統合性を維持
する固化した石膏組成物の能力を改良する1種または2種以上の添加剤を含む。
石膏製品の耐火性を改良するために有効であるとして報告されている材料の例は
、鉱物繊維、例えば、ガラス繊維、アスベスト繊維、および硫酸カルシウムのホ
イスカーである。このような繊維の1種または2種以上の混合物を使用できる。
従来の耐火性石膏板における使用において知られている他の典型的な材料は、膨
張されていないバーミキュライト、粘土、コロイドシリカおよびコロイドアルミ
ナである。典型的には、鉱物繊維、とくにガラス繊維は前述の典型的な材料の1
種または2種以上と混合して使用される。例えば、本発明と同一の譲渡者に譲渡
された、米国特許第3,616,173号参照。 繊維のマットの面を有する石膏板の耐火性を改良するとき使用するために好ま
しい材料は、例えば、前述の米国特許第3,616,173号(ガラス繊維に関す
るその開示をここに引用によって加える)に記載されているような、チョップド
ガラス繊維からなる。簡単に述べると、前記ガラス繊維は、個々の連続フィラメ
ントとして製造されかつ約0.0051〜0.0254mm(0.0002〜0.0
01インチ)の直径を有する、延伸された編織用(texitile)ガラス繊維のタイ
プである。個々のフィラメントは通常ストランドにグループにされ、フィラメン
トは比較 的弱い結合型の材料、例えば、でんぷんまたは他の水軟化性または水溶性被覆材
料をその上に被覆して有する。結合材料は各ストランドのいくつかのグループに
されたフィラメント間の摩耗の防止を促進する。ゆるく結合された編織用繊維を
コア組成物に添加する前に、ストランドを、例えば、0.32cm〜2.54cm
(1/8インチ〜1インチ)の短い長さに切断する。コアを作るとき使用する水
性スラリー組成物へいったん添加されると、結合材料または被覆材料は溶解し、
ストランドは個々の繊維に分離し、これらの繊維はスラリーが混合されるときス
ラリー全体に均一に分布するようになる。 本発明に従う繊維のマットの面を有する石膏板のコア中の鉱物繊維の存在は、
異常に高い耐火特性を有する製品を生ずる。例えば、前もって決定した厚さの繊
維のマットの面を有する石膏板のコア中に前もって決定した量のチョップドガラ
ス繊維を存在させると、そのコア中に同様な量のガラス繊維および同様な厚さを
有する従来の紙の面を有する石膏板のそれよりも有意にすぐれた耐火特性を有す
る製品を提供する。この開発から得られる効果は、有意に重要であり、そして望
ましいことにはいくつかの異なる方法において利用することができる。例えば、
この開発は、耐火性を犠牲にしないで、従来の紙の面を有するガラス繊維含有石
膏板のそれよりも低い密度を有する、ガラスマットの面を有する石膏板を製造す
るために使用できる。同様に、耐火性を犠牲にしないでガラスマットの面を有す
る板において有意に低い量のガラス繊維を使用することができる。 コア中のガラス繊維の量は少なくとも約0.03重量%であるべきであり、そ
して広い範囲にわたって、例えば、コアを構成する成分の合計 重量、すなわち、コアの形成に使用する水性スラリーの調製に水と組み合わせる
前の成分の合計重量、に基づいて約0.03〜〜約0.3重量%の範囲で変化する
ことができる。好ましい形態において、ガラス繊維の量は約0.07〜約0.2重
量%を構成する。 耐火性の用途における使用のための繊維のマットの面を有する板のコアは、利
用可能な技術に従い所望の値の密度に製作することができる。比較的厚い板、例
えば、2.54cm(1インチ)を越える板について、コアの密度は約560.7
kg/m3(35ポンド/立方フィート)程度に低くあることができる。密度が
比較的低い従来の紙の面を有する板において、石膏のコアと紙の面との間の結合
はコアの密度が低いために一般に不満足である。好ましくは、コアの密度は約7
52.9kg/m3(47ポンド/立方フィート)を越えるべきではない。約64
0.7kg/m3(40ポンド/立方フィート)〜約752.9kg/m3(47ポ
ンド/立方フィート)の範囲内の密度は最も広く使用されていると信じられる。
約656.8kg/m3(41ポンド/立方フィート)〜約720.8kg/m3
45ポンド/立方フィート)を有する板は、すぐれた耐火特性および比較的低い
重量を包含する性質のとくにすぐれた組み合わせを有する。 本発明の他の面は、硫酸カルシウムの固化生成物および少なくとも約0.03
重量%のガラス繊維からなるコアを有するガラスマットの面を有する石膏板から
なり、前記コアは約656.8kg/m3(41ポンド/立方フィート)〜約75
2.9kg/m3(47ポンド/立方フィート)の範囲の密度を有し、そしてコア
を構成する成分の量および性質は、前記コアが約2.54cm(1インチ)の厚
さを有するとき、前記2.54 cm(1インチ)のコアを含むシャフト壁の試験区画が少なくとも約3時間の火
炎耐久等級(fire endurance rating)を有するようなものである。前記火炎耐
久等級を評価する方法は、下に実施例の部分において詳述する。 また、コアの密度が上の範囲内に入るかぎり、コアが上に記載した成分を含む
かぎり、そして含まれる特定のコアの処方が、2.54cm(1インチ)の板の
部分が前記密度を有するとき、前記等級を与える板の生ずるかぎり、2.54c
m(1インチ)より小さいかあるいは大きい厚さを有するガラスマットの面を有
する石膏板は本発明の範囲内に包含されることを理解すべきである。2.54c
m(1インチ)より小さい厚さの有する板は、コアの密度、およびコアの形成に
使用する成分およびそれらの量が同一である場合でさえ、2.54cm(1イン
チ)の板のようにすぐれた耐火性を一般にもたないことが理解されるであろう。
他方において、2.54cm(1インチ)より大きい厚さの有する板は、コアの
密度、およびコアの形成に使用する成分およびそれらの量が同一である場合でさ
え、2.54cm(1インチ)のコアよりすぐれた耐火性を一般にもつであろう
。 シャフト壁アセンブリーにおけるシャフトのライナーパネルとして使用するた
めには、約2.54cm(1インチ)の厚さ、および約656.8kg/m3(4
1ポンド/立方フィート)〜約752.9kg/m3(47ポンド/立方フィート
)、好ましくは約720.8kg/m3(45ポンド/立方フィート)より大きく
ないコア密度を有し、かつ約0.03〜約0.3重量%のガラス繊維を含有する配
合物から調製された、ガラスマットの面を有する石膏板を使用することが推奨さ
れる。このような アセンブリーにおいて、石膏板のガラスマットの表面は板を支持する骨組から熱
を伝導し去るのを促進し、こうしてアセンブリーの火炎耐久性の改良に導く。 ここに記載しかつ、また、ガラス繊維含有コアを有するこのような板を包含す
る、ガラスマットの面を有する石膏板は、また、シャフト壁アセンブリーを構成
する面材料の層のプライの1または2以上において板のパネルとして使用するこ
とができる。さらに、この板は、従来の耐火性石膏板が一般に使用されるタイプ
の用途において、有利に使用できる。板は広く使用される厚さ、例えば、1.2
7cm(1/2インチ)、1.59cm(5/8インチ)、1.91cm(3/4
インチ)および2.54cm(1インチ)の厚さに製作することができる。 板の表面の少なくとも1つがその実質的な面積の部分にわたって固化した石膏
を有する板の形態を使用するとき、利点が得られる。この固化した石膏は、固化
した石膏の水を追出すとき熱が消費されるので、熱の消散を促進するように思わ
れる。 耐火性および改良された耐候特性の両者が望まれる用途において、耐火性添加
剤および耐水性添加剤の両者をコア中に含めることができる。 ある種の耐水性添加剤の使用は板の耐火性を低下ささえることがある。これが
起こる場合において、このような耐火性の低下はコアをより密にすることによっ
て相殺することができる。この型の場合において、ASTM E−119に従う
1時間の火炎の等級を達成する1.58cm(5/8インチ)の板を提供するた
めに、コア密度は約768.9kg/m3(48ポンド/立方フィート)〜約88
1.0kg/m3(55ポンド/立方フィート)であることが推奨される。 石膏のコアに耐水性を付与する好ましい手段は、水による劣化に抵抗する、例
えば、溶解に抵抗する、固化した石膏組成物の能力を改良する1または2それ以
上の添加剤を、コアの製造に使用する石膏組成物に含有させることである。好ま
しい形態において、コアの耐水性は、それがASTM法C−473に従い、へり
のみを露出させて試験したとき、10%より少ない、好ましくは約7.5%より
少ない、最も好ましくは5%より少ない水を吸収するようなものである。 本発明において使用する繊維のマットは、石膏の壁板またはおおいの従来の紙
の面よりも実質的にすぐれた耐水性を有する。それにもかかわらず、評価による
と、繊維のマットと石膏のコアとの間の結合は水の影響下で比較的急速に劣化し
うることが示された。例えば、屋外に暴露した試料は1〜2月以内にガラス繊維
の面においてゆるみ(loosening)を示した。これと対照的に、本発明に従う繊
維のマットの面を有する耐水性石膏のコアの評価は、マットとコアとの間の結合
が無限の期間にわたって水による劣化に抵抗することが示された。 石膏製品の耐水性を改良するために有効であると報告されている材料の例は、
次のとおりである:少量のポリ(酢酸ビニル)を含むかあるいは含まないポリ(
ビニルアルコール);樹脂酸金属塩;ワックスまたはアスファルトまたはそれら
の混合物;ワックスおよび/またはアスファルトおよびまたコーンフラワー(co
rnflower)および過マンガン酸カリウム;水不溶性熱可塑性有機材料、例えば、
石油および天然アスファルト、コールタール、および熱可塑性合成樹脂、例えば
、ポリ(酢酸ビニル)、ポリ(塩化ビニル)、および酢酸ビニルとアクリル樹脂
とのコポリマー;金属樹脂石鹸の混合物;水溶性アルカリ土類金属塩;および残 留燃料油;乳状液の形態の石油ワックスと残留燃料油、パインタール(pine tar
)またはコールタールのいずれかとの混合物;残留燃料油およびロジンの混合物
からなる混合物;芳香族イソシアネートおよびジイソシアネート;有機水素ポリ
シロキサン;硫酸カリウム、アルカリ金属およびアルカリ金属のアルミン酸塩、
およびポルトランドセメントのような材料を含むかあるいは含まないワックス−
アスファルト乳状液;溶融ワックスおよびアスファルトのブレンドへ油溶性、水
分散性乳化剤を添加し、そして分散剤として、ポリアリールメチレン縮合生成物
のアルカリスルホネートを含有するカゼインの溶液をそれと混合することによっ
て調製したワックス乳濁液。 石膏のコアの耐水性を改良するとき使用するために好ましい材料は、ワックス
−アスファルト乳状液からなり、これらの種(species)は商業的に入手可能で
ある。乳濁液のワックスは、好ましくは、パラフィンまたは微結晶質ワックスで
あるが、他のワックスを使用することもできる。アスファルトは、一般に、環球
法により決定されるとき、約46℃(115°F)の軟化点をもたなければなら
ない。水性乳濁液中のワックスおよびアスファルトの合計量は、一般に、水性乳
濁液の約50〜60重量%を構成し、アスファルト対ワックスの重量比は約1対
1〜約10対1である。ワックス−アスファルト乳濁液を調製する種々の方法が
知られており、例えば、本出願と同じ譲渡人に譲渡された米国特許第3,935,
021号(D.R.Greve およびE.D.O'Neill)中に報告されている。本発明の
組成物中に使用できる商業的に入手可能なワックス−アスファルト乳濁液は、ユ
ナイテッド・ステイツ・ジプサム・カンパニー(Wax Emulsion)、モンセイ・プ
ロダクツ(No.52 Emulsion)およ びダグラス・オイル・カンパニー(Docal No.1034)により販売されている
。ワックス−アスファルト乳濁液の使用量は、固化した石膏のコアを作るために
使用される組成物の成分の合計重量の、約3〜約10重量%、好ましくは約5〜
約7重量%であり、前記成分はワックス−アスファルト乳濁液の水を含むが、水
性スラリーを形成するために石膏組成物へ添加される水の追加量を含まない。 石膏のコアの耐水性を改良するとき使用するためにとくに好ましい材料は、前
述のタイプの材料、すなわち、ポリ(ビニルアルコール)およびワックス−アス
ファルト乳濁液の混合物からなる。石膏生成物の耐水性を改良するためのこのよ
うな添加剤を使用することは、前述の米国特許第3,935,021号に記載され
ている。 ポリ(ビニルアルコール)源は、好ましくは、ポリ(酢酸ビニル)の実質的に
完全に加水分解された形態、すなわち、約97〜100%加水分解されたポリ酢
酸ビニルである。ポリ(ビニルアルコール)は冷水に不溶性でありかつ高温、例
