KR20110079838A - 매트 외장 시멘트질 물품 및 이를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

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크리스토퍼 R. 넬슨
웨인 J. 로어바우
도날드 L. 롤프스
칭시아 리우
마이클 P. 쉐이크
딕 C. 엥브레히트
살바토레 C. 이모디노
조셉 J. 페도리스
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유나이티드 스테이츠 집섬 컴파니
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Abstract

(a) 시멘트질 코어, (b) 시멘트질 코어보다 큰 밀도를 가지며 시멘트질 코어와 접촉하는 스킴 코트 시멘트질 층, 및 (c) (i) 마이크로섬유들 및 (ii) 약 0.6 cm 이상의 길이를 가지는 연속 섬유들을 포함하며, 스킴 코트 시멘트질 층과 접촉하는 내부면을 포함하는 섬유 매트를 포함하는 시멘트질 복합 물품 및 이를 제조하기 위한 방법.

Description

매트 외장 시멘트질 물품 및 이를 제조하기 위한 방법{MAT-FACED CEMENTITIOUS ARTICLE AND METHOD FOR PREPARING SAME}

본 특허 출원은 참고로 포함되는, 2008년 10월 30일에 출원된, 미국 특허 가출원 제61/109,886호의 이익을 청구하고 있다.

본 기술분야는 시멘트질 물품, 특히, 매트 외장 석고 보드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

석고 보드 및 시멘트 보드와 같은, 시멘트질 물품들은 다양한 적용들에 유용하며, 예를 들어, 옥외 덮개 및 루핑 제품들을 포함하는 이들의 몇몇은 어느 정도의 내수성을 필요로 한다. 종래의 종이 외장 시멘트질 물품들은 높은 수분 조건들 하에서, 또는 옥외에 노출 중에 반드시 잘 작동하는 것은 아니다. 따라서, 이와 같은 적용들을 위해, 종이 대신에 유리 또는 중합체계 섬유 매트로 외장되는 시멘트질 물품을 사용하는 것이 종종 바람직하다. 또한 시멘트질 코어에 코어 재료 자체의 내수성을 개선하는 첨가제들을 사용하는 것이 유리할 수 있다.

석고 보드 및 시멘트 보드와 같은, 시멘트질 물품들의 제조 공정은 일반적으로 제1 외장 재료의 위에 수용성 시멘트질 슬러리를 부착시키는 단계 및 시멘트질 슬러리가 2개의 외장 재료들 사이에 끼이도록, 동일한 타입의 제2 외장 재료로 젖은 슬러리를 커버하는 단계를 포함한다. 그 후에, 여분의 물이 건조에 의해 슬러리로부터 제거된다. 시멘트질 슬러리는 최종 건조 이전에 고형 물품을 만들기 위해 경화다.

섬유 매트들을 사용하여 시멘트질 물품들을 제조하는 것은 슬러리가 아직 액체 상태일 때에 수용성 시멘트질 슬러리가 섬유 매트의 공극들을 통해 스며나오거나 유출되는 경향 때문에 힘드는 일이 될 수 있다. 이런 유출 문제는 슬러리가 섬유 매트의 위에 먼저 부착되는 곳에서 특히 현저하다.

슬러리 유출은 섬유 매트의 외부면의 불필요한 시멘트질 재료 및 기계 설비 상의 시멘트질 재료의 형성을 초래할 수 있다. 제조 공정에서 사용되는 기계 설비 상의 시멘트질 재료 형성은, 공정 설비 상의 석고가 섬유 매트의 외부면으로 이동될 수 있으며/있거나 성형 헤드(forming head)로 들어가는 섬유 웹의 웹 트랙킹(web tracking) 문제들을 초래할 수 있기 때문에, 청소를 위해 주기적인 기계 정지를 필요로 한다. 매트의 외부면의 위에 있는 시멘트질 재료는 마무리 코트(finish coat)의 접착성을 저하시킬 수 있으며 소비자에 대해 마음에 들지 않은 외관을 제공할 수 있다.

슬러리 유출을 방지하거나 최소화하려는 다양한 시도들이 제안되었다. 그러나, 이러한 많은 시도들은 추가 처리 단계들을 필요로 하며, 추가 재료들을 포함하며, 바람직하지 않은 범위로 슬러리 특성들을 변경시키며, 맞춤형 또는 비표준 섬유 매트들의 사용을 요구하며/하거나, 시멘트질 물품의 비용을 증가시킨다.

따라서, 석고 보드의 제조 중에 감소된 유출, 바람직하게는, 최소의 유출이나 유출이 없는 석고 슬러리를 가지는 석고 보드 및 이를 제조하는 방법을 제공할 필요가 있다. 본 발명의 이런 이점들과 다른 이점들 및 추가적인 발명의 특징들이 여기에 제공된 본 발명의 설명으로부터 명백해질 것이다.

(a) 시멘트질 코어, (b) 시멘트질 코어보다 큰 밀도를 가지는 시멘트질 코어와 접촉하는 스킴 코트 시멘트질 층, 및 (c) (i) 마이크로섬유들 및 (ii) 약 0.6 cm 이상의 평균 길이를 가지는 연속 섬유들을 포함하는 제1 섬유 매트를 포함하며, 제1 섬유 매트는 스킴 코트 시멘트질 층과 접촉하는 내부면을 포함하는 매트 외장 시멘트질 복합 물품이 여기에 제공된다.

(a) 내부면을 가지며, (i) 마이크로섬유들 및 (ii) 약 0.6 cm 이상의 길이를 가지는 연속 섬유들을 포함하는 섬유 매트를 제공하는 단계; (b) 제1 섬유 매트의 내부면의 위에 시멘트질 슬러리의 수용성 스킴 코트 층을 부착시키는 단계; 및 (c) 매트 외장 시멘트질 복합 물품을 형성하기 위해 스킴 코트 슬러리의 상부에 수용성 시멘트질 코어 슬러리를 부착시키는 단계를 포함하는 매트 외장 시멘트질 물품을 제조하는 방법이 또한 여기에 제공된다.

본 발명은 시멘트질 코어, 마이크로섬유들과 조합된 상당한 길이의 연속 섬유들을 포함하는 매트, 및 얇고 조밀한 시멘트질 층("스킴 코트")을 포함하는, 매트 외장 시멘트질 복합 물품 및 이의 제조 방법의 놀랍고 예기치 않은 발견에 적어도 부분적으로 입각하며, 이런 복합재는 유리하게도 충분한 강도와 강성을 제공하며 스킴 코트 또는 시멘트질 코어의 불필요한 "유출"을 감소시키거나 방지한다. 일 양상에서, 본 발명은 시멘트질 보드를 제조하는 일반적인 공정에 추가적인 처리 단계들을 부가하지 않고, 시멘트질 코어나 스킴 코트로부터, 섬유 매트를 통해 유출되는 불필요한 시멘트질 슬러리의 양을 감소시키거나 제거시킨다.

시멘트질 코어는 임의의 적당한 첨가제들과 함께, 수경성 시멘트를 함유하거나 이로부터 유도되는 임의의 재료, 물질 또는 조성물을 포함할 수 있다. 시멘트질 코어에 사용될 수 있는 재료들의 비한정적인 예들은 포틀랜드 시멘트, 소렐 시멘트, 슬래그 시멘트, 비산회 시멘트(fly ash cement), 칼슘 알루미나 시멘트, 수용성 황산 칼슘 무수물, 황산 칼슘 α반수화물, 황산 칼슘 β반수화물, 천연, 합성 또는 화학적으로 개질된 황산 칼슘 반수화물들, 황산 칼슘 2수화물("석고", "응고된 석고", 또는 "수화된 석고"), 및 이들의 혼합물들을 포함한다. 여기에 사용되는 바와 같이, "황산 칼슘 재료" 라는 용어는 위에 언급된 어떤 형태의 황산 칼슘을 가리킨다.

스킴 코트 층은 시멘트질 코어의 밀도보다 큰 밀도를 가지지만, 그렇지 않으면 시멘트질 코어에 관해서 여기에 설명된 바와 같은 어떤 첨가제들과 함께 수경성 시멘트를 함유하거나 이로부터 유도되는 어떤 재료, 물질, 또는 조성물을 포함할 수 있다. 스킴 코트가 시멘트질 코어의 밀도보다 큰 밀도를 가진다면, 스킴 코트에 사용되는 재료들은 시멘트질 코어에 사용되는 재료들과 동일하거나 상이할 수 있다.

일 양상에서, 본 발명의 시멘트질 복합 물품은 불연속적인 입자 또는 소수성 코팅을 부착할 필요가 없게 한다. 예를 들어, 동일 출원인에 의한 출원으로서 동시 계류 중인 미국 출원들 11/738,316 및 12/176,200을 참조한다. 이와 같은 입자 또는 코팅은 추가적인 비용 및/또는 복잡성 때문에 몇몇 실시예들에 포함되지 않지만, 만약 원한다면 이들이 포함될 수 있다. 뜻밖에도 마이크로섬유들을 포함하는 섬유 매트가 예를 들어 못 인출 저항, 인장 강도, 강성, 등에 대하여, 본 발명에 사용되기에 충분히 강했으며, 더구나 놀랍게도 스킴 코트가 섬유 매트에 대한 유출 없이 포함될 수 있었다.

본 발명에 따른 섬유 매트 외장 시멘트질 물품의 실시예들은 (a) 시멘트질 코어; (b) 스킴 코트 층; 및 (c) 상당한 길이의 연속 섬유들 및 중합체 또는 미네랄(예를 들어, 유리) 마이크로섬유들을 포함하는 제1 섬유 매트를 포함한다. 제1 섬유 매트는 외부면 및 내부면을 포함하며, 내부면은 시멘트질 코어 또는, 존재한다면, 스킴 코트 층에 대면한다(예를 들어, 접촉한다). 바람직하게는, 복합 물품의 시멘트질 코어 및/또는 스킴 코트는 제조 중에 어떤 상당한 정도로도 제1 섬유 매트에 침투하지 않는다.

