(57)【要約】      （修正有）【課題】強化された音響特性を有する建築用ボードの構造の提供。【解決手段】ボードは、対向する化粧シートおよび中間硬化石膏コア２２を有する石膏ボードである。開放セルポリマーシート２８は、石膏コア２２内に形成され、その結果得られたボードは、吸音性が強化される。代替的な実施形態では、ポリマー発泡体の個片は、ポリマーシートの代わりに使用される。また、音響特性が強化されたボードを連続工程で形成することができる、様々な製造方法を開示する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響特性が強化された複合多層建築用パネルであって、
不織の、不規則に整列した無機繊維から形成される同一平面上の対向する上部マットおよび下部マットを含み、前記マットは多孔質であり、かつ内面および外面を有し、
前記上部マットおよび前記下部マットをコーティングする硬化スラリーの上層および下層を含み、前記上層および前記下層は、前記上部マットおよび前記下部マットに浸透し、これにより、各マットの前記外面は、硬化スラリーによって実質的に覆われ、
前記上層および前記下層の間に延びる厚さを有する硬化石膏のコア層を含み、前記コアスラリー層は、前記上部スラリー層および前記下部スラリー層の密度よりも小さい密度を有し、
ポリマーシートは、前記ポリマーシートが前記コアスラリー層内に位置決めされるが、前記コアスラリー層が浸透していない厚さを有し、前記シートは、メラミン樹脂から形成され、かつ、前記シートの厚さ全体にわたって複数の開放セルを含み、前記ポリマーシートは吸音特性を有し、一連の開口は、前記ポリマーシートが前記コア層と接合することを可能にする前記ポリマーシートの厚さを通して形成され、前記コア層の厚さは、前記ポリマーシートの厚さよりも大きい、複合多層建築用パネル。
【請求項２】
音響特性が強化された複合多層建築用パネルであって、
同一平面上の対向する上部紙シートおよび下部紙シートを含み、前記シートは、内面および外面を有し、
前記上部紙シートと前記下部紙シートとの間に延びる厚さを有する硬化石膏のコア層を含み、
ポリマーシートは、前記コアスラリー層内に位置決めされるが、前記コアスラリー層が浸透していない厚さを有し、前記シートは、前記シートの厚さ全体にわたって複数の開放セルを含む、パネル。
【請求項３】
前記シートは、熱硬化性樹脂から形成される、請求項２に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項４】
前記シートは、メラミン樹脂から形成される、請求項２に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項５】
前記開放セル発泡体は建築用パネルの吸音特性を向上させる、請求項２に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項６】
前記ポリマーシートが前記コア層と接合することを可能にする前記ポリマーシートの厚さを通して形成された一連の開口をさらに含む、請求項２に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項７】
前記上部紙シートおよび前記下部紙シートをコーティングする硬化スラリーの上層および下層をさらに含み、前記硬化スラリーの上層および下層は、コアスラリー層よりも大きい密度を有する、請求項２に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項８】
音響特性が強化された複合多層建築用パネルであって、
内面および外面を有する同一平面上の対向する上部マットおよび下部マットと、
前記上部マットおよび前記下部マットをコーティングする硬化スラリーの上層および下層と、
前記上層と前記下層との間に延びる厚さを有する硬化石膏のコア層と、
前記コアスラリー層内に位置決めされる開放セルポリマーとを含む、パネル。
【請求項９】
前記上部マットおよび前記下部マットは、不織の、不規則に整列した無機繊維から形成される多孔質のマットである、請求項８に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項１０】
前記硬化スラリーの上層および下層は、前記上部マットおよび前記下部マットに浸透し、これにより、各マットの前記外面は実質的に覆われる、請求項９に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項１１】
前記開放セルポリマーはメラミン樹脂である、請求項８に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項１２】
