專利名稱：抗微生物墻板的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求基于在2002年6月7日提出的、標(biāo)題為抗微生物墻板紙的美國臨時(shí)申請(qǐng)60/387,000的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明通常涉及石膏板和制備石膏板的方法。具體地，本發(fā)明涉及生產(chǎn)具有抗微生物(例如抗細(xì)菌和抗真菌)性質(zhì)的石膏板的有效和經(jīng)濟(jì)的方法。
石膏板，也稱為干式墻和墻板(以下稱為墻板)，是常用的建筑材料。它用于多種建筑應(yīng)用。墻板更常規(guī)的一些應(yīng)用包括構(gòu)建內(nèi)墻、隔墻和天花板。因?yàn)樗哂欣硐氲臋C(jī)械和美學(xué)性質(zhì)，它是流行的建筑材料。它們耐用、經(jīng)濟(jì)而且防火。墻板還提供極好的抗壓強(qiáng)度性質(zhì)而密度較低。也許對(duì)于室內(nèi)應(yīng)用最重要的，它們?nèi)菀子糜推峄驂堁b飾，因此作為表面材料有吸引力。
概括地，墻板是夾在兩厚紙之間的固化礦物(石膏)。石膏是一種礦物(CaSO4·H2O)，其可以從地面作為巖石開采或作為煙囪環(huán)境控制裝置的副產(chǎn)品合成生產(chǎn)。下列段落概述制備墻板的典型方法。
將從地面開采的天然石膏運(yùn)輸至工廠并保存在巖石堆中直至需要。然后通過將其研磨為小塊接著在窯中干燥來制備石膏巖。然后將干燥的石膏運(yùn)行通過輥型輪碾機(jī)，在那將它碾成稱為“石膏粉”的細(xì)粉。
然后加熱石膏粉以去除石膏中約四分之三的化學(xué)結(jié)合水。結(jié)果是非常干燥的稱為“灰泥”的粉末，當(dāng)與水混和時(shí)，快速再水化和“凝固(set-up)”或硬化?；夷嗳缓筚A存在大倉庫中以待在墻板制備過程中使用。
從倉庫中，灰泥進(jìn)入制備過程的濕端。根據(jù)制備的墻板類型，將灰泥與水和其它成分混合以制備淤漿或漿糊。將淤漿鋪展在傳送帶上輸送的長的移動(dòng)的奶油色紙流上。然后用蓋紙覆蓋或“層夾”淤漿。該長片層夾的石膏糊將在運(yùn)輸機(jī)上輸送200-2000英尺至切割工位。運(yùn)輸機(jī)通常以提供約4-5分鐘的運(yùn)送時(shí)間的速度運(yùn)轉(zhuǎn)至切割工位。需要該時(shí)間以允許石膏糊在切割前硬化。一旦它到達(dá)切割工位，將其切成期望長度。然后將切割的墻板的奶油色一面翻轉(zhuǎn)向上并放在窯中干燥。
在許多墻板生產(chǎn)工藝中，將諸如Archer Daniels Midland Company(ADM)生產(chǎn)的淀粉在制造工藝的某刻加入石膏芯材中。它的作用是保持紙附著在石膏芯上。盡管通常認(rèn)為淀粉作為將紙與石膏芯結(jié)合的粘合劑，ADM技術(shù)材料聲稱淀粉實(shí)際上用于保護(hù)在干燥工藝中在石膏芯和紙之間形成的石膏晶體。不管淀粉作用保持紙吸附于石膏芯的實(shí)際機(jī)制，淀粉存在紙和石膏芯之間的界面上，它在該界面上的存在是構(gòu)成本發(fā)明基礎(chǔ)的因素之一。
使用常規(guī)墻板產(chǎn)品的缺點(diǎn)之一是它們對(duì)潮濕環(huán)境中的吸濕敏感。這是通常僅將墻板用于室內(nèi)建筑的一個(gè)原因。不幸地，由于屋頂、窗戶或管道的滲漏，用于室內(nèi)建筑的產(chǎn)品有時(shí)可能遇水。另外，許多地理區(qū)域的特征是高濕度，這也提供可以被墻板吸收的水源。一旦暴露于濕氣，常規(guī)的石膏墻板產(chǎn)品易于支持微生物生長，特別是真菌和細(xì)菌生長。
因?yàn)樗峁┻m于微生物生長的生長條件，墻板易于支持微生物生長。除了溫暖、潮濕的環(huán)境以外，微生物通常需要容易獲得的營養(yǎng)來源以生長。諸如在紙和石膏芯的界面上發(fā)現(xiàn)的淀粉可以用作微生物生長的營養(yǎng)。
由于許多原因，真菌和細(xì)菌在墻板上的生長是不希望有的。首先，它將濕氣截留在墻板中，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)弱化和甚至更多的真菌和細(xì)菌的傳播。伴隨著微生物的生長還產(chǎn)生使人不愉快的氣味和著色。更嚴(yán)重地，當(dāng)暴露于真菌孢子時(shí)，許多人對(duì)威脅生命的變態(tài)反應(yīng)敏感。微生物在墻板上生長產(chǎn)生的問題，特別是人的健康問題，驅(qū)動(dòng)對(duì)抗微生物生長的墻板的持續(xù)需要。
專利文獻(xiàn)包含數(shù)個(gè)嘗試解決墻板上微生物生長問題的實(shí)例。迄今，這些努力未能提供對(duì)該問題的經(jīng)濟(jì)上可行的解決方案。例如，Long的并轉(zhuǎn)讓給美國Gypsum公司的美國專利3,918,981和3,998,944討論了將殺真菌劑應(yīng)用于覆蓋石膏芯的紙。其中討論的殺真菌劑是水不溶性的金屬喹啉醇鹽，更具體地，銅喹啉醇鹽。該抗微生物劑從環(huán)境角度是不合需要的。另外，在Long專利中討論的抗真菌組合物具有特定的用途，缺乏處理石膏墻板一系列應(yīng)用的靈活性。
