TW200900234A - Water resistant cementitious article and method for preparing same - Google Patents

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200900234 九、發明說明： [相關申請案之交互參照] 本專利申請案主張於2007年2月12日提出申請之美 國臨時專利申請案第60/889,487號的優先權，該案之人部 揭示内容併入本案作為參考。 ° 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於耐水黏性物及製備該物的方法。 【先前技術】 黏性物（例如石膏板及水泥板）係利用於各種應用中， 其中有些需要某種程度的財水性。在高渥度的情形之下， 或是曝露在室外，傳統的面覆紙的黏性物（paper_faad cementitious article)並非總是表現良好。因此，對於此類 應用來說，通常期望使用塗有以玻璃或聚合物為基材的纖 維墊來代替紙。而在黏性物裡使用增進該核心材料本身耐 水性的添加物亦有優點。 例如石貧板及水泥板之黏性物的製程，典型地涉及將 黏性漿體沉積在第一覆面材料（facing material)之上，且以 同樣類型之第二覆面材料覆蓋潮濕的黏性漿體，以使該黏 性衆體夹在兩個覆面材料之間。之後，可藉由乾燥方式將 過多的水分從㈣體移除。在最終乾燥之前可使該黏性裝 體硬化以產生固體物。 …因此，黏性物的製程通常需要具有充分浸透性的覆面 材料’以使過多的水分可在乾燥製程中自該黏性漿體内移 除°舉例而言’ it常使用非編織的玻璃纖維塾作為覆面材 5 94225R01 200900234 料’而纖維間的㈣則提供浸透性。然而，因沉積於纖唯 塾覆面材料上的黏性浆體傾向於渗透該纖維塾而導致黏性 聚體堆積（buHd-up)在形成接（f〇ming 以及裝配線 ㈨semMy line)上’故具纖維之覆面材料的浸透性使得製程 更加困難。該黏性漿體堆積必須定期移除。增加該黏性浆 體的黏性雖可減少黏性漿體滲透纖維塾覆面材料的量，但 對於現存的工廠生產製程來說，由於必須改變例如混合、 广設定、乾燥或硬化特性，故所需的較高黏性並非總是最佳 的使用選擇。 再者，由於纖維墊t面材才斗使水能滲透該纖維墊，而 且於使用期間又會接觸黏性核心，故纖維塾覆面材料的浸 透性亦會降低黏性物的耐水性。為了減輕此問題，有時會 應用疏水樹脂(hydrophobicresin)的外部塗層。然而，一般 便需要採甩額外的後製步驟，此將增加成本與不便。 另一個方法是藉由在黏性漿體中包含疏水添加物，以 (進一步增加黏性核心的耐水性。用於此目的之較佳添加物 為矽氧烷油（siloxane oil)。然而，採用此添加物的方法需 要於該些方法的實施與效用上加以改進。 而 因此’對於新的耐水黏性物以及製備此物的方法仍有 玲求。 【發明内容】 於一個態樣中，本發明提供一種面覆纖維墊的黏性 物，包括（a)黏性核心，以及（b)第一纖維墊，包栝聚合物或 礦物纖維和位於至少一個表面上之疏水加工件 6 94225如1 200900234 (hydrophobic finish)，其中該疏水加工 接觸。 ㈣與該黏性核心 於另一態樣中’本發明提供—種萝偌而舜就 衣備面覆纖維墊的黏 =物的方法，包括（a)將黏性漿體沉積在第一纖維墊上，該 第一纖維墊包括聚合物或礦物纖維和位於 ^ 、土 > 個表面上 之疏水加工件’其中該黏性漿體係沉積在該疏水加工件 上’以及（b)使該黏性襞體硬化，以藉此提供面覆纖維塾的 於又-態樣中，本發明提供一種製備耐水黏性物 (water-resistant cementitious article)^ , 於水中包括約4 wt.%(重量％)至約8 wt%石夕氧烧水性:石夕 氧烷分散液（aqueous siloxane dispersi〇n)，（b)將該矽氧烷 =散液與黏性混合物結合，以提供黏性漿體，⑷將該黏: 漿體沉積在基板上，以及（d)使該黏性漿體硬化，以二 供黏性物。 9 ^ 本土明所述及其他優點，以及額外的發明特徵，將從 本發明於此提供的敘述中輕易知曉。 【實施方式】 根據本發明之面覆纖維墊的黏性物的實施例，包括（a) 黏性核心’以及（b)第—纖維塾，包括聚合物或礦物纖維和 位於至少一個表面上之疏水加工件，其中該疏水加工件係 與該黏性核心接觸。期望的是，該疏水加工件於製造期間， 在任何實質程度上防止該黏性物的黏性核心滲透 (penetrate)該第一纖維墊。 7 94225R01 200900234 ^ 第一纖維墊包括任何適當類型的聚合物或礦物纖 維，或其組合。適當纖維的非限定範例包含玻璃纖維、聚 酸胺（polyamide)纖維、聚芳醯胺（polyaramide)纖維、聚丙 稀（polypropylene)纖維、聚酯（polyester)纖維（例如：聚對 苯二曱酸乙二酯（polyethylene terephthalate，PET))、聚乙稀 醇（polyvinyl alcohol，PVOH)、聚醋酸乙浠酉旨（polyvinyl acetate, PVAc)、纖維素（cellulosic)纖維（例如：棉、人造絲 (rayon))等等、以及其組合。再者，纖維墊的纖維可為疏水 〔 性或親水性的，有塗層或無塗層的。當然，纖維的選擇部 分地將取決於所使用之黏性物應用的類型。舉例而言，當 黏性物係用於需要耐熱或防火的應用時，應使用適當的耐 熱或防火纖維於該纖維墊中。 第一纖維墊可為編織或非編織的；然而，較隹為非編 織墊。非'編織塾包括藉由黏結劑（binder)黏結在一起的纖 維。該黏結劑可為任何典型地使用於纖維墊工業的黏結 劑。