상당한 길이의 연속 섬유들 및 마이크로섬유들은 어떤 적당한 재료로 만들어질 수 있다. 연속 섬유들 및/또는 마이크로섬유들은 특정한 적용들에서 안전을 강화하기 위해 생체와 상용성이 있거나 생체에 용해될 수 있다. 생체가용성 마이크로섬유들의 예들은 미국 특허들 6,656,861, 6,794,321, 및 6,828,264에 의해 제공된다. 일 양상에서, 섬유 매트는 유리 마이크로섬유들(예를 들어, 생체상용성 유리 마이크로섬유들)과 조합하여 상당한 길이의 유리 섬유들(예를 들어, 생체상용성 유리 섬유들)을 포함한다. 그러나, 제1 섬유 매트는 다른 적당한 타입의 중합체 또는 미네랄 섬유들 및 마이크로섬유들, 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다.

상당한 길이의 연속 섬유들은 절단된 스트랜드 섬유들 또는 다른 공급원들에 의해 제공될 수 있다. 상당한 길이의 연속 섬유들은 바람직하게는 유리 섬유들(예를 들어, 절단된 유리 섬유들)이다. E, C, 및 T 타입의 유리 섬유들뿐만 아니라 나트륨 붕규산 유리들, 또는 앞에 말한 것의 혼합물들이 사용될 수 있다. 연속 섬유들은 다양한 길이 또는 대체로 유사한 길이를 가질 수 있다.

적당한 마이크로섬유들의 비한정적인 예들은 유리 섬유들, 폴리아미드 섬유들, 폴리아라미드 섬유들, 폴리프로필렌 섬유들, 폴리에스테르 섬유들(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)), 폴리비닐 알코올(PVOH), 폴리비닐 아세테이트(PVAc), 셀룰로오스 섬유들(예를 들어, 면, 레이온, 등), 등뿐만 아니라 이들의 조합들을 포함한다. 바람직하게는, 마이크로섬유들은 유리 또는 미네랄 섬유들, 예를 들어, 미네랄 울, 슬래그 울, 세라믹 섬유들, 탄소 섬유들, 금속 섬유들, 내화성 섬유들, 또는 이들의 혼합물들이다. 마이크로섬유들을 제조하는 하나의 방법은 미국 특허번호 4,167,404에 개시된다.

더구나, 섬유 매트(예를 들어, 매트의 섬유들)는 소수성 또는 친수성이거나, 코팅되거나 코팅되지 않을 수 있다. 높은 수준의 습도에 대한 노출을 수반하는 적용들에 대하여, 매트는 바람직하게는 높은 수준의 소수성을 가진다. 소수성은 매트 또는 매트의 개개의 섬유들을 코팅함으로써 및/또는 스티렌 아크릴 바인더와 같은, 소수성 바인더를 사용함으로써 매트에 부여될 수 있다. 시멘트질 제품에 소수성을 부여하는 다른 방법들이 또한 사용될 수 있다(예를 들어, 시멘트질 코어 및/또는 스킴 코트에, 실록산 또는 왁스와 같은, 소수성화제를 첨가함). 그러나, 어떤 경우들에서는, 매트가 코팅되지 않고(예를 들어, 바인더 재료에 추가하여 코팅이 사용되지 않음), 내수성을 보유하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 매트는 (예를 들어, INDA 표준 테스트 10.1에 따라 테스트될 때) 매트의 기본 중량의 3배 이하의 수분 흡수를 보인다.

물론, 섬유들의 선택은 시멘트질 물품이 사용되는 적용의 타입에 부분적으로 의존할 것이다. 예를 들어, 시멘트질 물품이 열 또는 내화성을 필요로 하는 적용들을 위해 사용될 때, 적당한 내열성 또는 내화성 섬유들이 섬유 매트에 사용되어야 한다. 일 실시예에서, 섬유 매트는 870oF보다 높은 (예를 들어, 871oF 이상, 880oF 이상, 900oF 이상, 심지어 1000oF 이상) 녹는점을 가진다. 매트 외장은 국립 방화 협회(National Fire Protection Association)의 NFPA 방법 701 또는 ASTM 표준 E84, 클래스 1에 설명된 내화성에 대한 표준들을 만족하거나 초과하기에 적당한 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 물품이 이와 같은 적용들에 사용될 때, 여기에 설명된 바와 같은 시멘트질 코어, 스킴 코트, 및 섬유 매트를 포함하는 물품은 (예를 들어, E-119 테스트 방법을 사용하여) ASTM C1177 또는 C1177M에 설명된 내화성에 대한 표준을 만족하거나 초과한다.

섬유 매트는 직물이거나 부직포일 수 있지만, 부직포 매트들이 바람직하다. 부직포 매트들은 바인더에 의해 서로 결합된 섬유들을 포함한다. 바인더는 매트 산업에 일반적으로 사용되는 임의의 바인더일 수 있다. 적당한 바인더들은 요소 포름알데히드, 멜라민 포름알데히드, 스테아레이트화 멜라민 포름알데히드, 폴리에스테르, 아크릴들, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 아세테이트 또는 아크릴로 개질되거나 혼합된 요소 포름알데히드 또는 멜라민 포름알데히드, 스티렌 아크릴 중합체들 등 및 이들의 조합들을 포함하지만 이들에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 바인더는 스티렌 아크릴 바인더와 같은, 수지 바인더이다. 수지 바인더는 어떤 적당한 유리 전이 온도(GTT)(예를 들어, 약 15 내지 45oC)를 가질 수 있다. 적당한 스티렌 아크릴레이트 공중합체 바인더의 일 예는 HYCAR 26869(오하이오, 클리블랜드의 Lubrizol Advanced Materials)이다. 제시된 바와 같은, 이런 아크릴레이트 공중합체 라텍스는 약 50 중량 퍼센트 고형물의 고형물 함량을 가지지만, 이를 사용하기 전에 물로 농도를 약 30 중량 퍼센트 고형물로 희석시키는 것이 바람직하다. 바람직하게는 약 10 중량 퍼센트까지의, 멜라민 포름알데히드와 같은, 가교제가 아크릴레이트에 첨가되며, 더 바람직하게는 약 2 내지 5 중량 퍼센트의 가교제가 첨가된다. 임의의 적당한 양의 바인더가 사용될 수 있다. 일반적으로, 섬유 매트는 (건조 중량으로) 약 20 내지 40 퍼센트, 또는 (건조 중량으로) 25 내지 30 퍼센트의 바인더를 포함할 것이다(예를 들어, 약 25.5 내지 30.5 건조 중량 퍼센트).

섬유 매트는 제조 중에 슬러리 유출을 방지하는데 효과적인 어떤 적당한 중량을 가질 수 있다. 일반적으로, 기본 중량은 약 18 lbs/1000 ft2이거나 더 클 것이며(예를 들어, 약 18 내지 30 lbs/1000 ft2), 약 88 g/m2과 동일하거나 더 클 것이다(예를 들어, 약 88 내지 147 g/m2). 일 실시예에서, 섬유 매트, 특히 유리 섬유 매트는, 약 20 lbs/1000 ft2 또는 더 크거나(예를 들어, 약 20 내지 26 lbs/1000 ft2, 또는 약 23 내지 26 lbs/1000 ft2), 약 98 g/m2과 동일하거나 더 큰(예를 들어, 약 98 내지 127 g/m2 또는 더 큰) 기본 중량을 가진다.

섬유 매트의 마이크로섬유는 어떤 적당한 직경을 가질 수 있다. 섬유 매트는, 예를 들어, 약 0.05 내지 6.5 미크론, 약 0.1 내지 6 미크론, 약 0.25 내지 5 미크론, 또는 약 1 내지 4 미크론, 또는 심지어 약 2 내지 3 미크론 또는 약 2.7 미크론과 같은, 2.5 내지 3.5 미크론의 직경을 가지는 마이크로섬유들을 포함할 수 있다(예를 들어, Johns Manville로부터 상업적으로 이용 가능한 Micro-Strand® Type 481).

섬유 매트는 또한 상이한 직경들을 가지는 섬유들을 포함할 수 있으며, 예를 들어 직경들은 약 8 미크론에서부터 약 25 미크론까지의 범위에 있다. 예를 들어, 상당한 길이의 연속 섬유들은 약 10 미크론 또는 더 크거나(예를 들어, 약 10 내지 20 미크론), 약 13 미크론 또는 더 크거나(예를 들어, 약 13 내지 17 미크론), 약 14 미크론 또는 더 크거나(예를 들어, 약 14 내지 17 미크론, 약 14 내지 16 미크론, 약 14.5 내지 16.5 미크론, 또는 약 14.5 내지 15.5 미크론), 또는 약 15 미크론 또는 더 큰(예를 들어, 약 15 내지 18 미크론, 16 내지 18 미크론, 15 내지 17 미크론, 또는 약 15 내지 16 미크론) 것과 같은 어떤 적당한 직경을 가질 수 있다. 선택적으로, 섬유 매트는 또한, 위에 설명된 바와 같은 직경을 가지는 연속 섬유들에 추가하여서 또는 그 대신에, 약 13 미크론 이하의 더 작은 직경을 가지는 연속 섬유들을 포함할 수 있다.