前記開放セルポリマーは、前記建築用ボードに吸音特性を与える、請求項８に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項１３】
前記コアスラリー層は、前記上部スラリー層および前記下部スラリー層の密度よりも概して小さい密度を有する、請求項８に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項１４】
前記ポリマーは、複数の開放セルポリマー片を含む、請求項８に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項１５】
前記ポリマー片はメラミン樹脂から形成される、請求項１４に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項１６】
前記コア層は前記個別のポリマー片の周囲に延びるが、前記個別のポリマー片に浸透しない、請求項１４に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項１７】
前記ポリマーは、発泡ポリマーのブランケットを含む、請求項８に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項１８】
前記ブランケットは、前記建築用ボードに吸音特性を与える、請求項１７に記載の複合多層建築用パネル。
【請求項１９】
前記ブランケットはメラミン樹脂から形成される、請求項１７に記載の複合多層建築用パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、建築用ボードの構造に関する。より具体的には、本発明は、防音発泡体を含む建築用ボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
建築用ボードはまた、壁板、石膏ボードまたは乾式壁として知られ、今日、世界で最も一般的に使用される建築部材の一つである。建築用ボードはしばしば住居の内部に使用され、完成した壁装材、および構造的な部屋の仕切りの両方として機能する。建築用ボードは住居の外部に使用されてもよく、天候からの保護および断熱を提供するための被覆材料として役立つ。建築用ボードはまた、階段の吹き抜け、エレベータシャフトおよび内部ダクトなどの他の構造のための内装としても使用されてもよい。
【０００３】
建築用ボードの特に一般的な形態は、石膏ボードとして知られている。石膏ボードは、２つの対向する剥離紙の間にセメント系石膏スラリーの層を堆積することで構築される。石膏スラリーは、硫酸カルシウムの半水和形態であり、建築部材としての使用に適したものにする多くの物理的特性を有する。例えば、石膏ボードは、一般的に、滑らかな外面を有し、厚さは一貫性があり、塗料などの仕上げの強化の適用を可能にする。ある程度の耐火性および騒音軽減を提供するので、石膏ボードもまた望ましい。
【０００４】
紙で覆われた石膏ボードの一例は、Ｖｏｎ  Ｈａｚｍｂｕｒｇの米国特許第２，８０６，８１１号明細書に開示されている。Ｖｏｎ  Ｈａｚｍｂｕｒｇは、主に厚い石膏コアからなる板を開示しており、この厚い石膏コアは、マニラ紙および新聞用紙の両方からなる繊維状の包みに閉じ込められている。これらのシート層は、従来の多筒円網抄紙工程から作ることができる。
【０００５】
建築用ボードの他の一般的な形態は、ガラス強化石膏（ＧＲＧ）ボードとして知られている。このような板の一例は、Ｂａｅｈｒらの米国特許第４，２６５，９７９号明細書に開示されている。Ｂａｅｈｒは、中間石膏コアを含む対向するガラス繊維マットから構成される建築用ボードを開示している。この構成は、硬化した外面を提供し、従来の紙張り板から改善されている。
【０００６】
さらに別の型の石膏ボードは、Ｐｉｌｇｒｉｍの共同所有である米国特許第４，３７８，４０５号明細書に開示されている。Ｐｉｌｇｒｉｍは、多孔質で不織のガラスマットを含む一方または両方の側面に面したＧＲＧボードを開示している。Ｐｉｌｇｒｉｍのガラスマットは、スラリーコアに完全に埋め込まれる。マット内の多孔質の開口を通過させることは、石膏スラリーを振動させることで達成される。Ｐｉｌｇｒｉｍの教示するようにマットをコア内に埋め込んだ結果、スラリーの薄膜が板の外面に形成される。この構成の建築用ボードは、埋め込みガラス強化石膏（ＥＧＲＧ）ボードと呼ばれる。
【０００７】