適當的黏結劑包含（而不限定於）尿素曱醛（urea \ ' formaldehyde)、二聚亂胺曱给（melamine formaldehyde)、 硬脂酸鹽二聚氧胺曱輕（stearated melamine formaldehyde)、聚酯（polyester)、丙烯酸類（acrylics)、聚 醋酸乙烯酯（polyvinyl acetate)、改質（modified)或混合有聚 醋酸乙稀酯或丙烯酸的尿素曱酸或三聚氣胺曱搭、苯乙烯 丙烯酸聚合物（styrene acrylic p〇iymer)等等、以及其組 合。適當的纖維墊包含用為黏性物覆面材料之市面上可取 得的纖維墊。 94225R01 8 200900234 黏性物的第一纖維墊包括在該墊至少一個表面上的 a夂加工件’該疏水加工件係與該黏性核心接觸。可使用 :何疏水加工件材料。較佳的情形是，該疏水加工件提供 罗有某種私度上疏水性的表面，以使塗舖於表面上的水呈 現約70度或更大的接觸角（c〇ntact紐咖）（例如約μ度至 約130度）’或約9〇度或更大（例如約9〇度至約12〇度）。 可藉由任何適合的技術測量該接觸角。 適當的疏水加工件材料例如包含（而不限定於）下列組 成（本質上由下列組成構成），包括：滑石、臘、矽酮基底 (silicone-based)化合物（例如：矽烷（silane)或矽氧烷 (siloxane))、疏水樹脂、脂肪酸（例如：油酸（〇leic扣丨句）以 及其鹽類（例如：多價鹽類（multivalent salt))、聚乙二醇 (polyethylene glyC〇l，PEG)、長鏈烴及碳氟化合物介面活性 #J(l〇ng-chain hydrocarbon and fluorocarbon surfactant)(^I 如：具有12或更多個碳原子）、以及其組合。 加工件材料可用液體或固體材料（例如：樹脂、濕分散 粉末（wet-dispersed powder)、乾燥粉末或薄膜），以於此習 知技藝中的任何方法塗布於該第一纖維墊。舉例而言，疏 水加工件材料可藉由刷拂（brushing)、喷霧（spraying)、滾 動（rolling)、灌注（pouring)、浸泡（dipping)、篩濾(sifting；) 或覆盍（overlaying)疏水加工件材料之方式塗布該疏水加 工件材料。固體材料，例如粉末，可在塗布之前使用任何 常見的溶劑（例如：水、酒精尊）或分散劑（dispersant)分散， 所k供的丨谷劑與分散劑不會不利於與纖維塾材料反應。亦 9 94225R01 200900234 可使用溶蝕纖維墊表面纖維的溶劑，以 料黏著於纖維墊的能力。較佳的是二升：工件材 散劑係易乾且不留下I：且礙力 、任何溶劑或分 能士八^ 黎著於纖雉墊的殘留物。液 ^或:放的加王件材料可具有任何適合塗 至 2〇〇Kreb，s 單位（Kreb，s 喊 κυ) 、 c咖))，例如約8。至15咖(約8。。至8二 要，道纖維墊的表面為不規則表面，而加工件材料盖 而提供完全連續的加工。舉例 士，者 …、 工^ , ,, °备使用液體或粉末加 隙内二ΓΓ材料可能落入纖維墊的纖維之間的空 =足==Γ溝槽或孔洞。然而，較佳為塗布數 里充足的加H似提供連續且期望與 尺寸共同擴張的加工。 、纖维塾的 塗布於第-纖維塾的疏水加工件係較佳以層的形 望的是，該層夠厚以減緩或防止於生產期間 二體渗透穿過該第-纖維塾。不希望受限於任何特定的理 -’ 一般相信因為位於疏水層上的黏性聚體，相較於心 =層的纖維墊及/或藉由實際上堵住纖維墊上的細^ :秀而減少了表面張力，使疏水層得以減緩或防峨 :透。-般而言’該加工將於纖維墊之上(以及於任何用來 黏結纖維墊之纖維的樹脂黏結劑之上）提供層狀物，該層狀 物之平均厚度至少約25微来（mierQn)(例如：至少約Μ至 約500微米）、至少約100微米(例如：、約1〇〇至約微 米）或至少約200微米（例如：約2〇〇至約5〇〇微米或約删 94225R01 10 200900234 至約400微来、，、甘p 卞)或甚至至少約300微米（如l . 約500微求或約3〇〇至約彻微米）。、.、約300至 根據本發明之較佳態樣，第 性核心中。較佳的Β 、‘ '，·墊並未貫質嵌入黏 性核心，，1=::纖維塾約5G%的厚度嵌入黏 么者為父於纖维墊約30%、 於約10°/。或甚至少於約,夕於约15/〇、少 世主夕於約2/。（例如··少於約】 遠黏性中不希望受限於任 * 又瓜 u , 疋，里响，一般相信第 墊於生產，^7 "工件’至少在某種程度上防止第-纖維 且二二Π變成嵌入該黏性核心中。於本發明之相關 件 讀中’黏性核心至少部分—於該疏水加工 將了解到，該第一纖維塾具有兩個相對表φ : 一個朝 外的表面，以及一個朝向黏性核心的表面。依照本發明， 弟一纖維墊朝向黏性核心的表面包括疏水加工件。朝外的 表面則無需包括疏水加工件。然而’根據本發明之一個實 施例’該第-纖維塾朝外的表面亦可包括在此所述之疏水 加工件。或者，該朝外的表面可用其他於該技藝中所周知 的任何方法處理，或可保持未經處理的狀態。 ^黏性物可視需要包括第二纖維墊，該第二纖維墊包括 聚合物或礦物纖維，其中黏性核心係置於該第一纖維塾及 第一纖維塾之間。該第二纖維墊可和該第一纖維墊相同或 不门此外’弟一纖維塾可包括在此所述的疏水加工件， 或可無此加工。當黏性物具有厚板（board)或鑲嵌板（panel) 之形狀（例如：石膏板、水泥板等）時，第二鐵維墊較佳為 11 94225R01 200900234 在材料及相對於黏性核心之方向上二者皆與第一纖維墊相 同，或是具有與第一纖維墊充分相似的延展及收縮特性， 以減少或消除黏性物的輕曲現象（warping)。當該第二纖維 墊與該第一纖維墊相同時，應知曉可藉由單塊連續材料提 供該第一及第二纖維墊，該材料例如藉由摺疊單塊纖維墊 以包覆於黏性核心周圍。 黏性核心可包括任何包含或衍生自水硬水泥 (hydraulic cement)之材料、物質或組成，以及任何適當的 ( 添加物。