(57)【要約】  複合ルーフィング構造は、高濃度の鉱物ウールまたは鉱物ウールおよびパーライトを有する鉱物繊維ルーフカバーボードを含むことができる。ルーフィング構造は、すべて重量％で、８〜２５％の鉱物ウール、４０〜６５％のパーライト、９〜１５％の結合剤、９〜１５％のセルロース繊維、０．２５〜２％のサイズ剤を含む乾燥ベースマットを含むルーフカバーボードと、断熱材層と、ルーフィング膜と、を含み得る。ルーフカバーボードは断熱材層の上にあり、ルーフィング膜はルーフカバーボードの上にある。ルーフカバーボードは断熱材層に取り付けられている。ルーフィング膜は、ルーフカバーボードに取り付けられている。あるいは、乾燥ベースマットは、３０〜７０％の鉱物ウール、１０〜５０％のパーライト、５〜１５％の結合剤、２〜２０％のセルロース繊維、および０．２５〜２％のサイズ剤を含み得る。あるいは、乾燥ベースマットは、６０〜９０％の鉱物ウール、０〜１０％の繊維、０〜１０％のパーライト、４〜１０％の結合剤、０〜５％の石膏、および０．２５〜２％のサイズ剤を含み得る。【選択図】図２
2020533495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合ルーフィング構造であって、
ルーフカバーボードと、
断熱材の層と、
ルーフィング膜の層と、を含み、
前記ルーフカバーボードが前記断熱材の層の上にあり、前記ルーフィング膜が前記ルーフカバーボードの上にあり、前記ルーフカバーボードが前記断熱材の層に取り付けられており、前記ルーフィング膜が前記ルーフカバーボードに取り付けられており、
前記ルーフカバーボードが、
（ａ）乾燥ベースマットであって、
約８重量％〜約２５重量％の鉱物ウールと、
約４０重量％〜約６５重量％のパーライトと、
約９重量％〜約１５重量％の結合剤と、
約９重量％〜約１５重量％のセルロース繊維と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマット、または
（ｂ）乾燥ベースマットであって、
約３０重量％〜約７０重量％の鉱物ウールと、
約１０重量％〜約５０重量％のパーライトと、
約５重量％〜約１５重量％の結合剤と、
約２重量％〜約２０重量％のセルロース繊維と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマット、または
（ｃ）乾燥ベースマットであって、
約６０重量％〜約９０重量％の鉱物ウールと、
０重量％〜約１０重量％のガラス繊維と、
０重量％〜約１０重量％のパーライトと、
約４重量％〜約１０重量％の結合剤と、
０重量％〜約５重量％の石膏と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマット、を含む、複合ルーフィング構造。
【請求項２】
前記乾燥ベースマットが、
約８重量％〜約２５重量％の鉱物ウールと、
約４０重量％〜約６５重量％のパーライトと、
約９重量％〜約１５重量％の結合剤と、
約９重量％〜約１５重量％のセルロース繊維と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む、請求項１に記載の複合ルーフィング構造。
【請求項３】
前記サイズ剤が、ワックス、ポリウレタン、シロキサン、シリコーン流体、アルキルケテンダイマー、アルキルケテンマルチマー、アルケニルコハク酸無水物、アルキル置換コハク酸無水物、アルキル置換コハク酸メラミン、アルキル置換イミダゾリドン、スチレンマレイン酸無水物、スチレンアクリル酸、エチレンアクリル酸、１，１−オクタデコキシオクタデカン、ステアリルアルデヒドのジステアリルアセタール、セルロースステアレート、カルシウムステアレート、ジアリルアミンとアクリルアミドとのコポリマー、アルキル置換合成イミダゾリドン、アルカリ性サイズ剤、酸系サイズ剤Ｃ６〜Ｃ２４不飽和炭化水素化合物、ミョウバンおよびロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニルケテンダイマー、アルケニルコハク酸無水物、カルボキシルメチルセルロース、アルキルケテンダイマーアルキルコハク酸無水物、ならびにそれらの混合物の群から選択され、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、シロキサン、およびシリコーン流体が存在していない、請求項２に記載の複合ルーフィング構造。
【請求項４】
前記乾燥ベースマットが、
約３０重量％〜約７０重量％の鉱物ウールと、
約１０重量％〜約５０重量％のパーライトと、
約５重量％〜約１５重量％の結合剤と、
約２重量％〜約２０重量％のセルロース繊維と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイジンと、を含む、請求項１に記載の複合ルーフィング構造。
【請求項５】
前記乾燥ベースマットが、
約６０重量％〜約９０重量％の鉱物ウールと、
０重量％〜約１０重量％のガラス繊維と、
０重量％〜約１０重量％のパーライトと、
約４重量％〜約１０重量％の結合剤と、
０重量％〜約５重量％の石膏と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む、請求項１に記載の複合ルーフィング構造。
【請求項６】
前記ルーフカバーボードが、三酸化ホウ素、ガラス繊維、ワックスエマルジョン、シロキサン、シリコーン流体、ガラスビーズ、ポリマー繊維、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、およびジンクピリチオンを有していない、請求項１、２、または４のいずれかに記載の複合ルーフィング構造。
【請求項７】
前記ルーフカバーボードが、セルロース繊維、三酸化ホウ素、ガラス繊維、パーライト、または石膏のうちの少なくとも１つを有していない、請求項５に記載の複合ルーフィング構造。
【請求項８】
前記ルーフカバーボードが、三酸化ホウ素、セルロース繊維、ワックスエマルジョン、シロキサン、シリコーン流体、ガラスビーズ、ポリマー繊維、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、およびジンクピリチオンを有していない、請求項５または７に記載の複合ルーフィング構造。
【請求項９】
前記乾燥ベースマットが、乾燥ベースマットの表面上に、ガラスマット積層体またはコーティングをさらに含む、請求項１、２、４、または５のいずれかに記載の複合ルーフィング構造。
【請求項１０】
前記ルーフカバーボードの前記乾燥ベースマットが、約１０ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆの密度および約１／４インチ〜約１インチ（０．６３５〜２．５４ｃｍ）の厚さを有する、請求項１、２、４、または５のいずれかに記載の複合ルーフィング構造。
【請求項１１】
前記ルーフカバーボードの前記乾燥ベースマットが、約１０ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆの密度および約１／４インチ〜約１インチ（０．６３５〜２．５４ｃｍ）の厚さを有し、前記ルーフカバーボードが、セルロース繊維を有していない、請求項５に記載の複合ルーフィング構造。
【請求項１２】
前記サイズ剤が、ワックス、ポリウレタン、シロキサン、シリコーン流体、アルキルケテンダイマー、アルキルケテンマルチマー、アルケニルコハク酸無水物、アルキル置換コハク酸無水物、アルキル置換コハク酸メラミン、アルキル置換イミダゾリドン、スチレンマレイン酸無水物、スチレンアクリル酸、エチレンアクリル酸、１，１−オクタデコキシオクタデカン、ステアリルアルデヒドのジステアリルアセタール、セルロースステアレート、カルシウムステアレート、ジアリルアミンとアクリルアミドとのコポリマー、アルキル置換合成イミダゾリドン、アルカリ性サイズ剤、酸系サイズ剤Ｃ６〜Ｃ２４不飽和炭化水素化合物、ミョウバンおよびロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニルケテンダイマー、アルケニルコハク酸無水物、カルボキシルメチルセルロース、アルキルケテンダイマーアルキルコハク酸無水物、ならびにそれらの混合物の群から選択される、請求項１、２、４、または５に記載の複合ルーフィング構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、鉱物繊維ルーフカバーボード、ならびに複合ルーフィング構造および製造方法に関する。有利には、本発明のルーフカバーボードは、場合によっては、それらはルーフカバーボード組成物の９０重量％を占める高濃度の鉱物ウールまたは鉱物ウールとパーライトの組み合わせのいずれかに由来する音響特性を有する。高濃度の鉱物ウールまたは鉱物ウールとパーライトとの組み合わせのいずれかによって、従来のルーフカバーボードを超えて、本発明のルーフカバーボードの難燃性および音響特性が高められる。
【背景技術】
【０００２】
低勾配ルーフデッキを備えた商業および工業用建物の屋根のためのルーフィングシステムは、典型的には、低密度ルーフィング断熱材の１つ以上の層、低密度ルーフィング断熱層（複数可）を覆うルーフィングカバーボードの層、およびカバーボードの層を覆う防水膜を含む。低密度ポリマー系発泡断熱材などの低密度断熱材の層（複数可）は、保護されていない場合、断熱材上での作業者の往来、断熱材上への重い物体の配置、天候、およびルーフィング建築において一般に遭遇する他の原因により、部分的に、押しつぶされるか、そうでなければ損傷をうけ得る。低密度断熱材の１つ以上の層を覆うルーフィングカバーボードの層は、より脆弱な低密度断熱材を損傷から保護し、防火遮断層として機能し、ルーフィングカバーボードを覆う防水膜の取り付けに好適な基材を提供し、低密度断熱材の断熱機能を増強する。カバーボード層を覆う最上部の防水膜層は、下にあるカバーボードおよび断熱層を、湿気および他の悪天候から保護する。通常は、ルーフィングシステムのこれら３つのコンポーネント（低密度断熱材ボード、ルーフィングカバーボード、および防水膜）は、別々に製造され、別々に連続して低勾配ルーフデッキに適用される。
【０００３】
したがって、ルーフカバーボードは、典型的には、屋根の断熱材の上部に使用され、膜を適用するために硬質で滑らかな上面を提供する。ルーフカバーボードは、歩行者による損傷から断熱材を保護し、ルーフィングシステムに風揚圧力抵抗および追加断熱を付与する。機械的に取り付けられた断熱材の上にカバーボードを適用すると、３つの明確な利点が得られる、すなわち、それにより、（１）ファスナーのシャンク長が短くなる、（２）ファスナーを断熱する／エネルギー損失を排除する／ファスナーおよび断熱材接合部での熱架橋を排除する、および（３）熱収縮応力によって作り出されたバックアウトファスナー（ｂａｃｋｅｄ−ｏｕｔ  ｆａｓｔｅｎｅｒ）から膜表面への突起が除去される。ルーフカバーボードの使用は、すべての低勾配ルーフシステムのためにルーフシステム全体の性能を向上させる標準的な方法になってきている。
【０００４】
現在市場に出回っているルーフカバーボードは、（１）プレミアムルーフカバーボードと（２）経済的／エントリーレベルのルーフカバーボードの２つのカテゴリに大別することができる。
【０００５】
エントリーレベルのルーフボードは、主に木質繊維板とパーライト板に限られる。現在、石膏繊維系の軽量エントリーレベルのルーフカバーボードは市場にはない。
【０００６】
