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TW200823162A - Fire-resistant gypsum panel - Google Patents

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Publication number
TW200823162A
TW200823162A TW96138042A TW96138042A TW200823162A TW 200823162 A TW200823162 A TW 200823162A TW 96138042 A TW96138042 A TW 96138042A TW 96138042 A TW96138042 A TW 96138042A TW 200823162 A TW200823162 A TW 200823162A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
slurry
gypsum
layer
core
intumescent
Prior art date
Application number
TW96138042A
Other languages
English (en)
Inventor
Qiang Yu
Frederick T Jones
Qingxia Liu
Original Assignee
United States Gypsum Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United States Gypsum Co filed Critical United States Gypsum Co
Publication of TW200823162A publication Critical patent/TW200823162A/zh

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Description

200823162 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種石膏板產品及其製備方法。更特定+ 之，本發明係關於一種使用一膨脹表面層之具有經改良之 耐火性的石膏板。 【先前技術】
石膏板為已使用數年之熟知構建產品。其主要用作内部 牆壁及天花板產品，且在某種程度上亦用作外部產品。使 用包括半水合硫酸鈣及水之漿料形成核心，且將其連續沈 積於一在-混合機下移動之紙蓋板上。將一第二紙蓋= 加於其上且使所得組件形成一板之形狀。半水合硫酸鈣或 灰泥與足量水反應以使該半水合物灰泥轉化成聯鎖二水合 硫酸舞晶體，使其凝固且變硬。將因此形成之連續條帶傳 送於一傳送帶上直至燒石膏凝固，且其後將該條帶切割以 形成具有所需長度之板，傳送該等板使其穿過一乾燥窯以 移除過量水分。 該二水合物晶體中以化學方式結合之水促成石膏板之耐 火特除β暴路於熱或火時，肖二水合物重新轉化為半水 合物或甚至形成硬石t。水合作用之過量水係卩蒸汽之形 式驅除。來自火之熱能用以促進脫水反應且使水蒸發，因 而，著蒸汽釋放，經由該板之熱傳輸降低。厚石膏板比薄 石貧板更具耐火性，因為熱穿透厚石膏板之全部厚度以驅 除所有結晶水需要花費更長時間。 失去結晶水通常使石膏收縮。因為失去大量結晶水且最 124770.doc 200823162 初緊密之聯鎖石膏基質變得 傲尸托目n& t 私所以石賞產品亦趨向於 .父侍極具脆性且在火下失去其 真 及疋正性。由於收縮在 石曷板中可形成較大裂縫。收縮 接人卢&„ j使侍°亥專板之間在邊緣 接合處的開口擴大。邊緣接合之 口使敎及埶气r “ &大、杈大裂縫及其他開 1之…、及熱乳經由牆壁加速傳輪 且亦可使火到達石膏板 後之木間柱以進一步為火提供燃料。