可使用於黏性核心之非限定範例的材料包含波特 蘭水泥（Portland cement)，蘇魯水泥（sorrel cement)，礦造 水泥（slag cement)，飛灰水泥（fly ash cement)，I呂酸妈水泥 (calcium alumina cement)，水溶性硫酸I弓硬石膏 (water-soluble calcium sulfate anhydrite)，a —半水硫酸妈 (calcium sulfate a -hemihydrate)，/3 —半水硫酸 #5 (calcium sulfate y5-hemihydrate)，以自然、合成或化學方 法修改的半水硫酸 #5 (calcium sulfate hemihydrate)，二水硫 酸 1弓（calcium sulfate dihydrate)(“石膏”、‘‘二水石膏（set gypsum)”或“水合石膏（hydrated gypsum)”），以及其混合 物。於此所使用的術語“硫酸約材料（calcium sulfate material)”指的是如上參照之任何形式的硫酸鈣。 添加物可為任何一般使用於製造黏性物的添加物，例 如石膏板或水泥板。此添加物包含（而不限定於）結構添加 物，例如礦物棉（mineral wool)、連續或剁碎的玻璃纖維 (glass fiber)(亦稱玻璃纖維（fiberglass))、珍珠岩（perlite)、 12 94225R01 200900234 黏 土（clay)、虫至石（vermiculite)、碳酸妈（calcium carbonate)、聚酯（polyester)及紙纖維；以及化學添加物， 例如：發泡劑（foaming agent)，填料（filler)，催化劑 (accelerator)，糖類（sugar)，如填酸鹽（phosphate)、膦酸鹽 (phosphonate)、蝴酸鹽（borate)及其同類之增效劑 (enhancing agent)，阻滯劑（retarder)，黏結劑（binder)(例 如：漿糊（starch)及乳勝（latex))，著色劑（colorant)，殺真菌 劑（fungicide)，殺生物劑（biocide)，等等。上述使用該些及 其他添加物之一些範例，係舉例於美國專利第6,342,284、 6,632,550、6,800，131、5,643,510、5,714,001 及 6,774,146 號，以及美國專利公開第2004/ 0231916 A卜2002/0045074 A1 及 2005/0019618 A1 號。 較佳地，黏性核心包括硫酸約材料、波特蘭水泥或其 混合物。有利地，黏性核心亦包括適量的疏水劑 (hydrophobic agent)，如石夕嗣基底（silicone-based)材料（例 如：石夕烧（silane)、石夕氧烧（siloxane)或石夕酮樹脂基質 (silicone-resin matrix))，以增進核心材料的财水性。黏性 核心較佳者亦包括石夕氧烧觸媒（siloxane catalyst)，如氧化 鎮（magnesium oxide)(例如：過燒（dead burned)的氧化鎮）、 飛灰（例如：C級飛灰（Class C fly ash))或其混合物。可以 任何適量，且藉由在此所述之與本發明製備耐水黏性物之 方法有關的任何適當方法，或是如於舉例所述之美國專利 公開第2006/0035112 A1或2007/0022913 A1號中的任何適 當方法來添加矽氧烷及矽氧烷觸煤。期望的是，黏性核心 13 94225R01 200900234 亦包括增進強度的（strength-improving)添加物，如填酸鹽 (phosphate)(例如：於美國專利第 6,342,284、6,632,550 及 6,800,131號以及美國專利公開第2002/0045074 A1、 2005/0019618 A1 及 2007/ 0022913 A1 號中所述之聚磷酸 鹽（polyphosphate))，及/或預先混雜（pre_blended)之不穩定 及穩定的皂類（soap)(例如：於美國專利第5,683,635及 5,643,510號所述者）。黏性核心可包括紙或玻璃纖維，但 以實質上無紙及/或破璃纖維者為佳（例如：包括少於約工 wt·%、少於約0.5 (%、少於約〇1 wt %或甚至少於約〇 〇5 wt.%的紙及/或玻璃纖維，或不包含此纖維）。 黏性物可為適合用於期望之塗布的任何種類或形

狀。黏性物包含例如(但不限定於)任何尺寸及形狀之石客 镶肷板及水泥錶礙板D 黏性物可躲㈣當射法製備，該方法包含（但不限 定於）本發明於此所述的方法。根據本發明製備面覆纖維塾 =性物之方法的實施例’包括⑷將黏性漿體沉積在包括 聚合物或礦物纖維之第一纖維墊上，1 ' 至少-個表面上包括有疏水加 纖維墊之 在嗲萨7欠加工杜卜 且忒黏性漿體係沉積 在該疏水加工件上，以及（b)使該 供面覆纖維整的黏性物。 *體硬化’以藉此提 可將依知、本發明製備黏性物、— 製造習知技藝中面覆纖維墊黏性物之石^於現存用來 (manufacturing lines)上。簡言之，制 ~板生產線 (discharge)纖維墊材料至輸送帶上，= = 型地涉及卸放 ，或安置在輪送帶上的 94225R01 14 200900234 形成檯上，此時該纖維墊材料係位在混合器的卸放導算 (discharge conduit)(例如：如習知技藝中的閘門_罐〜罩= 置（gate-canister-boot arrangement)，或如於美國專利第 M94,609及6,874,93G賴述的裝置）下方。黏性⑼的成 分係供給給包括卸放導管的混合器内，在該混合器内攪動 該成分以形成黏性漿體。可在卸放導管内加入泡沫（例t : 例如於美國專利第5,683,635及6,494,6G9號中所述之㈣ 中）。卸放該黏性漿體於該纖維墊覆面材料上。