プレミアムルーフカバーボードは、特に完全に接着されたアセンブリにおいて、あらゆるタイプの従来の低勾配ルーフィング膜に優れた基材を提供する。この材料は、耐久性があり、優れた耐衝撃性および耐破壊性を提供する。しかしながら、この種のカバーボードは、通常は重くて高価である。一方、エントリーレベルのルーフカバーボードは、プレミアムルーフカバーボードの品質は有していないが、軽量で手頃な価格である。多くの建設業者および請負業者は、これら２つの利点があるため、プレミアムルーフボードよりもエントリーレベルのルーフカバーボードを使用することを好む。これは、屋根替え用途に特に当てはまる。
【０００７】
プレミアムルーフカバーボードとしては、ガラスマット仕上げ石膏ボード（例えば、ＵＳＧのガラスマット仕上げＳＥＣＵＲＯＣＫおよびジョージアパシフィックのＤＥＮＳＤＥＣＫ製品）および繊維強化石膏（例えば、ＵＳＧの石膏繊維ＳＥＣＵＲＯＣＫ）が挙げられる。
【０００８】
米国特許第３，９８８，１９９号、同第４，１２６，５１２号、同第５，７４９，９５４号、および同第６，１４９，８３１号には、パーライトボードを作製するための配合物および製造プロセスが記載されている。しかしながら、これらの配合物はすべて、パーライトボードに結合性または撥水性を付与するための内部添加剤またはコーティング材料として、アスファルト／ビチューメン材料を有する。アスファルトは、非常に可燃性の材料であり、パーライトボードの耐火性を大幅に低下させることになる。さらに、曲げ強度を付与するために、配合物において新聞用紙が使用された。新聞用紙（「ニュース」とも称する）は、通常は、堅くて短いセルロース繊維を有する機械パルプまたは半機械パルプで作製される。使用済み新聞紙は、パーライトボードの強度を低下させるフィラーとして機能するかなりの量のインクも含有していた。最後に、これらの配合物で使用される澱粉の量は、製剤における固体材料の総重量の５％未満である。これにより、比較的脆いパーライトボードが作製されることになる。
【０００９】
ＵＳＧのＧＦ  ＳＥＣＵＲＯＣＫなどの石膏繊維製品は、重量材料とみなすことができよう。それは、石膏およびセルロース繊維を使用して作製される。
【００１０】
米国特許出願公開第２０１７／０１０７１５２号は、鉱物ウールを含まず、任意選択的にスタッコを含む石膏繊維パネルについて説明している。
【発明の概要】
【００１１】
本開示は、鉱物繊維ルーフカバーボードならびに製造方法に関する。有利には、本発明のルーフカバーボードは、高い合計濃度の鉱物ウールまたは鉱物ウールとパーライトの組み合わせのいずれかに由来する音響特性を有し、場合によっては、それらはルーフカバーボード組成物の９０重量％を占める。高濃度の鉱物ウールまたは鉱物ウールとパーライトとの組み合わせは、従来のルーフカバーボードを超え、本発明のルーフカバーボードの難燃性および音響特性を高める。
【００１２】
本発明の第１の例示的な複合ルーフィング構造は、
約８重量％〜約２５重量％の鉱物ウールと、
約４０重量％〜約６５重量％のパーライトと、
約９重量％〜約１５重量％の結合剤と、
約９重量％〜約１５重量％のセルロース繊維と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマットを含むルーフカバーボードと；
断熱材の層と；
ルーフィング膜の層と；を含み、
ルーフカバーボードは断熱材の層の上にあり、ルーフィング膜はルーフカバーボードの上にあり、ルーフカバーボードは断熱材の層に取り付けられ、ルーフィング膜はルーフカバーボードに取り付けられている。
【００１３】
本発明のルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、ガラス繊維、石膏、ワックスエマルジョン、シロキサン、シリコーン流体、ガラスビーズ、ポリマー繊維、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、およびジンクピリチオンを有していないこともある。
【００１４】
典型的には、ルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、約１０ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆ（１立方メートル当たり１６０〜２７２ｋｇ）、例えば、約１５ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆ（１立方メートル当たり２４０〜２７２ｋｇ）の密度を有する。
【００１５】
好ましくは、この複合ルーフィング構造のルーフカバーボードの乾燥ベースマットの場合、
鉱物ウールは約８重量％〜約２０重量％であり、
パーライトは約４５重量％〜約６５重量％であり、
結合剤は約９．５重量％〜約１３重量％であり、
セルロース繊維は約１０重量％〜約１４．５重量％であり、
サイズ剤は約０．２５重量％〜約１重量％であり、
ルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、約１０ｐｃｆ〜約１５ｐｃｆ（１立方メートル当たり１６０〜２４０ｋｇ）の密度および約１／４インチ〜約３／４インチの厚さを有する。
【００１６】
より好ましくは、この複合ルーフィング構造のルーフカバーボードの乾燥ベースマットの場合、
鉱物ウールは約１５重量％〜約２０重量％であり、
パーライトは約５５重量％〜約６５重量％であり、
結合剤は約９．５重量％〜約１０．５重量％であり、
セルロース繊維は約１２重量％〜約１４重量％であり、
サイズ剤は約０．２５重量％〜約０．５重量％であり、
ルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、約１１ｐｃｆ〜約１４ｐｃｆ（１７６〜２２４ｋｇ／立方メートル）の密度および約３／８インチ〜約５／８インチの厚さを有する。
【００１７】
例示的なルーフカバーボードは、
約８重量％〜約２５重量％の鉱物ウールと、
約４０重量％〜約６５重量％のパーライトと、
約９重量％〜約１５重量％の結合剤と、
約９重量％〜約１５重量％のセルロース繊維と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマットを含むルーフカバーボードと；
乾燥ベースマットの表面にアスファルトコーティングと；を含み得る。
【００１８】
本発明の第２の例示的な複合ルーフィング構造は、
約３０重量％〜約７０重量％の鉱物ウールと、
約１０重量％〜約５０重量％のパーライトと、
約５重量％〜約１５重量％の結合剤と、
約２重量％〜約２０重量％のセルロース繊維と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマットを含むルーフカバーボードと；
断熱材の層と；
ルーフィング膜の層と；を含み、
ルーフカバーボードは断熱材層の上にあり、ルーフィング膜はルーフカバーボードの上にあり、ルーフカバーボードは断熱材層に取り付けられ、ルーフィング膜はルーフカバーボードに取り付けられている。
【００１９】
典型的には、ルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、約１０ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆ（１立方メートル当たり１６０〜２７２ｋｇ）、例えば、約１５ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆ（１立方メートル当たり２４０〜２７２ｋｇ）の密度を有する。
【００２０】
好ましくは、この複合ルーフィング構造のルーフカバーボードの乾燥ベースマットの場合、
鉱物ウールは約４０重量％〜約６０重量％であり、
パーライトは約２０重量％〜約４０重量％であり、
結合剤は約５重量％〜約１０重量％であり、
セルロース繊維は約８重量％〜約１５重量％であり、
サイズ剤は約０．２５重量％〜約１重量％であり、
ルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、約１０ｐｃｆ〜約１５ｐｃｆ（１立方メートル当たり１６０〜２４０ｋｇ）の密度および約１／４インチ〜約３／４インチの厚さを有する。
【００２１】
より好ましくは、この複合ルーフィング構造のルーフカバーボードの乾燥ベースマットの場合、
鉱物ウールは約４５重量％〜約５０重量％であり、
パーライトは約３０重量％〜約３５重量％であり、
結合剤は約６．５重量％〜約８．５重量％であり、および
セルロース繊維は約１１重量％〜約１３重量％であり、
サイズ剤は約０．２５重量％〜約０．５重量％であり、
ルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、約１１ｐｃｆ〜約１４ｐｃｆ（１７６〜２２４ｋｇ／立方メートル）の密度および約３／８インチ〜約５／８インチの厚さを有する。
【００２２】
本発明の前述のルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、酸化ホウ素、ガラス繊維、石膏、ワックスエマルジョン、シロキサン、シリコーン流体、ガラスビーズ、ポリマー繊維、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、およびジンクピリチオンを有していないこともある。
【００２３】
別の例示的なルーフカバーボードは、
約３０重量％〜約７０重量％の鉱物ウールと、
約１０重量％〜約５０重量％のパーライトと、
約５重量％〜約１５重量％の結合剤と、
約２重量％〜約２０重量％のセルロース繊維と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマットと；
その乾燥ベースマットの表面にアスファルトコーティングと、を含む。
【００２４】
さらに別の例示的な複合ルーフィング構造は、
約６０重量％〜約９０重量％の鉱物ウールと、
０重量％〜約１０重量％のガラス繊維と、
０重量％〜約１０重量％のパーライトと、
約４重量％〜約１０重量％の結合剤と、
０重量％〜約５重量％の石膏と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマットを含むルーフカバーボードと；
断熱材の層と；
ルーフィング膜の層と；を含むことができ、
ルーフカバーボードは断熱材層の上にあり、ルーフィング膜はルーフカバーボードの上にあり、ルーフカバーボードは断熱材層に取り付けられ、ルーフィング膜はルーフカバーボードに取り付けられている。
【００２５】
前述のルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、三酸化ホウ素、セルロース繊維、ワックスエマルジョン、シロキサン、シリコーン流体、ガラスビーズ、ポリマー繊維、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、およびジンクピリチオンを有していないこともある。
【００２６】
本発明の第３の例示的なルーフカバーボードは、
約６０重量％〜約９０重量％の鉱物ウールと、
０重量％〜約１０重量％のガラス繊維と、
０重量％〜約１０重量％のパーライトと、
約４重量％〜約１０重量％の結合剤と、
０重量％〜約５重量％の石膏と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマットと；
乾燥ベースマットの表面にアスファルトコーティングと；を含むことができる。
【００２７】
本発明のルーフカバーボードは、アスファルトまたは他の接着剤を介してルーフィング膜に取り付けることができるか、アスファルトまたは他の接着剤を介して断熱材の層に取り付けることができるか、またはネジまたは他の機械的ファスナーを介して断熱材の層に取り付けることができる。
【００２８】
典型的には、ルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、約１０ｐｃｆ〜約１５ｐｃｆ（１６０〜２４０ｋｇ／立方メートル）の密度を有し、例えば、ルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、約１３ｐｃｆ〜約１５ｐｃｆ（２０８〜２４０ｋｇ／立方メートル）または約１４ｐｃｆ〜約１５ｐｃｆ（２２４〜２４０ｋｇ／立方メートル）の密度を有し得る。