已知將某些纖維、礦石及/或無機顆粒引入石膏核心中 ㈣良石膏板之耐火特性。美國專利第4,647,486號中教示 ，用玻璃纖維以保持板強度及完整性。此專利亦揭示將硫 酸鈣硬石貧II添加至核心漿料中以減少收縮。 將可膨脹材料引入板之石膏核心中亦用作改良此等板之 耐火性之方法。隨著板在火存在下加熱而溫度升高，泡脹 :料膨脹以至少部分佔據經移置之水的位置。與非膨脹石 月核心相it ’燒穿該板或形成較大裂縫需要更長時間。然 而’在整個石f核心中使用泡脹材料係相對昂貴的且因為 需要大ΐ有機添加劑用於在整個石膏漿料内均勻分散而引 起對健康及環境之擔憂。 在此項技術中熟知將珍珠岩及/或蛭石添加至牆板中以 達成耐火之目的。美國專利第3,376，147號揭示將珍珠岩及 蛭石添加至石膏板中。此參考文獻教示此等材料具有泡脹 性且當暴露於火時將膨脹。亦視情況將玻璃纖維添加至核 心組合物中。美國專利第3,462,341號描述玻璃纖維在牆板 中之分布，其中邊緣濃度增加。美國專利第5,601，888號教 不組合石貧、紙纖維及一或多種諸如無機纖維、黏土、蛭 124770.doc 200823162 :及聚合物黏合劑之效能輔助劑之石膏組合物的製造。此 專參考文獻均未展示合作以改良耐火性之核心與塗層之組 合。 牆壁或地板/天花板組件耐火試驗簡單地量測該系統達 到標準ASTM(美國試驗與材料協會，the s。咖
for Testing and Materials) E119測試程序中所規定之限制 $準所需要花費之時間。對於牆壁組件而t，該限制標準 定義為熱能穿過牆壁、超過牆壁未暴露表面上之指定溫度 升回值牆壁在火存在期間攜帶所疊加之設計負荷之能力 (對於承重牆而言）或水經由該組件射出。根據 C36，一 5/8吁（16 mm)厚度之X型板當根據ASTm EU9測試 時以單層形式施加於承載木間柱牆壁之每一面上時必須提 供不低於一小時耐火等級。一於同一組件上之1/2吋（12 mm)X型板必須提供45分鐘耐火等級。 稱為C型（X增強型）之第二類型之耐火石膏板提供甚至更 佳性能。除玻璃纖維添加劑之外，C型板含有在熱存在下 膨脹、稍微補償由石膏之脫水及熔融產生之板收縮的特殊 礦物質。此有助於增加石膏核心之穩定性，從而顯著增強 該板之耐火效能。 【發明内容】 此項技術中需要無需大量常規泡脹材料，具有經改良之 而才火性的石貧板。此項技術中亦需要可用於石膏板上，膨 脹以改良防火性之耐火層。 具有包括石膏及高溫耐收縮材料之核心之石膏板滿足此 124770.doc 200823162 等及其他需要。該核心係形成為一 1古 ’主父兩個相對面及 至少兩個相對邊緣之板。該等邊緣及/或該等面中之至少 一者係以一包括密度高於該核心 _, 胃基質及泡脹材料或 可衫脹材料之膨脹層塗佈。飾面材料 少一部分。 料㈣可膨脹層之至 一種持續形成一多層板之方法包衽制 ^ 女匕祜製備石貧漿料，隨後 將该石貧漿料分成至少一主要石膏漿料及一次要石膏衆 枓。產生具有水及泡脹材料之添加劑浆料，隨後將其添加 至該次要石膏漿料中以製備展布於整個飾面材料或飾面材 枓之至少-部分上之可膨脹層聚料。使該主要石膏衆料分 布於該飾面材料及該膨脹層漿料上之主要石膏㈣上以形 成一核心。 視h況將另-層（―邊緣塗層）施加至該膨脹層以達成額 外防火之目的。該邊緣塗層包括第二泡脹材料。在火存在 期間’該邊緣塗層膨脹以密封相鄰石膏板之間的間隙。 對於泡脹材料之使用量而言，將其添加至泡脹層而非核 二漿料中提供更多厚度增加，因此改㈣火性。若需要同 等耐火性’可減少泡脹材料中膨脹材料之量，藉此降低材 料成本。 