類似地，最近公開的美國申請(qǐng)US 2003/0031898；US 2003/0035981和US 2003/0037502嘗試解決墻板上真菌生長的問題。‘898’和‘981’文獻(xiàn)嘗試通過將大量活性成分加入墻板來解決問題。兩篇文獻(xiàn)中提供的實(shí)例將抗生物劑以基于墻板中石膏干重的接近5000ppm的水平直接加入石膏淤漿。由于多種原因，在墻板工藝中使用該高水平的活性成分在商業(yè)上是不合乎需要的，成本是首要考慮?！?98’和‘981’文獻(xiàn)中優(yōu)選使用的活性成分的毒性是其應(yīng)用的另一缺點(diǎn)。
另外，在‘898’和‘981’文獻(xiàn)討論處理紙而不是石膏芯方面，‘898’和‘981’文獻(xiàn)討論噴霧在加工過的紙上或在造紙的過程中(即向紙漿中)加入活性成分。如‘898’和‘981’文獻(xiàn)中所討論，噴霧可能是困難和昂貴的，因?yàn)樗ǔＰ枰硗獾闹圃旃に囋O(shè)備或步驟或兩者。噴霧基于表面活性劑的液體，如攜帶‘898’和‘981’活性成分的液體，經(jīng)常導(dǎo)致起泡問題，導(dǎo)致非均勻的施用和可能干擾制造工藝。
類似地，由于紙工序精細(xì)調(diào)節(jié)和容易干擾的事實(shí)，將任何附加成分加入紙漿中通常是不希望有的。紙制造商傾向于避免對(duì)運(yùn)行良好的工藝的任何不必要改變。如果通過加入紙漿摻入活性成分，活性成分通常必須以高濃度存在以在需要它的紙表面處有功效。
另外，如果將活性成分加入紙漿，活性成分必須將其吸附或吸引到紙纖維上(即對(duì)紙纖維具有直接性)，否則當(dāng)從紙漿中脫水時(shí)活性成分將從紙漿上洗掉。這不僅浪費(fèi)而且導(dǎo)致廢水處理問題。另外，吸引到紙纖維上的活性成分顯示較差的功效，因?yàn)樗鼈內(nèi)狈α鲃?dòng)性。
‘502’文獻(xiàn)以不同的方式解決墻板/微生物生長的問題?！?02’文獻(xiàn)用聚合纖維板替代墻板的紙覆蓋物并嘗試從石膏芯中去除大部分否則全部的微生物營養(yǎng)物(例如淀粉)?！?02’文獻(xiàn)指明該方法在發(fā)現(xiàn)商業(yè)接受方面存在困難。
優(yōu)選實(shí)施方案簡(jiǎn)述本發(fā)明源于旨在發(fā)展在商業(yè)上可行的制備顯示抗微生物特性的墻板的工藝研究。該研究的一個(gè)結(jié)果是顯示抗微生物特性和抗微生物生長的墻板。按照本發(fā)明的墻板包含石膏芯，其具有至少第一面和與該面接觸的無紡覆蓋物(covering)。
墻板還包含含有至少第一抗微生物劑的抗微生物系統(tǒng)。取決于將抗微生物系統(tǒng)施用于墻板的方式，用于本發(fā)明實(shí)施中的該抗微生物系統(tǒng)還可以含有第二抗微生物劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，抗微生物系統(tǒng)是無泡抗微生物系統(tǒng)，其包含在第一載體中的第一抗微生物劑和在第二載體中的第二抗微生物劑，其中兩種載體彼此可溶。另外，第一和第二抗微生物劑以足以顯示抗微生物功效的水平存在墻板或其組件(components)中。
本發(fā)明還包括顯示抗微生物特性和抗微生物生長的墻板的生產(chǎn)方法。按照本發(fā)明的該方法包含將抗微生物系統(tǒng)以足以顯示抗微生物功效的水平加入墻板或其組件中。將抗微生物系統(tǒng)加入墻板的步驟可以包含將無泡抗微生物系統(tǒng)加入墻板的紙覆蓋層，墻板的石膏芯，或兩者之中。將抗微生物系統(tǒng)加入墻板的步驟還可以包含將單獨(dú)的抗微生物劑加入形成石膏芯的淤漿。
可以用于本發(fā)明實(shí)施中的優(yōu)選抗微生物劑包括丙環(huán)唑(propiconazole)，2-巰基吡啶氧化鈉(sodium pyrithione)，甲苯基二碘甲砜；戊唑醇(tebuconazole)；噻苯唑(thiabendazole)；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
因此，本發(fā)明還包含賦予基底抗微生物特性的抗微生物組合物。按照本發(fā)明的組合物包含選自丙環(huán)唑、2-巰基吡啶氧化鈉及其混合物的第一抗微生物劑；和選自甲苯基二碘甲砜、戊唑醇、噻苯唑、3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯及其混合物的第二抗微生物劑。
發(fā)明詳述如前所述，已知制備抗微生物生長的墻板的概念，如1976年授權(quán)并公開轉(zhuǎn)讓給美國Gypsum公司的美國專利3,998,944所證明。然而迄今，賦予墻板抗微生物特性的嘗試還未在商業(yè)上成功。在大多數(shù)情形中，商業(yè)失敗可以歸因于三個(gè)實(shí)際問題中的至少一個(gè)。第一，用于該方法中的抗微生物劑對(duì)人或動(dòng)物有毒，因此產(chǎn)生不可接受的環(huán)境和健康風(fēng)險(xiǎn)。第二，用于該方法中的特定抗微生物劑太昂貴或者如此大量使用以致使得該方法在經(jīng)濟(jì)上不可行。第三，抗微生物添加劑傾向于干擾墻板生產(chǎn)工藝中的一個(gè)或多個(gè)步驟(例如制備紙覆蓋物)。因此，任何在商業(yè)上成功的方法必須避免這些問題中的每一個(gè)。