【００２９】
好ましくは、この複合ルーフィング構造のルーフカバーボードの乾燥ベースマットの場合、
鉱物ウールは約７０重量％〜約８５重量％であり、
ガラス繊維は約０重量％〜約５重量％であり、
パーライトは約０．５重量％〜約６重量％であり、
結合剤は約５重量％〜約８重量％であり、
石膏は約０．５重量％〜約３重量％であり、
サイズ剤は約０．２５重量％〜約１重量％であり、
ルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、約１１ｐｃｆ〜約１４ｐｃｆ（１７６〜２２４ｋｇ／立方メートル）の密度および約１／４インチ〜約３／４インチの厚さを有する。
【００３０】
より好ましくは、この複合ルーフィング構造のルーフカバーボードの乾燥ベースマットの場合、
鉱物ウールは約７５重量％〜約８５重量％であり、
ガラス繊維は約０重量％〜約３重量％であり、
パーライトは約０．５重量％〜約２重量％であり、
結合剤は約５重量％〜約７重量％であり、
石膏は約０．５重量％〜約２重量％であり、
サイズ剤は約０．２５重量％〜約０．５重量％であり、
ルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、約１１ｐｃｆ〜約１４ｐｃｆ（１７６〜２２４ｋｇ／立方メートル）の密度および約３／８インチ〜約５／８インチの厚さを有する。
【００３１】
本発明の利点は、実施例および添付の特許請求の範囲と併せて以下の詳細な説明の検討から、当業者に明らかになるであろう。しかしながら、本発明は、様々な形態の例を受け入れることができるが、以下に説明するのは本発明の具体例であり、本開示は例示を意図したものであり、本明細書に記載される特定の例に本発明を限定することを意図するものではないことに留意されたい。
【００３２】
特許請求の範囲への均等論の適用を制限する試みとしてではなく、少なくとも本明細書で使用されるように、「約」という用語によって修正される各数値パラメータは、少なくとも報告された有効数字の数および通常の丸め手法の適用を考慮して解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のルーフカバーボードを作製する例示的な方法を示している概略図である。
【図２】本発明のルーフカバーボードの等角図である。
【図３】本発明のいくつかの例によるルーフカバーボードの断面図である。
【図４】本発明のカバーボードと共に使用し得る従来の屋根トラスの２つの形態である。
【図５】本発明のカバーボードと共に使用し得る従来の屋根トラスの２つの形態である。
【図６】基材として、図５のフレーミングに補助され、かつ図５のフレーミングに取り付けられた従来のパネルの等角図である。
【図７】下から母屋で支えられた波板と、機械的ファスナーによって上から波板に固定されたルーフ断熱ボードと、を含む複合ルーフアセンブリの断面図である。
【図８】試験したＴＡＰＰＩボード、すなわちサイズ剤を含まないルーフボード乾燥ベースマットと、同じ組成ではあるがアルキル置換イミダゾリドンサイズ剤を含有している本発明のルーフボード乾燥ベースマットを比較している図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本明細書で使用されるすべてのパーセンテージおよび割合は、特に明記しない限り、重量基準である（すなわち、重量％）。
【００３５】
図１は、本発明の乾燥ベースマット３２およびルーフカバーボードを作製するための水フェルトライン１０を概略的に示している。図２に示すように、プロセスでは、組成物の水性スラリー１２は、撹拌保持タンク１４（当技術分野ではヘッドボックスとも称される）から可動有孔支持ワイヤ１６に流され、そこで、最初に重力脱水ユニット２０の重力により、次に真空脱水ユニット２２の真空により脱水される濾過ケーキ１８を形成する。可動有孔支持ワイヤ２４の速度および撹拌される保持タンク１４から流れる水性スラリー１２の量は、約１０ｐｃｆ〜約１２ポンド／立方フィート（ｐｃｆ）（１６０〜１９２ｋｇ／立方メートル）の最終密度を達成するように調整されるべきである。前述のパラメータは、当業者には明らかなように、機械ごとに異なることがある。
【００３６】
次に、脱水ケーキ２４を加圧ユニット２６（例えば、加圧ロール）で加圧して、脱水ケーキ２４の厚さを、約１０％〜約５０％、または好ましくは１０％〜２５％、約１／２インチ〜約１インチの厚さまで減少させてベースマット２８を形成する。プレス工程は、ベースマット２８をさらに脱水する。次に、ベースマット２８は、乾燥キルン３０に送られ、そこでベースマット中の水分が５重量％未満、好ましくは２重量％未満、より好ましくは１重量％未満に低減され、乾燥ベースマット３２が生成される。
【００３７】
任意選択的に、乾燥機３０に導入する前に、真空脱水ユニット（図示せず）でベースマット２８をさらに脱水してもよい。次に、乾燥したベースマット３２をブレード３４で切断して、ルーフカバーボードのための切断された乾燥ベースマット３６を形成する。
【００３８】
乾燥ベースマット３６は、約１０ポンド／立方フィート（ｐｃｆ）〜約１６ｐｃｆ（１６０〜２５６ｋｇ／立方メートル）、好ましくは１１ｐｃｆ〜１４ｐｃｆ（１７６〜２２４ｋｇ／立方メートル）、より好ましくは１２ｐｃｆ〜約１３ｐｃｆの密度を有することができる。
【００３９】
図２は、背面４０、フェース面４２、および厚さ「Ｔ」を有する本発明のルーフカバーボード３８を示している。いくつかの例では、切断された乾燥ベースマット３６は、ルーフカバーボード３８として使用され得る。
【００４０】
図３は、本発明のいくつかの例に従う代替のルーフカバーボード３８ａの断面図を示しており、乾燥ベースマット３６ａの表面（フェース面４２ａとして図示されているが、あるいは裏面４０ａ、または裏面４０ａおよびフェース面４２ａとして図示される）は、それに対して適用されたコーティングまたは積層体４６を有する。コーティングまたは積層体４６は、ルーフカバーボードにさらなる強度と耐水性を追加することができる。
【００４１】
例示的な積層体としては、ガラスマット積層体（ガラススクリムとも称される）が挙げられ、それは、コーティングされていないファイバーグラス、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）コーティングファイバーグラス、エポキシコーティング、またはプラスチゾル樹脂コーティングファイバーグラスから形成され得る。
【００４２】
例示的なコーティングとしては、アスファルト、ケイ酸ナトリウム、粘土など、またはそれらの混合物が挙げられる。
【００４３】
本発明のルーフカバーボードの組成物は、それらの主要成分（すなわち、最も豊富な成分）として、（１）パーライト単独、（２）パーライトと鉱物ウールとの組み合わせ、または（３）鉱物ウール単独のいずれかを有し、本明細書では、（１）「パーライト系ルーフカバーボード」、（２）鉱物ウール／パーライト系ルーフカバーボード、および（３）「鉱物ウール系ルーフカバーボード」とそれぞれ称される。
【００４４】
表１は、本発明のパーライト系ルーフカバーボードの成分および特性、ならびに対応するスラリーの無水ベースでの成分を列挙している。パーライト系ルーフカバーボードには、最大約９０％の合計濃度でベースマットにパーライトおよび鉱物ウールが含まれている。任意選択的に、パーライト系ルーフカバーボードは、フェース面、背面、またはその両方にコーティングまたはガラスマット積層体を含み得る。場合によっては、パーライト系ルーフカバーボードは、エントリーレベルのルーフカバーボードとしての使用に適し得る。
【００４５】
表２は、本発明の鉱物ウール／パーライト系ルーフカバーボードの成分および特性、ならびに対応するスラリーの無水ベースの成分を列挙している。鉱物ウール／パーライト系ルーフカバーボードには、最大約９２％の合計濃度でベースマットに鉱物ウールおよびパーライトが含まれている。任意選択的に、鉱物ウール／パーライト系ルーフカバーボードは、フェース面、背面、またはその両方にコーティングまたはガラスマット積層体を含み得る。場合によっては、鉱物ウール／パーライト系ルーフカバーボードは、中間ルーフカバーボードとしての使用に好適であり得る。
【００４６】
表３は、本発明の鉱物ウール系ルーフカバーボードの成分および特性、ならびに対応するスラリーの無水ベースの成分を列挙している。鉱物ウール系ルーフカバーボードには、最大約９０％の濃度でベースマットに鉱物ウールが含まれている。任意選択的に、鉱物ウール系ルーフカバーボードは、フェース面、背面、またはその両方にコーティングまたはガラスマット積層体を含み得る。場合によっては、鉱物ウール系ルーフカバーボードは、プレミアムルーフカバーボードとしての使用に好適であり得る。
【００４７】
本発明は、本明細書に記載のガラスマット積層体、コーティング、またはその両方を任意選択的に有するそれぞれ表１、２、および３のルーフカバーボード配合物１、２、または３による鉱物繊維を含むルーフカバーボードである。表１および２において、各「好ましい」範囲または「より好ましい」範囲は、個々に本発明の好ましい範囲またはより好ましい範囲である。したがって、任意の「好ましい」範囲を、対応する「使用可能範囲」に個別に置き換えることができる。同様に、「より好ましい範囲」は、対応する「使用可能な」範囲または対応する「好ましい」範囲を独立して置き換えることができる。しかしながら、テーブルのすべての好ましい範囲を一緒に使用することが望ましい。表のすべてのより好ましい範囲を一緒に使用することがより望ましい。
【００４８】
【表１】
2020533495.tif 000003
【００４９】
例えば、ルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、約１５ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆ（２４０〜２７２ｋｇ／立方メートル）または約１６ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆ（２５６〜２７２ｋｇ／立方メートル）の密度を有し得る。また、ルーフカバーボードは、約１／４インチ〜約１インチ（０．６３５〜２．５４ｃｍ）の厚さを有し得る。
【００５０】
【表２】
2020533495.tif 000004
【００５１】
例えば、ルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、約１５ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆ（２４０〜２７２ｋｇ／立方メートル）または約１６ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆ（２５６〜２７２ｋｇ／立方メートル）の密度を有し得る。また、ルーフカバーボードは、約１／４インチ〜約１インチ（０．６３５〜２．５４ｃｍ）の厚さを有し得る。
【００５２】
【表３】
2020533495.tif 000005
【００５３】
例えば、ルーフカバーボードの乾燥ベースマットは、約１３ｐｃｆ〜約１５ｐｃｆ（２０８〜２４０ｋｇ／立方メートル）または約１４ｐｃｆ〜約１５ｐｃｆ（２２４〜２４０ｋｇ／立方メートル）の密度を有し得る。また、ルーフカバーボードは、約１／４インチ〜約１インチ（０．６３５〜２．５４ｃｍ）の厚さを有し得る。
【００５４】
ルーフカバーボード配合物３は、典型的には、セルロース繊維を有していない。
【００５５】
鉱物ウール