減v石賞板中添加劑之量亦降低該產品之總重量。除限 制添加劑之量以節省成本之外，降低板重量亦降低運輸成 本且減少攜帶或安裝該等板之工作者之疲勞。 【實施方式】 見在參看圖1，本發明包括一多層石膏板，總體以10表 I24770.doc 200823162 示’其包括一核心η、—膨脹層14及一飾面材料i6。預期 此板包括額外層或覆蓋物。石膏板1()包括至少兩個相對面 20、22及至少兩個相對邊緣24'26。在製造石膏板期間， 產生核心材料丨2之連續條帶，將其切割以形成總體以叫 示之個別板。各板30較佳包括至少兩組相對邊緣。存在一 組將板30彼此分隔之相對之切割邊緣（未圖示）及一組相對 之修整邊緣24、26。
該板核心12係由包括半水合硫㈣、耐收縮材料及水之 主要石嘗漿料製成。使用包括相同組份之次要漿料來製備 膨脹層14。下文更詳細論述各漿料中各組份之詳情及其相 應量。 一 τ Μ 177句々T，亦稱為石 貧粉、白土或二水合硫酸鈣。藉由將水添加至灰泥(亦稱 為熟石膏（pl_ 〇f Paris)、燒石膏或半水合硫酸劓中以 形成漿料來將石膏製成板。使半水合硫_與水水合以形 成二水合硫酸鈣晶體之聯鎖基質。任何包含半水合硫酸 妈、硫酸約硬石霄或二告之換r古、立 乂肴之燒石賞適用於主要漿料與次要 裝料中之任一者。 半水合硫酸妈可產生至少兩種常見晶形，α形與β形。β 半水合硫㈣通常用於石膏板，但亦預期由α半水合硫酸 =或α半水合物與β半水合物之混合物製成之板亦係適用於 本發明+鍛燒灰泥為主要漿料與次要漿料二者中之好 半水合硫_。預期硬石膏料燒石膏之微量組份，較佳 以低於任-浆料中燒石膏含量之20重量 124770.doc 200823162 石月複合物在其矽石含量及存在於沈積物中之可溶性鹽 之量及類型方面有所不同。此等沈積物在锻燒之前通常不 加以移除’且因此存在於半水合硫酸妈中。某些低溶點可 溶性鹽（特別為氯化物）之存在降低石膏複合物之溶點:可 ^顯著^溫收縮。石膏複合物之熔點下降已由SEM檢驗 證f。石貧複合物中之較高可溶性鹽含量降低溶點且增加 石月之收縮。可溶性鹽含量較佳低於〇·2重量〇乂。 灰泥之另-所要性質為較高梦石含量，該較㈣石内容 物為諸如高屬黏土之黏土礦物質。在石膏複合物中具有較 兩石夕石含量之灰泥使炫點增加。此對於更好之耐火性而古 為較佳的。較高石夕石半水合硫_之一實例為大於！重量 %之矽石含量或大於2重量％之黏土含量。 在本發明之-較佳實施财，“ 12與膨脹_二者包 括以乾燥組份重量計至少5〇%之半水合硫_。核心^更 ^包合至少6 0重量％之半水合硫酸妈且甚至更佳包含μ重 置％至"重量％之半水合硫酸約。核心12中灰泥之較佳量 為以乾燥固體重量計約70重量％至約9〇重量％。 且膨脹層14通常具有較少灰泥(以重量百分比計)，因為1 =至少-種額外組份。膨脹層14中灰泥之量較佳在以漿 料中之乾燥賴重量計6G%至約9()%範圍内。 核心12與膨脹層14二者之另一主要組份為高溫耐收縮材 料。任何與其他組份相容且 把 不收縮之材料適用作耐收縮材 枓。大多數财收縮材料為增加石膏複合物之熔點以減少或 防止在高溫下收縮之填料。藉由以少量此等填料替換灰 124770.doc 200823162 , 12與無此等填料之凝固核心相比收縮更少。 ί收材料之告^ 只幻^括纖維玻璃、玻璃纖維或合成纖維、 石夕夜、石夕蓬+ ^ ’、 =如尚嶺黏土之黏土。許多富含矽石之礦 物貝用以減少$暮 入 8中之收縮。出於成本考慮，核心較佳不 旦〇彡材料耐收縮材料之使用量為以乾燥組份計0· 1重 :%至、力3 4 * %。較佳耐收縮材料為高嶺黏土。亦應注意 卜斤有玻璃纖維均具耐收縮性。僅耐收縮材料適用於此 組份中。