為此，本發(fā)明人觀察到不同抗微生物劑的組合提供在現(xiàn)有方法中未顯示的協(xié)同作用。更具體地，用于本發(fā)明實(shí)施中的抗微生物劑的組合在較低濃度下顯示可接受的功效，而且可能最重要地，不干擾或顯著改變墻板的制造工藝。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向本發(fā)明的細(xì)節(jié)，在一廣泛方面，本發(fā)明是顯示抗微生物特性和抗微生物生長的墻板。如本文所用，術(shù)語微生物包括細(xì)菌、真菌和其它這些形式的通常為本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為屬于微生物學(xué)領(lǐng)域的生命。然而，真菌是墻板的主要問題。因此，為了易于討論，該詳細(xì)描述將經(jīng)常參考真菌和抗真菌劑。該表示方法不應(yīng)當(dāng)解釋為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
本文所用的術(shù)語功效定義為抑制基底上微生物生長的特性。
按照本發(fā)明的墻板包含具有第一面的相反的第二面的石膏芯，與該石膏芯的面中的一面或兩面接觸的無紡覆蓋物，和至少一種抗微生物劑。抗微生物劑可以存在于石膏芯、無紡覆蓋物或兩者之內(nèi)或之上。當(dāng)將抗微生物劑施用于無紡覆蓋物時(shí)，施用的優(yōu)選方法是通過含有至少兩種(2)抗微生物劑的無泡抗微生物系統(tǒng)。兩組分的無泡抗微生物系統(tǒng)也可以通過直接加入施用于石膏淤漿。如果直接加入石膏淤漿是施用所選方法，試驗(yàn)已經(jīng)顯示加入僅一種抗微生物劑可以獲得可接受的功效。以下更詳細(xì)地討論處理墻板的方法。
不管施用抗微生物劑的方法，本發(fā)明所有的實(shí)施方案包含足以顯示抗微生物和特別是各種真菌的功效的量的抗微生物劑。更具體地，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案包含足以抑制基底上微生物生長的量的抗微生物劑，其按照AATCC(美國化學(xué)家&著色師協(xié)會(huì))測(cè)試方法30，部分III測(cè)試。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉該測(cè)試方法及其參數(shù)。
任何適合作為石膏芯的材料在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，不限制本發(fā)明的范圍，優(yōu)選實(shí)施方案包含一種石膏芯，其由石膏粉，水，紙漿，淀粉和/或凝固(setting)控制劑組成。典型地，石膏芯夾在兩片無紡布之間。在大多數(shù)情形中無紡布是纖維素性的(即紙)，但它也可包含其它合成的無紡布。如果無紡覆蓋物是紙，兩片紙通常稱為前紙面和后紙面(facing)。前紙面通常是淺色、光滑的織紋紙(textured paper)，其設(shè)計(jì)來面向建筑內(nèi)部。相反，后紙面典型地是較暗、較不光滑的織紋紙，其設(shè)計(jì)來不被看見。
適合作為前或后紙面的任何材料在本發(fā)明的范圍內(nèi)。實(shí)際上，本發(fā)明的一個(gè)益處是它特別適合用于利用紙面的墻板工藝。因此，在優(yōu)選實(shí)施方案中，無紡覆蓋物包含纖維素材料。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，無紡覆蓋物包含紙。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中無紡覆蓋物是牛皮紙紙料，每1000平方英尺約40磅至90磅。
通過使用無泡抗微生物系統(tǒng)可以提供本發(fā)明的抗微生物方面。按照本發(fā)明的無泡抗微生物系統(tǒng)特別適合于賦予紙抗微生物特性。
在造紙的過程中，可以以數(shù)種方法將抗微生物劑加入紙中，這些方法屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。可以通過在紙形成過程中將抗微生物劑加入纖維/紙漿來處理紙。盡管該方法可能有效，如前所討論它也傾向于是成本禁止性的。
備選地，紙可以用抗微生物組合物表面處理。表面處理通常涉及液體或可鋪展的抗微生物組合物。通過處理機(jī)制的類型可以進(jìn)一步分解表面處理。
在與墻板接觸之前或之后噴霧紙覆蓋物屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。然而，因?yàn)楸仨毷褂玫幕钚猿煞值牧?，該處理方法?jīng)常是成本禁止性的。如前所述，微生物生長的主要區(qū)域之一是紙覆蓋物和石膏芯之間的界面。該界面是作為石膏淤漿一部分的淀粉經(jīng)干燥后遷移和用作微生物營養(yǎng)源的地方。通過噴霧獲得界面上的功效通常要求紙飽和。飽和要求過量和昂貴量的抗微生物劑。
更經(jīng)濟(jì)和優(yōu)選的表面處理方法是在制備紙覆蓋物時(shí)，將抗微生物劑作為均勻涂層施用于紙覆蓋物的一面或兩面。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和商業(yè)測(cè)試已經(jīng)顯示不一定必須涂布紙與石膏芯接觸的面來獲得在紙和石膏界面處可接受的功效。用于本發(fā)明實(shí)施中的抗微生物劑已經(jīng)證明遷移通過紙至界面的能力。本發(fā)明一個(gè)特殊益處是它提供有效和經(jīng)濟(jì)涂布紙覆蓋物的一面或兩面的機(jī)制。