섬유 매트는 생산 중에 슬러리 유출을 방지하는데 효과적인 마이크로섬유들에 대한 연속 섬유들의 어떤 적당한 비를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 섬유 매트는 적은 부분의 마이크로섬유들 또는 작은 직경의 섬유들(예를 들어, 13 미크론 또는 더 작은), 및 여기에 설명된 상당한 길이의 연속 섬유들과 같이, 마이크로섬유들 외에 많은 부분의 연속 섬유들을 포함한다. 이와 같은 적은 부분은, 예를 들어, 건조 섬유 웹의 약 5 내지 30 퍼센트(예를 들어, 약 10 내지 25 퍼센트) 또는 약 15 내지 30(예를 들어, 약 15 내지 20 퍼센트)일 수 있으며, 많은 부분은 건조 섬유 웹의 약 70 내지 95 퍼센트(예를 들어, 약 75 내지 90 퍼센트) 또는 70 내지 85 퍼센트(예를 들어, 약 80 내지 85 퍼센트)일 수 있다. 어떤 실시예들에 따르면, 섬유 매트는 약 80 내지 약 95 퍼센트 또는 심지어 약 85 내지 약 90 퍼센트와 같이, 약 70 내지 약 95 퍼센트의 연속 섬유들, 및 약 5 내지 약 20 퍼센트 또는 약 10 내지 약 15 퍼센트와 같이, 약 5 내지 약 30 퍼센트(예를 들어, 잔량)의 마이크로섬유들을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 섬유 매트는 약 10 내지 약 20 미크론의 직경을 가지는 약 70 내지 약 95 퍼센트의 연속 섬유들(예를 들어, 연속 유리 섬유들), 및 여기에 설명된 바와 같은 더 작은 직경을 가지는 약 5 내지 약 30 퍼센트의 마이크로섬유들(예를 들어, 유리 마이크로섬유들)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 섬유 매트는 약 14 미크론 또는 더 크거나, 또는 15 미크론 또는 더 큰 (예를 들어, 약 14 내지 약 17 미크론, 약 14 내지 약 16 미크론, 또는 약 14.5 내지 약 15.5 미크론) 직경을 가지는 약 70 내지 약 90 퍼센트의 연속 섬유들(예를 들어, 연속 유리 섬유들) 및 여기에 설명된 바와 같이 더 작은 직경을 가지는 약 10 내지 약 30 퍼센트의 마이크로섬유들(예를 들어, 유리 마이크로섬유들)을 포함할 수 있다. 다르게 명시되지 않으면, 퍼센트 섬유 조성들이 매트의 섬유 함량의 중량으로(즉, 섬유 웹의 건조 중량으로) 언급된다.

만약 연속 섬유들이 약 0.6 cm 또는 더 길거나, 약 1 cm 또는 더 긴 길이를 가진다면, 섬유들은 어떤 적당한 길이를 가질 수 있다. 연속 섬유들은 일반적으로 약 1 인치 또는 더 짧은(예를 들어, 약 3 cm 또는 더 짧거나, 약 2.5 cm 또는 더 짧은) 길이를 가질 것이다. 따라서, 연속 섬유들은, 예를 들어, 약 0.6 내지 1.9 cm, 또는 약 0.6 내지 약 1.2 cm의 범위에 있는 평균 길이를 가질 수 있다. 또는, 연속 섬유들은 약 3/8 인치 내지 1 인치(약 1 cm 내지 3 cm), 또는 약 1/2 인치 내지 약 3/4 인치(약 1 cm 내지 약 2 cm)의 범위에 있는 평균 길이를 가질 수 있다. 마이크로섬유들은 다양한 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로섬유들은 이들의 직경의 몇 배에서부터 7 mm 또는 더 길거나, 심지어 12 mm 또는 더 긴 길이까지의 범위에 있는 길이를 가질 수 있다. 일 실시예에서 따르면, 마이크로섬유들은 약 7 mm보다 짧은 길이를 가진다.

다른 설명으로서, 적당한 유리 섬유 매트의 비한정적인 예는 약 24 lbs/1000 ft2의 기본 중량을 가지며, 약 80 내지 90 퍼센트(예를 들어, 약 83 퍼센트)의 16 미크론 직경 및 1/2 인치 내지 1 인치 길이(약 1.2 내지 2.5 cm 길이)의 연속 필라멘트 섬유들 및 공칭 약 2.7 미크론의 직경을 가지는 약 10 내지 20 퍼센트(예를 들어, 약 17 퍼센트)의 생체가용성 마이크로섬유들(Johns Manville에 의해 제조된, Micro-Strand® Type 481)을 포함한다. 하나의 적당한 유리 섬유 매트는 Johns Manville에 의해 제조된 DuraGlass® 8924G 매트이다. 유리 매트를 위한 바인더는, 매트의 약 28 중량%(+/- 3%)일 수 있는 어떤 적당한 바인더, 예를 들어, 스티렌 아크릴 바인더일 수 있다. 유리 매트는 착색된 안료, 예를 들어, 녹색 안료 또는 착색제를 포함할 수 있다.

여기에 언급된 바와 같은, 섬유 길이 및 직경은 다르게 명시되지 않으면 평균 길이 및 직경이다.

섬유 매트들은 선택적으로 필러들, 안료들, 또는 일반적으로 사용되는 다른 비활성 또는 활성 성분들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 매트는 석회석, 유리, 점토, 착색 안료들, 살생물제, 살균제, 팽창 재료, 또는 이들의 혼합물들의 미세한 입자들의 효과적인 양을 포함할 수 있다. 이와 같은 첨가제들은 색상을 바꾸며, 표면의 구조 또는 조직을 변경하며, 곰팡이나 균류 형성에 대한 저항성을 개선하며, 내화성을 강화시키는데 유용할 수 있다. 특정한 적용들을 위해, 예를 들어 국립 방화 협회(National Fire Protection Association)의 NFPA 방법 701 또는 ASTM 표준 E84, 클래스 1에 따른, 내화성을 제공하기에 충분한 난연제들이 첨가된다. 또한, 어떤 적용들을 위해, 살생물제가 바람직하게는 ASTM 표준 D3273에 따라 측정 가능한, 균류의 성장을 저지하기 위해 매트 및/또는 석고 슬러리에 첨가된다.

바람직하게는, 섬유 매트는 제조 중에 시멘트질 슬러리나 스킴 코트의 유출을 감소시키거나 제거하면서 시멘트질 물품의 건조를 촉진하기에 충분한 공기 투과도를 가진다. 매트의 공기 투과도는, 예를 들어, ASTM 표준 방법 D737에 의해 설명된 Frazier 테스트를 사용하여 결정될 수 있으며, 그 결과는 보통 제곱 피트당 분당 입방 피트(cfm/ft2)의 단위로 주어진다. 테스트는 약 0.5 인치의 물의 차압에서 수행될 수 있다. 어떤 실시예들에서, Frazier 방법에 의해 측정된 바와 같은, 시멘트질 물품의 섬유 매트의 투과도는 약 250 내지 400 cfm/ft2, 약 250 내지 350 cfm/ft2 또는 심지어 약 250 내지 300 cfm/ft2(예를 들어, 약 1270 내지 2020 L/s/m3, 약 1270 내지 1770 L/s/m3, 또는 약 1270 내지 1530 L/s/m3)이다. 다른 실시예에서, 섬유 매트의 투과도는 바람직하게는 약 300 cfm/ft2보다 작거나(예를 들어, 약 250 cfm/ft2 내지 약 300 cfm/ft2미만), 또는 약 1530 L/s/m3(예를 들어, 약 1270 L/s/m3 내지 약 1530 L/s/m3미만)이다. 다른 실시예들에서, 섬유 매트는 약 80 내지 150 미크론의 평균 공극 크기를 가지는 공극들을 포함한다.

섬유 매트는 예를 들어, 미국특허 4,129,674에 설명된 바와 같이, 일상적인 기술을 사용하여 제조될 수 있다.

본 발명의 바람직한 양상에 따르면, 제1 섬유 매트는 시멘트질 코어에 대체적으로 매립되지 않는다. 바람직하게는, 약 50%보다 작은 두께의 매트가 시멘트질 코어에 매립되며, 더 바람직하게는 약 30%보다 작거나, 약 15%보다 작거나, 약 10%보다 작거나, 심지어 약 2%보다 작은(예를 들어, 약 1%보다 작은) 두께의 매트가 시멘트질 코어에 매립된다.

시멘트질 물품은 중합체 또는 미네랄 섬유들을 포함하는 제2 섬유 매트를 선택적으로 포함할 수 있으며, 시멘트질 코어 및, 존재하는 경우에, 스킴 코트는 제1 섬유 매트와 제2 섬유 매트 사이에 배치된다. 시멘트질 물품은 제2 섬유 매트 및 제2 스킴 코트를 더 포함할 수 있으며, 제2 섬유 매트는 제2 스킴 코트와 접촉하며, 제2 스킴 코트는 시멘트질 코어와 접촉한다(예를 들어, 시멘트질 코어는 제1 및 제2 스킴 코트들 사이에 배치되며, 이들 사이에 배치되는 시멘트질 코어를 가지는 제1 및 제2 스킴 코트들은 제1 및 제2 섬유 매트들 사이에 배치된다). 제2 섬유 매트는 제1 섬유 매트와 동일하거나 상이할 수 있다. 시멘트질 물품이 보드나 패널의 형태일 때(예를 들어, 석고 보드, 시멘트 보드, 등), 제2 섬유 매트는 바람직하게는 시멘트질 코어에 대한 재료 및 배향 양쪽 모두에서, 제1 섬유 매트와 동일하거나, 시멘트질 물품의 휨(warping)이 감소되거나 제거되도록, 제1 섬유 매트와 충분히 유사한 팽창 및 수축 특성들을 가진다. 제2 섬유 매트가 제1 섬유 매트와 동일할 때, 제1 및 제2 섬유 매트들이, 예를 들어, 시멘트질 코어의 둘레를 둘러싸도록 단일 조각의 섬유 매트를 접음으로써 단일 연속 조각의 재료에 의해 제공될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

코어 및 스킴 코트 층들은 어떤 적당한 첨가제들을 포함할 수 있다. 첨가제들은 석고 보드 또는 시멘트 보드와 같은, 시멘트질 물품들을 만들기 위해 통상적으로 사용되는 어떤 첨가제들일 수 있다. 이와 같은 첨가제들은 미네랄 울, 연속되거나 절단된 유리 섬유들(또는 섬유유리로 불림), 진주암, 점토, 질석, 탄산칼슘, 폴리에스테르, 및 종이 섬유와 같은 구조적 첨가제들뿐만 아니라 발포제들, 필러들, 촉진제들, 당, 인산염들, 포스포네이트들, 붕산염들, 등과 같은 증강제들, 억제제들, 바인더들(예를 들어, 전분 및 라텍스), 착색제들, 살균제들, 살생물제들, 등과 같은 화학적 첨가제들을 포함하지만 이들에 한정되지 않는다. 이들 및 다른 첨가제들의 몇몇의 사용의 예들은, 예를 들어, 미국 특허들 6,342,284, 6,632,550, 6,800,131, 5,643,510, 5,714,001, 및 6,774,146, 그리고 미국 공개 특허들 2004/0231916 A1, 2002/0045074 A1 및 2005/0019618 A1에 설명된다.