除耐收縮材料之外，將玻璃纖維附長度為％"至y4l 直瓜為10微米至16微米，熔點高於_。〇添加至石膏核心 及膨脹層中以使整體石膏板在兩個飾面紙在火下燒掉之後 保持在一起（或保持完整性）。 ▲月核u 12與膨脹層！ 4之第四主要組份為水。在製造石 貧物品期間’水以液體形式存在。將灰泥及耐收縮材料添 力至水中以形成漿料。水較佳儘可能純以減少副反應。如 以上所討論’某些鹽類之存在可改良石膏之凝固速率以及 收縮之傾向性。限制由水引入之鹽類之量將更易於控制產 品之凝固時間及收縮。 在本發明之某些可選實施例中，—或多種添加劑包括於 主要石膏漿料、次要石膏漿料或二者中。濃度係以每麵 平方呎（93 m2)成品板之量（"MSF”）報導。添加凝固延遲劑 (至多約2 lb./MSF)(至多約9.7 g/m2)或促進劑（至多約35 Ib./MSF)(至多約170 g/m2)以改良水合反應發生速率。 ” CSA”為包含與5%之糖及硼酸共研磨且加熱至25〇卞 124770.doc -12- 200823162 (1 2 1 °C )以使該糖變成焦糖之95 %之二水合硫酸#5的凝固促 進劑。CSA可購自 USG Corporation，Southard，OK Plant， 且根據美國專利第3,573,947號加以製備，該專利以引入的 方式併入本文中。 此外，核心12及/或膨脹層14組合物視情況包括諸如預 膠凝化殿粉或酸改質澱粉之澱粉。包括預膠凝化澱粉使凝 固且乾燥之石膏澆鑄物之強度增加且最小化或避免在水分 增加的情況下（例如，關於水與燒石膏之比率升高）紙分層 之風險。一般熟習此項技術者應瞭解使生澱粉預凝化之方 法’諸如（例如）將生澱粉在至少約185卞（85。〇之溫度下之 水中煮製或其他方法。預膠凝化澱粉之合適實例包括（但 不限於）可購自Burge Milling Inc·之PCF 1000澱粉及均可購 自 Archer Daniels Midland Company 之 AMERIKOR 818 與 HQM PREGEL澱粉。若包括預膠凝化澱粉，則其以任何合 適之ΐ存在。舉例而言，若包括預膠凝化澱粉，則可將其 添加至用以形成凝固石膏組合物之混合物中使得其佔凝固 石膏組合物之約〇,5重量％至約1〇重量％之量。 使用其他可選組份以改良最終產品之核心12及/或膨脹 層I4之或夕種特性，亦將至多15 lb./MSF(至多約73 g/m )之紙纖維添加至㈣中。分散劑或界面活性劑為改 良水料钻度或表面特性之常用添加劑。萘續酸鹽為較佳分 政知諸如可購自 Ge〇 Specialty Chemicals, C1eveland， 之e^iloflow®。較佳將分散劑以至多16 lb /msf(至多 g’m2)之量添加至核心漿料中。將下文更詳細論述之蠟乳 124770.doc -13- 200823162 液以至多20 gal./MSF(0.8 1/m2)之量添加至石膏漿料中以改 良成品石貧板之耐水性。除其他防腐劑之外，羥基吡啶硫 酮鹽類係為適用的。當羥基吡啶硫酮鹽與任何其他添加劑 -起使用時不存在已知之副作用。因&，預㈣基^比㈣ 酮鹽當與任何添加至石膏核心漿料中以改良㈣石膏核心 12之其他特性之添加劑組合時係適用的。 在採用發泡劑以在凝固含石膏產品中獲得空隙以便提供 較輕重量之本發明實施例中，可採用已知適用於製備發泡 凝固石膏產品之任何習知發泡劑。許多該等發泡劑係熟知 的且易於購得，例如購自GE〇 Speciaity chemieals，