開示の組成物は、ルーフカバーボードで従来使用されているタイプの鉱物ウールを含有する。ルーフカバーボード中の鉱物ウールは、ルーフカバーボードの吸音力を高める。一般に、鉱物ウールの量が多いほど、音吸収性が向上する。鉱物ウールはまた、有利には、コアの形成中にスラリーにバルキングを付与する。鉱物ウールは、鉱物繊維、鉱滓綿、鉱物繊維、人工鉱物繊維（ＭＭＭＦ）、および人工ガラス質繊維（ＭＭＶＦ）としても知られ、溶融鉱物（またはスラグおよびセラミックなどの「合成鉱物」）を紡ぐまたは引いて形成される繊維材料の一般的な名前である。鉱物ウールは、玄武岩、花崗岩、または他のガラス質鉱物性構成成分の溶融ストリームを減衰させることにより調製された従来の鉱物繊維のいずれでもよい。鉱物ウールは、一般にウール織物繊維と称されるオリフィスから直線的に引き出されるか、一般的にウール繊維と称される回転カップまたはロータの表面から接線方向に回収される。好ましくは、鉱物ウールは、スラグウールまたは玄武岩ウールである。スラグウールは、通常、高圧下で蒸気のジェットの作用によって溶融した高炉スラグから作製された鉱物ウールである。玄武岩繊維は、鉱物の斜長石、輝石、かんらん石で構成される玄武岩の非常に細い繊維から作られた材料である。
【００５６】
典型的には、玄武岩ウール繊維は、約５ミクロン〜約１０ミクロンの直径を有する。さらに、商業的に入手可能な玄武岩ウール繊維は、当技術分野ではショットと称される４０％もの（例えば、約２０％〜約４０％）の非繊維化材料を含む。典型的に、スラグウール繊維は、約２ミクロン〜約５ミクロンの直径を有する。さらに、市販のスラグウール繊維は、約５０％を超える（例えば、約３０％〜約６０％）ショットを含むことができる。本明細書に記載の本発明の組成物および方法で使用される鉱物ウールは、一般に市販されている高濃度のショットを含むか、例えば鉱物ウールを空気分級機に通すことによりショット濃度を下げることができる。
【００５７】
パーライト系ルーフカバーボードに関する乾燥ベースでは、鉱物ウール構成成分は、約８重量％〜約２５重量％、より好ましくは約８重量％〜約２０重量％、最も好ましくは約１５重量％〜約２０重量％の範囲の量で本発明の製品およびプロセスにおいて存在する。ガラス繊維は、鉱物ウールではない。
【００５８】
鉱物ウール／パーライト系ルーフカバーボードに関する乾燥ベースでは、鉱物ウール構成成分は、約３０重量％〜約７０重量％、より好ましくは約３５重量％〜約６０重量％、さらにより好ましくは約４０重量％〜約６０重量％、最も好ましくは約４５重量％〜約５０重量％の範囲の量で本発明の製品およびプロセスにおいて存在する。ガラス繊維は、鉱物ウールではない。
【００５９】
鉱物ウール系ルーフカバーボードに関する乾燥ベースでは、鉱物ウール構成成分は、約６０重量％〜約９０重量％、より好ましくは約７０重量％〜約８５重量％、最も好ましくは約７５重量％〜約８０重量％の範囲の量で本発明の製品およびプロセスにおいて存在する。ガラス繊維は、鉱物ウールではない。
【００６０】
結合剤
本発明のルーフカバーボードタイルでの使用に好適な結合剤としては、ラテックス結合剤、デンプン結合剤、およびラテックス結合剤とデンプン結合剤の混合物が挙げられる。場合によっては、デンプン結合剤が好ましい。
【００６１】
デンプンは、使用前に煮沸（ｃｏｏｋ）されてもよいか、またはされなくてもよい。デンプンゲルは、デンプン粒子を水に分散させ、デンプンが完全にまたは部分的に煮沸され、スラリーが粘性のあるゲルになるまでスラリーを加熱することにより調製することができる。しかしながら、従来のハイドロパルプ繊維が繊維の補足的な供給源として使用される場合、それらは煮沸する前にデンプンスラリーに組み込まれてもよい。デンプンスラリーの煮沸温度は、デンプン顆粒の所望の膨潤度を確保するために、厳密に監視する必要がある。デンプンの煮沸温度は、約１６０°Ｆ（７１℃）〜約１９５°Ｆ（９０℃）の範囲である。デンプンは、ベースマットの乾燥プロセス中にゲルを形成するため、デンプンを事前に煮沸することなく結合剤として使用することもできる。デンプンは、好ましい結合剤である。
【００６２】
ラテックスは、アクリル結合剤、ポリエステル結合剤、アクリロポリエステル結合剤、およびそれらの混合物を含んでもよい。
【００６３】
デンプンの形態で結合剤含有量を増加させると、強度（ＭＯＲ破壊係数（ｐｓｉ））および硬度が増大し、完成ルーフカバーボードの切断性が向上し得る。
【００６４】
パーライト系ルーフカバーボードに関する乾燥ベースでは、結合剤は、約９重量％〜約１５重量％、好ましくは約９．５重量％〜約１３重量％、より好ましくは約９．５重量％〜約１０．５重量％で本発明の製品およびプロセスにおいて存在する。
【００６５】
鉱物ウール／パーライト系ルーフカバーボードに関する乾燥ベースでは、結合剤は、約５重量％〜約１５重量％、好ましくは約５重量％〜約１０重量％、より好ましくは約６．５重量％〜約８．５重量％で本発明の製品およびプロセスにおいて存在する。
【００６６】
鉱物ウール系ルーフカバーボードに関する乾燥ベースでは、結合剤は、約４重量％〜約１０重量％、好ましくは約５重量％〜約８重量％、より好ましくは約５重量％〜約７重量％で本発明の製品およびプロセスにおいて存在する。
【００６７】
パーライト
開示される組成物の配合成分は、パーライトである。膨張パーライトは、低コストおよび性能のために好ましい。膨張パーライトは、最終製品に多孔性と「ロフト」を与え、音響特性を高める。
【００６８】
パーライトは、黒曜石に似たガラス質の岩石で、加熱すると大きく膨張する性能がある。パーライトは一般に、ＳｉＯ２を６５重量％〜７５重量％、Ａｌ２Ｏ３を１０重量％〜２０重量％、Ｈ２Ｏを２重量％〜５重量％、および少量のナトリウム、カリウム、鉄およびカルシウムの酸化物を含有する。膨張パーライトとは、あらゆるガラス岩、特に急速に加熱されている間に突然膨張したまたは「ポップ（ｐｏｐｐｅｄ）」した火山ガラスを指す。この「ポッピング」は一般に、粉砕されたパーライトの粒子が初期融合の温度に加熱されたときに発生する。粒子に含有される水は、蒸気に変換され、粉砕された粒子は膨張して、軽くふわふわした多泡性粒子を形成する。少なくとも１０倍の粒子の体積増加が一般的である。膨張パーライトは一般に、パーライト構造と呼ばれる同心の回転楕円形の亀裂のシステムによって特徴付けられる。様々な種類のパーライトは、軟化点、膨張の種類および程度、気泡のサイズおよび気泡間の壁厚、ならびに製品の多孔率などの特性に影響を与えるガラスの組成のばらつきによって特徴付けられる。
【００６９】
膨張パーライトを調製する従来のプロセスでは、パーライト鉱石は、最初に細かいサイズに研磨される。細かく研磨されたパーライト鉱石をパーライト膨張剤の加熱空気に導入することにより、パーライトが膨張する。通常、膨張剤は、空気を約１７５０°Ｆ（９５５℃）に加熱する。細かく粉砕されたパーライトは、パーライトを加熱し、ポップコーンのように飛び出させて、１立方フィート当たり約３〜１０ポンドの密度の膨張パーライトを形成する加熱空気によって運ばれる。膨張パーライトを水と接触させると、水が亀裂および割れ目に浸透し、パーライトの空気で満たされた空洞に入り、それによってパーライトが膨張パーライト粒子内に大量の水を保持する。
【００７０】
比較的高密度のパーライト、すなわち、７または８ｐｃｆ（１１２または１２８ｋｇ／立方メートル）を超える（対する通常の範囲は３〜５ｐｃｆ（４８〜８０ｋｇ／立方メートル））密度まで膨張させたパーライトを使用すると、好適なスラリーを形成するために必要な水が低減される。Ｂａｉｇの米国特許番号第５，９１１，８１８号を参照のこと。より少ない水を含む水性スラリーは、より少ない脱水を必要とし、パーライトによって保持されるより少ない水を有するベースマットを生成する。得られた製品は、ＡＳＴＭ  Ｅ１１９−１６ａで定義されているように、圧縮抵抗が改善され、耐火定格が維持されている。より低い含水量を有するベースマットは、より速く乾燥させることができ、それにより、水フェルトライン全体をより高速で運転することが可能になる。
【００７１】
高密度パーライトは、最小密度を満たす必要がある耐火定格のルーフカバーボードを製造する際にも有益である。しかしながら、膨張パーライトの密度が約２０ｐｄｆ（３２０ｋｇ／立方メートル）を超えると、パーライトは、最終製品で「ロフト」またはバルクをそれほど生成しない。結果として、最終製品の密度が高すぎて、ＡＳＴＭ  Ｅ１１９耐火性試験に合格するために必要な低熱伝導率を維持できない場合がある。
【００７２】
パーライト系ルーフカバーボードに関する乾燥ベースでは、高密度または低密度タイプのいずれかのパーライトは、約４０重量％〜約６５重量％、好ましくは約４５重量％〜約６５重量％、より好ましくは約５５重量％〜約６５重量％で本発明の製品およびプロセスにおいて存在する。
【００７３】
鉱物ウール／パーライト系ルーフカバーボードに関する乾燥ベースでは、高密度または低密度タイプのいずれかのパーライトは、約１０重量％〜約５０重量％、好ましくは約２０重量％〜約４０重量％、より好ましくは約３０重量％〜約３５重量％で本発明の製品およびプロセスにおいて存在する。
【００７４】
鉱物ウール系ルーフカバーボードに関する乾燥ベースでは、高密度または低密度タイプのいずれかのパーライトは、約０重量％〜約１０重量％、好ましくは約０．５重量％〜約６重量％、より好ましくは約０．５重量％〜約２重量％で本発明の製品およびプロセスにおいて存在する。
【００７５】
石膏
石膏は、ルーフカバーボードおよび関連するベースマットならびにスラリー組成物において一般的に使用される低コストの無機材料である。石膏は、硫酸カルシウム二水和物、ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏである。石膏は、水への溶解度が限られており、凝集剤として機能する。スラリー中の凝集剤として機能することにより、石膏は、処理中（脱水、真空、および湿潤プレス）にマット内の微粒子（無機粘土、有機デンプン、短セルロース繊維など）を保持および均一に分布させるのに役立つ。
【００７６】
場合によっては、本発明のパーライト系ルーフカバーボードおよび鉱物ウール／パーライト系ルーフカバーボード、ならびに本発明のパーライト系ルーフカバーボードおよび鉱物ウール／パーライト系ルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、石膏を有していないことが好ましい。
【００７７】
石膏は、任意選択的に、存在する鉱物ウール系ルーフカバーボードに含まれてもよい。含まれる際には、石膏は、本発明の製品およびプロセスにおいて、鉱物ウール系ルーフカバーボードにおける乾燥ベースで、０．１重量％〜約５重量％、好ましくは約０．５重量％〜約３重量％、より好ましくは約０．５重量％〜約２重量％で存在する。所望であれば、本発明の鉱物ウール系ルーフカバーボード、ならびに本発明の鉱物ウール系ルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、石膏を有していないこともある。
【００７８】
セルロース繊維
セルロース繊維は、湿潤強度（すなわち、乾燥前の湿潤マットの強度）および乾燥強度の両方を提供する役割を果たすことができる。セルロース繊維は、結合剤としても機能し、微粒子の保持に役立ち得る。
【００７９】
好ましくは、セルロース繊維は、新聞用紙（（「ニュース」）としても知られている）、例えば、ハイドロパルプ新聞用紙である。精製された紙繊維および木質繊維もセルロース繊維の原料として使用することができる。セルロース繊維は、植物の樹皮、木質部、葉、または植物系材料から入手することができる。セルロースに加えて、これらの繊維は、ヘミセルロースおよびリグニンの化合物であり、これらの成分の異なる割合が、観察される異なる機械的特性の原因である。