えば、約60〜約96℃(約140〜約205°F)の水中に可溶性でなければ
ならない。一般に、20℃におけるポリ(ビニルアルコール)の4重量%の溶液
は、ヘップラー(Hoeppler)落球法により決定されるとき、約25〜70cpの
粘度を有する。本発明の組成物中に使用する商業的に入手可能なポリ(ビニルア
ルコール)は、デュポン社から商標“Elvanol”およびモンサント・カンパニー
から商標“Gelvatol”で販売されている。このような製品の例は、Elvanol、等
級71−30、72−60および70−05、およびGelvatol、等級1−90、
3−91、1−60および3−60である。エアー・プロダクツ・コーポレーシ
ョンもこの製品をWS−42として販売してい る。 ポリ(ビニルアルコール)およびワックス−アスファルト乳濁液の使用量は、
それぞれ少なくとも約0.05重量%および約2重量%であるべきである。ポリ
(ビニルアルコール)およびワックス−アスファルト乳濁液の好ましい量は、そ
れぞれ約0.15〜約0.4重量%および約3.0〜約5.0重量%である。 特記しないかぎり、用語「重量%」は、この明細書中で使用するとき、固化し
た石膏のコアを作るとき使用する組成物の成分の合計重量に基づく重量百分率で
あり、前記成分はワックス−アスファルト乳濁液の水または他の添加剤に関連す
る水を含むが、水性スラリーを形成するために石膏組成物へ添加される追加量の
水を含まない。 ここに記載する石膏板の繊維のマットは、また、音の伝達の減少における有意
な因子であり、これはエレベーターのシャフト壁アセンブリー、ならびに音の伝
達の減少が望まれる他の構造アセンブリーにおいて利用できる望ましい特性であ
る。例えば、繊維のマットの面を有する板がそれに接着剤で固定された面材料の
層のための支持表面を提供する仕切アセンブリーにおいて、板と面材料の層との
間の接着剤の界面は音のエネルギーを消散する傾向のある弾性接続を提供し、こ
れにより音に対して抵抗性のアセンブリーを提供する。 本発明の魅力的な特徴は、繊維のマットの面を有する石膏板を現存する壁板製
造ライン、例えば、第1図に多少線図的に示されるようなラインを利用して製作
できるということである。従来の方式では、石膏のコアを形成するとき使用する
乾燥成分(図示せず)を予備混合し、次いでピンミキサー(pin mixer)2と普
通呼ばれる型のミキサーへ供給する。 コアの製作に使用する水および他の液状成分(図示せず)を計量してピンミキサ
ー2へ入れ、ここでそれらを乾燥成分と組み合わせて水性石膏スラリーを形成す
る。フォーム(foam)を一般にピンミキサー内のスラリーへ添加して、得られる
コアの密度を調節する。スラリー4はミキサー2の底の1またはそれ以上の出口
を通して繊維のマット6の動くシート上へ分散される。繊維のマット6のシート
は長さが無限であり、そしてマットのロール(図示せず)から供給される。 従来の紙の面を有する石膏板の製作において普通に実施されているように、繊
維のマット6の2つの対向するへり部分をマット6の平均平面から上方に漸進的
にたわまさせ、次いでふちにおいて内方に折り返して得られた板40のへりに対
して被覆を提供する。第1図において、このマット6のへりの漸進的たわみおよ
び造形はマットの1つの側のへりについてのみ示されており、そしてこの目的に
通常用いられる普通の案内装置はこの図面から省略されている。第7図は、マッ
ト6の上に重なるへり部分6Aにより覆われた固化した石膏のコア42のへりを
示す。また、第7図はマット6の刻みのしるし(score mark)10および10A
を示し、これらの刻みのしるしは良好なへりおよび平らな表面の形成を可能とす
る。刻みのしるし10および10Aは普通の刻みを付ける車12により作られる
。ガラス繊維マットの好ましい形態を使用する利点は、それが普通の紙の面と同
様に刻みを付けかつふちを取ることができるということである。 繊維のマット16の他のシートをロール(図示せず)からスラリー4の上部の
上へ供給し、これによりスラリーから形成される固化した石膏のコア42の面を
形成する2枚の動く繊維のマットの間にスラリーをは さむ。マット6および16はそれらの間にスラリー4をはさんで、上および下の
成形または造形ロール18および20の間のニップへ入り、その後コンベヤベル
ト22の上に受け取られる。普通のへり案内装置、例えば、24で示す案内装置
は、石膏が十分に固化してその形状を保持するまで、その複合体のへりを造形し
かつ維持する。やがて、連続的長さの板を切断し、さらに熱へ暴露することによ
り処理して、石膏スラリー中の過剰の水の蒸発速度を増加することにより板の乾
燥を促進する。 第7図を参照すると、コア42の固化した石膏はマットとの結合および上に横
たわるマット16のへり部分と下に横たわるマット6の重なるへり部分6Aとの
間における結合を満足に形成するのに有効であり、こうしてスラリー中に結合改
良剤(bond improver)を使用すること、あるいは前述の結合を形成するために
へりのペーストを使用することを不必要とすることが観察された。 第2図および第3図に示すマット6および16の好ましい形態は、不規則のパ
ターンで配向されかつ樹脂結合剤(図示せず)で一緒に結合されたガラス繊維の
フィラメント30を含んでいる。 ガラス繊維のマットの面を有する石膏板40の好ましい形態は、第4図および
第7図に示されている。それはコア42の固化した石膏がマット6の厚さを実質
的に通ってその実質的な面積の部分にわたって浸透しており、かつコア42の固
化した石膏がマット16に部分的に浸透し、こうして表面が固化した石膏を実質
的に含まないものを構成する。マット16の石膏を含まない表面は、第8図にお
いて見られるように、高度なテキスチャーを有し(highly textured)、そして
接着剤組成物が流入しかつ結合することができる多くの隙間を含むかぎり、上に
横たわる 成分を接着させるためのきわめてすぐれた基体を提供する。 「固化した石膏が実質的に浸透した」という句は、ここで使用するとき、コア
の固化した石膏が、コアに隣接するマット表面から外側のマット表面へ伸び、か
つガラス繊維の輪郭が固化した石膏の薄いフィルムを通して見ることができる程
度に、外面のガラス繊維を固化した石膏の薄いフィルムで被覆することを意味す
る。「外面の実質的な面積の部分にわたって」という句は、ここで使用するとき
、マットの外表面面積の約30〜約75%が石膏により実質的に浸透されている
ことを意味する。好ましくは、マットの外面の面積の約45〜約55%が石膏に
より実質的に浸透されている。したがって、石膏板のこの好ましい実施態様の石
膏で被覆された表面は、粗面化されたあるいは模様化された外観を有する;それ
は固化した石膏の平滑な連続的被膜からなってない。石膏板のこの好ましい形態
は、下に横たわる支持表面の上に堆積される比較的少量の石膏スラリーで形成さ
れることができ、こうして表面を清浄化する(cleaning)必要性を最小にする。 このうような清浄化の必要は、スラリーが下に横たわる繊維のマットを部分的
に通して、例えば、その厚さの約50%まで、浸透するようにスラリーの粘度を
調節することにより実質的に回避することができる。こうして、石膏板のこの好
ましい形態は2つの石膏を含まない繊維の面を有する表面を有する。 石膏板の前述の好ましい形態の製作は、焼成石膏の水性スラリーが下に横たわ
るマットおよび上に横たわるマットを所望の程度に浸透するような方法で、スラ
リーの粘度を調節することにより達成することができる。前記の石膏板の好まし
い形態の各々の製作において、スラリーの粘 度は上に横たわるマットの厚さの約10〜15%をその全体の表面積にわたって
スラリーが浸透するようにすべきである。 スラリーの粘度を調節する推奨される手段は、それに粘度調節剤を添加するこ
とである。このような粘度調節剤は、石膏板の製造分野において知られている。
好ましい粘度調節剤は紙の繊維である。使用できる他の粘度調節剤の例は、セル
ロースの増粘剤(thickner)、ベントナイトおよびでんぷんである。 製造作業において使用する特定の粘度値は、1つの用途から次の用途において
、マットの多孔度およびスラリーの所望の浸透に依存して変化させることができ
る。したがって、特定の用途について、粘度の値は実験的に最良に決定される。 石膏板の前述の好ましい形態を製造するために、前述のように、ガラス繊維の
マットの好ましい形態を使用するとき、開発研究によると、約5000〜700
0cpの範囲内の粘度を有する石膏のスラリーを利用することにより満足すべき
結果を達成できることが示された。ここで使用するとき、粘度値はNo.3のパ
ドルを使用して10rpmにおいて21℃(71°F)の温度で測定したブルッ
クフィールド粘度を意味する。所望の粘度を得るためにスラリーへ添加される粘
度調節剤の量は使用する特定の粘度調節剤および所望の比粘度に依存して変化す
ると理解されなければならない。 前もって決定した密度のコアの製作は、既知の技術を使用することにより、例
えば、コアの形成に使用する水性石膏スラリーの中に適当な量のフォームを導入
することによって実施することができる。従来の紙の面材料よりも軽量である繊
維のマットを利用する耐火の用途において、 繊維のマットの面を有する石膏板を使用することによって実現可能な重量の利点
が得られる。例えば、従来の石膏のおおいの製作において広く使用される紙の面
材料の重量は約0.596kg/m2板(120ポンド/1000平方フィート板
)であるが、本発明における使用するためのガラス繊維のマットの好ましい形態
の重量は0.195kg/m2板(40ポンド/1000平方フィート板)である
。 第10図、第11図および第12図を参照すると、ここに記載した繊維のマッ
トの面を有する石膏板を使用できる典型的な商業的シャフト壁アセンブリーの1
つの例が示されている。シャフト壁アセンブリー100は、石膏板のパネルを支
持するための天井および床に取り付けられたJトラック101およびIスタッド
103から成る金属の骨組みからなる。Jトラック101はボルト104により
天井Cへそして取囲むべきシャフトSに隣接して床Fに締結されている。各Jト
ラックは短い足106および長い足107を有し、長い足107はシャフト壁ア
センブリー100のシャフト側120と実質的に同一平面中に横たわる。Iスタ
ッド103は天井および床のJトラック101の間に垂直に位置する。Iスタッ
ド103の末端は天井および床のJトラックの足106および107の間に摩擦
嵌合されている。一般的に記載すると、Iスタッド103は本体の中間部分11
4から垂直に延びるフラッジ109および109′からなる。 タブTはIスタッドが作られている金属板から切断されかつ折り曲げられてい
る。このようなタブの形成は、Iスタッドの本体の部分114中に穴140を形
成する。 アセンブリーのシャフトのライナーパネルを構成する石膏板のパネル 110は、Jトラックの足106および107の間に位置し、前記パネルの垂直
のへりはIスタッドのタブTおよびフランジ109の間に摩擦嵌合されている。
石膏板のパネル112の面材料の層は、ねじファスナー113によりシャフト壁
アセンブリー130の面側に締結されている。石膏板のパネルの2つの面材料の
層またはプライが図解されているが、石膏板の追加の面材料の層を、必要に応じ
て、適用できることを理解すべきである。石膏板の面材料の層は、また、仕上げ
られた壁の表面が望まれる階段の吹抜けにおけるアセンブリーのシャフト側に適
用できる。 第10図〜第12図に示す実施態様において、石膏板のパネル110(アセン
ブリーのシャフトのライナーパネル)は、ここに記載するように、ガラスマット
の間に挟まれかつガラスマットの面を有する石膏のコアからなるものとして示す
ことを意図されており、そして石膏板のパネル112(アセンブリーの面材料の
層)は紙の間に挟まれかつの面を有する石膏のコアからなるものとして示すこ
とを意図されている。典型的な別の実施態様は、アセンブリーにおいて繊維のマ
ットの面をもつ1つの側のみを有しかつ配向されている石膏のコアからなるパネ
ルの使用を包含し、「マット」はシャフトに面し、そして繊維のマットの面を有
する石膏板は面材料の層の1または2以上のプライにおいて使用されている。
実施例 以上の実施例において、本発明の範囲内に入るガラス繊維のマットの面を有す
る石膏板を、図面に示す一般的型の従来のシャフト壁アセンブリーの試験区画に
おいて、設置しかつ火炎耐久性について評価した。 シャフトの壁の金属骨組の金属構成成分は、ジョージア・パシフィック・コー
ポレーション(Georgia Pacific Corporation)により供給さ れ、そして25ゲージの熱浸漬亜鉛めっきされた鋼から製作された。構成部分は
、6.35cm(2.5インチ)の幅の基部を有しかつそれから5.72cm(2.