造紙機(jī)是非常復(fù)雜的機(jī)器，并經(jīng)常認(rèn)為是所有主要工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器中調(diào)節(jié)最精細(xì)的。改變正常的紙生產(chǎn)工藝可能導(dǎo)致非常昂貴的干擾，因此一旦工藝上線和運(yùn)轉(zhuǎn)，造紙商不喜歡改變生產(chǎn)設(shè)備或液體漿組合物。在可能范圍內(nèi)，對(duì)紙的任何改變應(yīng)當(dāng)盡可能在下游、優(yōu)選在成紙以后完成。
本發(fā)明提供紙的下游處理而不干擾成紙工藝和不加入昂貴的固定設(shè)備如噴霧器。
本發(fā)明通過提供無泡抗微生物系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，使用為了加濕或?qū)Ω杉埖钠渌幚矶呀?jīng)存在的水浴，在成紙工藝干燥端的砑光機(jī)輥處將該系統(tǒng)施用于紙。按照本發(fā)明的抗微生物系統(tǒng)在水浴中形成無泡乳液并施用，使用繞線棒控涂漆器控制沉積作用。在存在活性成分沉淀方面，紙通過水浴移動(dòng)提供的攪拌將保持試劑懸浮。
存在水浴中的攪拌是抗微生物系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)無泡的一個(gè)原因。如本文所用，術(shù)語無泡意指抗微生物系統(tǒng)在足于導(dǎo)致造紙工藝混亂或產(chǎn)生不可接受的抗微生物劑不均勻施用的水浴攪拌期間不產(chǎn)生泡沫。
按照本發(fā)明的無泡抗微生物系統(tǒng)包含在第一載體中的第一抗微生物劑和在第二載體中的第二抗微生物劑。優(yōu)選地，第一和第二載體彼此至少部分可溶。這通過最小化兩個(gè)液相的形成，增加了抗微生物系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
例如和如以下更詳細(xì)地討論，適用于實(shí)施本發(fā)明的一種抗微生物劑丙環(huán)唑，其以WOCOSEN的商品名可商購自Janssen Pharmacetica。另一種適用于本發(fā)明的抗微生物劑是二碘甲基-4-甲苯基砜，其以AMICAL的商品名可商購自Dow Chemical。兩個(gè)商業(yè)實(shí)施方案可以在彼此可溶的載體中獲得，這提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和和減少起泡。
適用于本發(fā)明的可商購的抗微生物劑可以存在于基于表面活性劑的載體中。盡管基于表面活性劑的載體可以用于本發(fā)明的實(shí)施中，應(yīng)當(dāng)注意確保水浴在施用抗微生物系統(tǒng)期間不變得起泡太多。
包含至少兩種或多種活性抗微生物劑的無泡抗微生物系統(tǒng)的應(yīng)用還部分產(chǎn)生于成本考慮。與先前制備抗微生物墻板的嘗試相關(guān)的問題之一是它們傾向于集中在以較高濃度將一種特定的抗微生物劑加入墻板。例如，US2003/0035981A1提供的實(shí)施例使用接近5000ppm的活性劑載荷。這樣高的載荷增加成本。
在尋找更經(jīng)濟(jì)的制備抗微生物墻板的方法中，當(dāng)使用抗微生物劑的組合時(shí)本發(fā)明人觀察到協(xié)同作用。使用低得多活性成分濃度可以獲得可接受的功效。
作為比較，US 2003/0035981討論通過用含有最少5000ppm活性成分的溶液噴霧紙來表面處理紙。使用本發(fā)明，通過使用無泡抗微生物系統(tǒng)輥涂紙觀察到可接受的處理墻板紙的功效，在無泡抗微生物系統(tǒng)中兩種抗微生物劑的組合濃度小于1000ppm，在許多情形中小于500ppm。與‘981’實(shí)施例相比，這表示活性劑的量的10倍減小，該減小甚至未考慮與‘981’噴霧工藝相關(guān)的抗微生物劑的流失損失。
因此，在優(yōu)選實(shí)施方案中第一抗微生物劑選自丙環(huán)唑，2-巰基吡啶氧化鈉及其混合物。兩種試劑可以以各種濃度商購，并可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員稀釋至所需程度。
優(yōu)選地，第二抗微生物劑選自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。這些試劑也可商購。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地調(diào)整每種抗微生物劑的相對(duì)量以獲得所需功效水平。通常，高濃度轉(zhuǎn)變?yōu)楦吖π?。然而，無泡抗微生物系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方案是水中的乳狀液，其包含按重量計(jì)約0.1％-0.8％的丙環(huán)唑，0.1％-0.5％的甲苯基二碘甲砜，和0.05％-0.15％的3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯。