【００８０】
セルロース繊維は、本発明のパーライト系ルーフカバーボードに含めることができる。パーライト系カバーボードに関する乾燥ベースでは、セルロース繊維は、約９重量％〜約１５重量％、好ましくは約１０重量％〜約１４．５重量％、より好ましくは約１２重量％〜約１４重量％で本発明の製品およびプロセスにおいて存在する。しかしながら、ルーフカバーボード配合物３は、典型的には、セルロース繊維を有していない。
【００８１】
セルロース繊維は、本発明の鉱物ウール／パーライト系ルーフカバーボードに含めることができる。鉱物ウール／パーライト系カバーボードに関する乾燥ベースでは、セルロース繊維は、約２重量％〜約２０重量％、好ましくは約８重量％〜約１５重量％、より好ましくは約１１重量％〜約１３重量％で本発明の製品およびプロセスにおいて存在する。
【００８２】
本発明の鉱物ウール系ルーフカバーボード、ならびに本発明の鉱物ウール系レベルのルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、好ましくはセルロース繊維を有していない。
【００８３】
サイズ剤
サイズ剤は、乾燥ベースマットを製造する際に水性スラリーに含めることができる水性エマルジョンである。水性エマルジョンは、懸濁剤（例えば、界面活性剤またはポリマー）と、乾燥ベースマットに疎水性、疎油性、および／または離型性を付与する化学バリア成分を含む。例示的なサイズ剤としては、ワックス（例えば、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、イソパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、または天然ワックス）、ポリウレタン、シロキサン、シリコーン流体、アルキルケテンダイマー、アルキルケテンマルチマー、アルケニルコハク酸無水物、アルキル置換コハク酸無水物、アルキル置換コハク酸メラミン、アルキル置換イミダゾリドン、スチレンマレイン酸無水物、スチレンアクリル酸、エチレンアクリル酸、１，１−オクタデコキシオクタデカン、ステアリルアルデヒドのジステアリルアセタール、ステアリン酸セルロース、ステアリン酸カルシウム、ジアリルアミンとアクリルアミドとのコポリマーなどを含む化学バリア成分を有するサイズ剤を挙げることができる。例えば、好適なサイジング剤は、ＥＭＵＬＳＩＯＮ  ８１６２（アルキル置換合成窒素誘導体、すなわち、Ｂｅｒｃｅｎ，Ｉｎｃ．から入手可能なアルキル置換イミダゾリドン）である。ポリウレタンは、分散されているため、気泡構造を形成しない。ポリウレタンおよびポリイソシアヌレートは存在しない場合がある。シロキサンおよび／またはシリコーン流体は存在しない場合がある。他の好適なサイズ剤は、アルカリ性サイズ剤および酸系サイズ剤であり得るが、それらに限定されない。アルカリ性サイズ剤の例としては、不飽和炭化水素化合物、例えＣ６〜Ｃ２４、好ましくはＣ１８〜Ｃ２０、不飽和炭化水素化合物、およびそれらの混合物が挙げられるが、それらに限定されない。酸系サイズ剤の例としては、Ｐａｓｍｉｎｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．からのＰｌａｓｍｉｎｅ  Ｎ−７５０−Ｐなどのミョウバンおよびロジン系サイズ剤が挙げられるが、それらに限定されない。本発明に組み込むことができるサイズ剤のさらなる例としては、参照により本明細書に完全に組み込まれる、米国特許第６，５９５，６３２号、同第６，５１２，１４６号、同第６，３１６，０９５号、同第６，２７３，９９７号、同第６，２２８，２１９号、同第６，１６５，３２１号、同第６，１２６，７８３号、同第６，０３３，５２６号、同第６，００７，９０６号、同第５，７６６，４１７号、同第５，６８５，８１５号、同第５，５２７，４３０号、同第５，０１１，７４１号、同第４，７１０，４２２号、および同第４，１８４，９１４号において見出されるサイズ剤を挙げることができるが、それらに限定されない。典型的なアルカリ性サイズ剤は、アルキルケテンダイマー、アルケニルケテンダイマー、およびアルケニルコハク酸無水物であり得るが、それらに限定されない。他の典型的なサイズ剤は、ワックス、スチレンマレイン酸無水物、ポリエチレンワックス、シリコーン、カルボキシルメチルセルロース、アルキルケテンダイマー、またはそれらの混合物である。他の典型的なサイズ剤は、アルキルコハク酸無水物、アルキルケテンダイマー、またはロジンとミョウバンとの組み合わせであ���。本発明の乾燥ベースマットは、ベースマットの総重量に基づいて、約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤を含有し得る。この範囲には、０．２５、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、および２．０重量％が含まれ、その中のあらゆる範囲および下位範囲を含む。
【００８４】
したがって、サイズ剤は、ワックス、ポリウレタン、シロキサン、シリコーン流体、アルキルケテンダイマー、アルキルケテンマルチマー、アルケニルコハク酸無水物、アルキル置換コハク酸無水物、アルキル置換コハク酸メラミン、アルキル置換イミダゾリドン、スチレンマレイン酸無水物、スチレンアクリル酸、エチレンアクリル酸、１，１−オクタデコキシオクタデカン、ステアリルアルデヒドのジステアリルアセタール、セルロースステアレート、カルシウムステアレート、ジアリルアミンとアクリルアミドとのコポリマー、アルキル置換合成イミダゾリドン、アルカリ性サイズ剤、酸系サイズ剤Ｃ６〜Ｃ２４不飽和炭化水素化合物、ミョウバンおよびロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニルケテンダイマー、アルケニルコハク酸無水物、カルボキシルメチルセルロース、アルキルケテンダイマーアルキルコハク酸無水物、およびそれらの混合物の群から選択することができる。
【００８５】
したがって、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、シロキサン、およびシリコーン流体は存在しない場合がある。
【００８６】
しかしながら、本発明のルーフカバーボード、ならびに本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、シロキサンおよびシリコーン流体を有していないこともある。したがって、本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける乾燥ベースマットおよびスラリーは、シロキサンおよびシリコーン流体を有していないこともある。
【００８７】
サイズ剤は、本発明の製品およびプロセスに含まれ得る。サイズ剤は、パーライト系ルーフカバーボード、鉱物ウール／パーライト系ルーフカバーボード、または鉱物ウール系ルーフカバーボードに関する乾燥ベースでは、約０．２５重量％〜約２重量％、好ましくは約０．２５重量％〜約１重量％、より好ましくは約０．２５重量％〜約０．５重量％で本発明の製品およびプロセスにおいて存在する。
【００８８】
添加剤
場合によっては、パーライト系ルーフカバーボードおよび本発明の鉱物ウール／パーライト系ルーフカバーボード、ならびに本発明の該ルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、好ましくは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、ガラス繊維を有しない。
【００８９】
石膏は、任意選択的に、存在する鉱物ウール系ルーフカバーボードに含まれてもよい。含まれる際には、ガラス繊維は、鉱物ウール系ルーフカバーボードに関する乾燥ベースで、約０．１重量％〜約１０重量％、好ましくは約０．５重量％〜約５重量％、より好ましくは約０．５重量％〜約３重量％で、本発明の製品およびプロセスにおいて存在する。所望であれば、本発明の鉱物ウール系ルーフカバーボード、ならびに、本発明の鉱物ウール系ルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、ガラス繊維を有していないこともある。
【００９０】
本発明のルーフカバーボード、ならびに本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、好ましくは、ワックスエマルジョンを有していない。
【００９１】
本発明のルーフカバーボード、ならびに本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、好ましくは、シロキサンを有していない。
【００９２】
本発明のルーフカバーボード、ならびに本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、好ましくは、シリコーン流体を有していない。
【００９３】
本発明のルーフカバーボード、ならびに本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、好ましくは、ポリマー繊維を有していない。
【００９４】
本発明のルーフカバーボード、ならびに本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、好ましくは、ガラスビーズを有していない。
【００９５】
本発明のルーフカバーボード、ならびに本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、好ましくは、粘度を有していない。したがって、本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける乾燥ベースマットおよびスラリーは、粘土を有していないこともある。
【００９６】
本発明のルーフカバーボード、ならびに本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、好ましくは、バーミキュライトを有していない。したがって、本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける乾燥ベースマットおよびスラリーは、バーミキュライトを有していないこともある。
【００９７】
本発明のルーフカバーボード、ならびに本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、好ましくは炭酸カルシウムを有していない。したがって、本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける乾燥ベースマットおよびスラリーは、炭酸カルシウムを有していないこともある。
【００９８】
本発明のルーフカバーボード、ならびに本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、好ましくは炭酸マグネシウムを有していない。したがって、本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける乾燥ベースマットおよびスラリーは、炭酸マグネシウムを有していないこともある。
【００９９】
本発明のルーフカバーボード、ならびに本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、好ましくはジンクピリチオンを有していない。したがって、本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける乾燥ベースマットおよびスラリーは、ジンクピリチオンを有していないこともある。
【０１００】