これらの様々な建築用ボード構成は、多くの有益な特性を提供する。しかし、これらの構成のいずれも、増強された音響特性を提供していない。この結果、これらの板は、あったとしても吸音性または断熱性をほとんど提供せず、防音壁として作用する。建築用ボードが部屋の仕切りまたはさらに外装用建築部材として使用される場合、吸音性および断熱性は特に重要である。したがって、増強された音響特性を有する建築用ボードが当技術分野において求められる。より具体的には、音波を吸収する板が、当技術分野において必要である。本発明は、これらの目的およびその他の目的を達成することを目的とする。
【発明の概要】
【０００８】
本開示の建築用ボードは、いくつかの重要な利点を有している。特に、開示の建築用ボードは、ボードの任意の構造的特徴を犠牲にすることなく、吸音性が増強されている。
【０００９】
さらなる利点は、建築用ボードのコア内にポリマーシートを含むことにより、増強された音響特性を提供することで実現される。
【００１０】
本システムのまたさらに別の可能な利点は、連続製造方法を介してポリマーシートを組み込むことで達成され、これによって、本開示の建築用ボードが迅速かつ安価に製造されることを可能にする。
【００１１】
本システムの他の利点は、建築用ボードのコア内の一連の吸音ポリマー立方体を含むことで得られる。
【００１２】
本システムのまたさらに別の可能な利点は、連続製造方法を介してポリマー立方体をまたは粉末材料として組み込むことで達成され、これによって、本開示の建築用ボードが迅速かつ安価に製造されることを可能にする。
【００１３】
連続製造方法を介して吸音材料を石膏建築用ボードへ組み込むことによって、さらなる利点が認められている。
【００１４】
本発明の様々な実施形態は、これらの利点を全く有していなくてもよく、いくつか有していてもよく、あるいは全てを有していてもよい。本発明のその他の技術的利点は、当業者にとって容易に明らかになるであろう。
【００１５】
本開示およびその利点のより完全な理解のために、添付の図面とともに以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の建築用ボードのための可能な一製造工程を示す図である。
【００１７】
【図２】本開示の建築用ボードのための可能な他の製造工程を示す図である。
【００１８】
【図３】本開示の建築用ボードのための可能な他の製造工程を示す図である。
【００１９】
【図４】本開示の建築用ボードの実施形態の横断面図である。
【００２０】
【図５】本開示の建築用ボードの代替的実施形態の横断面図である。
【００２１】
【図６】本開示の建築用ボードの代替的実施形態の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本開示は、音響特性が強化された建築用ボードに関する。可能な一実施形態では、ボードは、対向する化粧シートおよび中間硬化石膏コアを有する石膏ボードである。開放セルポリマーシートは、石膏コア内に形成され、その結果得られたボードは、吸音性が強化される。代替的な実施形態では、ポリマー発泡体の個片は、ポリマーシートの代わりに使用される。また、音響特性が強化されたボードを連続工程で形成することができる、様々な製造方法を開示する。本開示の様々な構成要素および相互に関係する方法を、以下により詳細に説明する。
【００２３】
図１〜図３は、本開示の建築用ボードを構築するための様々な製造ライン（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ）を示す。図４〜図６は、本開示の様々なボード構造（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）の横断面図である。本開示のボードは、一般的に、硬化石膏コアのコア層２２および繊維状シート２４の対向する紙である。図４に示す特定の実施形態では、ボード２０ａは、一連の不織の、不規則に整列した無機繊維から形成される上部マット２４および下部マット２４を有する。これらのマットは、好ましくは、内面および外面を備えた多孔質である。紙の化粧シートが使用されてもよく、同様に、要素２４によって表される。
【００２４】
続けて図４を参照して、上部マット２４および下部マット２４は、緻密硬化スラリー２６の層で各々コーティングされる。緻密スラリー２６は、好ましくは、上部マット２４および下部マット２４に浸透する。この結果、各マット２４の外部表面は、硬化スラリーに実質的に覆われる。硬化石膏のコア層２２は、上部スラリー層２６と下部スラリー層２６との間に全面的に延び、かつ、これらの層２６と結合する。一実施形態では、コアスラリー層２２は、上部スラリー層２６および下部スラリー層２６の密度よりも小さい密度を有する。
【００２５】