25インチ)および2.54cm(1インチ)の足が延びている4つのJトラッ
クと、幅3.81cm(1.5インチ)および深さS6.35cm(2.5インチ)
の単一のIスタッドから成っていた。Jトラックはボルトによりメーソンリーフ
レーム構造(masonry framing structure)の水平のへりおよび垂直のへりに締結
した。便宜上、Jトラックの長い足の平均の平面により規定されたアセンブリー
の側を以後「シャフト側」と呼ぶ;Jトラックの短い足の平均の平面により規定
されたアセンブリーの側を以後「面側」と呼ぶ。 試験したシャフト壁アセンブリーの各々において、それぞれ寸法38.1cm
(15インチ)×167.6cm(66インチ)および61.0cm(24インチ
)×167.6cm(66インチ)を有する厚さ2.54cm(1インチ)の石膏
板を2枚使用した。これらの板をIスタッドの両側において上および下の水平の
Jトラックの足の間に挿入し、そしてそれらの最も長い寸法を垂直に配向させた
。Iスタッドに隣接して位置する板の垂直のへりをIスタッドのタブとフランジ
の間に摩擦嵌合し、これによりIスタッドを板のへりの間に挟んだ。板の対向す
る垂直のへりを、長い足がシャフト側で板と重なるように、垂直に位置するJト
ラックの長い足へ3.18cm(1.25インチ)S型ねじ、60.96cm(2
4インチ)のオン・センター(on center)(O.C.)、により固定した。 試験したガラス繊維のマットの面を有する石膏板の各々は、実質的に石膏を含
まない面と、その実質的な面積にわたって石膏を有する面とを 有した。板の各々を、その石膏を含まない面がアセンブリーのシャフト側に露出
するように、その試験アセンブリー内に設置した。金属のアセンブリー内にガラ
ス繊維のマットの面を有する石膏板を設置した後、紙の面を有する石膏板の面材
料の層を金属骨組の面側に固定した。これらの面材料の層を以後詳述する。 前述のメーソンリーフレーム中に位置された得られるアセンブリーは、試験炉
の1つの壁を形成した。炉内で多数のガスバーナーを燃焼させ、ここでガスバー
ナーは各バーナーの黄色に発光する炎が標本の面に衝突し、これによりその上に
均一な温度が維持されるように配置した。炉温度は、下に示すように、ASTM
E−119に標準時間曲線に従い徐々に増加するようにした。 時間(分) 温度、℃(°F) 5 538(1000) 10 704(1300) 30 843(1550) 60 927(1700) 120 1010(1850) 180 1052(1925) 240 1093(2000) 試験アセンブリーの温度の測定は8本のクロメル−アルメル(Chromel-Alumel)
(K型)熱電対により行ない、それらのうちの4本は炉の露出側に位置させ、そ
してそれらの残りの4本はアセンブリーの露出されていない側に位置させた。 各試験したアセンブリーの火炎耐久性は、(1)露出されていない側の平均温
度が、4本の熱電対で測定して、周囲温度より121℃(25 0°F)だけ高い温度に到達するに要する時間、あるいは(2)いずれかの個々
の熱電対が周囲温度より163℃(325°F)だけ高い温度に到達するに要す
る時間として測定した。これらの2種類の石膏のいずれかにいったん到達したと
き、試験を完結し、そして試験の開始から測定された時間を記録した。各試験の
間、各アセンブリーを板の劣化、割れ、歪みおよび金属構成成分の破壊に関して
観察した。 評価は、次に記載するように、2時間の火炎耐久性および3時間の火炎耐久性
の試験を包含した。 2時間の試験 5回の2時間の火炎耐久性の試験を後述するようにして実施した。これらの試
験のうち3回において、厚さ2.54cm(1インチ)のガラス繊維のマットの
面を有する石膏板を前述の従来のシャフト壁アセンブリーの試験区画に設置した
。比較の目的で、他の2回の試験をジョージア−パシフィック・コーポレーショ
ン(Georgia-Pacific Corporation)から商標シャフトライナー(SHAFTL
INER)で販売されている従来の厚さ2.54cm(1インチ)の紙の面を有
する石膏板を使用して実施した。 試験したシャフト壁アセンブリーの各々において、石膏板の2つの面材料の層
(内側層および外側層)を金属骨組の面へ締結した。これらの2層は1.27c
m(0.5インチ)の石膏板から成り、そのコアの組成を下に記載する。2枚の
このような板、各々は83.8cm×99.1cm(33インチ×39インチ)の
寸法を有し、それらの最も長い寸法は水平に配向している、を2.54cm(1
インチ)のS型ねじを使用して内側の面材料の層を形成した。これらの2枚の板
のへりの間で形成 された接合は水平に延びており、そして完成されていなかった。外側の面材料の
層は寸法が99.1cm×167.6cm(39インチ×66インチ)を有する単
一の石膏板から成り、最長の石膏板の寸法は垂直に配向していた。板は内側の面
材料の層の板の上に、4.128cm(1.625インチ)のS型ねじ、40.6
4cm(16インチ)のO.C.を使用して締結した。 使用した前述の1.27cm(0.5インチ)の耐火性石膏板は、ジョージア−
パシフィック・コーポレーション(Georgia-Pacific Corporation)から商標
ァイアーストップ(FIRESTOP)、“XXX”型で販売されている。この
ような板は約768.9kg/m3(48ポンド/立方フィート)の密度を有し、
そして次の組成物からの固化したコアを有する。 混合水の添加前の成分の 成分 合計重量に基づく重量% 硫酸カルシウム半水和物の微粉砕物 94.67 粘土(ケイ酸アルミニウム) 2.59 膨張しないバーミキュライト 1.10 ガラス繊維のロービング、1.27 cm(0.5インチ)のチョップドガ ラス繊維のロービング 0.44 コアの接着剤 0.52 分散剤 0.10 発泡剤 0.06 促進剤 0.52 100.00 実施した2時間の試験の3回において、各アセンブリーのシャフト側を炉内で
ガスの炎に暴露した。試験したアセンブリーの面側は炉の外側に面し、そして火
炎に暴露されなかった。下表1は、シャフト壁アセンブリーにおいて使用した2
.54cm(1インチ)の板の説明および試験したアセンブリーの各々について
の火炎耐久等級を含む。 下表1において言及するガラス繊維のマットの面を有する石膏板、すなわち、
本発明の範囲内に入る板は、製造業者が「変性尿素−ホルムアルデヒド樹脂」と
呼ぶ接着剤により一緒に結合された不規則のパターンに配向されたガラス繊維の
フィラメントから構成された不織マットを利用して作られた。このマットは0.
84mm(33ミル)の厚さを有し、そして石膏の壁板のカバーシートとして使
用されるタイプの紙より多孔質であった。このマットの空気の透過度は700C
FM/平方フィートであった(試験法FT 436−910)。このマットはD
URA−GLASS 7502−2 lbsとして商業的に入手可能であり、そ
して本発明の実施における使用に好ましい繊維のマットの1つの例である。従来
の壁板の機械を使用して下表1に記載する石膏の配合物の水性スラリーから連続
長さの板を作った。マットのシートがロールから動く支持表面上に巻戻されると
き、この動くマットのシート上にこのスラリーを供給した。このマットは約13
0cm(51インチ)の幅を有し、その上にスラリーを堆積する前に従来の刻み
付け(scoring)ブレードにより連続的に刻みを付けた。マットの各へりに2本
の刻みのしるし(score mark)を付け、外側の刻みの各々はマットのそれぞれの
へりから約2.54cm(1インチ)のところに存在し、そして内側の刻みの各
々はそのそれぞれのへりから約3.8cm(1.5インチ)のところに存在した。 スラリーがマットの上に堆積された後、へりを刻みのしるしにおいて折りたたみ
、スラリーの上部の上に重ねた。(この作業から形成した石膏のコアは約122
cm(47 7/8インチ)の幅および約1.27cm(1/2インチ)の厚さ
を有した。)約120.6cm(47 1/2インチ)の幅を有する他のロール
からのマットを石膏のスラリーの上部および下に横たわるマットの上に重なるへ
り部分の上へ供給した。この石膏のスラリーは上に重なるへり部分に浸透し、そ
して上に横たわるマットのへり部分を下に横たわるマットの上に重なるヘリ部分
へ結合するのに役立った。石膏スラリーの粘度は21℃(70°F)において約
5900cpであった。この粘度において、スラリーは下に横たわるマットのあ
る部分を通して浸透して、マットの外面の面積の約40〜50%の上に薄いフィ
ルムを形成した。このフィルム中の石膏が固化するとき、マットの外面の実質的
な部分は固化した石膏の薄いフィルムで覆われた。表面は粗面化された外観を有
し、ガラスのフィラメントの輪郭はそれらを覆う石膏の薄い被膜の下に観察する
ことができた。しかしながら、前述の粘度において、スラリーは上に横たわるマ
ットの厚さを通して、しかしその一部[約0.0765mm(約5ミル)]をそ
の全面積にわたって浸透し、マットの外面にはスラリーは観察されなかった。ス
ラリーが浸透したマットの中間部分において石膏が固化するとき、スラリーは固
化した石膏のコアとの機械的なインターロック(interlock)を含む結合を形成
した。連続的長さの板を約2.4m(8フィート)の長さに切った。177℃(
350°F)の炉内で石膏板がほとんど乾燥するまで加熱することによって、石
膏板の乾燥を促進させ、次いで石膏板が完全に乾燥するまで、約1時間、93℃
(200°F)において加熱する。 計算が示すように、ガラス繊維のマットの面を有する石膏板の板G−1およびG
−2のコアは板P、すなわち、従来の紙の面を有する板のコアよりも63%だけ
少ないガラス繊維を含有する。板G−1は従来の板よりも10%だけ密度が低い
が、板G−1を含有するシャフト壁アセンブリーは板Pを含むアセンブリーより
も9%の火炎耐久性の改良を示した。板G−2は板Pよりも17.5%だけ軽く
かつ26%だけ密度が低いが、G−2を含むシャフト壁アセンブリーは従来の板
を含むアセンブリーよりも5%の火炎耐久性の改良を示した。こうして、板G−
1およびG−2は従来の紙の面を有する板よりもそれらのコア中のガラス繊維の
含有量が低くかつ密度が低くあってさえ、前者の板を含む試験アセンブリーは板
Pを含むアセンブリーよりも平均7%の火炎耐久性の改良を示した。 上記の3種類の試験と対照的に、次の2種類の試験をシャフトアセンブリーに
ついて実施し、ここでアセンブリーの面側を炉内でガラスの火炎に暴露し、そし
てシャフト側は炉の外側に面しかつ火炎に暴露させなかった。下表2は、試験し
たシャフト壁アセンブリーにおいて使用した2.54cm(1インチ)の板の説
明および試験したアセンブリーの各々についての火炎耐久等級を含む。 計算が示すように、板G−3のコアは板P−1のコアよりも63%だけ少ないガ
ラス繊維を含有し、板G−3は板P−1よりも11%だけ軽く かつ20%だけ密度が低い。それにもかかわらず、板G−3を含むシャフト壁ア
センブリーは板P−1を含むアセンブリーよりも14%の火炎耐久性の改良を示
した。 3時間の試験 3時間の火炎耐久性の試験を下に記載するようにして実施した。673kg/
3(42ポンド/立方フィート)の密度を有する2.54cm(1インチ)の厚
さのガラス繊維のマットの面を有する板を、前述の従来のシャフト壁アセンブリ
ーの試験区画に設置した。ここでG−4と呼ぶ板のコアの組成物を下に記載する
試験したアセンブリーの面側は、1.59cm(5/8インチ)の厚さおよび
下に記載する組成物を有する従来の石膏板の面材料の3層を含んだ。最も内側の
面材料の層はそれぞれ寸法38cm×168cm(15インチ×66インチ)お
よび61cm×168cm(15インチ×66インチ)を有する2枚のこのよう
な板から形成し、それらの最長の寸法を垂直に配向させた。これらの板はJトラ
ックの短い足およびIスタッドのフランジへ、2.54cm(1インチ)のS型
ねじ、61cm(24インチ)のO.C.を使用して締結した。接合は完成しなか
った。中間および外側の面材料の層を形成する板は、2時間の試験について前述
したアセンブリーの内側および外側の面材料の層と、同一の幅および幅の寸法を
有し、かつ同一の配向で位置させた。最も外側の面材料の層は5.7cm(2.2
5インチ)のS型ねじを使用して所定位置に締結した。試験アセンブリーの面側
は炉のガスの炎に暴露し、シャフト側は火炎に暴露しないままにした。 紙の面を有する石膏板は、ジョージア−パシフィック・コーポレーション(Ge
orgia-Pacific Corporation)から商標ファイアーストップ(FIRESTOP
)で販売されている“X”型板であった。これらの面材料の板は11.48kg
/m2(2350ポンド/1000立方フィート)の平均重量および下に記載す
るコアの組成を有する。 試験の間、アセンブリーの火炎に暴露する面の温度は、試験の最初の15分に
おいてほぼ49℃(88°F)の速度で上昇させ、第2の15分 においてほぼ5℃(9°F)の速度で上昇させ、および残りの2時間45分につ
いて1℃(1.8°F)の速度で上昇させ、そして3時間15分後に約1,061
℃(1,910°F)の平均温度に到達する。アセンブリーの露出されない面側
で測定された平均温度は、3時間15分にわたって、ほぼ25℃(77°F)(
周囲温度)から164℃(327°F)に上昇した。露出されない面側で測定さ
れた最高温度は206℃(402°F)に到達した。その温度に3時間12分で
到達した。こうして、試験アセンブリーにより3.2時間の火炎耐久性が達成さ
れた。割れまたは歪みの発現によって証明されるような、差し迫った統合性の破
壊は、炉に暴露したガラス繊維のマットの面を有する板または面材料の板のいず
れについても、試験のいかなる時間においても示されなかった。Iスタッドは3
時間後に多少の座屈の徴候を示した。 従来の3時間の等級のシャフト壁アセンブリーにおいて、1.9cm(3/4
インチ)の“X”型石膏板をここに記載する2.54cm(1インチ)のガラス
繊維のマットの面を有する板と同一方法で位置させ、そして4層の1.59cm
(5/8インチ)の“X”型ファイアーストップ(FIRESTOP)板をアセ
ンブリーの面に適用し、板の第3番目および最も外側の第4番目の層の間に空間
を維持した。こうして、ここに記載するガラス繊維のマットの面を有する石膏板
は従来の紙の面を有する板よりも0.64cm(1/4インチ)だけ厚くあって
さえ、板G−4を含むシャフト壁アセンブリーは3時間よりすぐれた火炎耐久性
を達成するために3層のみ(4層の代わりに)の1.59cm(5/8インチ)
の“X”型ファイアーストップ(FIRESTOP)板を含んだ。 上の試験から理解されるように、ここに記載するガラス繊維のマット の面を有する石膏板は、それらのコアが有意に低い密度をもちかつ有意に少ない
量の耐火剤、すなわち、ガラス繊維を含有するという事実にかかわらず、従来の
紙の面を有する対応物よりも火炎耐久性の有意の改良を示す。 次の実施例は、下に記載するコアの組成を有しそして前の実施例のガラス繊維
のマットの面を有する石膏板について説明した技術に従って製造された、厚さ1
.59cm(5/8インチ)のガラス繊維のマットの面を有する石膏板の火炎試
験における評価を含む。 重量%、固化し 成 分 かつ乾燥した板 ガラス繊維のマットの面材料 1.58 硫酸カルシウム二水和物 94.6 ガラス繊維(チョップドガラスロービング) 0.08 紙の繊維 0.74 苛性カリ液(促進剤) 0.15 ワックス−アスファルト乳濁液 2.96 ポリ(ビニルアルコール) 0.28 リグノスルホン酸カルシウム(分散剤) 0.11 ラウリルスルホン酸アンモニウム(発泡剤) 0.04 この板のコアの密度は849kg/m3(53ポンド/立方フィート)であった
。この板をASTM E−119に従い火炎抵抗およびホース流れ抵抗について
評価したとき、1時間30秒の火炎等級が達成された。コアの中に耐水性添加剤
を使用したため、板はきわめてすぐれた耐水特 性を有し、それらの添加剤はワックス−アスファルト乳濁液およびポリ(ビニル
アルコール)であったことに注意すべきである。 以上の実施例から明らかなように、きわめてすぐれた耐火特性が本発明により
達成された。本発明の実施例および説明の他の部分において、特定の設計の金属
の骨組を含むシャフト壁アセンブリーを特に説明してきた。ここに記載する繊維
のマットの面を有する石膏板は他の型のシャフト壁アセンブリー、例えば、耐火
性材料、例えば、耐火性プラスチックから作られたアセンブリーにおいて使用で
きることを理解すべきである。また、実施例の組成物は固化した石膏生成物を形
成するために硫酸カルシウム半水和物の使用を含んだことに注意すべきである。
あるいは、カルシウム硫酸塩を使用することができ、この用語は特許請求の範囲
において硫酸カルシウムおよび硫酸カルシウム半水和物の両者を一般的に包含す
るために使用する。 要約すると、本発明は、生命および財産の安全を確保するために設計された耐
火特性を有することを意図する構造アセンブリーにおける、重要な機能的改良を
、実際的方法で、提供するということができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION   The invention relates to fire-resistant applications, such as elevator shafts and floors in buildings.