本発明のルーフカバーボード、ならびに本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマット、およびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、好ましくは、Ｂ２Ｏ３（三酸化ホウ素）および他のホウ素化合物ジンクピリチオンを有していない。したがって、本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける乾燥ベースマットおよびスラリーは、Ｂ２Ｏ３（三酸化ホウ素）および他のホウ素化合物を有していないこともある。本発明のルーフカバーボード、ならびに本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、好ましくは、カチオン性ポリアクリルアミドを有していない。
【０１０１】
好ましくは、本発明のパーライト系ルーフカバーボードおよび鉱物／ウール系ルーフカバーボード、ならびに本発明の該ルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、１つ以上またはすべての次の配合成分：すなわち、ガラス繊維、石膏、ワックスエマルジョン、シロキサン、シリコーン流体、ガラスビーズ、ポリマー繊維、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、およびジンクピリチオンを有しない。したがって、本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける乾燥ベースマットおよびスラリーは、１つ以上またはすべての以下の配合成分：すなわち、ガラス繊維、石膏、ワックスエマルジョン、シロキサン、シリコーン流体、ガラスビーズ、ポリマー繊維、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、およびジンクピリチオンを有していないこともある。好ましくは、本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける乾燥ベースマットおよびスラリーは、Ｂ２Ｏ３（三酸化ホウ素）および他のホウ素化合物も有していない。
【０１０２】
好ましくは、本発明の鉱物ウール系ルーフカバーボード、ならびに本発明の鉱物ウール系ルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける対応する乾燥ベースマットおよびスラリーは、コーティングまたは積層体に含まれない限り、すべての次の配合成分、すなわち、セルロース繊維、ワックスエマルジョン、シロキサン、シリコーン流体、ガラスビーズ、ポリマー繊維、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、およびジンクピリチオンを有しない。好ましくは、鉱物ウール系ルーフカバーボードは、ガラス繊維、石膏、およびパーライトのうちの１つ以上がさらに非存在であり得る。したがって、本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける乾燥ベースマットおよびスラリーは、すべての次の配合成分、すなわち、セルロース繊維、ワックスエマルジョン、シロキサン、シリコーン流体、ガラスビーズ、ポリマー繊維、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、およびジンクピリチオンを有していないこともある。好ましくは、本発明のルーフカバーボードを作製するためのプロセスにおける乾燥ベースマットおよびスラリーは、Ｂ２Ｏ３（三酸化ホウ素）および他のホウ素化合物も有していないこともある。
【０１０３】
前述の添加剤の除外は、無水ベースであり、そのため水は除外しない。
【０１０４】
特性
好ましくは、本発明のルーフカバーボード、ならびに本発明の対応する乾燥ベースマットは、約１／４インチ（６．４ｍｍ）〜約１インチ（２５．４ｍｍ）、好ましくは約１／４インチ（６．４ｍｍ）〜約３／４（１９ｍｍ）、より好ましくは約３／８インチ（９．５ｍｍ）〜約５／８インチ（１５．９ｍｍ）の厚さを有する。
【０１０５】
好ましくは、コーティングおよび／またはガラス積層体を含む本発明のルーフカバーボードは、約１０ｐｃｆ（１６０ｋｇ／ｍ３）〜約１７ｐｃｆ（２７２ｋｇ／ｍ３）、より好ましくは約１１ｐｃｆ（１７６ｋｇ／ｍ３）〜約１４ｐｃｆ（２２４ｋｇ／ｍ３）の密度を有する。
【０１０６】
好ましくは、コーティングおよび／またはガラス積層体を含まない本発明のルーフカバーボードは、約１１ｐｃｆ（１７６ｋｇ／ｍ３）〜約１８ｐｃｆ（２８８ｋｇ／ｍ３）、より好ましくは約１２ｐｃｆ（１９２ｋｇ／ｍ３）〜約１５ｐｃｆ（２４０ｋｇ／ｍ３）の密度を有する。
【０１０７】
有利には、本発明のルーフカバーボードは、ポリマー系ルーフカバーボードよりも音響特性が向上している（例えば、音減衰が改善されている）。
【０１０８】
天井タイルの音響特性を測定するために伝統的に使用されている、ＡＳＴＭ  Ｃ４２３−１７のノイズ低減係数（ＮＲＣ）およびＡＳＴＭ  Ｅ  １４１４−１６の天井減衰クラス（ＣＡＣ）は、本発明のルーフカバーボードの音響特性を測定するために使用することができる。本発明の厚さ１／２インチのパーライト系、鉱物ウール／パーライト系、または鉱物ウール系ルーフカバーボードの場合、ＮＲＣは約０．５０〜約０．８５であり、ＣＡＣは約２５〜約３５であり得る。本発明の厚さ３／４インチのパーライト系、鉱物ウール／パーライト系、または鉱物ウール系ルーフカバーボードの場合、ＮＲＣは約０．６０〜約０．９５であり、ＣＡＣは約２５〜約３５であり得る。
【０１０９】
本発明のパーライト系ルーフカバーボードは、ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−１６によると約４０ｐｓｉ〜約２００ｐｓｉの破断係数（ＭＯＲ）およびＡＳＴＭ  Ｃ２０９−１５によると約２０ｐｓｉ〜約７５ｐｓｉの圧縮強度を有することができる。本発明の鉱物ウール／パーライト系ルーフカバーボードは、ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−１６によると約４０ｐｓｉ〜約２００ｐｓｉの破断係数（ＭＯＲ）およびＡＳＴＭ  Ｃ２０９−１５によると約４０ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉの圧縮強度を有することができる。本発明の鉱物ウール系ルーフカバーボードは、ＡＳＴＭ  Ｃ４７３−１６によると約５０ｐｓｉ〜約１５０ｐｓｉのＭＯＲおよびＡＳＴＭ  Ｃ２０９−１５によると約７５ｐｓｉ〜約２５０ｐｓｉの圧縮強度を有することができる。
【０１１０】
試料を約３０分間１０００°Ｆ（５３８℃）に加熱した後、着火損失（ＬＯＩ）（％）を測定する。本発明のパーライト系カバーボードは、約１０％〜約３０％のＬＯＩ％を有し得る。本発明の鉱物ウール／パーライト系カバーボードは、約７％〜約３５％のＬＯＩ％を有し得る。本発明の鉱物ウール系ボードは、約４％〜約１０％のＬＯＩ％を有し得る。
【０１１１】
本発明のルーフカバーボードの吸水性は、ＡＳＴＭ  Ｃ４７３によると、２時間にわたって吸収された水の体積パーセントとして測定することができる。本発明のパーライト系、鉱物ウール／パーライト系、および鉱物ウール系ルーフカバーボードは、約１体積％〜約３．５体積％の吸水率を有することができる。
【０１１２】
ルーフカバーボードを使用する方法
カバーボードは、屋根膜が接着されている薄い基材である。カバーボードは、膜の下かつ断熱材の上に直接設置する。多くはデッキに直接固定されるか、または低層発泡接着剤（ｌｏｗ−ｒｉｓｅ  ｆｏａｍ  ａｄｈｅｓｉｖｅ）または高温アスファルトで断熱材に接着させることができる。カバーボードが正しく設置されていることを確認するには：１．カバーボードと断熱材接合部をずらす、２．プレートまたは接着剤を有する承認済みのファスナーを使用して設置し、ファスナーの間隔についてはメーカーの指示に従う、３．最終膜システムによってカバーできるもののみを同日内に設置する。適切なタイプのカバーボードを選択して設置すると、建物のエネルギー効率および他の利点につながる。これにより、建物の所有者およびスペースのすべての居住者にとって有益な高性能の建物が作りだされる。
【０１１３】
カバーボードは、既存の基材に完全に接着させることができるか、または機械的に固定することができる。機械的な取り付けは、風揚圧力要件に従って完了されるべきである。完全に密着したカバーボードは、適切なルーフィング手順に従って適用すべきである。カバーボードは、断熱材底層の上に配置すべきである。
【０１１４】
ＦＭ（Ｆａｃｔｏｒｙ  Ｍｕｔｕａｌ）は、風揚圧力に関するデフォルトの試験標準である。テスト済みのルーフアセンブリは、ＦＭのＷｅｂサイトで見つけることができる。試験は、コンポーネントではなくアセンブリに基づいている。２つの主要なＦＭ試験標準は、ＦＭ  ４４５０およびＦＭ  ４４７０である。ＦＭ  ４４５０は、クラス１断熱金属デッキを試験する。ＦＭ  ４４７０は、他のすべてのクラス１ルーフカバーを試験する。ＦＭ試験では、ルーフシステムは、デッキ下から、３０ポンド／平方フィート（ｐｓｆ）まで加圧され、１分間保持される。圧力は、破損するまで毎分１５ｐｓｆずつ増加させる。
【０１１５】
ＵＬ（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒ’ｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）には、風荷重を試験するための２つの規格、ＵＬ  ５８０およびＵＬ  １８９７を有している。試験の単位は、ポンド／平方フィートである。これは、設計番号ではなく、試験番号である。ＵＬ  ５８０は、動的圧力試験である。下からの圧力に加えて、ＵＬ  ５８０は、膜の頂部に真空を引く。圧力レベルは、試験全体を通して変化させる。ＵＬ  １８９７は、静圧試験であり、安定した負圧を作り出す装置を膜の表に配置する。圧力は、１分間保持され、破損するまで１５ポンド／平方フィート（Ｐｓｆ）ずつ増加させる。
【０１１６】
風揚圧力は、屋根の下の圧力がその上よりも大きい場合に発生する力であり、風揚圧力がルーフシステムの設計よりも大きい場合、建物から屋根を吹き飛ばすことができる。設計の専門家は、典型的には、ＡＳＣＥ  ７−１０を使用して、建物の適切な風荷重を見つけ出す。その設計パラメータが発見されたら、デフォルトの試験機関はＦＭ（４４５０、４４７０）およびＵＬ（５８０、１８９７）である。
【０１１７】
カバーボードを適用するには、熱アスファルトまたは特別に配合された接着剤（例えば、低層発泡接着剤またはポリウレタン接着剤）を完全に均一に適用して、カバーボードを断熱材の底層に固定すべきである。
【０１１８】
断熱材ボード接合部は、断熱材の底層の接合部に対して可能な最大寸法だけずらされた末端接合部と衝頭接合させかつ整列させるべきである。ボード末端および側面がそれらの長さに沿ってすべて接触していることを確認する。ボードの小さなギャップは屋根用接着剤で埋めるべきである。最上層における断熱材ボードの接合部は、垂直方向にずらして、底層における断熱材ボードの接合部からオフセットさせるべきである。断熱材ボードのエッジは、正方形であるべきであり、フラッシュし、隣接した断熱材ボードのエッジと適度に接触しているべきである。ボード間の末端接合部はずらすべきである。
【０１１９】