바람직하게는, 시멘트질 코어는 황산 칼슘 재료, 포틀랜드 시멘트, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 시멘트질 코어는 또한 코어 재료의 내수성을 개선하기 위해 적당한 양으로, 실리콘계 재료(예를 들어, 실란, 실록산, 또는 실리콘수지 매트릭스)와 같은, 소수성화제를 포함할 수 있다. 시멘트질 코어는 또한 산화마그네슘(예를 들어, 완전 소성 산화마그네슘(dead burned magnesium oxide)), 비산회(클래스 C 비산회), 또는 이들의 혼합물과 같은, 실록산 촉매를 포함할 수 있다. 실록산 및 실록산 촉매는 어떤 적당한 양으로, 그리고, 예를 들어, 미국 공개 특허들 2006/0035112 A1, 2007/0022913 A1, 또는 2008/0190062에 설명된 바와 같은, 어떤 적당한 방법에 의해 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 시멘트질 코어는 또한 인산염들(예를 들어, 미국 특허들 6,342,284, 6,632,550, 및 6,800,131 그리고 미국 공개 특허들 2002/0045074 A1, 2005/0019618 A1, 및 2007/0022913 A1에 설명된 바와 같은 폴리포스페이트들)과 같은, 강도 개선 첨가제들 및/또는 미리 혼합된 불안정 및 안정한 비누들(예를 들어, 미국 특허들 5,683,635 및 5,643,510에 설명된 바와 같은)을 포함한다. 시멘트질 코어는 종이 또는 유리 섬유들을 포함할 수 있지만, 바람직하게는 종이 및/또는 유리 섬유들이 대체로 없다(예를 들어, 약 1 wt.%보다 적거나, 약 0.5 wt.%보다 적거나, 약 0.1 wt.%보다 적거나, 심지어 약 0.05 wt.%보다 적은 종이 및/또는 유리 섬유들을 포함하거나, 이와 같은 섬유들을 함유하지 않는다).

높은 습도에 대한 노출을 수반하는 적용들을 위해 사용될 때, 시멘트질 물품이 ASTM C1177에 설명된 내수성 표준, 예를 들어, ASTM 표준 테스트 방법 C 473을 사용하여 보드 결함이 없는 덮개에 대해서 10% 그리고 내수성 석고 백킹 보드에 대해서 10%의 2시간 침지 목표를 만족시키는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 시멘트질 물품은, 여기에 설명된 바와 같은 높은 수준의 내습성을 보여주는 섬유 매트 및, 또한 여기에 설명된 바와 같은 소수성화제를 포함하는 시멘트질 코어 재료 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.

시멘트질 물품은 내부이거나 외부이든 간에, 원하는 적용에 적당한 어떤 타입이나 형상일 수 있다. 시멘트질 물품들의 비한정적인 예들은 어떤 크기와 형상의 석고 패널들 및 시멘트 패널들 또는 보드들을 포함한다. 예를 들어, 시멘트질 물품은 어떤 적당한 형태의 옥외 덮개 또는 루핑 제품에 사용될 수 있거나, 벽 및 천장에 사용될 수 있거나, 마루용 밑받침에 사용될 수 있다.

본 발명의 시멘트질 물품들의 비한정적인 실시예들은, 예를 들어, (a) 시멘트질 코어 및 시멘트질 코어와 접촉하는 적어도 하나의 스킴 코트 층을 포함하며, 제1 면 및 제2 면을 가지며 응고된 석고를 포함하는 석고 층; 및 (b) 제1 및 제2 면들에 부착되는 제1 및 제2 페이서들을 포함하는 석고 보드를 포함하며, 제1 페이서는 수지 바인더로 함께 결합되는 부직포 웹을 포함하는 코팅되지 않은 섬유 매트이며, 웹은 적어도 약 16 미크론의 평균 섬유 직경을 가지는 절단된 유리 섬유들의 많은 부분 및 약 13 미크론 이하의 섬유 직경을 가지는 작은 직경의 유리 섬유들과 약 0.05에서부터 약 6.5 미크론까지의 범위에 있는 평균 섬유 직경을 가지는 마이크로섬유들 중의 적어도 하나로 기본적으로 이루어지는 적은 부분의 혼합물로 기본적으로 이루어지는 유리 섬유를 포함하며, 적은 부분은 웹의 건조 중량의 약 5 내지 30 퍼센트를 포함한다. 석고 보드는 제2 페이서가 수지 바인더와 함께 결합된 부직포 웹을 포함하는 섬유 매트가 되도록 더 구성될 수 있으며, 웹은 적어도 약 16 미크론의 평균 섬유 직경을 가지는 절단된 유리 섬유들의 많은 부분 및 약 13 미크론 이하의 섬유 직경을 가지는 작은 직경의 유리 섬유들과 약 0.05에서부터 약 6.5 미크론까지의 범위에 있는 평균 섬유 직경을 가지는 마이크로섬유들 중의 적어도 하나로 기본적으로 이루어지는 적은 부분의 혼합물로 기본적으로 이루어지는 유리 섬유를 포함하며, 적은 부분은 웹의 건조 중량의 약 5 내지 30 퍼센트를 포함한다.

실시예의 다른 양상들에 따르면, 많은 부분의 섬유들은 약 16 미크론의 평균 직경과 약 13 내지 19 mm의 평균 섬유 길이를 가지는 약 85 중량%의 유리 섬유로 기본적으로 이루어지며, 적은 부분은 대체로 모두가 약 2.7에서부터 3.4 미크론까지의 범위에 있는 직경을 가지는, 약 15 중량%의 마이크로섬유들로 기본적으로 이루어진다. 또는, 많은 부분의 섬유들은 약 16 미크론의 평균 직경과 약 1/2" 의 평균 섬유 길이를 가지는 약 65 내지 75 중량%의 유리 섬유 및 약 16 미크론의 평균 직경과 약 1" 의 평균 섬유 길이를 가지는 약 15 내지 20 중량%의 유리 섬유로 기본적으로 이루어지며, 적은 부분은 대체로 모두가 약 2.7에서부터 3.4 미크론까지의 범위에 있는 직경을 가지는, 약 15 내지 25 중량%의 마이크로섬유들로 기본적으로 이루어진다. 또는, 많은 부분은 약 16 미크론의 평균 직경과 약 0.5 인치의 평균 섬유 길이를 가지는 약 80 중량%의 절단된 유리 섬유로 기본적으로 이루어지며 적은 부분은 약 11 미크론의 평균 직경과 약 0.25 인치의 평균 섬유 길이를 가지는 약 20 중량%의 작은 유리 섬유로 기본적으로 이루어진다. 또 다른 양상에서, 많은 부분은 약 16 미크론의 평균 직경과 약 0.5 인치의 평균 섬유 길이를 가지는 약 68 중량%의 절단된 유리 섬유 및 약 16 미크론의 평균 직경과 약 1 인치의 평균 섬유 길이를 가지는 약 17 중량%의 절단된 유리 섬유로 기본적으로 이루어지며, 적은 부분은 대체로 모두가 약 2.7에서부터 3.4 미크론까지의 범위에 있는 직경을 가지는, 약 20 중량%의 마이크로섬유들로 기본적으로 이루어진다.

다른 비한정적인 예에서, 시멘트질 물품은 (a) 제1 면 및 제2 면을 가지며 응고된 석고를 포함하는 석고 층으로서, 석고 층은 시멘트질 코어 층과 접촉하고 시멘트질 코어 층보다 더 큰 밀도를 가지는 적어도 하나의 스킴 코트 층을 포함하는 석고 층; 및 (b) 제1 및 제2 면들에 부착되는 제1 및 제2 페이서들을 포함하는 석고 보드이며, 제1 페이서는 스티렌 아크릴 공중합체 바인더로 기본적으로 이루어지는 수지 바인더와 함께 결합된 부직포 웹을 포함하는 코팅되지 않은 섬유 매트이며, 웹은 약 8에서부터 25 미크론까지의 범위에 있는 평균 섬유 직경을 가지는 절단된 유리 섬유들의 많은 부분, 및 선택적으로 아주 커야 약 13 미크론의 섬유 직경을 가지는 작은 직경의 유리 섬유들과 약 0.05에서부터 약 6.5 미크론까지의 범위에 있는 평균 섬유 직경을 가지는 마이크로섬유들 중의 적어도 하나로 기본적으로 이루어지는 적은 부분 으로 기본적으로 이루어지는 유리 섬유를 포함한다. 이런 실시예에 따르면, 웹은 절단된 유리 섬유들의 많은 부분과 적은 부분의 혼합물로 기본적으로 이루어지는 유리 섬유를 포함할 수 있으며, 많은 부분은 웹의 건조 중량의 적어도 50 퍼센트를 포함한다. 다른 양상에서, 많은 부분의 절단된 유리 섬유들은 적어도 약 16 미크론의 평균 섬유 직경을 가지는 섬유들로 기본적으로 이루어진다.