將使用0.20％丙環(huán)唑，0.175％甲苯基二碘甲砜和0.10％3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯的水中的乳狀液施用于50磅/平方英尺的紙，當(dāng)以約5％至20％的基于紙干重的纖維吸液率施用于紙表面時(shí)顯示可接受的結(jié)果。約5％至約7％的纖維吸液率顯示可接受的結(jié)果并由于成本考慮而優(yōu)選?？梢砸员绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的幾種方法調(diào)節(jié)紙吸收的量，該方法如調(diào)整浴槽中的停留時(shí)間，調(diào)整系統(tǒng)中抗微生物劑的濃度，或兩者。
任選地，上述組合物可以包括石膏淤漿重量的約0.05％-5％的粘合劑以增加對(duì)紙的直接性(substantivity)。適當(dāng)粘合劑的實(shí)例是有機(jī)改性的聚二甲基硅氧烷如來自O(shè)SI公司的RE-29。這些粘合劑減少石膏墻板中的濕氣聚集。其它粘合劑的實(shí)例包括陽離子型聚合物，丙烯酸乳膠，和環(huán)氧油漆或涂層，這些都為本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知。
表面處理實(shí)施例如下表1所示，在環(huán)境條件下在水中將下列抗微生物劑的各種組合充分混和在一起。
表1組合制劑(ppm)

DITS＝二碘甲基-4-甲苯基砜IPBC＝3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯2-巰基吡啶氧化Zn＝2-巰基吡啶氧化鋅使用繞線棒控涂漆器控制沉積作用，將表1的制劑施用于50磅牛皮紙紙料。將制劑施用于紙與石膏/紙界面相反的面。近似的吸收是約15％。通過AATCC方法30，部分II檢測(cè)紙樣，評(píng)估組合物的抗真菌功效。檢測(cè)生物是A.Niger。在溫育七(7)天后，基于下列標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估樣品；0表示未觀察到生長；1表示僅在顯微鏡下生長明顯；和2表示肉眼可見的生長。另外，可能存在抑制區(qū)域，其中在樣品鄰近的任何地方抑制生物的生長。因此，結(jié)果以等級(jí)和當(dāng)適用時(shí)抑制區(qū)域報(bào)告。該試驗(yàn)的結(jié)果在表2中顯示。還測(cè)試將各種粘合劑或偶聯(lián)劑加入表1制劑中的潛在效果。羅馬數(shù)字鑒定了各種成分的組合。
表2

(I)-含有水和不含粘合劑的表1的制劑(II)-包括1％重量的硅酮涂層(RE-29)的表1制劑(III)-包括1％重量的、對(duì)紙具有親和力的陽離子型聚合物的表1制劑(IV)-包括1％重量的硅烷偶聯(lián)劑的表1制劑如結(jié)果所示，不管粘合劑，A，B，C，和D制劑未顯示觀察得到的生長。未處理的對(duì)照未顯示功效。
進(jìn)行另外的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試以測(cè)定是否可以使用更低濃度的抗微生物劑來獲得功效。在不同濃度下測(cè)試幾種活性劑組合來觀察功效。將下示組合施用于50磅的2英寸×2英寸的正方形牛皮紙，并使用AATCC方法30部分III檢測(cè)。結(jié)果在表3和4中顯示。
表3

Prop.＝丙環(huán)唑(Wocosen Technical from Janssen)TDS＝甲苯基二碘甲砜(Amical Flowable from Dow)IPBC＝碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯(Polyphase CST from Troy)Tri.＝三氯生(Ingrasan DP300 from Ciba)
表4

Prop.＝丙環(huán)唑(Wocosen 250EC from Janssen)TDS＝甲苯基二碘甲砜(Amical Flowable from Dow)TDS2＝甲苯基二碘甲砜(Amical 48 from Dow)IPBC＝碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯(Omacide IPBC40 from Arch)Teb.＝戊唑醇(Preventol A8 from Bayer)如以上數(shù)據(jù)所示，使用較低濃度的抗微生物劑可以實(shí)現(xiàn)可接受的微生物生長抑制。低至400ppm的組合活性劑可以實(shí)現(xiàn)零生長和抑制區(qū)域。
優(yōu)選地，將無泡抗微生物系統(tǒng)施用于無紡覆蓋物(即紙)以使第一抗微生物劑以約50ppm至約1200ppm、更優(yōu)選約200ppm至1200ppm的濃度存在無紡覆蓋物之中或之上。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，第一抗微生物劑是丙環(huán)唑，并以約80ppm至約1000ppm、更優(yōu)選約500ppm至1000ppm的濃度存在。