Ambler，PA。發泡體及用於製備發泡石膏產品之較佳方法 揭示於美國專利第5,683,635號，該專利以引入的方式併入 本文中。若使用發泡劑，則發泡體較佳係獨立於石膏漿料 而產生。接著在漿料離開漿料混合機時，將預產生之發泡 體注入該漿料中。全部漿料自該混合機排出。在漿料離開 混合機時或在其離開之後立即將其分成至少兩部分。將發 泡體栗入將形成石膏核心12之至少_個漿料流中。隨後使 襞料及發泡體流向下游移動以成為石膏核心12。添加發泡 體之後無需另外混合。發泡體及漿料在其移動穿過軟^及 管道至形成台時充分混合。 在一些實施例中，將三偏磷酸鹽化合物添加至用以製備 核心12及/或膨脹層14之石膏漿料中以提高產品之強度且 降低凝ID石貧之抗下垂性。三偏磷酸鹽化合物之濃度較佳 為以燒石膏之重量計約〇.1%至約2·0%。包括三偏磷：：:匕 124770.doc -14- 200823162 合物之石膏組合物揭示於美國專利第6,342,284號，該專利 以引入的方式併人本文中。例示性三偏射鹽包括三偏構 酸鈉鹽、三偏磷酸鉀鹽或三偏磷酸鋰鹽，諸如購自
Astans，LLC·，St· Louis，MO之三偏磷酸鹽。 漿料係藉由熟習此項技術者已知之任何方法來製備。在 車乂仏貝轭例中，每一種漿料係藉由組合諸如半水合硫酸 角及财收縮_之乾燥时來製備。若存在濕潤組份，則 將其直接添加至水中。隨後將乾燥組份添加至濕潤組份 中’混合且以連續方式分配。 預期在獨立混合機中混合該主要漿料及次要漿料。然 而，在其他實施例中，將共同漿料混合且在其自混合機分 配時將其分成主要漿料及次要漿料，因為膨脹層14係由極 類似於主要石膏核心12中所使用之次要石膏漿料製成。次 要水料可以主要漿料之支流（slip stream)形式獲得，或其 可獨立組配。當自主要石膏漿料獲取支流時，較佳在主要 漿料離開漿料混合機時分離該支流。 人要水料之密度較佳高於石膏核心12之密度。次要漿料 之尚密度特徵可以許多不同方式達成。次要漿料之密度較 仏藉由降低該次要漿料之總空隙體積而增加。在一實施例 中’次要漿料係在不添加發泡體的情況下製得。另一實施 例將少於主要漿料中所包括之發泡體添加至次要漿料中。 右存在之發泡體愈少，則存在以降低石膏密度之夾帶空氣 愈夕。在又一實施例中，將相同量之發泡體添加至主要聚 料與-人要漿料二者中，隨後攪動、擊打或以其他方法處理 124770.doc -15- 200823162 該次要漿料以破壞一些氣泡， 度。 藉此與主要漿料相比増加密 將泡脹材料添加至次要漿料中。泡 忍脹材枓為當暴露於埶
或火焰時產生化學變化或物理變化使其膨脹之材料 諸如珍珠岩或經石之.礦物質當因熱而自其晶體釋放水且: 縫突然膨脹時如爆米花般膨脹。諸如泡脹聚合物系統之： 他材料變絲性’隨後形成泡脹氣、泡，其硬化成緻密之絕 熱多孔炭化物。然而，應謹慎以確保該聚合物在正常㈣ 條件下膨脹。可膨脹石墨亦用作泡脹材料。珍珠岩、雲^ 及虫至石由於其成本合理且易於購f而為泡脹材料之較佳者 例。 貝 泡脹材料之量視所選之確切材料而定。當使用蛭石時， ，著泡脹材料之量增加，其使用量較佳為以次要漿料之重 量計約5重量％至大於2〇重量％。 本發明之較佳實施例包括一—⑽七石膏板ι〇。χ型或 耐火石膏板10含有併入石膏核心12中之諸如短切玻璃纖維 之添加劑。當暴露於火時且在兩個飾面紙“燒掉之後，此 等J力片J用來橋接石τ晶體且減小當板之水轉化成蒸汽時 所形成之裂縫之尺寸。此進-步延長板10之完整性，使其 能夠繼續充當火之障壁且因此延遲熱穿過牆壁或天花板組 件。 膨脹層14覆蓋面20、22中之至少一者、邊緣24、26中之 至少者或其組合之至少一部分。膨脹層14較佳施加至邊 緣 24、26中夕，丨、 4·, Τ <主夕一者或施加至靠近邊緣之板之面2〇、22 124770.doc -16· 200823162 上。當暴露於諸如火之孰浪士 ”、、，原柃，％脹層14膨脹且有助於填 補由水蒸發所留下之空隙’使板1〇增厚，密封板之間的間 k雄封可能在板巾形成之裂縫，佔據㈣從而降低邊緣 接。開nj_使火或熱氣更難穿過所暴露之板。最有可能受 益於膨脹層14之區域位於鄰接-相鄰板H)之-邊緣24、26 之邊緣24、26 ’及在邊緣24、26以内數叶及/或靠近將板 0口疋於基板34之扣件32之飾面表面。視情況而言，靠 近板10之邊緣24、26，膨脹層u更厚。