For use in hollow shaft wall assemblies of the type used in step-through configurations
For improved structural components. For more information, The present invention relates to a gypsum board having a matte surface of fibers having improved fire resistance and
It relates to its use in various structural applications.   The invention will first be described with respect to its use in a shaft wall assembly.
As described below, its use has a wider applicability.   Shaft wall assemblies typically run through multiple floors in a building.
Used for lining ever-growing shafts. Of such a shaft
Examples are elevator shafts, air shafts, and staged atriums. Widely used
The shaft wall assembly used is made of paper supported in place from a metal skeleton.
It consists of a gypsum board panel with a surface. Assembly design on the shaft
Gypsum panel panels, including the panels that are lined and that make up the surface,
So that it can be installed on one side, i.e. off the enclosed shaft
. Such an assembly is provided by workers supported on the floor through which the shaft passes.
At a predetermined position. This seals the scaffolding or other support structure inside the worker.
Eliminates the need to configure within a shaft.   The shaft wall assembly must have certain characteristics to be commercially acceptable
Is required. For example, gypsum plates used in shaft wall assemblies are
To ensure that assemblies that use it meet the strict fire regulations of national legislation
It is especially important to have fire-resistant quality. Still further, in the elevator
The plasterboard panel used to line the elevator shaft,
The compressed air generated by raising and lowering the elevator boxes
That you have to be able to withstand the considerable power
You should keep in mind. Such a force is 1.1 kg / cmThree(About 15 psi) May include the addition of high air pressure. Sound insulation properties are also desirable at the shaft wall.
Good.   The present invention provides an improved shaft wall assembly and also such an assembly.
And improved fire-resistant fibers for use in other types of structural applications.
The present invention relates to a gypsum board having a mat surface.   Currently used shaft wall assemblies also require a paper cover sheet.
A structural gypsum board comprising a set gypsum core sandwiched therebetween is included. Currently widely used
Shaft wall assembly supports multiple plies of plasterboard panels
Metal frame. Such an assembly is described in more detail below. Briefly state
And one wall of the assembly, which surrounds the open shaft itself, is a pair of water
A metal J-track arranged in a horizontal direction (J-track)
One is fastened to the ceiling and the other of the pair is fastened to the floor);
A plurality of vertically spaced apart frictionally held within the J track
Metal "I-stud". Around the enclosed shaft
The gypsum panels for inning are supported by J-tracks and I-studs.
Be held. The plasterboard panel I or two or more layers of face material may be surrounded by a shuffle
To the J-track and I-stud on the side of the metal assembly opposite
I have. By increasing the thickness of the face material layer and / or gypsum board,
The fire resistance of the brie can be improved.   The plasterboard core used in such a commercial shaft wall assembly is:
Usually contains chopped glass fiber as an additive to improve the fire resistance of gypsum board
I do. However, the fire required for assembly In order to achieve a flame rating, such gypsum boards have a relatively high density. this
Increases the cost of transportation and makes installation more difficult. In addition, cho to the core
The amount of glass fiber is considerable, and increases the cost of plasterboard
You. In addition, sheets having a paper surface produce smoke when exposed to the heat of a flame.
And, ultimately, burn.   A sheet of flammable paper face material is eliminated, and instead a fiberglass mat or
Or chopped fiberglass is embedded in the gypsum board and the surface layer of the gypsum board solidifies
Stone for use in a shaft wall assembly, covered with burnt plaster
Plasters are disclosed in U.S. Pat. Nos. 4,195,110 and 4,265,979.
Are listed. The gypsum boards described in these patents are never commercially available for a variety of reasons.
Believed not to be used.   U.S. Pat. No. 4,195,110 discloses a set gypsum composition containing glass fibers.
Gypsum plate formed from the solidified product of gypsum slurry sandwiched between two surface layers of
Is disclosed. Glass fiber roving, continuous strand mat or chopped
It can be in the form of glass. The title of this patent is a single gypsum board
Examples are relatively high densities, ie 833 kg / mThree(53 pounds / cubic fee
G). This is mentioned in U.S. Pat. No. 4,195,110.
About 0.45 to 0.91 kg (1 to 2 lbs) higher than conventional paper faced boards
No. This patent also improves on the plate that is the title of this patent.WasIt has bending strength
And does not emit smoke when exposed to the heat of a flame.   U.S. Pat. No. 4,265,979 discloses a chopped concentrate on the surface of a gypsum board.
A gypsum board with glass fibers is disclosed. For the production of these boards Hydrate the mixture of chopped fiberglass and gypsum and form it into sheets.
Shape. Before the sheet solidifies, the "traditional" gypsum slurry is placed between the unset sheets.
And the resulting three-layer composite is compressed and dried. This patent
Also states that it is "highly fire and smoke resistant" and "relatively light."
In addition, it discloses that it has improved flexural strength over conventional paper faced boards
doing. As is apparent from this disclosure, in this patent, the relatively dense gypsum
The plate is considered and the density of the topsheet is 1298 kg / mThree(81 lbs / stand
Feet).   The production of each of the plasterboards, which is the subject of the aforementioned patent, involves a glass-containing surface layer sandwiching the core.
Requires special handling and eliminates the production of plasterboard with conventional plasterboard production equipment
.   According to the present invention, an improved shaft wall assembly comprising a gypsum-based structural component
A gypsum board with brie and also improved fire resistance is provided.   The present invention relates to a method for preparing at least about 85% by weight of gypsum dihydrate and about 0.03 to about 0.3 weight percent.
A solidified core comprising at least one side of said core;
And the core is 753 kg / m2.Three(47 pons
C / ft) and the glass mat has solidified from the core.
Gypsum slab has an outer surface substantially free of gypsum, and the gypsum board is 5/8 inch
Achieves a flame rating of at least 1 hour according to ASTM E-119 at a thickness of
The present invention provides a gypsum board having a glass mat surface.   Further, the present invention provides a refractory skeleton and a glass mat supported by the skeleton. Gypsum plate having a surface of at least about 85% by weight of the gypsum plate.
A solidified core comprising gypsum dihydrate and about 0.03 to about 0.3% by weight of glass fibers;
A porous glass mat facing at least one surface of said core,
The core is 753 kg / mThree(47 pounds / cubic foot)
The glass mat has an outer surface substantially free of set gypsum from the core,
The plaster board is 1.58 cm (5/8 inch) thick according to ASTM E-119.
A shaft wall assembly for achieving a flame rating of at least one hour.
Provide Lee.   Furthermore, the invention comprises a refractory frame and a gypsum board supported by said frame.
In a shaft wall assembly, the plasterboards have matte surfaces of fibers and are
Spaced horizontally between fire-resistant trucks and said trucks
Is a type that includes a refractory stud positioned directly in front of it and assembled
Panel on the shaft side of the lee and then spaced apart from the other side of the assembly
At least about 85% by weight of the shaft-side panel.
Solidified core containing gypsum dihydrate and about 0.03 to about 0.3% by weight of glass fiber
And a porous glass mat facing at least one surface of the core.
The core is 753 kg / mThree(47 pounds / cubic foot)
The glass mat has an outer surface substantially free of set gypsum from the core
The gypsum board is ASTM E-119 at a thickness of 1.59 cm (5/8 inch).
Gypsum board with a glass matt surface to achieve a flame rating of at least one hour according to
A shaft wall assembly is provided.   As described below, the improved heat-resistant plate of the present invention is:As aforementioned,Shaft wall
It can be used very advantageously in assembly and, furthermore,
Is used in many and various applications where gypsum board with conventional paper face is used.
It can be used very advantageously. Such applications include, for example, walls, ceilings,
Includes the use of plates as structural components such as partitions.   The advantages obtained from the provision of the improved refractory board of the present invention are numerous and significant.
It is. For example, gypsum with a commonly used thickness and relatively low weight
Provides the production of gypsum-based products with fire resistance previously unattainable in boards
I do. In addition, such advantages are realized by using existing gypsum making equipment and the present invention.
Is achieved.   Improved stone that can be used in the improved shaft wall assembly of the present invention
To explain the plaster board, it contains a solidified gypsum core with a matte surface of fibers
In. Gypsum core is basically plaster wallboard, dry wall
Used in gypsum structural products, known as gypsum board and gypsum canopy
Type. The core of such products is water, which is a powder of anhydrous calcium sulfate or
Is calcium sulfate hemihydrate (CaSOFour・ 1 / 2HTwoO), also known as calcined gypsum
The mixture is then hydrated, i.e., solidified into sulfuric acid.
Calcium dihydrate (CaSOFour・ 2HTwoO), a relatively hard material
Is formed. The gypsum core generally contains at least 85% by weight of set gypsum
Will consist of   The composition used to make the set gypsum core may include any of the components, for example,
, Can include those commonly included in gypsum coverings. This Examples of such components include setting accelerators, foaming agents, and dispersants.   The set gypsum core has a matte surface of fibers. Fiber mat is porous enough
The water in the aqueous gypsum slurry used to make the gypsum core
And allow it to evaporate. As described in detail later, it has a fiber mat surface
Gypsum board forms an aqueous gypsum slurry containing excess water and the fiber
It can be made efficiently by arranging fiber mats. The plaster of Paris solidifies
After that, the excess water evaporates through the porous mat, which evaporation is facilitated by heating.
It is.   Fiber mats can form strong bonds with the solidified gypsum that makes up the core.
It is made of material that can be cut. Examples of such materials are mineral type materials, for example, glass fiber
And synthetic resin fibers. Mats are continuous or discrete strands
(Strand) or fiber, and the form is woven or non-woven
Can be in shape. Non-woven mats, such as chopped strands
strand) mat and continuous strand mat can be used satisfactorily
And they are cheaper than woven materials. Such a mat strand
They are joined together by a suitable adhesive. The mat can have a certain range of thickness
For example, about 0.38 to about 1.0 mm (about 15 to about 40 mils) and about 0.6 to about 1.0 mil.
A thickness of about 25 to about 35 mils is preferred. Of the aforementioned fibers
The kits are known and are commercially available in many forms.   Preferred fiber mats are oriented in an irregular pattern and are compatible with the resin binder.