當必要時擴 政該漿體於該纖維墊覆面材料之上，且視需要地以第二覆 面材料覆蓋該漿體，該第二覆面材料可為纖維墊或其他^ ^面材料（例如：紙、金屬薄片、塑膠等）。藉此所提供之 漁黏性組件係輸送至將該黏性物按所需之厚度尺寸製作之 =成站台（forming station)，且輸送至將黏性組件切割成所 需長度之一個或多個刀片部門（knife section)，以提供黏性 物^使黏性物硬化，且視需要地使用乾燥製程移除過多的 水刀（例如.藉由空氣乾燥黏性物或將黏性物運送至窯爐内 、’、乾）上述各步驟，以及實施該些步驟的製程與設備，於 本技蟄内皆為已知。在沉積主要漿體之前，在覆面材料上 :積相對濃稠（dense)的漿層，以及使用震動（vibrati〇…以 f除所 >儿積漿體内的大空隙（void)或氣泡（air pocket)，亦十 分常見於例如石膏及水泥板之黏性物的製程中。再者，有 夺5使用於習知技藝中之硬質邊緣（hard edges)。該些步驟 或要素（濃稠漿層、震動及/或硬質邊緣）可視需要地用於結 合本發明。 15 94225R01 200900234 於依照製備黏性物的方法所使用的第一纖維 有®樣，^如關於本發明黏性物於此的描述者。 斤 雖然黏性漿體係與第一纖維墊的疏水加工， 黏性漿體較佳為實質上不滲透第一纖維墊，以藉止： -纖維墊在任何實質程度上嵌人純漿體中。較佳的= 為該黏性漿體滲透少於約5G%纖雄墊的厚度，更佳二’ 少於讀、少於讀、少於㈣或甚至少於約；= 如：少於約1%)纖維墊的厚度。最佳情形為在纖維墊上於 水加工件上方的黏性漿體完全不參透。根據本發明所講ς 的較佳態樣，黏絲體最好至少部分地料於該疏水加工 件。 疏水加工件可在冑第一纖維墊傳送至生產線前塗布 於該第—纖維墊。或者’疏水加工件可在生產線上塗布至 該第-纖維墊。於此方面，本發明的方法可復包括：在沉 積黏性裝體於第-纖維墊上之前，沉積疏水加工件於該第 纖、准，上。可使用於此之前所述的任何適當的疏水加工 件μ可藉由白知技蟄中各種任何的技術將疏水加工件沉積 :第纖維墊上，例如藉由刷拂（brushing)、喷霧 ^praymg)、滾動⑽ling)、灌注(p_ing)、浸泡⑷沖$⑽、 師遽(^iftmg)或覆蓋(overlaying)疏水加i件材料。 ^以液體塗布疏水加工件日寺，較佳者為在沉積黏性漿 :第纖、、隹墊上之前乾燥該疏水加工件。該疏水加工件 可用任何適當的方式乾燥，例如藉由加熱該加工，或加熱 包含該加工的纖維墊。 94225R01 16 200900234 視需要地，製備面覆纖維墊的黏性物之方法可復包 括：在使黏性漿體硬化之前，令第二纖維塾與該黏性裝體 接觸’其中該黏性漿體係夹設在第一纖維塾及第二纖維塾 之間。該第-及第二纖維塾的其他所有態樣，皆如關於本 發明黏性物的描述者。 黏性漿體包括任何前述關於黏性物之黏性核心中適 當或較佳的黏性材料及添加物，以及對於提供適當黏性所 而的充^水刀。#以流動度試驗⑽叫t⑽)測量占 性褒體將典型地產生直徑約5pf至W(或約iq公分至約 2 〇公分）的辯狀物（p atty)，例如約6甘至7时（或約i $公分 ίί 18公▲分）。使用流動度試驗用以測量漿體黏性的程序 二技广簡言之，在一個2吋(或5公分)直徑的管體 =中填滿漿體達4时（或1G公分）的高度。在5秒内取 生產線上的聚體，該漿體由該管體釋放至平坦的水 =表面丄且使該漿體擴散為一餅狀物。當該漿體停止擴散 ::::為非圓的情況下(例如：擴圓)，該漿體餅狀物 =直：則要與該漿體餅狀物朝向垂直於該最寬直徑方 向的直徑平均計算）。 二 =覆纖維墊的黏性物之方法的其他態樣皆如關 於本發爆n物於此㈣述者。那 備面覆纖維塾的黏性物之方 =此指述之製 ^ ^ ^ ^ ^ 安的心、裰可由已知且使用於製 於二！ f的技賴支持，尤其是面覆纖維墊的黏性物。 所溝述的態樣中，本發明提供製傷耐水黏性物的方 94225R01 17 200900234 法，包括（a)製備於水中包括約4 wt·%至約8 wt.%；g夕氧烧之 水性矽氧烷分散液，（b)將該矽氧烷分散液與黏性現合物結 ’合，以提供黏性漿體，（c)將該黏性漿體沉積在覆面物或其 他種類的基板上，以及（d)使該黏性漿體硬化，以藉此提供 黏性物。 可使用任何適當的矽氧烷以對黏性混合物授與财水 性。矽氧烷可為環狀氫改性矽氧烷（cyclic hydrogen-modified siloxane)，或較佳為線狀氫改性石夕氧烧 《（linear hydrogen-modified siloxane)。珍氧烧希望為液體（例 如：石夕氧院油（siloxane oil))。典型地，有用於實施本發明 之線狀風改性麥乳烧包括那些具有通式（general formula) : -Si(H)(R)-0-之重複單元，其中R表示飽和或不 飽和的單價烴基（mono-valent hydrocarbon radical)。於較佳 實施例中，R代表烧基群組（alkyl group)，且以R為甲基群 組（methyl group)最佳。較佳的梦氧烧能夠形成高度交聯 (cross-linked)的石夕酮樹脂（silicone resin)。於聚合期間，藉 由凝結（condensation)而移除末端群組，而石夕氧烧群組便聯 結（link)在一起以形成矽酮樹脂。亦發生鏈（chain)的交聯。 所產生的石夕if樹脂在其形成時給予石膏基質耐水性。如此 適當的矽氧烷係在市面上可取得的，且描述於專利文獻中 (例如：Wacker-Chemie GmbH(德國慕尼黑）以 SILRES BS 94為名所販售的低溶解力或無溶解力的曱基氫矽氧烷液 體（methyl hydrogen siloxane fluid))。 矽氧烷分散液較佳為將足量的矽氧烷與水引入混合 18 94225R01 200900234 二供包括約4wt.%至約8wt·— 且進二=佳為4 wt.%至約5 wi.%的砍氧垸於水中）， 4 wtlT/r以生產分散液。