同樣，第二抗微生物劑優(yōu)選以約40ppm至約1600ppm、更優(yōu)選約60ppm至1400ppm的濃度存在于無紡覆蓋物中。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，第二抗微生物劑是甲苯基二碘甲砜(Amical Flowable from Dow)并以約40ppm至約1600ppm、更優(yōu)選約60ppm至1400ppm的濃度存在。
備選地，無泡抗微生物系統(tǒng)可以直接加入石膏芯。在該實(shí)施方案中無泡抗微生物系統(tǒng)典型地在將淤漿鋪展在無紡覆蓋物上之前某刻直接加入石膏淤漿。存在無泡抗微生物系統(tǒng)中的抗微生物劑應(yīng)當(dāng)能夠與淀粉和其它添加劑一起遷移至石膏芯的外表面。以上所列抗微生物劑能夠這樣遷移。
如果將無泡抗微生物劑加入石膏淤漿，它們以與以上提及關(guān)于紙?zhí)幚淼南嗤瑵舛燃尤?。諸如所用石膏類型、干燥速率、其它添加劑的存在的因素可以改變具體應(yīng)用中所需的濃度。因此，以上濃度是指導(dǎo)和不應(yīng)當(dāng)解釋為過度限制本發(fā)明的范圍。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地測(cè)定任何具體工藝所需終濃度。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，將至少一種抗微生物劑直接加入淤漿，該抗微生物劑選自丙環(huán)唑，2-巰基吡啶氧化鈉，甲苯基二碘甲砜；戊唑醇，噻苯唑；和3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
如果將抗微生物劑直接加入淤漿，意外地觀察到如果所加抗微生物劑的濃度依賴于淤漿中的淀粉量而不是干板的重量可以更有效地利用抗微生物劑。該觀察的總體結(jié)果是使用較低濃度的抗微生物劑可以實(shí)現(xiàn)可接受的功效。
優(yōu)選地，加入一種或多種以上所列抗微生物劑以獲得約100ppm至約2000ppm抗微生物劑濃度，該濃度基于存在的淀粉重量或其它任何能夠?yàn)槲⑸锾峁I養(yǎng)的材料的重量。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，將3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯以基于淤漿中淀粉濃度的約0.02-0.1wt％(200-1000ppm)的濃度加入石膏淤漿。
再比較US 003/0035981A1，在‘981’文獻(xiàn)中提供的實(shí)施例討論將抗微生物劑以基于干板重量的5000ppm的最小濃度加入石膏淤漿。與此對(duì)比，本發(fā)明通過以基于淤漿中淀粉重量的約200ppm至1000ppm的濃度將抗微生物劑加入淤漿實(shí)現(xiàn)可接受的功效?？紤]到淤漿中淀粉重量是干燥板重量的一小部分，本發(fā)明表示所用抗微生物劑量一個(gè)數(shù)量級(jí)的減小。
盡管關(guān)于紙?zhí)幚碛懻摰姆滥刮⑸锵到y(tǒng)是液體，沒有要求與石膏淤漿結(jié)合使用的防沫抗微生物系統(tǒng)必須是液體。大多數(shù)適用于本發(fā)明實(shí)施的抗微生物劑作為液體可商購。然而，抗微生物劑可作為固體獲得，它們也可以用于本實(shí)施方案。
在本發(fā)明這方面的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明包含顯示抗微生物特性和抗微生物生長的墻板。該墻板包含具有第一面和第二面的石膏芯，無紡覆蓋物與至少一面和優(yōu)選兩面接觸。墻板還包含能夠在石膏芯和無紡覆蓋物之間的界面上為微生物提供營養(yǎng)的材料(例如淀粉)?；诘矸壑亓康募s100ppm至約2000ppm的抗微生物劑也存在墻板中，優(yōu)選在石膏芯中，其中它遷移至界面并顯示抗微生物生長的功效。
存在石膏芯中的抗微生物劑可以選自丙環(huán)唑，2-巰基吡啶氧化鈉，甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯優(yōu)選濃度為基于存在淀粉重量的約100ppm至1000ppm。
在另一方面，本發(fā)明包含生產(chǎn)顯示抗微生物特性和抗微生物生長的墻板的方法。按照本發(fā)明的方法的步驟在前面結(jié)合關(guān)于墻板的實(shí)施方案討論，因此這里無需重復(fù)。
在還有另一實(shí)施方案中，本發(fā)明是賦予基底抗微生物特性的抗微生物組合物。按照本發(fā)明的組合物包含選自丙環(huán)唑、2-巰基吡啶氧化鈉、及其混合物的第一抗微生物劑。組合物還包含選自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物的第二抗微生物劑。
優(yōu)選第一抗微生物劑以基于組合物總重量的約0.03wt.％(300ppm)至0.12wt.％(1200ppm)活性成分的量存在于組合物中，第二抗微生物劑以基于組合物總重量的約0.004wt.％(40ppm)至0.16wt.％(1600ppm)活性成分存在于組合物中。
在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，第一抗微生物劑是丙環(huán)唑并且以300ppm-1200ppm的量存在于組合物中，第二抗微生物劑是甲苯基二碘甲砜，并以40ppm-1600ppm的量存在。
按照本發(fā)明的組合物特別適合賦予墻板或墻板任何組件抗微生物特性。