It is a glass fiber mat made of glass fibers bonded together. Glass fiber mats of this type are commercially available, for example, under the trademark DUR
A-GLASS (Manville Building Materials Corporation)
And ELK Corporation like BUR or Single Mat
It is sold.   The improvement is a gypsum core whose only surface faces the fiber mat described here
However, the core can be made of substantially the same fiber material on both sides.
It is preferable to have a surface. When the surface of the core has surfaces of materials with different expansion coefficients
, The core tends to deflect. Fiber matHaving a surfacePlaster board (fibrous mat-face
d gypsum board) and methods for making it are described, for example, in Canadian Patent No. 993.
No. 3,779,822 and U.S. Pat. No. 3,993,822.
It is.   Gypsum board consisting of a solidified gypsum core with a matte surface of fibers according to the invention
From a solidified gypsum core, preferably sandwiched between two porous glass mats
Gypsum board for building interior shaft wall assembly or similar assembly
Used as one component. In such applications, the surface of the fiber mat
Gypsum core plate or shaft liner panel with conventional paper face
Can be used advantageously, the core of which generally contains refractory additives.
Shaft wall assembly including a plate having a matte surface of fibers has a paper surface
Improved flame resistance for assemblies including plaster core plates
I do. As mentioned above, this type of assembly generally supports gypsum panels.
Metal framing or pillars, such as the walls of elevator shafts,
Draw out, form an air shaft, etc. Examples of such assemblies are described in U.S. Pat.
No. 4,047,335, U.S. Pat. No. 4,082 and U.S. Pat. No. 4,364,212. Fiber Ma
The plate having the face of the cutout may be, as described herein, the assembly described in the aforementioned patent.
Panels for brie and shaft liner panels and / or face materials
Can be used as   In these types of applications where fire resistance is considered important, the fiber mat
Gypsum board core with grated surface maintains its integrity when exposed to the heat of a flame
One or more additives that improve the ability of the set gypsum composition to set.
Examples of materials that have been reported to be effective for improving the fire resistance of gypsum products are:
, Mineral fibers such as glass fiber, asbestos fiber, and calcium sulfate
It is Iskar. One or a mixture of two or more of such fibers can be used.
Another typical material known for use in conventional fire resistant gypsum board is expanded.
Unstretched vermiculite, clay, colloidal silica and colloidal aluminum
Na. Typically, mineral fibers, especially glass fibers, are one of the aforementioned typical materials.
Used as a mixture of two or more species. For example, transfer to the same transferor as the present invention
See U.S. Patent No. 3,616,173.   Preferred for use when improving the fire resistance of gypsum boards with a matte surface of fibers
A new material is described, for example, in the aforementioned U.S. Pat. No. 3,616,173 (glass fiber related).
Chopped, as described in US Pat.
Made of glass fiber. Briefly, the glass fibers are individually continuous filaments.
About 0.0051 to 0.0254 mm (0.0002 to 0.02 mm).
Stretched texitile glass fiber ties having a diameter of 0.1 inch)
It is. Individual filaments are usually grouped into strands,
Compare Weakly bonded materials, such as starch or other water-softening or water-soluble coatings
Material is coated thereon. The bonding material is divided into several groups for each strand
Promotes prevention of wear between the coated filaments. Loosely bound textile fibers
Before being added to the core composition, the strands are, for example, from 0.32 cm to 2.54 cm.
Cut to short lengths (1/8 inch to 1 inch). Water used when making the core
Once added to the abrasive slurry composition, the binder or coating material dissolves,
The strands separate into individual fibers, which are separated when the slurry is mixed.
It becomes evenly distributed throughout the rally.   The presence of mineral fibers in the core of the gypsum board with the matte surface of the fibers according to the invention,
This produces a product with unusually high fire resistance. For example, a fiber of a predetermined thickness
Pre-determined amount of chopped gala in a plasterboard core with a matte surface
The presence of glass fibers results in a similar amount of glass fiber and a similar thickness in its core.
Has significantly better fire resistance properties than that of gypsum board with conventional paper face
To provide products. The benefits of this development are significantly significant and desirable.
Fortunately it can be used in several different ways. For example,
This development is based on conventional fiberglass-containing stones with a paper surface without sacrificing fire resistance.
Produce a gypsum board with a glass matt surface, which has a lower density than that of the gypsum board
Can be used to Similarly, have a glass matt surface without sacrificing fire resistance
Significantly lower amounts of glass fiber can be used in the plate.   The amount of glass fiber in the core should be at least about 0.03% by weight,
Over a wide range, for example, the sum of the components that make up the core By weight, i.e. combined with water to prepare the aqueous slurry used to form the core
It varies from about 0.03 to about 0.3% by weight, based on the total weight of the previous ingredients.
be able to. In a preferred form, the amount of glass fiber is from about 0.07 to about 0.2 plies.
Make up% by volume.   Plate cores with a matte surface of fibers for use in refractory applications are useful.
It can be manufactured to the desired value of density according to available technology. Relatively thick plate, example
For example,2.54For plates greater than one inch, the density of the core is about 560.7.
kg / mThree(35 pounds / cubic foot). Density
Bonding between gypsum core and paper surface in a plate with relatively low conventional paper surface
Are generally unsatisfactory due to the low density of the core. Preferably, the core has a density of about 7
52.9 kg / mThree(47 pounds / cubic foot). About 64
0.7kg / mThree(40 pounds / cubic foot) to about 752.9 kg / mThree(47
Densities in the range of 1 cubic foot / cubic foot) are believed to be the most widely used.
Approximately 656.8 kg / mThree(41 pounds / cubic foot) to about 720.8 kg / mThree(
A plate having 45 pounds / cubic foot) has excellent fire resistance and relatively low
It has a particularly good combination of properties including weight.   Another aspect of the invention relates to the solidified product of calcium sulfate and at least about 0.03.
From a gypsum board with a surface of a glass mat with a core consisting of glass fiber by weight
The core is about 656.8 kg / mThree(41 pounds / cubic foot) to about 75
2.9kg / mThree(47 pounds / cubic foot) and has a core
The amount and nature of the components that make up the core are such that the core is about 2.54 cm (1 inch) thick.
2.54 A test section of the shaft wall containing a 1 cm (1 inch) core is fired for at least about 3 hours.
It is like having a fire endurance rating. Flame resistance
The method of evaluating the grade is described in detail in the Examples section below.   Also, as long as the density of the core falls within the upper range, the core contains the components described above.
As long as the specific core formulation included is 2.54 cm (1 inch)
2.54c as long as the resulting plate gives the grade when the parts have said density
with a surface of glass mat with thickness less than or greater than 1 m
It should be understood that gypsum plasterboard is included within the scope of the present invention. 2.54c
Plates having a thickness of less than m (1 inch) can reduce core density and core formation.
Even if the components used and their amounts are the same, 2.54 cm (1 in)
It will be understood that they generally do not have as good a fire resistance as the plates of h).
On the other hand, plates having a thickness greater than 2.54 cm (1 inch) are
Density and the components used to form the core and their amounts are the same.
For example, it will generally have better fire resistance than a 2.54 cm (1 inch) core
.   Used as a shaft liner panel in shaft wall assemblies
For example, a thickness of about 2.54 cm (1 inch) and about 656.8 kg / mThree(4
1 pound / cubic foot) to about 752.9 kg / mThree(47 pounds / cubic foot
), Preferably about 720.8 kg / mThree(45 pounds / cubic foot)
Having a core density of from about 0.03 to about 0.3% by weight.
It is recommended to use a gypsum board with a glass matt surface, prepared from the compound
It is. like this In assembly, the surface of the gypsum slab glass mat is heated by the framework supporting the slab.
To conduct away, thus leading to improved flame resistance of the assembly.   Described herein and also encompasses such plates having a glass fiber containing core
Gypsum board with a glass matt surface also constitutes the shaft wall assembly
Panel as one or more of the plies of the facing material layer
Can be. In addition, this board is a type in which conventional fire-resistant gypsum board is commonly used
Can be used advantageously. The board has a widely used thickness, for example, 1.2
7 cm (1/2 inch), 1.59 cm (5/8 inch), 1.91 cm (3/4)
Inches) and 2.54 cm (1 inch) thick.   At least one of the surfaces of the plateSubstantialGypsum set over an area
An advantage is obtained when using a plate form having This solidified gypsum is solidified
It seems to promote heat dissipation, as heat is consumed when removing gypsum water
It is.   In applications where both fire resistance and improved weatherability are desired, fire resistant additives
Both the agent and the water resistant additive can be included in the core.   The use of certain water resistant additives can reduce the fire resistance of the board. This is
In cases where this occurs, such a decrease in fire resistance can be achieved by making the core more dense.
Can be offset. In this case, in accordance with ASTM E-119
Provide 1.58 cm (5/8 inch) board to achieve 1 hour flame rating
For example, the core density is about 768.9 kg / mThree(48 pounds / cubic foot) to about 88
1.0kg / mThree(55 pounds / cubic foot) is recommended.   A preferred means of imparting water resistance to a gypsum core is to resist degradation by water, e.g.
For example, one or two or more that improve the ability of the set gypsum composition to resist dissolution.
The above additive is to be included in the gypsum composition used for manufacturing the core. Like
In a preferred form, the water resistance of the core is determined according to ASTM method C-473,
Less than 10%, preferably less than about 7.5% when only exposed and tested
It is such that it absorbs less, most preferably less than 5% water.   Fiber mats used in the present invention may be gypsum wallboard or canopy conventional paper.
It has substantially better water resistance than the surface. Nevertheless, by rating
And the bond between the fiber mat and the gypsum core degrades relatively quickly under the influence of water.
It was shown to be possible. For example, samples exposed to the outside should be made of glass fiber within 1-2 months.
Showed loosening. In contrast, the fibers according to the invention
Evaluation of the waterproof gypsum core with the mat surface of the fiber, the bond between the mat and the core
Have been shown to resist degradation by water for an infinite period of time.   Examples of materials that have been reported to be effective for improving the water resistance of gypsum products include:
As follows: a small amount of poly (vinyl acetate)Include orNot including poly (
Vinyl alcohol); metal salts of resin acids; waxes or asphalts or their
Mixtures of waxes and / or asphalt and also corn flour (co
rnflower) and potassium permanganate; water-insoluble thermoplastic organic materials, for example
Petroleum and natural asphalt, coal tar, and thermoplastic synthetic resins, such as
Poly (vinyl acetate), poly (vinyl chloride), and vinyl acetate and acrylic resin
A mixture of a metal resin soap; a water-soluble alkaline earth metal salt; Distillate fuel oil; petroleum wax in the form of an emulsion and residual fuel oil, pine tar
) Or coal tar; mixture of residual fuel oil and rosin
Mixtures consisting of: aromatic isocyanates and diisocyanates;
Siloxane; potassium sulfate, alkali metal and alkali metal aluminates,
And waxes with or without materials such as Portland cement-
Asphalt emulsion; oil soluble in blends of molten wax and asphalt, water
Adding a dispersible emulsifier and, as a dispersant, a polyarylmethylene condensation product
By mixing a solution of casein containing the alkali sulfonate with
Wax emulsion prepared in   A preferred material to use when improving the water resistance of the gypsum core is wax.
-Consisting of asphalt emulsion, these species are commercially available
is there. The wax in the emulsion is preferably paraffin or microcrystalline wax.
However, other waxes can be used. Asphalt is generally a ring and ball
Have a softening point of about 46 ° C (115 ° F) as determined by the method
Absent. The total amount of wax and asphalt in the aqueous emulsion is generally
It comprises about 50-60% by weight of the suspension and the weight ratio of asphalt to wax is about 1: 1.
1 to about 10 to 1. Various methods for preparing wax-asphalt emulsions are described.
Known, for example, U.S. Pat. No. 3,935, assigned to the same assignee as the present application.
No. 021 (DR Greve and ED O'Neill). Of the present invention
Commercially available wax-asphalt emulsions that can be used in the composition are
Night States Gypsum Company (Wax Emulsion), Monseix
Products (No.52 Emulsion) and And sold by Douglas Oil Company (Docal No. 1034)
. The amount of wax-asphalt emulsion used depends on the setting of the set gypsum core.
About 3 to about 10% by weight, preferably about 5 to about 10% by weight of the total weight of the components of the composition used
About 7% by weight, said component comprising the water of a wax-asphalt emulsion,
Does not include the additional amount of water added to the gypsum composition to form a grit slurry.   Particularly preferred materials for use when improving the water resistance of the gypsum core are:
Materials of the stated type, namely poly (vinyl alcohol) and wax-as
It consists of a mixture of falt emulsions. This is to improve the water resistance of the gypsum product.
The use of such additives is described in the aforementioned U.S. Pat. No. 3,935,021.
ing.   The poly (vinyl alcohol) source is preferably a substantially poly (vinyl acetate) source.
Fully hydrolyzed form, ie, about 97-100% hydrolyzed poly vinegar
Vinyl acid. Poly (vinyl alcohol) is insoluble in cold water and high temperature, eg
For example, if it is not soluble in water at about 60 to about 96 ° C (about 140 to about 205 ° F)
No. Generally, a 4% by weight solution of poly (vinyl alcohol) at 20 ° C.