更佳者，該分散液包括大於 °二小於8 Wt.%㈣氧貌於水中。經由說明，該分 :括自約 4.1 Wt.%、4.2 、4.3 wi.%、4 4 ⑽ ％ 或 4.5 wt.%至約 5 Wf 〇/ ^ ^ n/ 由 .。、Wt./o或7 wt.〇/〇的矽氧烷於水 甘者，該分散液包括石夕氧燒微滴（droplet)於水中， 审、中該微滴的平均粒徑（partide㈣約5〇微米㈤叫或 i車乂佳為約30微米或更小，或甚至約為2〇微米或更 =.(例^約10微米或更小）。更佳者，微滴具有粒徑分布 (cimnbution)以使微滴中的約75%或更多、8〇%或更多、 二5〔:或更多、甚至9〇%或更多、或者甚至95%或更多的粒 =、力50微米或更小，較佳為约3〇微米或更+，或甚至約 為2〇微米或更小（例如約10微米或更小）。可使用慣用的 技術決定分散液中石夕氧烧微滴的粒徑及粒徑分布，例如萨 (dynamic light scattering analysis) 〇 根據本發明之較佳態樣，分散液為穩定的，以使石夕氧 烧微滴於水中保持分散狀態（即：石夕氧烧相⑽㈣實質上未 與水相分離卜段充足的時間，以使分散液與黏性核心的其 他成刀結合。舉例而言，根據本發明之較佳態樣，該分散 液將具有穩定性’以使在混合與安置後立即取出之分散液 樣本在1分鐘内（例如：2分鐘内）將不會在該樣本的表面呈 現可見的微滴合併(祕c〇alescing〇fd_^ 期望使用南剪力或超高剪力混合器（high sh⑽扣 94225R01 19 200900234 ultra-high shear mixer)以分散水中的矽氧烷。高剪力或超 高剪力混合器可為任何能夠在水分散液中生產矽氧烷的混 合器’其中在該分散液中該矽氧烷微滴具有上述粒徑或粒 徑分布特性。合適的高剪力混合器類型包含機械剪力混合 器（mechanical-shear mixer)，例如針（pin)型、葉片（blade) 型、轉子定子（rotor-stator)、碟（disc)型混合器以及水力剪 力混合器。較佳的混合器為那些能夠產生每分鐘約9,000 至約15,000英尺（feet per minute, FPM)(或每秒約40至約 80 公尺（meters per second, mps))的端速（tip-speed)，例如 約10,000至約12,000 FPM (或約50至約60 mps)。可使用 的高剪力混合器的非限定範例包含由Silverson Machines， Inc·，East Longmeadow，ΜΑ所製造的 312/45 MS 高剪力混 合器（20 hp，3600 RPM)，以及 X，Series Mixer 乳化劑 (emulsifiers) (30 至 75 HP)，例如由 Charles Ross & Son Company, Hauppauge, NY 所製造的 ME_430XS-6, ME-440XS-9, ME-475XS-12, HSM709X-40, HMS712X-75。 石夕氧烧及水可分別或一起、同時或按任何順序循序地 引入至分散混合器（較佳為高剪力混合器）中。當整批混合 (batch mixing)製備分散時’較佳者為在加入;5夕氧烧之前先 加入水。然而對於連續生產方法而言，整批混合通常並不 便利或划算。因此以使用直列分散混合器（in_line dispersing mixer)為佳，以便用連續的方式生產分散，於該 方式中可以合適的比例連續且同時地提供矽氧烷與水至該 直列分散混合器。水性;ε夕氧烧分散液以不包括乳化劑 20 94225R01 200900234 (emulsifier)或分散劑（dispersant)為佳。 水性砍氧烧分散液係與黏性混合物結合以提供黏性 漿體。熟習該技藝者將了解到，該黏性混合物包括固體成 ’ 分及液體成分。經由說明，包括上述於水中之矽氧烷量的 矽氧烷分散液可直接引入混合器（例如：厚板混合器（board mixer))，該混合器包括黏性混合物的固體成分及/或液體成 分。然而較佳的情形為^夕氧烧分散液首先與黏性混合物的 液體成分結合（例如：水），且隨後與黏性混合物的固體成 1 分結合（例如：將碎氧烧分散液加至定量水（gauging water) 中或其他隨後運送至厚板混合器的水中）。較佳為將足量的 石夕氧烧分散加至黏性混合物中，以於最終的黏性產物 (cementitious product)中提供含量約 0.3 wt·%至約 2 wt.% 的石夕氧烧，基於最終黏性產物的重量（例如：硬化乾燥的黏 性產物）例如約0.5 wt·%至約1.5 wt·%，或約0.6 wt.%至約 1 wt.%。舉例而言，假設1500 lbs/msf的黏性鑲嵌板 (cementitious panel)(例如：標準1/2 11寸石膏鑲嵌板），可將 足量的矽氧烷分散液加至黏性混合物中，以於最終的黏性 產物（例如：硬化乾燥的黏性產物）中提供每1000平方英尺 約5磅的矽氧烷至每1000平方英尺約30磅的矽氧烷（或每 平方公尺約20公克的碎氧烧至每平方公尺約150公克的發 氧烷），例如每1000平方英尺約7磅的矽氧烷至每1000平 方英尺約20磅的矽氧烷（或每平方公尺約30公克的矽氧烷 至每平方公尺約100公克的矽氧烷），或甚至每1000平方 英尺約10磅的矽氧烷至每1000平方英尺約14磅的矽氧烷 21 94225R01 200900234 (或每平方公尺約5〇 的矽氧烷）。 公克的矽氧烷至每平方公尺約70公克 體J見需要地包括石夕氧烧觸媒（Sil0xane 別飛灰（fly ash)(特別是c級飛灰）、氧化鎂（特 化鎮)或是最佳者為上述組合物。基於乾燥黏 里矽Cementltious component)(例如：乾燥灰泥 的重量）使用飛灰約0.1%至、約5%的量為佳。基於 ^黏性成分重量（例如：乾燥灰泥（伽c 二氧 =0撕約。.5%的量為佳。飛灰對氧二 里為約2 : 1至約3 : 1。 