強化された音響特性は、ポリマーシート２８をコアスラリー層２２へ含有させることで達成される。好ましい実施形態では、シート２８はメラミン樹脂から形成され、かつ、開放セル発泡体内に形成される。メラミン樹脂は、熱硬化性樹脂である。適切な発泡体は、Ｂａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）であり、ＢＡＳＦ社によって製造および販売されている。細く容易に成形されたウェブの三次元ネットワークを提供するため、Ｂａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）の発泡体は好ましい。Ｂａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）の発泡体はまた、その結果得られたボードに吸音性、耐化学性および耐火性をもたらす。しかし、その他のポリマー発砲体の使用もまた、本開示の範囲内である。１／２インチの厚さの建築用ボードには、１／８インチのポリマーシート２８が好ましい。
【００２６】
発泡体のセルに入る音波は、その後に減衰して消失し、これにより、シート２８に吸音特性を与える。このように、発泡体のセルは、ボードの形成中に石膏スラリーに残らないことが重要である。ポリマーシート２８は、コアスラリー層２２内に位置決めされるが、コアスラリー層２２が浸透しないように設計される。ポリマーシート２８はスラリー層２２を吸収せず、好ましくは、ボード２０ａの幅の大部分にわたって延びるため、一連の開口３２は、シート２８の厚さを通して形成されるに違いない。開口３２は、スラリー２２がシート２８を貫通し、これによって建築用パネル２０ａを完全に一体化することを可能にする。開口３２が存在しない場合、建築用パネル２０ａは、シート２８の境界に沿って分離する傾向にある。ポリマーシート２８がスラリー層２２を吸収する場合、開口３２は消去される。好ましい実施形態では、コア層２２の厚さは、ポリマーシート２８の厚さよりも実質的に大きい。
【００２７】
図１は、本開示に従って修正された石膏ボードの製造ライン３４ａを示している。製造ライン３４ａは、形成中に建築用パネル２０ａを支持する一連の成形台３６を含む。当技術分野で知られるように、パネルを形成するマットは、一連の下流側のベルトを介して張力下にある。パネルが形成されると、それは一連のボード乾燥器へ送られる。乾燥器は、余剰水分を駆逐して石膏スラリーを硬化させる機能を果たす。これにより、乾燥した複合パネルが形成される。
【００２８】
図１でさらに述べたように、石膏ボード２０ａは、第１および第２の繊維状マット２４から形成され、ここで、ある容量の石膏スラリーはミキサ３８から堆積される。紙マットは、繊維状マットの代わりに代替的に使用されてもよい。いずれの場合でも、マット２４は、連続製造方法において巻き解かれる大きなロール４２に最初に格納される。第１ロール４２は、位置１ａの成形台上に巻き解かれる。緻密スラリー層２６は、第１ミキサ出口４４の下に展開された後、第１マット２４に堆積されてもよい。ローラは、位置１ｂでマットを通して緻密スラリー層を押し出す。追加のスラリーは、その後に第２ミキサ出口４６でミキサ３８から分配されてコアスラリー層２２を形成する。第２ロール４２は、理想的には、第１ロールの下流に位置決めされる。第２マット２４は、堆積された石膏コア２２の上部でこのロールから巻き解かれ、サンドイッチ状となるか、パネルを作成する。形成されたパネルは、位置１ｃで言及される。ミキサ３８は、緻密スラリー層２６を第２マット２４上に供給する第３出口４８を含む。ポリマーシート２８は、最初に巻回ロール５２内に格納され、第２ミキサ出口４６の直下流で分配される。これは、シート２８をコア２２の略中央に配置する。
【００２９】
代替的製造ライン３４ｂを図２に開示する。ライン３４ｂは、図１の製造ラインのあらゆる点で同一であるが、巻かれたポリマーシート２８は、複数のポリマー立方体５６またはある容量の粒状化ポリマーを含むホッパ５４によって置き換えられる。好ましい実施形態では、ほぼ１／２インチの立方体が使用される。その他の形状およびサイズを、１／２インチの代わりに使用することもできる。Ｂａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）の発泡体を使用して、ポリマー立方体５６を製造することができる。立方体５６は、立方体５６をコアスラリー層２２内へ送達するためにホッパ５４からシュートまで分配される。さらにまた追加の実施形態では、Ｂａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）の発泡体は、格子状または粒状でスラリーに添加される。