Is about 25-70 cp, as determined by the Hoeppler falling ball method
Has viscosity. The commercially available poly (vinyl alcohol) used in the compositions of the present invention
Is the trademark “Elvanol” from DuPont and Monsanto Company
Sold under the trademark "Gelvatol". Examples of such products are Elvanol, etc.
Grades 71-30, 72-60 and 70-05, and Gelvatol, grades 1-90,
3-91, 1-60 and 3-60. Air Products Corporation
Also sells this product as WS-42. You.   The amount of poly (vinyl alcohol) and wax-asphalt emulsion used is
It should be at least about 0.05% by weight and about 2% by weight, respectively. Poly
Preferred amounts of (vinyl alcohol) and wax-asphalt emulsion are
From about 0.15 to about 0.4% by weight and from about 3.0 to about 5.0% by weight, respectively.   Unless otherwise specified, the term "wt%" as used herein,
Weight percent based on the total weight of the components of the composition used when making the plaster core
The said components are associated with the water or other additives of the wax-asphalt emulsion.
Water, but additional amounts added to the gypsum composition to form an aqueous slurry.
Contains no water.   The plasterboard fiber mat described here also has a significant reduction in sound transmission.
Factors, such as the elevator shaft wall assembly and sound transmission
Is a desirable property available in other structural assemblies where reduced
You. For example, a plate with a matte surface of fibers is made of a surface material fixed with adhesive to it.
A partition assembly that provides a support surface for the layers;Board andWith layer of face material
The adhesive interface between them provides an elastic connection that tends to dissipate the sound energy,
This provides an assembly that is resistant to sound.   An attractive feature of the present invention is the use of an existing wallboard made of gypsum board with a matte surface of fibers.
Production using a fabrication line, for example, the line shown somewhat diagrammatically in FIG.
It is possible. In the conventional method, it is used when forming a gypsum core
Premix dry ingredients (not shown) and then mix with pin mixer 2
Feed to a commonly called type of mixer. Weigh water and other liquid components (not shown) used to make the core
2 where they are combined with the dry ingredients to form an aqueous gypsum slurry.
You. Foam is generally obtained by adding to the slurry in a pin mixer
Adjust the density of the core. Slurry 4 is at one or more outlets at the bottom of mixer 2
And dispersed onto a moving sheet of fiber mat 6. Fiber mat 6 sheet
Is infinite in length, and is supplied from a roll of mat (not shown).   As is common practice in the production of gypsum board with conventional paper face,
The two opposing rims of the mat 6 of the fiber are gradually raised upward from the average plane of the mat 6.
To the edge of the plate 40 obtained by folding inward at the edge.
To provide a coating. In FIG. 1, the gradual deflection of the edge of the mat 6 and
The shaping is shown only on the edge of one side of the mat, and for this purpose
Conventional guidance devices commonly used are omitted from this drawing. FIG.
The edge of the solidified gypsum core 42 covered by the edge 6A overlying the top 6
Show. FIG. 7 shows the markings of the mat 6 (score mark) 10 and 10A
Indicate that these indentations allow for the formation of good edges and flat surfaces.
You. The notch markings 10 and 10A are made by a standard notching car 12
. The advantage of using the preferred form of fiberglass mat is that it has the same surface as ordinary paper.
In other words, it can be cut and the edge removed.   Another sheet of fiber mat 16 is rolled (not shown) from the top of slurry 4
And the surface of the solidified gypsum core 42 formed from the slurry
Apply the slurry between the two moving fiber mats that form Samu. Mats 6 and 16 sandwich slurry 4 between them, and
Enters the nip between forming or shaping rolls 18 and 20 and then conveyor belt
Received on the port 22. Ordinary edge guide device, for example, a guide device indicated by 24
Shape the edge of the composite until the gypsum solidifies sufficiently to retain its shape
And maintain. Eventually, a continuous length of board was cut and exposed to heat.
The board by increasing the rate of evaporation of excess water in the gypsum slurry.
Promotes drying.   Referring to FIG. 7, the solidified gypsum of the core 42 is bonded to the mat and laid on top.
Between the edge of the mat 16 to be stacked and the overlapping edge 6A of the mat 6 lying below
Is effective in satisfactorily forming the bond between
Use a bond improver or to form the aforementioned bond
It was observed that it was not necessary to use an edge paste.   The preferred form of mats 6 and 16 shown in FIGS. 2 and 3 is an irregular pattern.
Of glass fibers oriented in turns and bound together by a resin binder (not shown)
The filament 30 is included.   A preferred form of the gypsum board 40 having a matte surface of glass fiber is shown in FIG.
This is shown in FIG. That is, the solid gypsum of the core 42 has the thickness of the mat 6 substantially.
And penetrates over a substantial area of the core 42, and secures the core 42.
The set gypsum partially penetrates the mat 16 and thus the solidified gypsum is substantially removed.
Constituents that are not explicitly included. The plaster-free surface of the mat 16 is shown in FIG.
Highly textured, as you can see
As long as it contains many gaps into which the adhesive composition can flow in and bond
Lying down It provides a very good substrate for bonding components.   The phrase “set gypsum has substantially penetrated”, as used herein,
Of the set gypsum from the mat surface adjacent to the core to the outer mat surface
So that the outline of the glass fiber can be seen through a thin film of solidified gypsum
Each time, it means that the outer glass fiber is covered with a thin film of solidified gypsum.
You. The phrase "over a substantial area of the outer surface" is used herein
About 30 to about 75% of the outer surface area of the mat is substantially impregnated with gypsum
Means that. Preferably, about 45% to about 55% of the area of the outer surface of the mat is gypsum.
More substantially penetrated. Therefore, the stone of this preferred embodiment of gypsum board
Plaster-coated surfaces have a roughened or patterned appearance;
Does not consist of a smooth continuous coating of set gypsum. This preferred form of plasterboard
Is formed with a relatively small amount of gypsum slurry deposited on the underlying support surface
And thus minimizes the need to clean the surface.   The need for such cleaning is due to the fact that the slurry partially covers the underlying fiber mat.
Through, for example, to increase the viscosity of the slurry to infiltrate up to about 50% of its thickness.
This can be substantially avoided by adjusting. Thus, this plasterboard
The preferred form has a surface with two gypsum-free fiber sides.   Fabrication of the above-described preferred form of gypsum board is such that an aqueous slurry of calcined gypsum lays down.
In a manner such that the desired mat and the overlying mat are penetrated.
This can be achieved by adjusting the Lee viscosity. The plasterboard preferred
In each of the different forms, the viscosity of the slurry The degree is about 10-15% of the thickness of the overlying mat over its entire surface area
The slurry should penetrate.   The recommended means of adjusting the viscosity of the slurry is to add a viscosity modifier to it.
And Such viscosity modifiers are known in the field of gypsum board production.
Preferred viscosity modifiers are paper fibers. Examples of other viscosity modifiers that can be used are
Loin is a thickner, bentonite and starch.   Specific viscosity values used in manufacturing operations can benextIn use
Can be varied, depending on the porosity of the mat and the desired penetration of the slurry
You. Thus, for a particular application, the viscosity value is best determined experimentally.   To manufacture the aforementioned preferred form of gypsum board, as described above, of glass fiber
When using the preferred form of mat, according to development studies, about 5000-700
Satisfactory by utilizing a gypsum slurry having a viscosity in the range of 0 cp
It has been shown that the results can be achieved. When used here, the viscosity value is no.
Measured at a temperature of 21 ° C. (71 ° F.) at 10 rpm using dollars
Means Kufield viscosity. The viscosity added to the slurry to obtain the desired viscosity
The amount of the viscosity modifier will vary depending on the particular viscosity modifier used and the specific viscosity desired.
Must be understood.   Fabrication of a core of predetermined density is achieved by using known techniques.
For example, introduce the appropriate amount of foam into the aqueous gypsum slurry used to form the core
Can be implemented. Fibers that are lighter than traditional paper surface materials
In fire-resistant applications using fiber mats, Weight advantage achievable by using gypsum board with matte surface of fiber
Is obtained. For example, a paper surface widely used in the production of conventional gypsum canopy
Material weight is about 0.596 kg / mTwoBoard (120 lb / 1000 square feet board
) But preferred forms of glass fiber mats for use in the present invention
Weighs 0.195 kg / mTwoBoard (40 pounds / 1000 square feet board)
.   Referring to FIGS. 10, 11 and 12, the fiber mats described herein are illustrated.
One of the typical commercial shaft wall assemblies that can use gypsum board with
Two examples are shown. Shaft wall assembly 100 supports a plasterboard panel.
J-track 101 and I-stud mounted on ceiling and floor for holding
103 of a metal skeleton. J track 101 is bolted 104
Fastened to the floor F to the ceiling C and adjacent to the shaft S to be surrounded. Each J
The rack has short legs 106 and long legs 107, with the long legs 107
It lies substantially flush with the shaft side 120 of the assembly 100. I Star
The pad 103 is located vertically between the J track 101 on the ceiling and the floor. I stud
The end of C-103 is friction between the J-track feet 106 and 107 on the ceiling and floor
Mated. Generally described, the I-stud 103 is connected to the middle portion 11 of the body.
4 comprises a flange 109 and 109 'extending vertically.   The tab T is cut and bent from the metal plate on which the I-stud is made.
You. The formation of such a tab forms a hole 140 in the portion 114 of the body of the I-stud.
To achieve.   Plasterboard panels that make up the liner panel of the assembly shaft 110 is located between the legs 106 and 107 of the J track,
The lip is frictionally fitted between the tab T of the I-stud and the flange 109.
The layer of face material of the plasterboard panel 112 is secured to the shaft wall by screw fasteners 113.
It is fastened to the surface side of the assembly 130. Of the two face materials of the plasterboard panel
Layers or plies are illustrated, but additional face material layers of gypsum board, if necessary
And understand that it is applicable. A layer of plasterboard face material can also be finished
Suitable for the shaft side of the assembly in stairwells where
Can be used.   In the embodiment shown in FIGS. 10 to 12, a gypsum panel 110 (acene
The brie shaft liner panel) is a glass mat, as described here.
Consisting of a plaster core sandwiched between and having a glass matt surfaceAs thingsShow
And plasterboard panel 112(Assembly surface material
layer)Is sandwiched between paper andpaperConsisting of a plaster core with a surface ofAs thingsShow
And is intended. Another exemplary embodiment is a method of fabricating fibers in an assembly.
A panel consisting of an oriented gypsum core having only one side with the face of the gut
The use of a “mat” facing the shaft and having a matte surface of the fiber
Gypsum plates are used in one or more plies of a layer of face material.
Example   In the above embodiment, the surface of the glass fiber mat is within the scope of the present invention.
Gypsum board into the test compartment of a conventional shaft wall assembly of the general type shown in the drawing.
Then, it was installed and the flame durability was evaluated.   The metal components of the shaft wall metal frame are from Georgia Pacific Co.
Powered by Georgia Pacific Corporation And made from 25 gauge hot dipped galvanized steel. The components are
, Having a 2.5 inch wide base and then 2.75 cm (2.5 inches) wide
25 inches and 2.5 inches (1 inch)
1.5 inches (3.81 cm) wide and 2.5 inches (6.35 cm) deep
Consisted of a single I-stud. J track is mason leaf by bolt
Fastened to horizontal and vertical edges of masonry framing structure
did. Assembly defined by the average plane of the long legs of the J track for convenience
Side is hereinafter referred to as the "shaft side"; defined by the average plane of the short feet of the J track
The assembled side will hereinafter be referred to as the "surface side".   In each of the shaft wall assemblies tested, the respective dimensions were 38.1 cm
(15 inches) x 167.6 cm (66 inches) and 61.0 cm (24 inches)
1) 2.54 cm (1 inch) thick gypsum having x 167.6 cm (66 inches)
Two plates were used. These plates are placed on the upper and lower horizontal
Inserted between the feet of the J track and their longest dimension was oriented vertically
. Insert the vertical edge of the plate located adjacent to the I-stud with the tab and flange on the I-stud
, Which sandwiched the I stud between the edges of the plate. Opposing boards
Vertical edge so that the long leg overlaps the plate on the shaft side.
3.18 cm (1.25 inch) S-type screw into long legs of rack, 60.96 cm (2
4 inches) on center (OC).   Each of the gypsum plates with the face of the glass fiber mat tested substantially contains gypsum.
Surface and the surface having gypsum over its substantial area I had. Each of the plates has its gypsum-free side exposed on the shaft side of the assembly
In the test assemblyinstalled.Gala in metal assembly
After installing the gypsum board with the matte surface of the fiber, the surface material of the gypsum board with the paper surface
The material layer was fixed on the side of the metal frame. The layers of these face materials will be described in detail hereinafter.   The resulting assembly, located in the aforementioned masonry frame, is
Formed one wall. A number of gas burners are burned in the furnace, where the gas
The burner emits yellow light from each burner and strikes the surface of the specimen, causing
The arrangement was such that a uniform temperature was maintained. The furnace temperature was measured as shown in the ASTM
  E-119 was made to gradually increase according to the standard time curve.         Time (minutes) Temperature, ° C (° F)             5 538 (1000)           10 704 (1300)           30 843 (1550)           60 927 (1700)         120 1010 (1850)         180 1052 (1925)         240 1093 (2000) The temperature of the test assembly is measured using eight Chromel-Alumel
(K-type) thermocouples, four of which are located on the exposed side of the furnace,
The remaining four were positioned on the unexposed side of the assembly.   The flame endurance of each tested assembly was determined by (1) the average temperature on the unexposed side.