앞의 예시적인 실시예들 중의 어떤 것에서, 매트는 바람직하게는 INDA 테스트 10.1에 따라 그 중량의 3배 이하의 물을 흡수하며 바인더는 여기에 설명된 어떤 적당한 수지 바인더, 특히 여기에 설명된 바와 같은 가교제를 선택적으로 포함하는 스티렌 아크릴 바인더일 수 있다.

시멘트질 물품은 여기에 설명된 발명의 방법들을 포함하지만, 이들에 한정되지 않는, 어떤 적당한 방법에 의해 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 섬유 매트 외장 시멘트질 물품을 제조하는 방법의 실시예들은 (a) 내부면을 가지며 (i) 마이크로섬유들 및 (ii) 약 0.9 내지 3 cm의 길이를 가지는 연속 섬유들을 포함하는 섬유 매트를 제공하는 단계; (b) 제1 섬유 매트의 내부면의 위에 시멘트질 슬러리의 수용성 스킴 코트 층을 부착시키는 단계; 및 (c) 매트 외장 복합 물품을 형성하기 위해 스킴 코트 슬러리의 상부에 수용성 시멘트질 코어 슬러리를 부착시키는 단계를 포함한다. 이런 방법은 특정 최종 용도(예를 들어, 덮개나 루핑)에 적당한 원하는 형태나 형상(예를 들어, 보드)으로 매트 외장 복합 물품을 형성하기 위한 단계들을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 시멘트질 물품을 제조하는 방법은 본 기술분야에서 알려진 섬유 매트 외장 시멘트질 물품들을 제조하는 데 사용되는 현존하는 석고 보드 제조 라인들에서 실시될 수 있다. 간단히 말해서, 공정은 일반적으로 섬유 매트 재료를 컨베이어 상에 배출하거나 컨베이어에 구비된 성형 테이블에 배출하는 단계를 포함하며, 섬유 매트 재료는 믹서의 배출관(예를 들어, 본 기술분야에서 알려진 바와 같은 게이트-캐니스터-부트 장치(gate-canister-boot arrangement) 또는 미국 특허들 6,494,609 및 6,874,930에 설명된 바와 같은 장치)의 하부에 배치된다. 시멘트질 슬러리의 성분들은 시멘트질 슬러리를 형성하기 위해 교반되는 배출관을 포함하는 믹서에 공급된다. 포말이 배출관에(예를 들어, 미국 특허들 5,683,635 및 6,494,609에 설명된 바와 같은 게이트에서) 첨가될 수 있다. 시멘트질 슬러리는 섬유 매트 외장 재료에 배출된다. 슬러리는, 필요에 따라, 섬유 매트 외장 재료의 위에 퍼지며 선택적으로 섬유 매트나 다른 타입의 외장 재료(예를 들어, 종이, 포일, 플라스틱, 등)일 수 있는, 제2 외장 재료로 커버된다. 그에 의해 제공되는 젖은 시멘트질 어셈블리는 물품이 원하는 두께의 치수로 만들어지는 성형 스테이션으로 이송되며, 시멘트질 물품을 제공하기 위해 원하는 길이로 절단하는 하나 이상의 나이프 섹션들로 이송된다. 시멘트질 물품은 경화되며, 선택적으로 여분의 물은 건조 공정을 사용하여(예를 들어, 공기 건조시키거나 가마를 통해 시멘트질 물품을 이송함으로써) 제거된다. 각각의 위의 단계들뿐만 아니라 이와 같은 단계들을 수행하기 위한 공정들 및 설비들은 본 기술분야에 알려져 있다.

스킴 코트는 외장 재료와 코어 슬러리 사이에 구비된다. 예를 들어, 얇고 조밀한 스킴 코트 층에 코어 슬러리를 부착시키기 전에 얇고 조밀한 층의 시멘트질 슬러리가 섬유 매트 외장 재료의 위에 부착될 수 있다. 제1 외장 재료와 동일하거나 상이할 수 있는 제2 외장 재료가 사용될 때, 제2 스킴 코트 층이, 예를 들어, 외장 재료에 부착될 수 있으며, 제2 스킴 코트가 시멘트질 코어 슬러리에 접촉하도록 제2 스킴 코트를 포함하는 제2 외장 재료는 시멘트질 코어 슬러리와 접촉하게 된다. 스킴 코트는 복합재 보드에 강도와 같은 물리적인 특성들을 추가할 뿐만 아니라 매트에 대한 코어의 접착성 강화 및 내화성 개선을 추가한다. 스킴 코트가 매트에 대한 유출이 감소되거나 유출이 없이 본 발명에 포함될 수 있다는 것은 특히 놀라우며 예기치 않은 것이다. 본 발명에 앞서, 스킴 코트가 유출을 더 심하게 하는 것으로 믿어지고 있었기 때문에 스킴 코트에 대한 우려가 있었다.

스킴 코트를 형성하기 위한 설비 및 공정은 일반적으로 건식 벽(drywall) 제조의 분야에서 알려져 있다. 스킴 코트에 있는 시멘트질 재료는 시멘트질 코어 슬러리에 비해 조밀하다. 따라서, 스킴 코트 슬러리에 있는 포말은 하나 이상의 제2 믹서들과 같은 것으로 기계적으로 꺼질 수 있으며/있거나, 본 기술분야에서 알려진 바와 같은 몇몇 실시예들에서, 소포제로 화학적으로 처리될 수 있다. 다른 실시예들에서, 시멘트질 슬러리는 스킴 코트 슬러리와 코어 슬러리로 분리되며, 포말은 코어 슬러리로 삽입되거나, 그렇지 않다면, 예를 들어 포말을 배출관에 있는 믹서의 외부에 있는 코어 슬러리로 또는 다수의 믹서 장치를 통해 삽입함으로써, 스킴 코트 슬러리는 포말이 없는 상태에서 형성된다. 몇몇 실시예들에서, 본 기술분야에 알려진 바와 같이, 비록 너무 단단한 모서리들을 가지는 것을 회피하기 위해 특히 모서리들이 스킴 코트 슬러리로부터 형성되는 곳에서 코어 슬러리보다 더 적은 포말이 첨가되지만, 약간의 포말이 스킴 코트 슬러리에 첨가된다. 예를 들어, 미국 특허들 5,198,052; 5,714,032; 5,718,797; 5,879,486; 5,908,521; 6,494,609; 6,742,922; US 2004/013458A1; 및 미국 출원 12/415,931을 참조한다.

생산 중에 유출을 더 많이 감소시키기 위해, 스킴 코트의 점성은 주어진 제조 라인 또는 동일한 타입의 제조 라인에서 동일한 두께의 실내, 주택용 건식 벽 보드의 생산과 비교하여 증가될 수 있다. 예를 들어, 스킴 코트의 점성은 주어진 제조 라인 또는 동일한 타입의 제조 라인에서 동일한 두께의 실내, 주택용 건식 벽 보드의 생산에 사용되는 것과 비교하여 약 2% 또는 더 크거나, 약 3% 또는 더 크거나, 약 4% 또는 더 크거나, 또는 심지어 약 5% 또는 더 크게(예를 들어, 약 7% 또는 더 크거나, 약 8% 또는 더 크거나, 약 10% 또는 더 크거나, 약 15% 또는 더 크거나, 또는 심지어 약 20% 또는 더 크게) 증가될 수 있다. 어떤 실시예들에 따르면, 스킴 코트는 슬럼프 테스트(slump test)에 의해 측정될 때, 스킴 코트 슬러리가 약 9" 또는 더 작거나(예를 들어, 약 8.75" 또는 더 작거나, 약 8.5" 또는 더 작거나, 또는 약 8.25" 또는 더 작거나), 바람직하게는 약 8" 또는 더 작거나(예를 들어, 약 7.75" 또는 더 작거나, 약 7.5" 또는 더 작거나, 또는 약 7.25" 또는 더 작거나), 또는 심지어 약 7" 또는 더 작은(예를 들어, 약 6.75" 또는 더 작거나, 약 6.5" 또는 더 작거나, 또는 약 6.25" 또는 더 작은) 직경을 가지는 패티(patty)를 만들도록 점성을 가질 수 있다. 또는, 패티의 직경은 약 23 cm 또는 더 작거나(예를 들어, 약 22.5 cm 또는 더 작거나, 약 22 cm 또는 더 작거나, 또는 약 21.5 cm 또는 더 작거나), 약 21 cm 또는 더 작거나(예를 들어, 약 20.5 cm 또는 더 작거나, 약 20 cm 또는 더 작거나, 또는 약 19.5 cm 또는 더 작거나), 약 19 cm 또는 더 작거나(예를 들어, 약 18.5 cm 또는 더 작거나, 약 18 cm 또는 더 작거나, 또는 약 17.5 cm 또는 더 작거나) 또는 심지어 약 17 cm 또는 더 작을(예를 들어, 약 16.5 cm 또는 더 작거나 또는 약 16 cm 또는 더 작을) 수 있다. 일반적으로, 점성은 약 5.5" 또는 더 크거나(예를 들어, 약 14 cm 또는 더 크거나) 또는 약 6" 또는 더 큰(예를 들어, 약 15 cm 또는 더 큰) 것과 같은, 약 5" 또는 더 큰(예를 들어, 약 12 또는 12.5 cm이거나 더 큰) 패티를 만들기 위한 것과 같은 것이다. 슬럼프 테스트를 이용하여 슬러리의 점성을 측정하는 절차는 본 기술분야에 알려져 있다. 간단히 말하면, (예를 들어, 2개의 개방된 단부들을 가지며, 그 중 하나가 개구부를 막기 위해 평평하고 대체로 공극이 없는 표면에 있는) 2" (또는 5 cm) 직경의 튜브가 4" (10 cm)의 높이까지 슬러리로 채워진다. 제조 라인으로부터 슬러리를 샘플링한 때로부터 5초 이내에, 슬러리는 실린더를 빠르게 들어올려서 평탄한 수평면에 배출되며, 배출된 슬러리는 패티 내로 퍼지는 것이 허용된다. 슬러리가 퍼지는 것을 멈출 때, 슬러리 패티의 가장 큰 직경이 측정된다(비원형의(예를 들어, 타원형의) 슬러리 패티의 경우에, 슬러리 패티의 가장 큰 직경은 가장 큰 직경에 수직 방향으로 슬러리 패티의 직경을 평균한 것이다).