權(quán)利要求
1.顯示抗微生物特性和抗微生物生長的墻板，該墻板包含具有第一面的石膏芯；與所述第一面接觸的無紡覆蓋物；含有第一抗微生物劑和第二抗微生物劑的無泡抗微生物系統(tǒng)；其中所述第一和第二抗微生物劑以足以顯示抗微生物功效的水平存在于墻板中。
2.按照權(quán)利要求1的墻板，其中所述無泡抗微生物系統(tǒng)包含存在于第一載體中的第一抗微生物劑和存在于第二載體中的所述第二抗微生物劑，其中所述第一和第二載體彼此可溶。
3.按照權(quán)利要求1的墻板，其中所述無泡抗微生物系統(tǒng)是所述第一和第二抗微生物劑的乳狀液。
4.按照權(quán)利要求1的墻板，其中所述無紡纖維覆蓋物包含紙。
5.按照權(quán)利要求1的墻板，其中所述第一抗微生物劑選自丙環(huán)唑，2-巰基吡啶氧化鈉，及其混合物。
6.按照權(quán)利要求1的墻板，其中所述第二抗微生物劑選自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
7.按照權(quán)利要求1的墻板，其中所述抗微生物劑存在于所述石膏芯的所述第一面和所述無紡覆蓋物之間的界面上。
8.按照權(quán)利要求1的墻板，其中所述抗微生物劑存在于所述無紡覆蓋物之中。
9.按照權(quán)利要求8的墻板，其中所述抗微生物劑作為所述無紡覆蓋物之上的涂層存在。
10.按照權(quán)利要求9的墻板，其中所述涂層與所述石膏芯接觸。
11.按照權(quán)利要求1的墻板，其中所述第一抗微生物劑和所述第二抗微生物劑以按照AATTCC測(cè)試方法30部分III的足以抑制所述墻板上宏觀生長的量存在。
12.按照權(quán)利要求5的墻板，其中所述第一抗微生物劑以約50ppm至約1200ppm的濃度存在無紡覆蓋物中。
13.按照權(quán)利要求12的墻板，其中所述第一抗微生物劑是丙環(huán)唑，并以約80ppm至1000ppm的濃度存在于無紡覆蓋物中。
14.按照權(quán)利要求13的墻板，其中所述丙環(huán)唑以約500ppm至1000ppm的濃度存在于無紡覆蓋物中。
15.按照權(quán)利要求6的墻板，其中所述第二抗微生物劑以約40ppm至約1600ppm的濃度存在無紡覆蓋物中。
16.按照權(quán)利要求15的墻板，其中所述第二抗微生物劑以約60ppm至約1400ppm的濃度存在無紡覆蓋物中。
17.按照權(quán)利要求15的墻板，其中所述第二抗微生物劑是甲苯基二碘甲砜，并以約60ppm至約1400ppm的濃度存在無紡覆蓋物中。
18.按照權(quán)利要求1的墻板，其中所述第一抗微生物劑和所述第二抗微生物劑存在石膏芯中。
19.按照權(quán)利要求18的墻板，其中至少一部分所述第一抗微生物劑和所述第二抗微生物劑遷移至所述石膏芯和所述無紡覆蓋物之間的界面。
20.按照權(quán)利要求19的墻板，其中所述第一抗微生物劑選自丙環(huán)唑，2-巰基吡啶氧化鈉及其混合物，并以約50ppm至約1200ppm的濃度存在。
21.按照權(quán)利要求20的墻板，其中所述第一抗微生物劑是丙環(huán)唑并以約80ppm至約1200ppm的濃度存在于石膏芯中。
22.按照權(quán)利要求21的墻板，其中所述丙環(huán)唑以約500ppm至約1000ppm的濃度存在。
23.按照權(quán)利要求19的墻板，其中所述第二抗微生物劑選自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物，并以約40ppm至約1600ppm的濃度存在。
24.按照權(quán)利要求23的墻板，其中所述第二抗微生物劑是甲苯基二碘甲砜。
25.顯示抗微生物特性和抗微生物生長的墻板，該墻板包含具有第一面的石膏芯；與所述第一面接觸的無紡覆蓋物；能夠在所述石膏芯和所述無紡覆蓋物之間的界面處為微生物提供營養(yǎng)的材料；和基于能夠提供營養(yǎng)的材料重量約100ppm至約2000ppm的抗微生物劑，其中所述抗微生物劑存在石膏芯中并遷移至所述界面。
26.按照權(quán)利要求25的墻板，其中所述抗微生物劑選自丙環(huán)唑，2-巰基吡啶氧化鈉，甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
27.按照權(quán)利要求26的墻板，其中所述抗微生物劑是3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯，并以基于所述能夠提供營養(yǎng)的材料重量約200ppm至約1000ppm的濃度存在。
28.一種顯示抗微生物特性和抗微生物生長的墻板的生產(chǎn)方法，該方法包含將無泡抗微生物系統(tǒng)以足以顯示抗微生物功效的水平加入墻板或其組件。
29.一種按照權(quán)利要求28的方法，其另外包含在加入無泡抗微生物系統(tǒng)步驟之前，組合在第一載體中的第一抗微生物劑和在第二載體中的第二抗微生物劑以獲得無泡抗微生物系統(tǒng)的步驟。
30.按照權(quán)利要求29的方法，其中所述第一載體和所述第二載體彼此可溶。
31.按照權(quán)利要求29的方法，其中將所述無泡抗微生物系統(tǒng)加入所述墻板或其組件的步驟包含將無紡覆蓋物與石膏芯接觸；在將所述無紡覆蓋物與所述石膏芯接觸之前或之后將所述無泡抗微生物系統(tǒng)加入所述無紡覆蓋物。