:預期之膨脹量視添加至膨脹層14中之泡脹材料之類型 及里及膨脹層本身之厚度而定。隨著膨脹層14之厚度增 加，膨脹量增加。膨脹層14較佳以20密耳至約250密耳厚 度之里％加。更厚塗層亦係適用的，但增加產品之費用。 在軼佳塗層含量下，獲得大於1/8吋之膨脹層14膨脹。膨 脹層14中之可選成份包括所有可購得之泡脹塗料。 參看圖2 ’視情況將一邊緣塗層4〇施加於邊緣24、％中 之至少一者上。此邊緣塗層4〇包括膨脹以密封相鄰板1〇之 間的間隙42之第二泡脹材料。邊緣塗層4〇之其他組份包括 水然而’預期將可選材料添加至邊緣塗層4 〇中。任何泡 脹材料適用作第二泡脹材料。較佳第二泡脹材料為經石 及/或雲母。第二泡脹材料為與第一泡脹材料相同或不同 之泡脹材料。邊緣塗層40較佳僅包括水及第二泡脹材料。 飾面材料16視情況置於板1 〇之一或多個面2〇、22及/或 一或多個邊緣24、26上之所有層的外表面上。使用飾面16 增加板10之撓曲強度。任何已知用作飾面16之材料係適用 124770.doc -17- 200823162 的。紙為極常用之飾面材料16。若使用—或多層牛皮紙且 以一或多層馬尼拉紙（manila paper)覆蓋其頂部，則多層紙 係尤其較佳的。馬尼拉紙較佳用於朝向生活區置放二層 上。包括聚合物薄片及由諸如玻璃纖維之纖維製成之薄片 的其他飾面材料亦係合適的。亦預期製備無飾面材料之石 膏板。 面20、22中之任-者或二者以飾面材料覆蓋。當兩個面 2〇、22均得以覆蓋時，一面較佳以第一飾面紙覆蓋，而第 二面以諸如第二飾面紙之另一飾面材料覆蓋。該第一飾面 紙與該第二飾面紙常常係不同的，然@，預期兩個面2〇、 22上具有相同飾面材料之板。 實例1-7 測試板係根據表1之調配物製備。量測水且將其置於一 大早林氏摻混機（Waring blender)之混合容器中。量測乾燥 組份且使其彼此組合，隨後將其添加至摻混機容器中之液 體中。浸泡10秒之後，將該摻混機開啟1〇秒以使内部之乾 燦成份與液體徹底混合以形成漿料。樣本板係藉由將該漿 料’堯·至一 12叶X 14对（35.6 cm)X5/8对（16 mm)厚度之模具 中而製備。自該模具之頂部刮除過量漿料。板重量係以每 1000平方呎（93 m2)之重量形式報導。 124770.doc -18- 200823162
表i 樣本 組份 核心配方 ELS酉己方 ELS厚度 板重量 1 灰泥 1400 g 0.0 2234 lb 對照 水 2000 ml (1015 Kg) USG95 14 g 玻璃纖維 10 g CSA 5g 2 灰泥 1400 g 0.0 2443 lb 均勻核心 水 2000 ml (1110 Kg) USG95 14g 蛭石 100 g 玻璃纖維 l〇g CSA 5g 3 灰泥 1400 g 0.0 2576 lb 均勻核心 水 2000 ml (1171 Kg) USG95 14 g 蛭石 200 g 玻璃纖維 10 g CSA 5g 4 灰泥 1000 g 400 g 0.15 2245 lb 雙層板 水 1420 g 580 g (1020 Kg) USG95 10 g 4g 蛭石 40 g 玻璃纖維 8g 5g CSA 3g 2g 5 灰泥 1000 g 400 g 0.15 2314 lb 雙層板 水 1420 g 580 g (1051 Kg) USG95 l〇g 4g 蛭石 80 g 玻璃纖維 8g 5g CSA 3g 2g 6 灰泥 1000 g 400 g 0.15 2413 lb 雙層板 水 1420 g 580 g (1096 