The temperature measured with four thermocouples is 121 ° C. (25 ° C.) below the ambient temperature. 0 ° F) or the time required to reach a higher temperature, or (2) any individual
Thermocouple above ambient temperature163 ° C (325 ° F)Only need to reach higher temperature
Time. Once you have reached one of these two types of plaster
The test was completed and the time measured from the start of the test was recorded. Of each test
In the meantime, assemble each assembly with respect to plate degradation, cracking, distortion and destruction of metal components
Observed.   The evaluation was performed as described below for 2 hours of flame durability and 3 hours of flame durability.
Tests were included.   2 hour test   Five 2-hour flame durability tests were performed as described below. These trials
In three of the tests, a 2.54 cm (1 inch) thick glass fiber mat
A gypsum board with a surface was placed in the test compartment of the conventional shaft wall assembly described above.
. For comparison purposes, the other two trials were relocated to Georgia-Pacific Corporation.
(Shaftl) from Georgia-Pacific Corporation
INER) has a conventional 2.54 cm (1 inch) thick paper surface
This was performed using a gypsum board.   In each of the shaft wall assemblies tested, two face material layers of gypsum board
(Inner and outer layers) were fastened to the face of the metal framework. These two layers are 1.27c
m (0.5 inch) gypsum board, the composition of the core of which is described below. Two sheets
Such plates, each 33 inches x 39 inches (83.8 cm x 99.1 cm)
Dimensions, with the longest dimension being horizontally oriented, 2.54 cm (1
Inch) S-threads were used to form the inner face material layer. These two boards
Formed between edges The resulting joint extended horizontally and was not completed. Of outer surface material
The layer has a size of 99.1 cm x 167.6 cm (39 in x 66 in).
It consisted of one gypsum plaster, with the longest gypsum plaster being dimensioned vertically. The board is the inside surface
On the plate of material layer, 4.625 cm (1.625 inch) S-shaped screw, 40.6
Fastened using 4 cm (16 inch) OC.   The above-mentioned 0.57 inch refractory gypsum board used was Georgia-
Georgia-Pacific CorporationTrademark fromH
Firestop, sold as "XXX" type. this
Such a plate is about 768.9 kg / mThree(48 pounds / cubic foot),
And the following compositionSolidification fromWith a core.                                             Of the components before the addition of the mixed watercomponent % By weight based on total weight Finely ground calcium sulfate hemihydrate 94.67 Clay (aluminum silicate) 2.59 Vermiculite that does not expand 1.10 Roving glass fiber, 1.27 cm (0.5 inch) chopped gas Roving of lath fiber 0.44 Core adhesive 0.52 Dispersant 0.10 Blowing agent 0.06 Accelerator0.52                                                   100.00   In three of the two hour tests performed, the shaft side of each assembly was placed in the furnace.
Exposure to gas flame. The face side of the tested assembly faces the outside of the furnace, and
No exposure to flame.Table 1 belowAre the two used in the shaft wall assembly.
.54 cm (1 inch) board description and for each of the assemblies tested
Includes flame endurance rating of   Gypsum board with the surface of a mat of glass fibers referred to in Table 1 below,
Plates falling within the scope of the present invention are referred to by the manufacturer as "modified urea-formaldehyde resin".
Of glass fibers oriented in an irregular pattern, bonded together by an adhesive
filamentMade using a non-woven mat composed of This mat is 0.
It has a thickness of 84 mm (33 mils) and is used as a cover sheet for gypsum wallboard.
It was more porous than the type of paper used. The air permeability of this mat is 700C
FM / sq. Ft. (Test Method FT 436-910). This mat is D
Commercially available as URA-GLASS 7502-2 lbs,
And is one example of a preferred fiber mat for use in the practice of the present invention. Conventional
From an aqueous slurry of the gypsum formulation described in Table 1 below using a wallboard machine
I made a board of length. When a sheet of mat is rewound onto a moving support surface from a roll
The slurry was fed onto a sheet of the moving mat. This mat is about 13
It has a width of 0 cm (51 inches) and conventional notches before depositing the slurry on it
Continuous scoring was performed with a scoring blade. 2 on each edge of the mat
Mark each score on the outside of the mat with a score mark.
Located about one inch from the lip, and each of the inner nicks
Each was about 1.5 inches (3.8 cm) from its respective edge. After the slurry has been deposited on the mat, fold the lip at the notch mark
, Overlaid on top of the slurry. (The plaster core formed from this operation is about 122
cm (477/8 inch) wide and about 1.27 cm (1/2 inch) thick
It had. ) Other rolls having a width of about 47. inches
The mat from the top of the gypsum slurry to overlie the underlying mat
And supplied over the part. The gypsum slurry penetrates the overlying lip,
Helicopter part that overlaps the edge of the mat lying on top of the mat lying below
Helped to join. The viscosity of the gypsum slurry is about 21 ° C. (70 ° F.)
It was 5900 cp. At this viscosity, the slurry is not covered by the underlying mat.
Into a thin layer over approximately 40-50% of the outer surface area of the mat.
Lum formed. When the gypsum in this film solidifies, the outer surface of the mat is substantially
The area was covered with a thin film of set gypsum. Surface has a roughened appearance
And observe the outline of the glass filaments under a thin coating of gypsum over them
I was able to. However, at the aforementioned viscosities, the slurry is
Through its thickness, but part of it (approximately 5 mils).
No slurry was observed on the outer surface of the mat. S
When the gypsum sets in the middle of the mat where the rally has penetrated, the slurry sets.
Forms a bond with the gypsum core, including a mechanical interlock
did. Continuous length boards were cut to a length of about 2.4 m (8 ft). 177 ° C (
By heating the gypsum plate in a furnace at 350 ° F. until it is almost dry, the stone
Accelerate the drying of the gypsum board, then at 93 ° C. for about 1 hour until the gypsum board is completely dry
Heat at (200 ° F). As the calculations show, gypsum plates G-1 and G with a matte surface of glass fiber
-2 core is only 63% higher than the core of plate P, ie, a plate having a conventional paper surface
Contains less glass fiber. Plate G-1 is 10% less dense than conventional plate
However, the shaft wall assembly containing plate G-1 is less than the assembly containing plate P.
Also showed a 9% improvement in flame durability. Plate G-2 is 17.5% lighter than Plate P
And 26% less dense, but the shaft wall assembly containing G-2 is a conventional plate.
Showed an improvement in flame durability of 5% over assemblies containing. Thus, plate G-
Nos. 1 and G-2 have higher fiberglass content in their cores than conventional paper faced boards.
Even with low content and low density, the test assembly including the former plate
It showed an average 7% improvement in flame durability over assemblies containing P.   aboveIn contrast to the three tests, the following two tests were performed on the shaft assembly.
Where the face side of the assembly is exposed to a glass flame in a furnace and then
The shaft side faced the outside of the furnace and was not exposed to the flame. Table 2 below shows the tests
Of a 2.54 cm (1 inch) plate used in an assembled shaft wall assembly
Includes the flame endurance rating for each of the light and tested assemblies. As the calculations show, the core of plate G-3 is 63% less than the core of plate P-1.
Contains lath fiber, plate G-3 is 11% lighter than plate P-1 And the density is low by 20%. Nevertheless, the shaft wall including the plate G-3
The assembly shows a 14% improvement in flame resistance over the assembly containing plate P-1.
did.   3 hour test   A three hour flame durability test was performed as described below. 673 kg /
mThree2.54 cm (1 inch) thick with a density of (42 pounds / cubic foot)
A plate having a matte surface of fiberglass mat is formed by the conventional shaft wall assembly described above.
Was installed in the test section. The composition of the core of the plate, referred to herein as G-4, is described below.
.   The face side of the tested assembly was 1.59 cm (5/8 inch) thick and
Three layers of conventional gypsum board face material having the composition described below were included. Innermost
Each layer of face material measures 15 inches x 66 inches (38 cm x 168 cm).
And 15 inches x 66 inches (61 cm x 168 cm)
And their longest dimensions were oriented vertically. These boards are J tiger
Short feet and I studsFlangeTo 2.54 cm (1 inch) S-type
Fastened using screws, 24 cm (61 cm) OC. The joint is not completed
Was. The plates forming the layers of the intermediate and outer face materials are as described above for the 2 hour test
The same width and width dimensions as the inner and outer face material layers of the assembled assembly
And positioned in the same orientation. The outermost layer of face material is 5.7 cm (2.2
It was fastened in place using a 5 inch (S) screw. Face side of test assembly
Was exposed to the furnace gas flame and the shaft side was left unexposed to the flame.   Gypsum slabs with a paper surface are available from Georgia Pacific Corporation (Ge
orgia-Pacific Corporation)Trademark fromFirestop (FIRESTOP)
)). These face materials are 11.48kg
/ MTwo(2350 pounds / 1000 cubic feet) average weight and listed below
Core composition.   During the test, the temperature of the surface of the assembly that is exposed to the flame shall be within the first 15 minutes of the test.
At about 49 ° C. (88 ° F.) for a second 15 minutes. At a rate of approximately 5 ° C. (9 ° F.) and for the remaining 2 hours 45 minutes
At a rate of 1.8 ° F. and after about 3 hours and 15 minutes about 1.061
An average temperature of 1,910 ° F. is reached. Unexposed side of assembly
The average temperature measured at approximately 77 ° F. over 3 hours and 15 minutes (
Ambient temperature) to 164 ° C (327 ° F)Rise todid. Measured on unexposed side
The maximum temperature reached reached 206 ° C (402 ° F). 3 hours 12 minutes to that temperature
Reached. Thus, 3.2 hours of flame durability was achieved with the test assembly.
Was. Imminent break in integrity, as evidenced by the onset of cracks or strains
Breaking can occur on either a plate with a glass fiber mat surface or a plate of surface material exposed to the furnace.
Neither was indicated at any time during the study. I stud is 3
After some time it showed some signs of buckling.   In a conventional 3 hour grade shaft wall assembly, 1.9 cm (3/4)
2.5 "(1 inch) glass described herein as" X "plasterboard
Positioned in the same manner as the plate with the matte side of the fiber, and four layers of 1.59 cm
(5/8 inch) "X" type firestop (FIRESTOP) plate
Applied between the third and outermost fourth layers of the plate
Was maintained. Thus, a gypsum board having the surface of a glass fiber mat described herein
Is 0.64 cm (1/4 inch) thicker than a conventional paper-sided board
Even, the shaft wall assembly including plate G-4 has better flame durability than 3 hours
1.59 cm (5/8 inch) of only 3 layers (instead of 4 layers) to achieve
"X" type firestop plate.   As can be seen from the above test, the glass fiber mat described here Gypsum plates with surfaces of which the cores have a significantly lower density and are significantly less
Despite the fact that it contains a quantity of refractory, i.e. glass fiber,
It shows a significant improvement in flame resistance over its paper-surface counterpart.   The following example has the core composition described below and the glass fiber of the previous example
1 thickness, manufactured according to the technique described for the gypsum board with matte surfaces
. Flame test of gypsum board with 59 cm (5/8 inch) glass fiber matte surface
Includes evaluation in experiments.                                                 Wt%, solidifiedComponent And dry board Glass fiber mat surface material 1.58 Calcium sulfate dihydrate 94.6 Glass fiber (chopped glass roving) 0.08 0.74 paper fibers Caustic potash solution (promoter) 0.15 Wax-asphalt emulsion 2.96 Poly (vinyl alcohol) 0.28 Calcium lignosulfonate (dispersant) 0.11 Ammonium lauryl sulfonate (blowing agent) 0.04 The density of the core of this plate is 849 kg / mThree(53 pounds / cubic foot)
. This plate is tested for flame resistance and hose flow resistance according to ASTM E-119.
When evaluated, a flame rating of 1 hour 30 seconds was achieved. Water resistant additive in the core
The board is extremely water resistant. And their additives are wax-asphalt emulsions and poly (vinyl)
It should be noted that alcohol).   As is evident from the above examples, extremely excellent fire resistance characteristics are obtained by the present invention.
Achieved. In embodiments of the invention and other parts of the description, the specific design of the metal
Has been specifically described. The fibers described here
Plaster boards with matte surfaces are used for other types of shaft wall assemblies, such as fireproof
For use in assemblies made from volatile materials, for example, fire-resistant plastics
You should understand that Also, the compositions of the examples form a set gypsum product.
It should be noted that the use of calcium sulfate hemihydrate to produce
Alternatively, calcium sulfate can be used, the term
Generally includes both calcium sulfate and calcium sulfate hemihydrate in
Use to   In summary, the present invention is designed to ensure the security of life and property.
Significant functional improvements in structural assemblies intended to have fire properties
, In a practical way.