32.按照權(quán)利要求31的方法，其中所述無紡覆蓋物是紙。
33.按照權(quán)利要求32的方法，其中將所述無泡抗微生物系統(tǒng)加入所述紙的步驟包含用所述無泡抗微生物系統(tǒng)噴霧所述紙。
34.按照權(quán)利要求35的方法，其中將所述無泡抗微生物系統(tǒng)加入所述紙的步驟包含在成紙工藝中在砑光輥處將所述無泡抗微生物系統(tǒng)加入所述紙的至少一面。
35.按照權(quán)利要求34的方法，其中將所述無泡抗微生物系統(tǒng)與所述石膏芯接觸。
36.按照權(quán)利要求31的方法，其中所述第一抗微生物劑選自丙環(huán)唑，2-巰基吡啶氧化鈉，及其混合物；所述第二抗微生物劑選自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
37.按照權(quán)利要求31的方法，其中所述抗微生物劑以按照AATTCC測(cè)試方法30部分III的足以抑制所述墻板上宏觀生長的量存在。
38.按照權(quán)利要求36的方法，其中所述第一抗微生物劑以約50ppm至約1200ppm的濃度存在無紡覆蓋物中。
39.按照權(quán)利要求38的方法，其中所述第一抗微生物劑是丙環(huán)唑。
40.按照權(quán)利要求36的方法，其中所述第二抗微生物劑以約40ppm至約1600ppm的濃度存在于無紡覆蓋物中。
41.按照權(quán)利要求40的方法，其中所述第二抗微生物劑是甲苯基二碘甲砜，并以約60ppm至約1400ppm的濃度存在于無紡覆蓋物中。
42.一種顯示抗微生物特性和抗微生物生長的墻板的生產(chǎn)方法，該方法包含形成包含淀粉的石膏淤漿；將抗微生物劑加入淤漿，該抗微生物劑選自丙環(huán)唑，2-巰基吡啶氧化鈉，甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物；其中所述抗微生物劑以足以顯示抗微生物功效的量存在。
43.按照權(quán)利要求42的方法，其中所述抗微生物劑以按照AATTCC測(cè)試方法30部分III的足以抑制完成的墻板上宏觀生長的量存在于淤漿中。
44.按照權(quán)利要求7的方法，其中所述抗微生物劑以基于淀粉重量的約100ppm至約2000ppm的濃度存在淤漿中。
45.按照權(quán)利要求44的方法，其中所述抗微生物劑是3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯，并以基于淀粉重量的約100ppm至約1000ppm的濃度存在。
46.顯示抗微生物特性和抗微生物生長的墻板，該墻板包含具有第一面的石膏芯；與所述第一面接觸的紙覆蓋物；丙環(huán)唑；和第二抗微生物劑，其選自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
47.按照權(quán)利要求46的墻板，其中將丙環(huán)唑和所述第二抗微生物劑加入所述石膏芯的前體中并遷移至石膏芯的表面。
48.按照權(quán)利要求46的墻板，其中將丙環(huán)唑和所述第二抗微生物劑加入所述紙的前體中。
49.按照權(quán)利要求46的墻板，其中丙環(huán)唑和所述第二抗微生物劑存在于所述紙中。
50.按照權(quán)利要求46的墻板，其中所述紙具有涂層并且所述涂層包含丙環(huán)唑和所述第二抗微生物劑。
51.按照權(quán)利要求46的墻板，其中所述丙環(huán)唑和所述第二抗微生物劑存在所述紙和所述石膏芯之間的界面上。
52.一種制備顯示抗微生物特性和抗微生物生長的墻板的方法，該方法包含形成具有第一面和第二面的石膏淤漿；將紙覆蓋物與所述第一面和所述第二面接觸；將丙環(huán)唑和第二抗微生物劑的混合物加入所述淤漿、所述紙或兩者之中，所述第二抗微生物劑選自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
53.一種賦予基底抗微生物特性的抗微生物組合物，所述組合物包含第一抗微生物劑，其選自丙環(huán)唑，2-巰基吡啶氧化鈉及其混合物；第二抗微生物劑，其選自甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
54.按照權(quán)利要求53的抗微生物組合物，其中所述第一抗微生物劑存在第一載體中和所述第二抗微生物劑存在第二載體中，并且所述第一和第二載體彼此可溶。
55.含有按照權(quán)利要求53的抗微生物組合物的紙。
56.含有按照權(quán)利要求53的抗微生物組合物的固化石膏淤漿。
57.含有按照權(quán)利要求53的抗微生物組合物的墻板。
全文摘要
本申請(qǐng)公開了一種顯示抗微生物特性的石膏墻板。還公開制備該墻板的方法?？梢詰?yīng)用于墻板或其任何組件包括丙環(huán)唑，2－巰基吡啶氧化鈉，甲苯基二碘甲砜；戊唑醇；噻苯唑；3－碘－2－丙炔基丁基氨基甲酸酯；及其混合物。
文檔編號(hào)E04C2/04GK1659345SQ03813069
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2003年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月7日
發(fā)明者S·A·佩恩, H·W·斯沃福德, K·D·德雷克 申請(qǐng)人:密克羅伴產(chǎn)品公司