이와 같은 점성의 변화는, 예를 들어, 수분 함량을 감소시키며 그에 의해 스킴 코트 슬러리를 걸쭉하게 함으로써 달성될 수 있다. 추가하여, 또는 그 대신으로, 포말이 점성을 증가시키며/증가시키거나 밀도를 감소시키기 위해 스킴 코트로 도입될 수 있다. 이런 상대적으로 더 걸쭉한 슬러리는 유리하게도 유출을 감소시키거나 회피하는 것을 용이하게 한다. 예를 들어, 스킴 코트에 있는 상대적으로 더 걸쭉한 슬러리는 유출, 즉 매트의 슬러리 침투를 감소시키거나 회피하기 위해 스킴 코트 슬러리 흐름의 유동 및 운동량에 영향을 끼치는 것으로 믿어지고 있다. 스킴 코트가 시멘트질 슬러리보다 더 조밀하도록 충분한 밀도가 스킴 코트에 유지되며, 바람직하게는, 여기에 설명된 스킴 코트의 하나 이상의 바람직한 특성들을 부여한다면, 밀도는 슬러리 침투를 감소시키거나 제거하기 위해 조절될 수 있다. 본 기술분야에서 통상의 기술을 가진 사람이 쉽게 인지하는 바와 같이, 예를 들어, 모서리들이 프레임 부재들에 나사로 결합될 때, 설치 중에 파열을 회피하기 위해, 특히 모서리들이 스킴 코트 슬러리로부터 형성되는 곳에서, 밀도는 또한 모서리 경도를 최적화하기 위해 조절될 수 있다. 정확한 밀도는 시멘트질 재료(예를 들어, 스터코(stucco))의 순도나 다른 원재료 특성들에 따라 변경될 수 있다.

또한, 스킴 코트는 주어진 제조 라인 또는 동일한 타입의 제조 라인에서 동일한 두께의 실내, 주택용 건식 벽 보드의 생산에 사용되는 속도와 비교하여 더 낮은 속도로 믹서로부터 스킴 코트 슬러리를 추출함으로써, 선택적으로, 적용될 수 있다. 이는, 예를 들어, 추출 호스에서 슬러리의 체적을 감소시키거나 추출 호스의 직경을 증가시킴으로써 달성될 수 있다.

스킴 코트 층은 어떤 적당한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 두께는 약 1/16 인치에서부터 약 1/8 인치까지 변할 수 있다. 또한, 본 기술분야에 알려진 바와 같은, 단단한 모서리들이 본 기술분야에서 통상의 기술을 가진 사람에게 잘 알려진 방식으로 때때로 사용된다. 단단한 모서리들은 보드형상의 시멘트질 물품의 주변의 둘레에 더 조밀한 층의 시멘트질 슬러리의 사용을 말한다. 단단한 모서리들은 스킴 코트 슬러리 그 자체에 의해 형성될 수 있다.

스킴 코트 층의 적용은 원하는 두께로 스킴 코트를 분포시키며/분포시키거나 평평하게 펴기 위해 하나 이상의 스킴 코트 롤러들의 사용을 수반할 수 있다. 본 발명자들은, 몇몇 실시예들에서, 또한 제조 중에 스킴 코트를 적용하는데 사용되는 롤러들의 회전 속도가 스킴 코트 및/또는 시멘트질 코어 슬러리의 유출을 감소시킨다는 것을 놀랍게도 발견하였다. 몇몇 실시예들에서, 롤러의 회전 속도는 유출의 추가적인 감소 또는 회피를 용이하게 하기 위해 주어진 제조 라인 또는 동일한 타입의 제조 라인에서 동일한 두께의 실내, 주택용 건식 벽 보드의 생산에 사용되는 회전 속도와 비교하여 감소된다. 따라서, 본 발명의 방법은 시멘트질 코어 슬러리를 부착시키기 전에 스킴 코트 롤러로 스킴 코트를 롤링하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 롤러는 주어진 제조 라인 또는 동일한 타입의 제조 라인에서 동일한 두께의 실내, 주택용 건식 벽 보드의 생산에 사용되는 회전 속도와 비교하여 감소된 회전 속도를 가진다. 롤러 속도는 롤러 속도의 감소가 없이 일어나는 유출의 양과 비교하여 코어 슬러리나 스킴 코트의 유출의 양을 감소시키는데 효과적인 어떤 양으로 감소될 수 있다. 유출의 정도는 시멘트질 물품의 단위 면적당 매트 외장을 침투하는 코어 슬러리 또는 스킴 코트의 중량 또는 체적을 측정하는 것에 의한 것, 또는 시멘트질 물품의 단면을 검사하고 코어 슬러리 또는 스킴 코트에 의해 침투된 매트 외장의 두께를 측정하는 것에 의한 것과 같이, 어떤 적당한 방법에 의해 측정될 수 있다. 예로서, 롤러 속도는 주어진 제조 라인 또는 동일한 타입의 제조 라인에서 동일한 두께의 실내, 주택용 건식 벽 보드의 생산에 사용되는 속도와 비교하여 약 10% 또는 더 크거나, 약 15% 또는 더 크거나, 약 20% 또는 더 크거나, 약 25% 또는 더 크거나, 약 30% 또는 더 크거나, 약 40% 또는 더 크거나, 약 50% 또는 더 크거나, 또는 심지어 약 75% 또는 더 크게 감소될 수 있다. 정확한 속도는 제조 라인과 사용되는 롤러의 크기에 따라 변할 수 있다. 예로서, 스킴 코트 롤러는 약 95 fpm 또는 더 작거나, 약 80 fpm 또는 더 작거나, 약 65 fpm 또는 더 작거나, 약 50 fpm 또는 더 작거나, 또는 심지어 약 35 fpm 또는 더 작은(예를 들어, 분당 약 40 미터(mpm) 또는 더 작거나, 약 30 mpm 또는 더 작거나, 약 25 mpm 또는 더 작거나, 약 20 mpm 또는 더 작거나, 약 15 mpm 또는 더 작거나, 또는 약 10 mpm 또는 더 작은) 것과 같이, 분당 130 피트(fpm) 또는 더 작은 롤러 속도를 가질 수 있다. 스킴 코트 롤러는 일반적으로 약 4", 5", 6", 또는 7" (예를 들어, 0.1 m, 0.13 m, 0.15 m, 0.18 m, 0.2 m)와 같이, 약 4 내지 8" 의 직경을 가진다. 따라서, 몇몇 실시예들에서(약 6" 의 롤러 직경을 가정한다면), 스킴 코트 롤러는 약 60 rpm 이하와 같이(예를 들어, 약 50 내지 60 rpm, 또는 심지어 약 52 내지 57 rpm의 범위 내에 있는), 약 80 rpm 이하의 회전 속도로 회전된다. 다른 실시예들에서, 롤러 속도는 약 15 내지 20 rpm과 같이 더 늦을 수 있다. 이와 같은 속도는, 예를 들어, 주어진 제조 라인 또는 동일한 타입의 제조 라인에서 동일한 두께의 실내, 주택용 건식 벽 보드의 생산에 사용될 수 있는 185 내지 200 rpm의 롤러 속도와 비교하여 상당히 감소된다.

몇몇 실시예들에서, 시멘트질 물품들의 제조는, 만약 원한다면, 공지된 진동 바들 또는 다른 진동 설비의 사용을 통해서와 같이 시멘트질 슬러리에 있는 공극들의 감소 또는 제거를 용이하게 하기 위해 경화되기 전에 시멘트질 물품의 진동을 선택적으로 포함할 수 있다. 진동은, 만약 원한다면, 유출을 감소시키거나 방지하는 것을 더 용이하게 하기 위해 선택적으로 중지될 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 선택적으로 진동 설비를 사용하지 않고 수행된다. 이런 의미에서, 진동 설비는 진동을 만들기 위해 설계되거나 사용되는 어떤 기계이다. 다른 주요 목적들을 가지는 제조 설비는 이의 정상적인 작동의 부작용으로 어느 정도의 진동을 만들 수 있다는 것이 인정된다. 그러나, 진동을 만드는 것과 다른 주요 기능들을 가지는 이와 같은 설비는 진동 설비로 생각되지 않는다.

시멘트질 물품을 제조하는 방법에 따라 사용되는 제1 섬유 매트의 모든 양상들은 본 발명의 시멘트질 물품에 대하여 여기에서 설명된 바와 같다.

시멘트질 슬러리는 바람직하게는 대체로 제1 섬유 매트를 침투하지 않으며, 그에 의해 제1 섬유 매트가 어떤 상당한 정도로 시멘트질 슬러리에 매립되는 것을 방지한다. 바람직하게는, 시멘트질 슬러리는 매트의 두께의 약 50%보다 작으며, 더 바람직하게는 매트의 두께의 약 30%보다 작거나, 약 15%보다 작거나, 약 10%보다 작거나, 심지어 약 2%보다 작게(예를 들어, 약 1%보다 작게) 침투한다.

선택적으로, 섬유 매트 외장 시멘트질 물품을 제조하는 방법은 시멘트질 슬러리가 경화되는 것을 허용하기 전에 시멘트질 슬러리를 제2 섬유 매트와 접촉시키는 단계를 더 포함할 수 있으며, 시멘트질 슬러리는 제1 섬유 매트와 제2 섬유 매트 사이에 배치된다. 위에 설명된 바와 같이, 스킴 코트 슬러리는 제2 섬유 매트에 선택적으로 적용될 수 있으며 제2 섬유 매트는 제2 스킴 코트가 시멘트질 코어에 접촉하도록 제1 섬유 매트, 제1 스킴 코트, 및 시멘트질 코어와 결합될 수 있다. 제1 및 제2 섬유 매트들의 모든 다른 양상들은 본 발명의 시멘트질 물품에 대해서 설명되는 바와 같다.