図４および図５は、本発明のカバーボードと共に使用することができる従来の屋根トラスの２つの形態を側面図で示している。図４および図５に示すような屋根トラスのための従来のビームは、ウェブ部材７２によって下弦７１から支持されたビームによって構成された上弦７０を有する。建築物上で直立すると、下弦７１は壁枠（図示せず）にまたがり、壁枠に固定され、したがって、屋根瓦棒の固定部分として意図される上弦７０にかかる荷重は、ウェブ部材７２によって係合される位置で軸方向の圧縮力および曲げモーメントを受ける。図４の部分Ａは、ウェブ７２の上端がトラスの上弦７０内に存在する場所である。図４の部分Ｂは、ウェブ７２の下端がトラスの下弦７１内に存在する場所である。図４の部分Ｃは、下弦７１を、上弦７０に対する、かつ壁構造の天板（ｔｏｐ  ｐｌａｔｅ）（図示せず）に対する、固定を示している。フレーミングは、典型的には、金属フレーミングであり、上弦７０、下弦７１、およびウェブ７２は、典型的には、薄板金属から成形されたロールである。弦１０、１１、およびウェブ１２は、ファスナー（図示せず）によって固定され得る。
【０１２０】
図６は、図５のフレーミングに基材として支持され、取り付けられた従来のパネルの等角図を示している。パネルは、例えば、合板、波形金属シート、または他の構造パネルである。しかしながら、典型的には、パネルは、金属フレーム上の波形金属シートである。フレーミングは、ウェブ部材１２によって下弦１１から支持されたビームによって構成される上弦１０を有する屋根トラスを有する。また、フレーミングは、屋根トラスに取り付けられた母屋１３を有する。図６は、母屋１３に対して平行なパネルを示している。図示されていない実施形態では、図６のパネルは、母屋１３に対して９０度回転するように適用することができよう。
【０１２１】
本ルーフカバーボードを用いる典型的な複合構造には、下から次のものが含まれる：
金属ルーフデッキ、
断熱材の層、
カバーボード、
ルーフィング膜、
シングル、砂利、または他のトップカバー。断熱材は一般に、金属ルーフデッキにネジまたは他のファスナーで取り付けられる。ルーフカバーボードと膜との間の結合は、アスファルトまたは他の接着剤によりなされる。断熱材とルーフカバーボードとの間の結合は、アスファルトまたは他の接着剤の別の層によってなされるが、必要に応じて、ルーフカバーボードは、金属ルーフデッキにネジまたは他のファスナーで取り付けることができる。
【０１２２】
図７は、本発明を示しており、数字１０１は、母屋Ｐによって下から支持された波形シート１１２と、機械的ファスナー（ネジ）１０４によって波形シート１０２に上から固定されたルーフ断熱材ボード１２４と、を含む複合ルーフアセンブリを全体的に示している。波形シート１０２は、典型的には、コネクタ部分１１２によって結合された実質的に等しい長さの平坦部分１０８および１１０を有し、直線、平行、規則的、および等しく湾曲した隆起および中空を提供する。この構成は、中立軸１１４の上下にある波形シート１０２の表面積の実質的に等しい分布を有する。熱アスファルトまたは他の好適な接着材料の第１の層１１６が、断熱材１２４の上に適用される。断熱材ボードは、典型的には、低密度で、主にポリマー発泡材料である。
【０１２３】
図面に示した特定のルーフカバー１３２は、基材１０６の表面に適用された第２のアスファルト層１３４を含み、その上に好適なルーフィング膜１３６が敷かれる。熱アスファルトまたは他の好適な接着材料の第３の層１３８が、膜１３６の上に適用され、砂利または他の好適な表面材料の層１４０がそれに適用される。膜は、任意の従来のルーフィング膜である。膜は、屋根表面での沈殿または結露に起因する水の浸透を防ぐ防水層を提供する。膜は、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、および改質ビチューメンなどの材料から構成され得る。膜はまた、高温適用アスファルト（ｈｏｔ  ａｐｐｌｉｅｄ  ａｓｐｈａｌｔ）、強化ガラス繊維、布、または紙の層を含む複合材も含んでよい。エラストマーシーラーを布と組み合わせて使用して、耐水性膜を形成してもよい。典型的なルーフィングふき膜は、ＥＰＤＭゴム、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）、例えば、ポリエチレン、ケトンエチレンエステル（ＫＥＥ）、またはポリ塩化ビニルから作製される。防水ルーフィング膜は、好ましくは、所定のパターンで適用されたアスファルトまたは接着剤でルーフカバーボードに接着される。建設において一般に使用される好適な接着剤の例としては、エポキシ、ポリスルフィド、ポリウレタン、ケトンエチレンエステルが挙げられる。
【０１２４】
より一般的なルーフカバーのいくつかのものとして、スレート、組成物または木製のシングル、組成物ルーフィングペーパー、ルーフィング顆粒などが挙げられる。ルーフカバーのタイプおよび選択されるその取り付け方法は、特定の建物に必要な性能を確保するために正当化できる費用に大きく左右される。
【実施例１】
【０１２５】
ボード作製手順
壁パネルボードは、次の配合物を使用して調製した：すなわち、鉱物ウール、パーライト、リサイクル新聞用紙、コーンスターチ、および粘土。ボードは０．５インチの目標厚さで形成した。
【０１２６】
ボードを形成した後、湿ったボードを空気循環オーブンにおいて６００°Ｆで４５分間乾燥させた。その後、乾燥は３００°Ｆ（１４９℃）で３時間で完了した。ＴＡＰＰＩボードを３インチ×１０インチおよび４インチ×４インチの試料に切断して試験した。ボードの半分は、そのままで、もう半分は、サイズ剤を含む組成物で噴霧コーティングまたはロールコーティングした。
【０１２７】
試験手順
ＭＯＲ（破壊係数）およびボール硬度の測定を行なった。ＭＯＲ測定には、３インチ×１０インチの試料を使用した。硬度試験では、直径２インチのスチールボールを一定の速度でボードに１／８インチの深さまで押し込み、その最大力を報告する。破断荷重は、曲げピーク荷重としても知られている。
【０１２８】
吸水試験には、４インチ×４インチの正方形の試料を使用した。最初に試料を個別に計量し、次いで７０°Ｆの水道水中に浸漬し、水面下約６〜８インチの深さで１時間保持した。１時間後、水から試料を取り出し、乾いたペーパータオルで軽くたたいて余分な表面水を取り除いた後、再計量した。
【０１２９】
２時間の絶対吸水量は、各試料の浸漬前後の重量差として表される。吸水率は、試験試料の元の乾燥重量と比較した吸水率である。
【０１３０】
この板の組成は、およそ、鉱物ウール：１６重量％、新聞紙：１４重量％、パーライト６０重量％、デンプン：１０重量％であった。
【０１３１】
表４では、サイズ剤を含まない低密度天井ボード乾燥ベースマットを、同じ組成ではあるがアルキル置換イミダゾリドンサイズ剤を含有する本発明のボードと比較する。吸水率は、試料を水中に２時間浸漬した後の吸水率である。ＡＳＴＭ  Ｃ４７３に指定されている１４インチではなく、試験片サポートが１０インチ間隔で配置されていることを除いて、ＭＯＲ／破断荷重（曲げピーク荷重）についてはＡＳＴＭ  Ｃ４７３に準拠した。ＭＯＲの試料は３インチ幅であった。
【０１３２】
【表４】
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【実施例２】
【０１３３】
図８は、試験されたボード、すなわち、サイズ剤を欠くルーフボード乾燥ベースマットを、同じ組成であるがアルキル置換イミダゾリドンサイズ剤を含有する本発明のルーフボード乾燥ベースマットと比較している。図８は、アルキル置換イミダゾリドンサイズ剤が、約０．２５〜０．５％の添加レベルで十分であることを示している。この添加レベルは、約１．２５〜２．５ポンド／ＭＳＦ（乾燥）である。ボードは、鉱物ウール：１８％、新聞用紙：１２％、パーライト６０％、および澱粉：１０％で作製された。ボードは、約１２〜１３ポンド／立方フィートである。
【０１３４】
発明の条項
下記の条項は、本発明の様々な態様を説明する。
【０１３５】
条項１．複合ルーフィング構造であって、
約８重量％〜約２５重量％の鉱物ウールと、
約４０重量％〜約６５重量％のパーライトと、
約９重量％〜約１５重量％の結合剤と、
約９重量％〜約１５重量％のセルロース繊維と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマットを含むルーフカバーボードと；
断熱材の層と；
ルーフィング膜の層と；を含み、
ルーフカバーボードは断熱材層の上にあり、ルーフィング膜はルーフカバーボードの上にあり、ルーフカバーボードは断熱材層に取り付けられ、ルーフィング膜はルーフカバーボードに取り付けられている、複合ルーフィング構造。
【０１３６】
条項２．乾燥ベースマットが、三酸化ホウ素、ガラス繊維、石膏、ワックスエマルジョン、シロキサン、シリコーン流体、ガラスビーズ、ポリマー繊維、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、およびジンクピリチオンを有していない、条項１に記載の複合ルーフィング構造。
【０１３７】
条項３．乾燥ベースマットが、乾燥ベースマットの表面上に、ガラスマット積層体またはコーティングをさらに含む、条項１または２に記載のルーフ複合ルーフィング構造。
【０１３８】
条項４．乾燥ベースマットの表面上にアスファルトコーティングをさらに含む、条項１または２に記載の複合ルーフィング構造。
【０１３９】
条項５．ルーフカバーボードの乾燥ベースマットが、約１０ポンド／立方フィート〜約１７ポンド／立方フィート（１６０〜２７２ｋｇ／立方メートル）の密度および約１／４インチ〜約１インチ（０．６３５〜２．５４ｃｍ）の厚さを有する、条項１または２に記載の複合ルーフィング構造。
【０１４０】
条項６．サイズ剤が、ワックス、ポリウレタン、シロキサン、シリコーン流体、アルキルケテンダイマー、アルキルケテンマルチマー、アルケニルコハク酸無水物、アルキル置換コハク酸無水物、アルキル置換コハク酸メラミン、アルキル置換イミダゾリドン、スチレンマレイン酸無水物、スチレンアクリル酸、エチレンアクリル酸、１，１−オクタデコキシオクタデカン、ステアリルアルデヒドのジステアリルアセタール、セルロースステアレート、カルシウムステアレート、ジアリルアミンとアクリルアミドとのコポリマー、アルキル置換合成イミダゾリドン、アルカリ性サイズ剤、酸系サイズ剤Ｃ６〜Ｃ２４不飽和炭化水素化合物、ミョウバンおよびロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニルケテンダイマー、アルケニルコハク酸無水物、カルボキシルメチルセルロース、アルキルケテンダイマーアルキルコハク酸無水物、およびそれらの混合物の群から選択される条項１または２に記載の複合ルーフィング構造。
【０１４１】
条項７．ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、シロキサン、およびシリコーン流体が存在しない、条項６に記載の複合ルーフィング構造。
【０１４２】
条項８．ルーフカバーボードの乾燥ベースマットが、約１５ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆ（２４０〜２７２ｋｇ／立方メートル）の密度を有する、条項１または２に記載の複合ルーフィング構造。
【０１４３】
条項９．複合ルーフィング構造であって、
約３０重量％〜約７０重量％の鉱物ウールと、
約１０重量％〜約５０重量％のパーライトと、
約５重量％〜約１５重量％の結合剤と、
約２重量％〜約２０重量％のセルロース繊維と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマットを含むルーフカバーボードと；
断熱材の層と；
ルーフィング膜の層と；を含み、
ルーフカバーボードは断熱材層の上にあり、ルーフィング膜はルーフカバーボードの上にあり、ルーフカバーボードは断熱材層に取り付けられ、ルーフィング膜はルーフカバーボードに取り付けられている、複合ルーフィング構造。
【０１４４】