Kg) USG 95 10 g 4g 蛭石 120 g 玻璃纖維 8g 5g CSA 3g 2g 7 灰泥 1000 g 400 g 0.15 2377 lb 雙層板 水 1420 g 580 g (1080 Kg) USG 95 l〇g 4g 蛭石 160 g 玻璃纖維 8g 5g CSA 3g 2g 使用一 Delta 12 忖台式鑽床（Delta International Machinery 124770.doc -19- 200823162 C〇rp·，Jackson，丁”及4吋直徑孔鋸來自^吋^#吋（3〇·5 cmx35.6 cm)板樣本之中心切割樣本。自各實驗室製備之 板樣本獲取一 4吋（約丨〇 cm)直徑之盤狀物。使鑽以低速運 作以便獲得平滑樣本切割。避免圍繞該樣本圓周之邊緣磨 損因為其可使盤狀物直徑量測產生誤差。在測試之前使 用用於精氆里測之Mitutoyo Digimatic測徑規（Mitutoyo Amei*iea Corp·，Aurora，IL)量測各盤狀物之厚度及外徑兩 -人將各樣本量測兩次，在彼此近似成直角之兩個位置上 各一次，且對兩次量測求平均值。 將/、個盤狀物樣本於一用於各耐火試驗之烘箱底板上以 2χ3模式排列。將該等樣本置放於一具有一數位16區段可 程式化控制器之3500瓦電馬弗（muffie)Lindberg/Blue Μ 1100 CMoldatherm箱式爐（Lindberg/Blue M，Asheville，NC) 内。該爐位於一習知實驗室櫥櫃内以便安全地使測試期間 所產生之燃燒氣體通風。 對該爐進行程式設計以逐漸升高溫度至85〇〇c，使彼溫 度維持36分鐘，隨後逐漸降低該溫度。對照參數設定如 下：P=20，1=40，D=l〇，Ct=l，SSP=30，SP1 = 850， ΤΜ1=〇·〇1，SP2 = 850，ΤΜ2 = 1·0，SP3 = 35〇，ΤΜ3 = 0·3， SP4=100，ΤΜ4=-·3，SP5 = 50，TM5 = off。 將六個盤狀物樣本置放於該爐中室溫下。將該等盤狀物 樣本接近爐尾而定位，距前門留有約2吋（50.8 mm)之距 離。將櫥櫃門保持開啟狀態且在開始測試之前開啟櫥櫃風 扇。關閉爐門之後，執行程式，完成各批試驗需要約一小 124770.doc • 20 - 200823162 時。隨時間監測該爐之溫度且將其與標準曲線進行比較。
執打爐程式且溫度下降至5(rc以下（通常需要花費約3小 時）之後，將該等樣本自烘箱中移出且使其迅速冷卻至室 溫。量測第二組厚度及直徑。以測試前平均樣本直徑與測 弋後平均樣本直徑之差除以測試前平均樣本直徑乘以1⑼ 來計算直徑收縮之％量。以烘箱中燃燒前後厚度之差除以 燃燒前厚度乘以1〇〇來計算厚度收縮之％量。對於表〗中所 展不之各組合物，取三份樣本之此等值的平均值。 firecode石膏產品之收縮率應低於5〇/〇。
表II
上文所展示結果表明，當泡脹材料僅存在於石膏板之膨 脹層中時獲得良好厚度膨脹。此外，與使泡脹材料在整個 樣本中分布相比，達成特定收縮率降低程度需要較少泡脹 材料。平均厚度收縮之負值表示樣本在燃燒測試之後膨脹 超出該樣本之原始厚度。樣本2及樣本3展示隨著泡脹材料 量增加收縮率降低。膨脹層中泡脹材料之量僅在樣本4至 樣本7中有所增加。儘管與具有均勻石膏層之樣本3相比， 樣本6及樣本7使用較少蛭石，但樣本6及樣本7獲得最佳結 果。分別具有40公克蛭石及80公克蛭石之樣本4及樣本5之 124770.doc -21 - 200823162 收Ifg率大大低於具有1 〇 〇公克蛭石之樣本2之收縮率。與使 可膨脹材料均勻分布於整個石膏核心中相比，使可膨脹材 料集中於表面膨脹層中更有效地利用膨脹且成本更低。 