시멘트질 슬러리는 적당한 점성을 제공하기에 충분한 물과 함께, 시멘트질 물품의 시멘트질 코어에 대하여 적당하거나 바람직한 것으로 이전에 설명된 임의의 시멘트질 재료들 및 첨가제들을 포함한다. 슬럼프 테스트에 의해 측정될 때, 시멘트질 슬러리는 일반적으로 약 5" 내지 7" 또는 약 6" 내지 약 7" (또는 약 15 cm 내지 약 18 cm)와 같이, 약 5" 내지 약 8" (또는 약 10 cm 내지 약 20 cm)의 직경을 가지는 패티를 생성할 것이다. 슬럼프 테스트를 이용하여 슬러리의 점성을 측정하기 위한 절차는 본 기술분야에 알려져 있다. 간단히 말하면, (예를 들어, 2개의 개방된 단부들을 가지며, 그 중의 하나가 개구부를 차폐하기 위해 평평하고, 대체로 공극이 없는 표면에 있는) 2" (또는 5 cm) 직경의 튜브가 4" (10 cm)의 높이까지 슬러리로 채워진다. 제조 라인으로부터 슬러리를 샘플링한 때로부터 5초 이내에, 슬러리는 실린더를 빠르게 들어올려서 평탄한 수평면 위에 배출되며, 배출된 슬러리는 패티 내로 퍼지게 된다. 슬러리가 퍼지는 것을 멈출 때, 슬러리 패티의 가장 큰 직경이 측정된다(비원형의(예를 들어, 타원형의) 슬러리 패티의 경우에, 슬러리 패티의 가장 큰 직경은 가장 큰 직경에 수직 방향으로 슬러리 패티의 직경을 평균한 것이다).

섬유 매트 외장 시멘트질 물품을 제조하는 방법의 다른 양상들은 본 발명의 시멘트질 물품에 대하여 여기에서 설명되는 바와 같다. 여기에서 구체적으로 설명되지 않은 섬유 매트 외장 시멘트질 물품을 제조하는 방법의 양상들은 종래의 시멘트질 물품들, 특히 섬유 매트 외장 시멘트질 물품들의 제조에 공지되어 있으며 사용되는 기술들에 의해 공급될 수 있다.

시멘트질 코어 슬러리는 본 기술분야에 공지된 내수성 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 시멘트질 코어 슬러리는 시멘트질 혼합물에 내수성을 부여하는데 적당한 실록산을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 실록산은 물에 약 4 wt% 내지 약 8 wt%의 실록산을 포함하는 수용성 실록산 분산액으로 제공된다. 미국 특허 출원 번호 11/738,316을 참조한다. 실록산은 고리 모양의 수소 개질 실록산 또는, 바람직하게는, 선형의 수소 개질 실록산일 수 있다. 실록산은 바람직하게는 액체(예를 들어, 실록산 오일)이다.

몇몇 실시예들에서, 실록산 방울들이 분산액이 시멘트질 코어의 다른 성분들과 결합되는 것을 허용하기에 충분한 시간 동안 물에 분산되어 유지되도록(즉, 실록산 상이 대체로 물 상으로부터 분리되지 않음), 분산액은 안정화된다.

내수성 시멘트질 물품을 제조하는 방법의 모든 다른 양상들은 섬유 매트 외장 시멘트질 물품 또는 매트 외장 시멘트질 물품을 제조하는 방법에 대하여 여기에서 설명되는 바와 같다. 여기에서 구체적으로 설명되지 않은 내수성 시멘트질 물품을 제조하는 방법의 양상들은 종래의 시멘트질 물품들, 특히 섬유 매트 외장 시멘트질 물품들의 제조에 공지되어 있으며 사용되는 기술들에 의해 제공될 수 있다.

실시예 1

다음의 실시예는 본 발명에 따른 섬유 매트 외장 시멘트질 물품의 제조를 설명한다.

사용되는 섬유 매트는 Johns Manville에 의해 제조된 DuraGlass® 8924G 매트이다.

시멘트질 슬러리는 보드 믹서에서 제조된다. 실시예의 제제는 표 1, 2, 3 및 4에 제공된다. 슬러리의 실록산 성분은 고전단 믹서(high shear mixer)(예를 들어, Ross Sanitary Design High Shear Incline Mixer, 모델 ME-440XS-9 타입 균질기(homogenizer))를 사용하여 물에 분산되며, 슬러리를 제조하는데 사용되는 계량수로 도입된다.

외장 섬유 매트는 시멘트질 패널의 배면(아래에 형성됨) 및 전면(위에 형성됨)에 적용하기 위해 배치된다. 매트는 장력 및 정렬 시스템을 통해 통과하며, 배면 매트는 원하는 보드 폭(예를 들어, 48")에서 원하는 두께(예를 들어, 5/8")와 원하는 모서리(예를 들어, 사각형)를 형성하기 위해 주름이 형성된다.

조밀한 층의 시멘트질 슬러리 또는 스킴 코트는 배면 매트의 위에 부착된다. 스킴 코트를 위해 사용되는 시멘트질 슬러리 또는 스킴 코트 슬러리 는 보드 믹서로부터 추출된다. 스킴 코트 슬러리 추출 속도는 추출 호스에서 슬러리의 체적을 감소시킴으로써 감소되며 스킴 코트 슬러리의 추출 점의 근처에 있는 물이 또한 감소된다. 스킴 코트 롤러의 회전 속도는 (예를 들어, 약 52 내지 57 rpm으로) 감소된다. 예를 들어 스킴 코트 시스템의 실시예의 작동 파라미터들을 보여주는 표 5을 참조한다.

진동 장치들은 매트를 통한 슬러리의 침투를 감소시키는 데 도움을 주기 위해 정지된다.

배면 매트는 보드 믹서의 하부로 통과되며, 시멘트질 슬러리는 조밀한 층 또는 스킴 코트에 부착된다.

적소에 슬러리를 가지는 주름진 배면 매트가 엔벨롭(envelope) 내에 형성되며 성형 플레이트의 하부로 통과한다. 형성된 배면 매트가 성형 플레이트에 들어가는 점에서, 전면 매트가 배면 매트의 모서리들과 접촉되게 위치된다. 접착제의 비드(bead)가 매트들이 교차하는 점에서 배면 유리 매트를 전면 유리 매트에 결합하기 위해 사용된다. 슬러리는 이 교차점에서 전면 및 배면 유리 매트들과 접촉하지 않는다.

슬러리로 채워진, 완성된 유리 매트 엔벨롭은 성형 플레이트를 나와서 보드 벨트로 이송된다. 모서리들이 자체 지지하는 점인, 보드 벨트를 따라서 약 30초의 점에서 슬러리가 수화될 때까지 가이드들은 적당한 위치에 모서리들을 유지한다. 보드는 자체 지지될 때까지 라인의 아래로 더 이동된다. 그 후에, 보드는 보드 나이프로 이의 원하는 최종 길이보다 약간 더 길게 절단된다. 보드는 여분의 물을 제거하기 위해 전도되어 가마로 이동된다(예를 들어, 40분 동안).

그런 다음에 보드는 전면 대 전면 또는 전면 대 배면으로 배열되며 원하는 길이로 절단된다. 그 결과로 나온 제품은 섬유 매트 외장 시멘트질 제품이다.

대안의, 비한정적인 실시예로서, 시멘트질 물품은 제1 및 제2 면들을 가지는 수경성 응고 재료 층, 및 이들에 부착되는 제1 및 제2 페이서들을 포함하는 물품이며, (a) 무수 황산 칼슘, 황산 칼슘 반수화물, 및 수경성 응고 시멘트로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 부재를 포함하는 수용성 슬러리를 형성하는 단계; (b) 제1 페이서의 위에 층을 형성하기 위해 슬러리를 분포시키는 단계; (c) 층의 상부에 제2 페이서를 적용하는 단계; (d) 그 결과로 나온 적층물을 개개의 물품들로 분리시키는 단계; 및 (e) 물품들을 건조시키는 단계를 포함하는 공정에 의해 제공되며, 페이서들 중의 적어도 하나는 스티렌 아크릴 바인더로 기본적으로 이루어지는 수지 바인더와 함께 결합된 부직포 웹을 포함하는 코팅되지 않은 섬유 매트이며, 웹은 약 8에서부터 25 미크론까지의 범위에 있는 평균 섬유 직경을 가지는 절단된 유리 섬유들의 많은 부분 및, 선택적으로, 아주 커야 약 13 미크론의 섬유 직경을 가지는 작은 직경의 유리 섬유들과 약 0.05에서부터 약 6.5 미크론까지의 범위에 있는 평균 섬유 직경을 가지는 마이크로섬유들 중의 적어도 하나로 기본적으로 이루어지는 적은 부분으로 기본적으로 이루어지는 유리 섬유를 포함한다.

시멘트질 물품을 제조하는 방법의 모든 다른 양상들은 시멘트질 물품 그 자체에 대하여 여기에서 설명된 바와 같다.

Figure pct00001

Figure pct00002

Figure pct00003

Figure pct00004

Figure pct00005

여기에서 인용된, 공개문헌들, 특허 출원들, 및 특허들을 포함하는 모든 참고문헌들은 마치 각각의 참고문헌이 개별적으로 그리고 구체적으로 여기에 참고로 포함되도록 표시되고 그 전체가 여기에서 참고로 개시되는 것과 동일한 정도로 여기에서 참고로 포함된다.