依…、本發明關於製備面覆纖維墊的黏性物之方法的 2漿體的其他態樣係如先前所述。其他製備水漾石夕氧烧 :轉液（aqUe〇us silQxane _lsiGn)及結合該乳狀液 漿體的態樣係如於美國專利公開第贿舰洲ai號所 、 #若無需使用纖維墊覆面材料作為基板，如在此所述 關於本發明製備面覆纖維墊的黏性物之方法，可依照已知 方法於現存生產線上沉積黏性漿體於基板上。當然，該基 $可為任何適#的基板，例如任何典型用來面覆黏性物的 /面材料(例如·紙覆面材料)。然而，該基板以包括聚合 物或礦物纖維的纖維墊覆面材料為佳。 口 /士採用包含聚合物或礦物纖維的第一纖維墊作為基板 係知別有利的，其中該第一纖維墊包括於該墊至少一個表 面上具有疏水加工件。當使用此種基板時，進一步較佳為 94225R01 22 200900234 ' 將漿體沉積於該纖維墊之疏水加工件上。再者，可有利地 使用第一及第二纖維墊，其中該黏性漿體係夾設於該些纖 維墊之間。用以提供黏性物之此種適當的纖維墊、疏水加 '工件及其使用方法，皆如於此關於本發明面覆纖維墊的黏 性物及製備面覆纖維墊的黏性物之方法所述。 製備耐水黏性物之方法的所有其他態樣，皆如於此關 於本發明面覆纖維墊的黏性物及製備面覆纖維墊的黏性物 之方法所述。而未於此特別描述的製備耐水黏性物之方法 : 的態樣，可由已知且使用於製造習知黏性物的技術所支 持，尤其是面覆纖維墊的黏性物。 範例一： 下列範例說明依照本發明製備面覆纖維墊的黏性物。 製備兩種類型的纖維墊：第一纖維墊包括全部為玻璃 纖維，而第二纖維墊包括混雜有85 wt.%的玻璃纖維及15 ,wt.%的聚酯纖維。兩種纖維墊皆為非編織且包括19 wt.% \ 的三聚氰胺曱酸·/丙稀酸（melamine formaldehyde/acrylic) 黏結劑。 黏性衆體係使用於第1表提供之配方（formulation)於 厚板混合器（board mixer)中製備。使用高剪力混合器（例 如：由 Silverson Machines, Inc.，East Longmeadow，MA 戶斤 製造的312/45 MS高剪力混合器（20 hp，3600 rpm)，以及 由 Charles Ross & Son Company，Hauppauge, NY 所製造白勺 X-Series Mixer emulsifiers (60 Hz，3,600 rpm))將漿體中白勺 23 94225R01 200900234 ' 矽氧烷成分分散於水中（例如：4.1-4.4 wt.%的矽氧烷於水 分散液中），並引入至用來製備該漿體的定量水中。 所放置的纖維墊係敷用於黏性鑲嵌板的面（face)(向下 形成（formed down))與背（back)(向上形成（formed up))。纖 維墊係通過張力及校正系統（tensioning and alignment system)，且將面墊（face mat)弄皺以形成所希望的厚度（例 如：5/8吋）及所希望的板寬（例如：48吋）之所希望的邊緣 (例如：正方形）。較佳者為將疏水加工件塗布於該面墊。 Γ該面墊係通過該厚板混合器下方，且將黏性漿體沉積於該 面墊上。在沉積該黏性漿體之前不沉積濃稠層（densified layer)，且關閉任何漿體震動設備，以幫助減少漿體滲透纖 維墊。

24 94225R01 200900234 第1表 成分 平均 灰泥 2140.6 lbs./MSF (10500 g/m2) 定童水+梦氧烧水+石夕氩桉 826.6 lbs./MSF (4050 g/m2) 矽氧烷水 255.0 lbs./MSF (1250 g/m2) 矽氧烷 11.27 lbs./MSF (55 g/m2) «^b¥(Mg〇r~ 1.00 lbs./MSF (5 g/m2) 飛灰(Fly ash) 8.00 lbs./MSF (40 g/m2) 泡沫水(Foam water) 95.85 lbs./MSF (470 g/m2) 泡沫空氣(Foam air) 14.35 cu. ft./MSF (0.044 km3/m2) 專類一預先混雜(Pre-blended) 90%不穩定至10%穩定的皂類 (來自 GEO Specialty Chemicals 的 Hyonic 25 FM) 0.459 lbs./MSF (2.3 g/m2) 地石膏催化劑（ground gypsum accelerator) (5 wt. % 糖） 6.76 lbs./MSF (11 g/m2) 三偏磷酸鈉 (sodium trimetaphosphate) 0.77 lbs./MSF (3.7 g/m2) 厚度 0.63 lbs./MSF (1.6 g/m2) 分散劑(dispersant) 10.17 lbs./MSF (50 g/m2) 纖維(紙及/或玻璃） 0.00 lbs./MSF 玻璃水(glass water) 465.0 lbs./MSF (2280 g/m2) 總水(total water) 1393.1 lbs./MSF (6825 g/m2) 水灰泥比（Water Stucco Ratio, WSR) 65.1% 於合適位置帶有漿體且摺皺的面墊係形成於封套 (envelope)内，並通過該形成平台（forming plate)下方。於 所形成的面墊進入該形成平台的地方’令背墊（back mat) 與該面墊的邊緣接觸。於纖維墊交接的地方使用一滴合成 黏劑（a bead of synthetic adhesive) ’ 以將面玻璃墊（face 25 94225R01 200900234 gjass mat)黏接至背玻璃墊（back glass ma〇。漿體不與於此 交接處的面和背玻璃塾接觸。 、、 完成的玻璃墊封套係填充著漿體，退出形成平台且被 轉移至厚板帶(board belt)。