【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明に従い使用するために準備した石膏板の製造に適する型の石
膏板を製造する構造ラインの多少線図的な部分側面図である。 第2図は、石膏板の製造に使用する下に横たわるガラス繊維のマットの、第1
図の左側に向かって示すように取った、拡大部分断面図である。 第3図は、第2図の線3−3により示すように取った部分平面図である。 第4図は、第1図の右に向かって示すように取った拡大断面図であり、 そして、石膏板の製造に使用する、石膏組成物を間にはさんだ、上に横たわるガ
ラス繊維のマットおよび下に横たわるガラス繊維のマットの両者を示す。 第5図は、第4図の線5−5により示すように取った部分平面図である。 第6図は、第4図の線6−6により示すように取った部分底面図であり、そし
て石膏板の下に横たわるマットの底面を示す。 第7図は、完成された石膏板のヘリ部分の横断面図であり、この図面は第4図
の線6−6により示すように取った。 第8図は、第4図の上部に向かって示すように取った、ほかの拡大断面図であ
る。 第9図は、第4図の下部に向かって示すように取った、ほかの拡大断面図であ
る。 第10図は、ビルディングの床の間のシャフトを取囲む典型的なシャフト壁ア
センブリーの設置を示す拡大図である。 第11図は、第10図に示すシャフト壁アセンブリーを通る線11−11に沿
って取った線図的垂直断面図である。 第12図は、第11図に示すシャフト壁アセンブリーを通る線12−12に沿
って取った線図的水平断面図である。 2 ピンミキサー 4 スラリー 6 繊維のマット 6A 重なるへり部分 10 刻みのしるし 10A 刻みのしるし 12 刻みを付ける車 16 繊維のマット 18 上部の成形または造形ロール 20 下部の成形または造形ロール 22 コンベヤベルト 24 へりの案内装置 30 繊維のフィラメント 40 ガラス繊維のマットの面を有する石膏板 40A ガラス繊維のマットの面を有する石膏板 41 ガラス繊維の石膏不含表面 41A ガラス繊維の石膏不含表面 42 固化した石膏のコア 43A 石膏で被覆された表面 80 外部の断熱システム 81 建築物 82 繊維のマットの面を有する板 84 くぎ 86 木材の骨組 88 発泡ポリスチレンのパネル 90 接着剤 92 ガラス繊維のスクリム 94 最終仕上げ材料 96 接着剤 100 シャフト壁アセンブリー 101 Jトラック 103 Iスタッド 104 ボルト 106 Jトラックの短い足 107 Jトラックの長い足 109 フランジ 109′ フランジ 110 石膏板のパネル 112 石膏板のパネル 113 ねじファスナー 114 本体の中間部分 120 シャフトの側 130 シャフト壁アセンブリー 130 面の側 140 穴 C 天井 F 床 S シャフト T タブ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a somewhat diagrammatic partial side view of a construction line for producing a gypsum board of a type suitable for the production of a gypsum board prepared for use in accordance with the present invention. FIG. 2 shows a first view of an underlying glass fiber mat used in the manufacture of plasterboard.
FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view taken as shown toward the left side of the figure. FIG. 3 is a partial plan view taken as indicated by line 3-3 in FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view taken as shown to the right of FIG. 1, and an overlaid glass fiber mat with a gypsum composition in between for use in the manufacture of gypsum plates. And the underlying glass fiber mat. FIG. 5 is a partial plan view taken as indicated by line 5-5 in FIG. FIG. 6 is a partial bottom view taken as indicated by line 6-6 in FIG. 4 and shows the bottom surface of the mat underlying the gypsum board. FIG. 7 is a cross-sectional view of the helicopter portion of the finished gypsum board, taken as indicated by line 6-6 in FIG. FIG. 8 is another enlarged sectional view taken toward the top of FIG. FIG. 9 is another enlarged sectional view taken toward the lower part of FIG. FIG. 10 is an enlarged view showing the installation of a typical shaft wall assembly surrounding a shaft between building floors. FIG. 11 is a diagrammatic vertical cross-sectional view taken along line 11-11 through the shaft wall assembly shown in FIG. FIG. 12 is a schematic horizontal cross-sectional view taken along line 12-12 through the shaft wall assembly shown in FIG. 2 Pin Mixer 4 Slurry 6 Fiber Mat 6A Overlapping Edge 10 Indicating Indications 10A Indicating Indications 12 Car to be Inscribed 16 Fiber Mat 18 Upper Forming or Forming Roll 20 Lower Forming or Forming Roll 22 Conveyor Belt 24 Edge Guiding device 30 Filament of fiber 40 Gypsum plate with matte surface of glass fiber 40A Gypsum plate with matte surface of glass fiber 41 Gypsum-free surface of glass fiber 41A Gypsum-free surface of glass fiber 42 Solidified gypsum core 43A Gypsum-coated surface 80 Exterior insulation system 81 Building 82 Board with fiber matte surface 84 Nail 86 Wood frame 88 Expanded polystyrene panel 90 Adhesive 92 Glass fiber scrim 94 Final finishing material 96 Adhesive 100 shaft wall asen Lee 101 J-track 103 I-stud 104 Bolt 106 J-track short leg 107 J-track long leg 109 Flange 109 'Flange 110 Gypsum panel panel 112 Gypsum panel panel 113 Screw fastener 114 Body middle part 120 Shaft side 130 Shaft Wall Assembly 130 Side 140 Hole C Ceiling F Floor S Shaft T Tab

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.少なくとも約85重量%の石膏2水和物及び約0.03〜約0.3重量%の
ガラス繊維を含む固化したコアと、前記コアの少なくとも一つの面に面している
多孔質ガラスマットとからなり、前記コアは753kg/m3(47ポンド/立
方フィート)未満の密度を有し、前記ガラスマットはコアからの固化した石膏を
実質的に含まない外側面を有し、石膏板は1.59cm(5/8インチ)の厚さ
においてASTM E−119に従う少なくとも1時間の火炎等級を達成するこ
とを特徴とするガラスマットの面を有する石膏板。 2.約0.07〜約0.2重量%のガラス繊維を含む、特許請求の範囲第1項記
載の板。 3.前記固化したコアは約641kg/m3(40ポンド/立方フィート)〜
約753kg/m3(47ポンド/立方フィート)の密度を有する特許請求の範
囲第1項記載の板。 4.約2.54cm(1インチ)の厚さにおいてASTM E−119に従う
少なくとも約2時間の火炎等級を達成する特許請求の範囲第1項記載の板。 5.約2.54cm(1インチ)の厚さにおいてASTM E−119に従う
少なくとも約3時間の火炎等級を達成する特許請求の範囲第1項記載の板。 6.コアの耐水性を改良するために十分な量の耐水性添加剤をも含む コアを有する特許請求の範囲第1項記載の板。 7.固化した石膏がガラスマットの内側面から厚さの約50%まで浸透し、
記ガラスマットが固化した石膏を含まない複数の内部間隙を有する特許請求の範
囲第1項記載の板。 8.前記コアが紙の繊維を含み、固化した石膏がガラスマットの内側面から厚
さの約10〜50%浸透している特許請求の範囲第1項記載の板。 9.耐火性の骨組と前記骨組により支持されたガラスマットの面を有する石膏
板とからなり、前記石膏板が、少なくとも約85重量%の石膏2水和物及び約0
.03〜約0.3重量%のガラス繊維を含む固化したコアと、前記コアの一つの面
に面している第一の多孔質ガラスマットと、前記コアの他方の面に面している第
二の多孔質ガラスマットとからなり、前記コアは753kg/m3(47ポンド
/立方フィート)未満の密度を有し、前記第一のガラスマットはコアからの固化
した石膏を実質的に含まない外側面を有し、前記第二のガラスマットは該マット
の厚さを実質的に通ってその実質的な面積の部分にわたって固化した石膏を有し
石膏板は1.59cm(5/8インチ)の厚さにおいてASTM E−119
に従う少なくとも1時間の火炎等級を達成することを特徴とするシャフト壁アセ
ンブリー。 10.耐火性骨組と前記骨組により支持された石膏板からなるシャフト壁アセ
ンブリーにして、前記石膏板は繊維のマットの面を有し、互いに間隔を置いて水
平方向に配置された耐火性のトラックおよび前記トラックの間に位置する直方向
に配置された耐火性のスタッドを含む型であり、そしてアセンブリーのシャフト
側のパネルおよびそれから間隔を置いて アセンブリーの反対側のパネルを含み、少なくとも前記シャフト側のパネルは、
少なくとも約85重量%の石膏2水和物及び約0.03〜約0.3重量%のガラス
繊維を含む固化したコアと、前記コアの一つの面に面している第一の多孔質ガラ
スマットと、前記コアの他方の面に面している第二の多孔質ガラスマットとから
なり、前記コアは753kg/m3(47ポンド/立方フィート)未満の密度を
有し、前記第一のガラスマットはコアからの固化した石膏を実質的に含まない外
側面を有し、前記第二のガラスマットは該マットの厚さを実質的に通ってその実
質的な面積の部分にわたって固化した石膏を有し、石膏板は1.59cm(5/
8インチ)の厚さにおいてASTM E−119に従う少なくとも1時間の火炎
等級を達成するガラスマットの面を有する石膏板からなることを特徴とするシャ
フト壁アセンブリー。 11.前記耐火性骨組が金属の骨組からなり、前記水平方向に配置されたトラ
ックは互いに間隔を置いた金属のJトラックからなり、前記直方向に配置された
スタッドは金属のスタッドからなる特許請求の範囲第10項に記載のシャフト壁
アセンブリー。 12.前記金属のスタッドがIスタッドからなる特許請求の範囲第11項に記
載のシャフト壁アセンブリー。 13.前記反対側のパネルは紙の面を有する耐火性石膏板からなる、特許請求
の範囲第11項に記載のシャフト壁アセンブリー。
[Claims] 1. A solidified core comprising at least about 85% by weight gypsum dihydrate and from about 0.03% to about 0.3% by weight glass fiber; and a porous glass mat facing at least one surface of said core. made, the core has a density of less than 753kg / m 3 (47 lb / cubic foot), said glass mat has an outer surface that does not include the solidified gypsum from the core substantially, gypsum board 1 A gypsum board having a surface of a glass mat characterized by achieving a flame rating of at least 1 hour according to ASTM E-119 at a thickness of 5/8 inch. 2. 2. The board of claim 1 comprising about 0.07% to about 0.2% glass fiber by weight. 3. The solidified core is between about 40 pounds / cubic foot (641 kg / m 3 ) and
About 753kg / m 3 (47 lb / cubic foot) Claims claim 1 wherein a plate having a density of. 4. 2. The board of claim 1 wherein the board achieves a flame rating of at least about 2 hours according to ASTM E-119 at a thickness of about 2.54 cm (1 inch). 5. 2. The board of claim 1 which achieves a flame rating of at least about 3 hours according to ASTM E-119 at a thickness of about 2.54 cm (1 inch). 6. The board of claim 1 having a core that also includes a sufficient amount of a water resistant additive to improve the water resistance of the core. 7. The board of claim 1 wherein the set gypsum penetrates from the inside surface of the glass mat to about 50% of its thickness, and wherein said glass mat has a plurality of internal gaps free of set gypsum. 8. Wherein the core seen contains paper fibers, solidified gypsum thickness from the inner surface of the glass mat
2. The board of claim 1 wherein the board has about 10 to 50% penetration . 9. A gypsum plate having a refractory skeleton and a glass mat surface supported by the skeleton, wherein the gypsum plate comprises at least about 85% by weight gypsum dihydrate and about 0% by weight.
A solidified core comprising 0.03% to about 0.3% by weight of glass fibers ; one surface of said core;
A first porous glass mat facing the second surface of the core facing the other side.
Consists of a second porous glass mat, wherein the core has a density of less than 753kg / m 3 (47 lb / cubic foot), said first glass mat is free of solidified gypsum from the core substantially An outer surface, wherein the second glass mat is
Having gypsum solidified substantially through a portion of its substantial area through the thickness of
The gypsum board is ASTM E-119 at a thickness of 1.59 cm (5/8 inch).
A shaft wall assembly characterized by achieving a flame rating of at least one hour according to claim 1. 10. A shaft wall assembly comprising a refractory skeleton and a gypsum board supported by the skeleton, wherein the gypsum board has a matte surface of fibers and is horizontally spaced apart from each other by a refractory truck; A mold including a refractory stud positioned directly between the trucks and including a panel on the shaft side of the assembly and a panel spaced from the opposite side of the assembly, at least the panel on the shaft side Is
A solidified core comprising at least about 85% by weight gypsum dihydrate and about 0.03% to about 0.3% by weight glass fiber; and a first porous glass facing one side of said core.
And a second porous glass mat facing the other side of the core.
Becomes, the core has a density of less than 753kg / m 3 (47 lb / cubic foot), said first glass mat has an outer surface that does not include the solidified gypsum from the core in substantially the first The second glass mat substantially passes through the thickness of the mat.
The gypsum plate has solidified gypsum over a qualitative area and the gypsum board is 1.59 cm (5 /
A shaft wall assembly comprising a gypsum board having a surface of a glass mat that achieves a flame rating of at least 1 hour according to ASTM E-119 at a thickness of 8 inches). 11. Claims: The refractory skeleton comprises a metal skeleton, the horizontally disposed tracks comprise metal J-tracks spaced apart from each other, and the vertically disposed studs comprise metal studs. 11. The shaft wall assembly according to claim 10. 12. The shaft wall assembly according to claim 11, wherein said metal stud comprises an I-stud. 13. 12. The shaft wall assembly according to claim 11, wherein said opposite panel comprises a refractory gypsum board having a paper surface.

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