본 발명을 설명하는 문맥에서(특히 다음의 청구항들의 문맥에서) 용어들 "한(a)" 과 "하나(an)" 와 "상기(the)" 및 유사한 지시어들의 사용은 여기에 다르게 지시되거나 문맥상 분명하게 모순되지 않는 한, 단수 및 복수 양쪽 모두를 커버하는 것으로 해석되어야 한다. 용어들 "구성하는(comprising)", "가지는(having)", "포함하는(including)", 및 "함유하는(containing)" 은 다르게 명시되지 않은 한 한정되지 않는(open-ended) 용어들(즉, "포함하지만, 이에 한정되지 않는" 을 의미하는)로 해석되는 것이다. 여기에 있는 값들의 범위의 설명은, 여기에 다르게 지시되지 않는 한, 오직 범위에 포함되는 각각의 개별 값을 개별적으로 가리키는 간단한 방법으로서 역할을 하기 위한 것이며, 각각의 개별 값은 마치 여기에서 개별적으로 설명되는 것처럼 명세서에 포함된다. 여기에서 설명된 모든 방법들은 여기에서 다르게 지시되거나 문맥상 분명하게 모순되지 않는 한 어떤 적당한 순서로 수행될 수 있다. 여기에 제공된 어떤 예들 및 모든 예들, 또는 예시적인 언어(예를 들어, "와 같은")의 사용은 오직 본 발명을 더 잘 조명하기 위한 것이며 다르게 청구되지 않는 한 본 발명의 범위에 대한 제한을 부여하지 않는다. 명세서에 있는 언어는 본 발명의 실시에 필수적인 것으로서 어떤 청구되지 않은 요소를 지시하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

본 발명을 실행하기 위해 본 발명자들에게 알려져 있는 최량의 형태를 포함하는, 본 발명의 바람직한 실시예들이 여기에서 설명된다. 이런 바람직한 실시예들의 변형들은 앞의 설명을 읽으면 본 기술분야에서 통상의 기술을 가진 사람들에게 명백해질 수 있다. 본 발명자들은 숙련된 기술자들이 이와 같은 변형들을 적절히 사용할 것으로 예상하며, 본 발명자들은 본 발명이 여기에 구체적으로 설명된 것과 다르게 실시되는 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은 적용할 수 있는 법률에 의해 허용되는 것으로 여기에 첨부된 청구항들에 설명된 요지의 모든 변형들 및 균등물들을 포함한다. 더구나, 이의 모든 가능한 변형들에서 위에 설명된 요소들의 어떤 조합은 다르게 여기에 지시되거나 문맥상 분명하게 모순되지 않는 한 본 발명에 포함된다.

Claims (9)

  1. (a) 시멘트질 코어;
    (b) 상기 시멘트질 코어보다 더 큰 밀도를 가지며 상기 시멘트질 코어에 접촉하는 스킴 코트 시멘트질 층; 및
    (c) (i) 마이크로섬유들 및 (ii) 약 0.6 cm 이상의 길이를 가지는 연속 섬유들을 포함하는 섬유 매트를 포함하는 매트 외장 시멘트질 복합 물품으로서;
    상기 섬유 매트는 상기 스킴 코트 시멘트질 층과 접촉하는 내부면을 포함하는 것을 특징으로 하는 매트 외장 시멘트질 복합 물품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연속 섬유들과 상기 마이크로섬유들 모두는 유리 섬유들인 것을 특징으로 하는 매트 외장 시멘트질 복합 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연속 섬유들은 약 15 미크론 이상의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 매트 외장 시멘트질 복합 물품.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로섬유들은 약 0.25 미크론 내지 약 5 미크론의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 매트 외장 시멘트질 복합 물품.
  5. (a) 내부면을 가지며, (i) 마이크로섬유들 및 (ii) 약 0.6 cm 이상의 길이를 가지는 연속 섬유들을 포함하는 상기 섬유 매트를 제공하는 단계;
    (b) 제1 섬유 매트의 내부면의 위에 시멘트질 슬러리의 수용성 스킴 코트 층을 부착시키는 단계; 및
    (c) 매트 외장 시멘트질 복합 물품을 형성하기 위해 스킴 코트 슬러리의 상부에 수용성 시멘트질 코어 슬러리를 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 매트 외장 시멘트질 물품을 제조하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    (d) 상기 복합 물품을 보드로 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매트 외장 시멘트질 물품을 제조하는 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 시멘트질 슬러리의 상기 수용성 스킴 코트 층은 상기 시멘트질 코어 슬러리의 밀도보다 더 큰 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 매트 외장 시멘트질 물품을 제조하는 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 시멘트질 코어 슬러리를 부착시키기 전에 상기 스킴 코트를 스킴 코트 롤러로 롤링하는 단계를 더 포함하며, 상기 스킴 코트 롤러는 약 130 fpm 이하의 회전 속도를 가지는 것을 특징으로 하는 매트 외장 시멘트질 물품을 제조하는 방법.
  9. 제5항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서,
    진동 설비의 사용이 없이 실행되는 것을 특징으로 하는 매트 외장 시멘트질 물품을 제조하는 방법.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9802866B2 (en) 2005-06-09 2017-10-31 United States Gypsum Company Light weight gypsum board
US9840066B2 (en) 2005-06-09 2017-12-12 United States Gypsum Company Light weight gypsum board
USRE44070E1 (en) 2005-06-09 2013-03-12 United States Gypsum Company Composite light weight gypsum wallboard
US7731794B2 (en) 2005-06-09 2010-06-08 United States Gypsum Company High starch light weight gypsum wallboard
US8070895B2 (en) 2007-02-12 2011-12-06 United States Gypsum Company Water resistant cementitious article and method for preparing same
US8329308B2 (en) 2009-03-31 2012-12-11 United States Gypsum Company Cementitious article and method for preparing the same
DE102011011056A1 (de) * 2011-02-11 2012-08-16 Johns Manville Europe Gmbh Glasfaservlies sowie Glasfaservliese enthaltende Erzeugnisse
US8323785B2 (en) 2011-02-25 2012-12-04 United States Gypsum Company Lightweight, reduced density fire rated gypsum panels
US20140273687A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Certainteed Gypsum, Inc. Building Board with Acoustical Foam
US20140261954A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 United States Gypsum Company Method of preparing mat-faced article
US20140272404A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Tremco Incorporated Exterior sheathing panel with integrated air/water barrier membrane
US20140272402A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 United States Gypsum Company Cementitious article comprising hydrophobic finish
US20150360439A1 (en) 2014-06-17 2015-12-17 United States Gypsum Company Gypsum products with fortified glass fiber mat
US9840843B2 (en) 2014-08-05 2017-12-12 United States Gypsum Company Gypsum products with improved glass fiber mat
WO2016209942A1 (en) * 2015-06-24 2016-12-29 United States Gypsum Company Composite gypsum board and methods related thereto
CN105948620B (zh) * 2016-04-28 2018-03-06 安徽瑞联节能科技有限公司 一种玻纤水泥毡的制作方法
WO2017196644A1 (en) 2016-05-13 2017-11-16 United States Gypsum Company Mat-faced board and method for producing board

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2127952A (en) * 1935-10-21 1938-08-23 Parker C Choate Process of making reacted plaster
US2198776A (en) * 1936-08-29 1940-04-30 United States Gypsum Co Water-resistant cementitious product
JPS5749503B2 (ko) * 1979-10-02 1982-10-22
US4350533A (en) * 1981-08-03 1982-09-21 United States Gypsum Company High early strength cement
JPS624226B2 (ko) * 1981-11-02 1987-01-29 Onoda Cement Co Ltd
DE3312911C2 (ko) * 1983-04-11 1986-01-02 Th. Goldschmidt Ag, 4300 Essen, De
US4681798A (en) * 1984-12-24 1987-07-21 Manville Service Corporation Fibrous mat facer with improved strike-through resistance
US4618642A (en) * 1985-05-02 1986-10-21 Dow Corning Corporation Silicone water-based caulking material
US4879173A (en) * 1988-01-06 1989-11-07 Georgia-Pacific Corporation Glass mat with reinforcing binder
US5366810A (en) * 1992-10-09 1994-11-22 General Electric Company Water-repellent wallboard
US5817262A (en) * 1996-12-20 1998-10-06 United States Gypsum Company Process of producing gypsum wood fiber product having improved water resistance
FR2789679B1 (fr) * 1999-02-12 2001-03-30 Lafarge Platres Element de construction prefabrique a base de platre, presentant une resistance a l'eau
US6524679B2 (en) * 2001-06-06 2003-02-25 Bpb, Plc Glass reinforced gypsum board
EP1404512B1 (en) * 2001-06-06 2013-03-13 BPB Limited Method and apparatus for the manufacture of reinforced gypsum board
US6746781B2 (en) * 2002-08-21 2004-06-08 G-P Gypsum Corporation Gypsum board having polyvinyl alcohol binder in interface layer and method for making the same
US7842629B2 (en) * 2003-06-27 2010-11-30 Johns Manville Non-woven glass fiber mat faced gypsum board and process of manufacture
US7745357B2 (en) * 2004-03-12 2010-06-29 Georgia-Pacific Gypsum Llc Use of pre-coated mat for preparing gypsum board
US7892472B2 (en) * 2004-08-12 2011-02-22 United States Gypsum Company Method of making water-resistant gypsum-based article
US7803226B2 (en) * 2005-07-29 2010-09-28 United States Gypsum Company Siloxane polymerization in wallboard
US7413603B2 (en) * 2005-08-30 2008-08-19 United States Gypsum Company Fiberboard with improved water resistance
US20080176050A1 (en) * 2006-12-01 2008-07-24 Lydall, Inc. Gypsum wallboard facings
US8070878B2 (en) * 2007-07-05 2011-12-06 United States Gypsum Company Lightweight cementitious compositions and building products and methods for making same
US7829488B2 (en) * 2008-01-22 2010-11-09 Johns Manville Non-woven glass fiber mat faced gypsum board and process of manufacture

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