導引物（guide)使邊緣保二在正 確的位置，直到水合漿體（s〗urry hydrates)於約3〇秒後的瞬 間從該厚板帶移下，此時該邊緣係自我支撐 (self-supporting)的。直到厚板係自我支撐時，該厚板更= 一^地從該生產線上移下。之後，以厚板刀切出比所希望 之完成長度稍長的厚板。上下顛倒該厚板並將其移至窯爐 以去除過多的水分。 完成的產品為帶有增進的耐水性之面覆纖維墊的黏 性產品。 範例二： 下列範例係說明為防止黏性漿體參透纖維墊而塗布 I於纖維墊覆面材料之疏水加工件材料的效果。 以各種固體負載層級（solid 1〇ading level)及黏性分散 於已 3 0.05 wt.°/〇聚鱗酸三鉀（tri_p〇tassium p〇1yph〇sphate) (为散劑）的水中的滑石粉（Talcr〇n 4〇_26，粒徑5微米）係塗 布於非編織的玻璃纖維墊，以用5 mil或15 mil的厚度（基 於濕膜厚度（wet film thickness))塗覆於纖維墊。於第2表 中提供加工的固體負載層級、黏性及厚度。加工5至7亦 包含經乙基纖維素（hydr〇xyethylceIlul〇se；)黏稠劑（〇 〇5 乂）加工7更包含有1 wt_%的白臘（white wax)。之後， 26 94225R01 200900234 將黏性漿體沉積於該加工件材料之上。 第2表 加工 厚度 (mil) 固體 (%) 黏性 (KU) ' ------ 結果 1 5 50 70 — 減少了裝5灸；泰 2 15 50 70 — 4 乃、/la 3¾ 無漿--- 3 5 60 119 無漿體系1| '~ -無漿體"^*5 — 4 15 60 119 — 5 5 20 83 簦少了漿體滲透 減少了漿體淥读 槳體高度滲透 6 15 20 83 7 5 20 83 8 (控制組） (n/a) (n/a) (n/a) 在外觀上視察漿體滲透量並對照控制組，其中係藉由 將相同的襞體塗布至與用於測試加工之纖維塾^同 的玻璃纖維墊以提供該控制組’但該控制組不包括加 材料。 藉由對照控制組的纖維墊，較少量的漿體將滲透包括 加工件材料的纖維墊，可見將疏水加工件塗布至纖維塾覆 面材料會減少或消除滲透纖維墊的漿體。 範例三： 下列範例係說明為依照本發明之耐水黏性物的製備。 使用於帛1表所提供的配方在厚板混合器裡製備黏性 浆體使用由 Siiverson Machines，Inc.，East Longmeadow， MA所襄造的312/45_高剪力混合器（2〇如，糊 27 94225R01 200900234 將漿體中的矽氧烷成分分散於水中（例如：4.1-4.4 wt.%的 矽氧烷於水分散液中），並引入至用來製備該漿體的定量水 中。將足量的矽氧烷分散液引入厚板混合器中，以提供包 括11磅矽氧烷/msf板（約0.43% wt./wt.)的最終黏性產物。 使用漿體結合標準製造程序以產生面覆紙的厚板產物 (board product)，該產物在使用美國試驗材料協會標準測試 方法（ASTM Standard Test Method) C 473 下，通過 ASTM Cl396/C 1396M-06 二小時的浸潰目標（immersion target)， 用於無10%的板面缺陷（board defects)之覆蓋物（sheathing) 以及用於5%的财水石膏背板（gypsum backing board)。 除 了用由 Charles Ross & Son Company, Hauppauge, NY所製造的X-Series高剪力混合器ME-430XS-6代替 Silverson混合器以外，用同樣的方法製備第二黏性漿體， 且將足量的梦氧炫分散液加入厚板混合器中，以提供包括 10磅矽氧烷/msf板（約0.39% wt./wt.)的最終黏性產物。使 用漿體結合標準生產程序以產生面覆紙的厚板產物，該產 、物在使用美國試驗材料協會標举測試方法C 473下，通過 C1396/C 1396M-06二小時的浸潰目標，用於無10%的板面 缺陷之覆蓋物以及用於5%的耐水石膏背板。 為了使用習知製程生產通過ASTM C1396標準的產 物，典型地需要更高階的矽氧焕（例如：12.5磅矽氧烷/msf 的等級（order)或約0.5% wt./wt.)。前述範例係說明依照本 發明製備耐水黏性物可有利於橡用較低的石夕氧烧負載層級 (siloxane loading level) ° 28 94225R01 200900234 ^猶如每個參考文獻個別地且具體地表示為併入作為 夢考亚於此完整地提出，所有於此引用之包含出版品、專 γ利申請及專利的參考文獻係在相同程度上併入作為^考。 本發明的較佳實施例係描述於此。在閱讀上述描述 ^對於4習这技蟄著而言，在不背離本發明的精神盘範 嚀下’較佳實施例的變更為顯而易見的。因此，本發明包 ^此所㈣適#法令所許可之申請專利範_引^之標 Γ" ^所有純及等效者。料，_於此另外說明或清楚 化中ί下文所否定’本發明係包含上述元素在所有可能變 化中的任何結合。 ^ 【圖式簡單說明】 無。 【元件符號簡單說明】 無。 94225R01 29

Claims (1)