条項１０．乾燥ベースマットが、三酸化ホウ素、ガラス繊維、石膏、ワックスエマルジョン、シロキサン、シリコーン流体、ガラスビーズ、ポリマー繊維、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、およびジンクピリチオンを有していない、条項９に記載の複合ルーフィング構造。
【０１４５】
条項１１．乾燥ベースマットが、乾燥ベースマットの表面上に、ガラスマット積層体またはコーティングをさらに含む、条項９または１０に記載の複合ルーフィング構造。
【０１４６】
条項１２．乾燥ベースマットが、乾燥ベースマットの表面上に、アスファルトコーティングをさらに含む、条項９または１０に記載の複合ルーフィング構造。
【０１４７】
条項１３．ルーフカバーボードの乾燥ベースマットが、約１０ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆ（１６０〜２７２ｋｇ／立方メートル）の密度および約１／４インチ〜約１インチ（０．６３５〜２．５４ｃｍ）の厚さを有する、条項９または１０に記載の複合ルーフィング構造。
【０１４８】
条項１４．サイズ剤が、ワックス、ポリウレタン、シロキサン、シリコーン流体、アルキルケテンダイマー、アルキルケテンマルチマー、アルケニルコハク酸無水物、アルキル置換コハク酸無水物、アルキル置換コハク酸メラミン、アルキル置換イミダゾリドン、スチレンマレイン酸無水物、スチレンアクリル酸、エチレンアクリル酸、１，１−オクタデコキシオクタデカン、ステアリルアルデヒドのジステアリルアセタール、セルロースステアレート、カルシウムステアレート、ジアリルアミンとアクリルアミドとのコポリマー、アルキル置換合成イミダゾリドン、アルカリ性サイズ剤、酸系サイズ剤Ｃ６〜Ｃ２４不飽和炭化水素化合物、ミョウバンおよびロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニルケテンダイマー、アルケニルコハク酸無水物、カルボキシルメチルセルロース、アルキルケテンダイマーアルキルコハク酸無水物、およびそれらの混合物の群から選択される条項８または９に記載の複合ルーフィング構造。
【０１４９】
条項１５．ルーフカバーボードの乾燥ベースマットが、約１５ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆ（２４０〜２７２ｋｇ／立方メートル）の密度を有する、条項１または２に記載の複合ルーフィング構造。
【０１５０】
条項１６．複合ルーフィング構造であって、
約６０重量％〜約９０重量％の鉱物ウールと、
０重量％〜約１０重量％のガラス繊維と、
０重量％〜約１０重量％のパーライトと、
約４重量％〜約１０重量％の結合剤と、
０重量％〜約５重量％の石膏と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマットを含むルーフカバーボードと；
断熱材の層と；
ルーフィング膜の層と；を含み、
ルーフカバーボードは断熱材層の上にあり、ルーフィング膜はルーフカバーボードの上にあり、ルーフカバーボードは断熱材層に取り付けられ、ルーフィング膜はルーフカバーボードに取り付けられている、複合ルーフィング構造。
【０１５１】
条項１７．ルーフカバーボードが、三酸化ホウ素、セルロース繊維、ワックスエマルジョン、シロキサン、シリコーン流体、ガラスビーズ、ポリマー繊維、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、およびジンクピリチオンを有していない、条項１６に記載の複合ルーフィング構造。
【０１５２】
条項１８．ルーフカバーボードが、セルロース繊維、三酸化ホウ素、ガラス繊維、パーライト、または石膏のうちの少なくとも１つを有していない、請求項１６または１７に記載の複合ルーフィング構造。
【０１５３】
条項１９．乾燥ベースマットが、乾燥ベースマットの表面上に、ガラスマット積層体またはコーティングをさらに含む、条項１６または１７に記載の複合ルーフィング構造。
【０１５４】
条項２０．乾燥ベースマットが、乾燥ベースマットの表面上に、アスファルトコーティングをさらに含む、条項１６または１７に記載の複合ルーフィング構造。
【０１５５】
条項２１．ルーフカバーボードの乾燥ベースマットが、約１０ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆの密度および約１／４インチ〜約１インチ（０．６３５〜２．５４ｃｍ）の厚さを有し、そのルーフカバーボードが、セルロース繊維のうちの少なくとも１つを有していない、条項１６または１７の複合ルーフィング構造。
【０１５６】
条項２２．サイズ剤が、ワックス、ポリウレタン、シロキサン、シリコーン流体、アルキルケテンダイマー、アルキルケテンマルチマー、アルケニルコハク酸無水物、アルキル置換コハク酸無水物、アルキル置換コハク酸メラミン、アルキル置換イミダゾリドン、スチレンマレイン酸無水物、スチレンアクリル酸、エチレンアクリル酸、１，１−オクタデコキシオクタデカン、ステアリルアルデヒドのジステアリルアセタール、セルロースステアレート、カルシウムステアレート、ジアリルアミンとアクリルアミドとのコポリマー、アルキル置換合成イミダゾリドン、アルカリ性サイズ剤、酸系サイズ剤Ｃ６〜Ｃ２４不飽和炭化水素化合物、ミョウバンおよびロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニルケテンダイマー、アルケニルコハク酸無水物、カルボキシルメチルセルロース、アルキルケテンダイマーアルキルコハク酸無水物、およびそれらの混合物の群から選択される条項１６または１７に記載の複合ルーフィング構造。
【０１５７】
本発明の特定のバージョンが示され、説明されたが、より広い態様および添付の特許請求の範囲に記載された本発明から逸脱することなく変更および修正を行うことができることを当業者は理解する。
【図１】
2020533495.tif 000007
【図２】
2020533495.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月7日(2020.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合ルーフィング構造であって、
ルーフカバーボードと、
断熱材の層と、
ルーフィング膜の層と、を含み、
前記ルーフカバーボードが前記断熱材の層の上にあり、前記ルーフィング膜が前記ルーフカバーボードの上にあり、前記ルーフカバーボードが前記断熱材の層に取り付けられており、前記ルーフィング膜が前記ルーフカバーボードに取り付けられており、
前記ルーフカバーボードが、
（ａ）乾燥ベースマットであって、
約８重量％〜約２５重量％の鉱物ウールと、
約４０重量％〜約６５重量％のパーライトと、
約９重量％〜約１５重量％の結合剤と、
約９重量％〜約１５重量％のセルロース繊維と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマット、または
（ｂ）乾燥ベースマットであって、
約３０重量％〜約７０重量％の鉱物ウールと、
約１０重量％〜約５０重量％のパーライトと、
約５重量％〜約１５重量％の結合剤と、
約２重量％〜約２０重量％のセルロース繊維と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマット、または
（ｃ）乾燥ベースマットであって、
約６０重量％〜約９０重量％の鉱物ウールと、
０重量％〜約１０重量％のガラス繊維と、
０重量％〜約１０重量％のパーライトと、
約４重量％〜約１０重量％の結合剤と、
０重量％〜約５重量％の石膏と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む乾燥ベースマット、を含む、複合ルーフィング構造。
【請求項２】
前記乾燥ベースマットが、
約８重量％〜約２５重量％の鉱物ウールと、
約４０重量％〜約６５重量％のパーライトと、
約９重量％〜約１５重量％の結合剤と、
約９重量％〜約１５重量％のセルロース繊維と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む、請求項１に記載の複合ルーフィング構造。
【請求項３】
前記サイズ剤が、ワックス、ポリウレタン、シロキサン、シリコーン流体、アルキルケテンダイマー、アルキルケテンマルチマー、アルケニルコハク酸無水物、アルキル置換コハク酸無水物、アルキル置換コハク酸メラミン、アルキル置換イミダゾリドン、スチレンマレイン酸無水物、スチレンアクリル酸、エチレンアクリル酸、１，１−オクタデコキシオクタデカン、ステアリルアルデヒドのジステアリルアセタール、セルロースステアレート、カルシウムステアレート、ジアリルアミンとアクリルアミドとのコポリマー、アルキル置換合成イミダゾリドン、アルカリ性サイズ剤、酸系サイズ剤Ｃ６〜Ｃ２４不飽和炭化水素化合物、ミョウバンおよびロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニルケテンダイマー、アルケニルコハク酸無水物、カルボキシルメチルセルロース、アルキルケテンダイマーアルキルコハク酸無水物、ならびにそれらの混合物の群から選択され、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、シロキサン、およびシリコーン流体が存在していない、請求項２に記載の複合ルーフィング構造。
【請求項４】
前記乾燥ベースマットが、
約３０重量％〜約７０重量％の鉱物ウールと、
約１０重量％〜約５０重量％のパーライトと、
約５重量％〜約１５重量％の結合剤と、
約２重量％〜約２０重量％のセルロース繊維と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイジンと、を含む、請求項１に記載の複合ルーフィング構造。
【請求項５】
前記乾燥ベースマットが、
約６０重量％〜約９０重量％の鉱物ウールと、
０重量％〜約１０重量％のガラス繊維と、
０重量％〜約１０重量％のパーライトと、
約４重量％〜約１０重量％の結合剤と、
０重量％〜約５重量％の石膏と、
約０．２５重量％〜約２重量％のサイズ剤と、を含む、請求項１に記載の複合ルーフィング構造。
【請求項６】
前記ルーフカバーボードが、三酸化ホウ素、ガラス繊維、ワックスエマルジョン、シロキサン、シリコーン流体、ガラスビーズ、ポリマー繊維、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、およびジンクピリチオンを有していない、請求項１、２、または４のいずれかに記載の複合ルーフィング構造。
【請求項７】
前記ルーフカバーボードが、セルロース繊維、三酸化ホウ素、ガラス繊維、パーライト、または石膏のうちの少なくとも１つを有していない、請求項５に記載の複合ルーフィング構造。
【請求項８】
前記ルーフカバーボードが、三酸化ホウ素、セルロース繊維、ワックスエマルジョン、シロキサン、シリコーン流体、ガラスビーズ、ポリマー繊維、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、およびジンクピリチオンを有していない、請求項５または７に記載の複合ルーフィング構造。
【請求項９】
前記乾燥ベースマットが、乾燥ベースマットの表面上に、ガラスマット積層体またはコーティングをさらに含む、請求項１、２、４、または５のいずれかに記載の複合ルーフィング構造。
【請求項１０】
前記ルーフカバーボードの前記乾燥ベースマットが、約１０ｐｃｆ〜約１７ｐｃｆの密度および約１／４インチ〜約１インチ（０．６３５〜２．５４ｃｍ）の厚さを有する、請求項１、２、４、または５のいずれかに記載の複合ルーフィング構造。
【国際調査報告】
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