【００３０】
結果として得られた建築用ボード２０ｂは、図５に示すような断面を有する。ポリマー立方体５６または粒状材料の各々は、開放セル発泡体を含む。立方体５６または顆粒は、スラリー層２２内に不規則に分散しているが、スラリー２２は、個片または立方体５６に浸透しない。複合ボード２０ｂは、個別のポリマー立方体５６の周囲に延びるコア層２２として完全に一体化される。さらにまた他の実施形態では、凝集して発泡体のケバになる非常に小さな発泡体を形成するように、ポリマー発泡体をすり潰すことができる。この発泡体のケバはその後スラリーコア２２に分散され得る。
【００３１】
製造ライン３４ｃのさらなる実施形態を、図３に示す。この実施形態はポリマーシート２８を使用し、ポリマーシート２８は、図１に関連して説明したシートと同様の構成を有してもよい。しかし、シート２８は、スラリーコア２２へ送達される代わりに、接着剤を介して下部マット２４に固定される。より具体的には、ポリマーシートのロール５８は、成形台３６に送達されるマットに先立って、マット２４の上部に分配される。結果として得られた建築用ボード２０ｃの横断面図を、図６に示す。図示の通り、シート２８は、第１マット２６と対向関係に配向されている。シート２８を、上部緻密スラリー層または下部緻密スラリー層に直接適用することもまた、本発明の範囲内である。これは、シート２８がマット２４に固定されることを回避する。これらの実施形態のいずれかを、上述の実施形態のいずれかに関連して使用してもよい。
【００３２】
本開示は、特定の実施形態および一般に関連する方法、これらの実施形態および方法の変更および順列の観点から説明してきたが、当業者には明らかであろう。したがって、例示的な実施形態についての上述の説明は、本開示を定義し、かつ、制限しない。他の変更、置換、および変更もまた、本開示の精神および範囲から逸脱することなく可能である。
【図１】
2020041413.tif 000003
【図２】
2020041413.tif 000004
【図３】
2020041413.tif 000005
【図４】
2020041413.tif 000006
【図５】
2020041413.tif 000007
【図６】
2020041413.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月19日(2019.12.19)
【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】
音響特性が強化された複合多層建築用パネルであって、 
不織の、不規則に整列した無機繊維から形成される同一平面上の対向する上部マットおよび下部マットを含み、前記マットは多孔質であり、かつ内面および外面を有し、 
前記上部マットおよび前記下部マットをコーティングする硬化スラリーの上層および下層を含み、前記上層および前記下層は、前記上部マットおよび前記下部マットに浸透し、これにより、各マットの前記外面は、硬化スラリーによって実質的に覆われ、 
前記上層および前記下層の間に延びる厚さを有する硬化石膏のコア層を含み、前記コアスラリー層は、前記上部スラリー層および前記下部スラリー層の密度よりも小さい密度を有し、
ポリマーシートは、前記ポリマーシートが前記コアスラリー層内に位置決めされるが、前記コアスラリー層が浸透していない厚さを有し、前記シートは、メラミン樹脂から形成され、かつ、前記シートの厚さ全体にわたって複数の開放セルを含み、前記ポリマーシートは吸音特性を有し、一連の開口は、前記ポリマーシートが前記コア層と接合することを可能にする前記ポリマーシートの厚さを通して形成され、前記コア層の厚さは、前記ポリマーシートの厚さよりも大きい、複合多層建築用パネル。
【請求項２】
音響特性が強化された複合多層建築用パネルであって、
同一平面上の対向する上部紙シートおよび下部紙シートを含み、前記シートは、内面および外面を有し、
前記上部紙シートと前記下部紙シートとの間に延びる厚さを有する硬化石膏のコア層を含み、
ポリマーシートは、前記コアスラリー層内に位置決めされるが、前記コアスラリー層が浸透していない厚さを有し、前記シートは、前記シートの厚さ全体にわたって複数の開放セルを含む、パネル。
【請求項３】
音響特性が強化された複合多層建築用パネルであって、
内面および外面を有する同一平面上の対向する上部マットおよび下部マットと、
前記上部マットおよび前記下部マットをコーティングする硬化スラリーの上層および下層と、
前記上層と前記下層との間に延びる厚さを有する硬化石膏のコア層と、
前記コアスラリー層内に位置決めされる開放セルポリマーとを含む、パネル。