1. 200900234 十、申請專利範圍： 1. 一種面覆纖維墊的黏性物，包括： (a) 黏性核心；以及 (b) 第一纖維墊，包括聚合物或礦物纖維以及位於 至少一個表面上的疏水加工件，其中，該疏水加工件 係與該黏性核心接觸。 2. 如申請專利範圍第1項之黏性物，其中，該疏水加工 件包括滑石、服、疏水樹脂、發酮基底（silic〇ne_based) f \ % 化合物、脂肪酸或其鹽類、聚乙二醇（polyethylene glycol)、具有12個或更多個碳原子的烴類或碳氟化合 物；丨面 /舌性劑（hydrocarbon or fluorocarbon surfactant)、 或其組合。 3. 如申請專利範圍第1項之黏性物，其中，該疏水加工 件提供一層至少約25微米的厚度。 4·如申請專利範圍第1項之黏性物，其中，聚合物或礦 1 物纖維為玻璃纖維、聚酯纖維、或其組合。 30 94225R01 200900234 物為矽酮基底材料。 9. 如申請專利範圍第1項之黏性物，其中，該黏性核心 包括不穩定及穩定的息類（soap)。 10. 如申請專利範圍第丨項之黏性物，其中，該黏性核心 包括聚鱗·酸鹽類（polyphosphate)。 Π.如申請專利範圍第1〇項之黏性物，其中，該聚磷酸鹽 類為三偏磷酸鈉（s〇dium trimetaph〇sphate)。 U.—種製備面覆纖維墊的黏性物之方法，包括： (a)將黏性漿體;<儿積在第一纖維塾上，該第一纖維 塾包括聚合物或礦物纖維和位於至少一個表面上之疏 水加工件，其中，該黏性漿體係沉積在該疏水加工件 上；以及 黏性物 (b)使該黏性漿體硬化，以藉此提供面 請翻範圍第12項之枝，其中，該疏水加工件 =滑石 '臘、疏水樹脂、秒_基底化合物、月旨肪酸 :二:现類$乙一醇、具有12個或更多個碳原子的煙 員或碳氟化合物介面活性劑、或其組合。 •在：：專利範圍第12項之方法，其中，該方法復包括: 加工件於該纖維塾上。纖維塾上之前，沉積疏水 15·:::專利範圍第14項之方法，其中，該方法復包括: 水:::黏性裝體於該第—纖維墊上之前，乾燥該疏 94225R01 31 200900234 16, 17. 18. Γ 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 如申請專利範圍第14項之方法，其中，該疏水加工件 提供一層至少約25微米的厚度。 如申請專利範圍第12項之方法，其中，該聚合物或礦 物纖維為玻璃纖維、聚酯纖維、或其組合。 如申請專利範圍第12項之方法，復包括：在使該黏性 漿體硬化之前，令第二纖維墊與該黏性漿體接觸，其 中，該黏性漿體係夾設在該第一纖維墊及該第二纖維 墊之間。 ，該黏性漿體實 ，該黏性漿體包 ’該疏水添加物 如申請專利範圍第12項之方法，其中 質上沒有紙或礦物纖維。 如申請專利範圍第12項之方法，其中 括疏水添加物D 如申請專利範圍第20項之方法，其中 為石夕氧燒。 如U利圍第12項之方法，其中，在將該黏性聚 ::積於該第一纖維墊上之前，在包括卸放導管的混 、器内混σ該黏性漿體，且將泡洙添加至位於該卸放 ¥管内之該黏性漿體中。 申π專利|&圍第12項之方法，其中，該黏性漿體包 括預先混雜之不穩定及穩定的皂類。 專利範圍第12項之方法，其中，該黏性漿體包 括聚磷酸鹽類。 主=明專利In圍第24項之方法，其中，該聚鱗酸鹽類 马二偏鱗酸納。 94225R01 32 200900234 26_ —種製備耐水黏性物之方法，包括： (a)製備水性石夕惫、岭 乳祝分散液（aqueous siloxane dlSrSi〇n)’該分散液包括約(重量％)至約8 wt·%的矽氧烷於水中； 眭將IT結合该矽氧烷分散液與黏性混合物，以提供黏 性漿體； (C)將該黏㈣體沉積在基板上；以及 (d)使該黏性渡體滿彳卜 27. 更化，以措此提供耐水黏性物。 Γ4:=第26項之方法，其中，該水性嫩 二仏括7刀散的矽氧烷粒子，該矽氧烷粒子 叔授（Pmiclesize)小於約％微米。 .如申請專利範圍第27項 的平广， 、之方法，其中，該矽氧烷粒子 的干均粒徑小於約30微米。 29,如申請專利範圍第26項之方法，盆中 ί =夕氧燒分散液添加至該勸性混合物中：以二= 的該黏性漿體的重量含量為約Oh Zwt.%的矽氧烷。 3〇.如申請專利範圍第％項 包括固體成分及、：該黏性混合物 該點性、且該⑦氧燒分散液係先與 -站丨生k合物的液體成分結 3物的_體成分Μ。 ^麵與該黏性混合 Λ如申請專利範圍第26項之方並 聚合物或確物纖維的第—纖維墊f ，該基板為包括 .如申請專利範圍第31項之方法，其中，該第一纖維塾 94225R01 33 200900234 包括疏水加工件 件上。 且該黏性衆體 係沉積在該疏水加工 33 34. Γ 35. 36. 37. k 38. 39. 40. .如申請專利範圍第31項之方 在沉積該黏性漿體於該第一纖％:中’該方法復包括: 加工件於該纖維塾上。纖維墊上之前，沉積疏水 ‘如申睛專利範圍第3 3項之方法 拉分* 去其中’該方法復包括： 在此積該黏性漿體於該第一输 水加工件。 纖維塾上之前，乾燥該疏 =申請專·㈣Μ項之Hi巾，絲水加工件 =括滑石、臘、疏水樹脂、料基底化合物、脂肪酸 :、其鹽類、聚乙二醇、具有12個或更多個碳原子的烴 類或碳氟化合物介面活性劑、或其組合。 如申請專利範圍第32項之方法，其中，該疏水加工件 提供一層至少約25微米的厚度。 如申請專利範圍第31項之方法，其中，該聚合物或礦 物纖維為玻璃纖維、聚酯纖維、或其組合。 如申睛專利範圍第31項之方法’復包括：在使該黏性 漿體硬化之前，令第二纖維墊與該黏性漿體接觸，其 中，該黏性漿體係夾設在該第一纖維墊及該第二纖維 墊之間。 如申請專利範圍第26項之方法，其中，該黏性漿體實 質上沒有紙或礦物纖維。 如申請專利範圍第26項之方法，其中，在將該黏性漿 體沉積於該基板上之前，在包括卸放出口（outlet)的混 34 94225R01 200900234 k 合器内混合該黏性漿體，且將泡沫添加至位於該卸放 導管内之該黏性漿體中。 41. 如申請專利範圍第26項之方法，其中，該黏性漿體包 括預先混雜之不穩定及穩定的皂類。 42. 如申請專利範圍第26項之方法，其中，該黏性漿體包 括聚磷酸鹽類。 43. 如申請專利範圍第42項之方法，其中，該聚磷酸鹽類 為二偏填酸納。 35 94225R01 200900234 七、指定代表圖：本案無圖式。 (一） 本案指定代表圖為：無。 (二） 本代表圖之元件代表符號簡單說明：無。 f 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：無。 4 94225R01