雖然已展不且描述石膏板膨脹層之特定實施例，但熟習 此項技術者應瞭解可在不悖離具有寬廣態樣且如以下申請 • 專利範圍中所闡明之本發明下對其作出改變及修改。應注 ' 意到本發明之特徵可相互以任何組合形式使用。 【圖式簡單說明】 _ 圖1為基板及本發明石膏板的橫截面；及 圖2為展示具有可選邊緣塗層之本發明石膏板之橫截 面。 /、 【主要元件符號說明】 10 石貧板/板 12 核心/核心材料 14 膨脹層 16 飾面材料/飾面紙/飾面 20 面 22 面 24 邊緣 26 邊緣 30 板 32 扣件 34 基板 40 邊緣塗層 42 間隙 124770.doc -22·

Claims (1)

  1. 200823162 十、申請專利範圍： 1 · 一種多層石膏板，其包含： 包含石貧及高溫耐收縮材料之核心，該核心係形成 為一具有至少兩個相對面及至少兩個相對邊緣之板； 一覆蓋由該等面中之一或多者、該等邊緣中之一或多 • 者及其組合組成之群之至少一部分的膨脹層，該膨脹層 ' 包含密度大於該核心之石膏基質及第一泡脹材料；及 覆蓋該可膨脹層之至少一部分之飾面材料。 • 2·如明求項1之板，其中該高溫耐收縮材料為由玻璃纖 維、煙霧狀矽石、矽藻土及黏土組成之群中之至少一 者0 3 · TjS 1 » 丨 、之板，其中該第一泡脹材料包含由硫酸鈣硬 月蛭石、矽灰石、石墨及雲母組成之群中之至 一者〇 求項1之板，其中該膨脹層覆蓋該等面中之一者之 大體上所有部分。
    5·如4求項1之板’其中該膨脹層覆蓋該等邊緣之大體上 所有部分。 6.如請求項4之板 所有部分。 其中該膨脹層覆蓋該等邊緣之大體上 •一叫求項1之板’其中該飾面材料覆蓋該等面中之至小 一者及該等相對邊緣中之二者。 夕 8·如請求項7之板，其 邊緣淦底 包3弟一泡脹材料之 、盒層，該邊緣塗層係定位於該等 124770.doc 200823162 少一部分上，介於該飾面材料與該可膨脹層之間。 9·如請求項1之板，其具有在5/8"厚度下約1800 lb/l〇〇〇 Λ2 至約2600 ib/1000 ft2之總密度。 I 〇·如請求項1之板，其中該核心之總空隙體積大於該可膨 脹層之總空隙體積。 II ·如晴求項1之板，其中該核心基本上不含該第一泡脹材 料。 12, 如請求項1之板，其中該核心包含低於0.2重量％之可溶 性鹽。 13. 種連續形成一多層板之方法，其包含： 製備包含半水合硫酸鈣、高溫耐收縮材料及水之石膏 漿料； 將該石f漿料分成至少一主要石f漿料及一次要石膏 漿料； 將泡脹材料添加至該次要石膏聚料中以製備可膨服層 漿料； 自該主要石膏漿料形成一石膏核心；及 將該可膨脹層漿料展布於飾面材料之至少一部分上。 :明求項13之方法’其進一步包含在該劃分步驟之後將 么/包體添加至該主要石膏漿料中。 、 15. 如請求項!3之方法，其進一步包含在 一邊緣塗層沈積於該飾面材料内。 ^則將 16. -種製備一石膏板之方法，其包含： 製備包含第一量 之+水合硫_、第-耐收縮材料及 124770.doc -2 - 200823162 水而不含泡脹材料之主要漿料； 製備包含第二量之半水合硫酸約、第二耐收縮材料及 泡脹材料之次要漿料； 將該主要漿料澆注於第一飾面材料上’及 將该次要漿料涛注於該主要漿料上。 17.如請求項16之方法，其中該 ,.^ ^ m 了收縮材料與該第二耐 收I®材料相同。 其進-步包含將第二飾面材料鄰近 其中該第二飾面材料與該第一飾面 其中該第二繞注步驟包含以該次要 1 8 ·如請求項16之方法 於該次要漿料置放 19·如請求項18之方法 材料相同。 2 0 ·如請求項16之方法 漿料覆蓋至少—個面及至少一個邊緣
    124770.doc
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