(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
防音性積層構造体であって、
紙で被覆された外側面をなす第１の面及び被覆されていない内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する第１の石膏ボードと、
前記第２の面上に配置された粘弾性接着剤層と、
前記粘弾性接着剤上に配置された、紙で被覆された外側面をなす第１の面及び被覆されていない内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する第２の石膏ボードとを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されており、
前記粘弾性接着剤が、最大２５重量％のホウ酸亜鉛を含む耐火性強化接着剤であることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項２】
防音性積層構造体であって、
紙で被覆された外側面をなす第１の面及び被覆されていない内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する第１の石膏層と、
前記第１の石膏層の前記第２の面上に配置された第１の粘弾性接着剤層と、
前記第１の粘弾性接着剤上に配置された、前記第１の粘弾性接着剤層と接触する一方の面及び外側面をなす他方の面からなる２つの面を有する低引張強度材料からなる拘束層と、
前記拘束層の前記他方の面上に配置された第２の粘弾性接着剤層と、
前記第２の粘弾性接着剤層上に配置された、紙で被覆された外側面をなす第１の面及び被覆されていない内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する第２の石膏層とを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されており、
前記粘弾性接着剤が、最大２５重量％のホウ酸亜鉛を含む耐火性強化接着剤であることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項３】
防音性積層構造体であって、
ファイバーグラス不織布で被覆された外側面をなす第１の面及び被覆されていない内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する第１の石膏ボードと、
前記第２の面上に配置された粘弾性接着剤層と、
前記粘弾性接着剤上に配置された、紙で被覆された外側面をなす第１の面及び被覆されていない内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する第２の石膏ボードとを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されており、
前記粘弾性接着剤が、最大２５重量％のホウ酸亜鉛を含む耐火性強化接着剤であることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項４】
防音性積層構造体であって、
ファイバーグラス不織布で被覆された外側面をなす第１の面及び被覆されていない内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する第１の石膏層と、
前記第１の石膏層の前記第２の面上に配置された第１の粘弾性接着剤層と、
前記第１の粘弾性接着剤層上に配置された、前記第１の粘弾性接着剤層と接触する一方の面及び外側面をなす他方の面からなる２つの面を有する低引張強度材料からなる拘束層と、
前記拘束層の前記他方の面上に配置された第２の粘弾性接着剤層と、
前記第２の粘弾性接着剤層上に配置された、ファイバーグラス不織布で被覆された外側面をなす第１の面及び被覆されていない内側面をなし且つ前記第２の粘弾性接着剤層上に配置される第２の面からなる２つの面を有する第２の石膏層とを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されており、
前記粘弾性接着剤が、最大２５重量％のホウ酸亜鉛を含む耐火性強化接着剤であることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項５】
防音性積層構造体であって、
紙で被覆された外側面をなす第１の面及び低張力の不織布で被覆された内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する第１の石膏ボードであって、前記内側面を被覆する不織布の張力が７ｋＰａ未満である、該第１の石膏ボードと、
前記第２の面上に配置された粘弾性接着剤層と、
前記粘弾性接着剤上に配置された、紙で被覆された外側面をなす第１の面及び低張力の不織布で被覆された内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する第２の石膏ボードとを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項６】
防音性積層構造体であって、
紙で被覆された外側面をなす第１の面及び低張力の不織布で被覆された内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する第１の石膏層であって、前記内側面を被覆する不織布の張力が７ｋＰａ未満である、該第１の石膏層と、
前記第１の石膏層の前記第２の面上に配置された第１の粘弾性接着剤層と、
前記第１の粘弾性接着剤層上に配置された、前記第１の粘弾性接着剤層と接触する一方の面及び外側面をなす他方の面からなる２つの面を有する低引張強度材料からなる拘束層と、
前記拘束層の前記他方の面上に配置された第２の粘弾性接着剤層と、
前記第２の粘弾性接着剤層上に配置された、紙で被覆された外側面をなす第１の面及び低張力の不織布で被覆された内側面をなし且つ前記第２の粘弾性接着剤層上に配置される第２の面からなる２つの面を有する第２の石膏層とを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項７】
防音性積層構造体であって、
ファイバーグラス不織布で被覆された外側面をなす第１の面及び低張力の不織布で被覆された内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する第１の石膏ボードであって、前記内側面を被覆する不織布の張力が７ｋＰａ未満である、該第１の石膏ボードと、
前記第２の面上に配置された粘弾性接着剤層と、
前記粘弾性接着剤上に配置された、紙で被覆された外側面をなす第１の面及び低張力の不織布で被覆された内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する第２の石膏ボードとを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項８】
防音性積層構造体であって、
ファイバーグラス不織布で被覆された外側面をなす第１の面及び低張力の不織布で被覆された内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する第１の石膏層であって、前記内側面を被覆する不織布の張力が７ｋＰａ未満である、該第１の石膏層と、
前記第１の石膏層の前記第２の面上に配置された第１の粘弾性接着剤層と、
前記第１の粘弾性接着剤層上に配置された、前記第１の粘弾性接着剤層と接触する一方の面及び外側面をなす他方の面からなる２つの面を有する低引張強度材料からなる拘束層と、
前記拘束層の前記他方の面上に配置された第２の粘弾性接着剤層と、
前記第２の粘弾性接着剤層上に配置された、ファイバーグラス不織布で被覆された外側面をなす第１の面及び低張力の不織布で被覆された内側面をなし且つ前記第２の粘弾性接着剤層上に配置される第２の面からなる２つの面を有する第２の石膏層とを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項９】
防音性積層構造体であって、
紙で被覆された外側面をなす第１の面及び被覆されていない内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する石膏ボードと、
前記第２の面上に配置された粘弾性接着剤層と、
前記粘弾性接着剤上に配置された、外側面をなす第１の面及び内側面をなす第２の面からなる２つの面を有するセメント系ボードとを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されており、
前記粘弾性接着剤が、最大２５重量％のホウ酸亜鉛を含む耐火性強化接着剤であることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項１０】
前記セメント系ボードは、ケイ酸カルシウムボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項９に記載の防音性積層構造体。
【請求項１１】
前記セメント系ボードは、酸化マグネシウム系ボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項９に記載の防音性積層構造体。
【請求項１２】
前記セメント系ボードは、リン酸塩系セメントボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項９に記載の防音性積層構造体。
【請求項１３】
防音性積層構造体であって、
紙で被覆された外側面をなす第１の面及び低張力の不織布で被覆された内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する石膏ボードであって、前記内側面を被覆する不織布の張力が７ｋＰａ未満である、該石膏ボードと、
前記第２の面上に配置された粘弾性接着剤層と、
前記粘弾性接着剤上に配置された、外側面をなす第１の面及び内側面をなす第２の面からなる２つの面を有するセメント系ボードとを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項１４】
前記セメント系ボードは、ケイ酸カルシウムボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項１３に記載の防音性積層構造体。
【請求項１５】
前記セメント系ボードは、酸化マグネシウム系ボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項１３に記載の防音性積層構造体。
【請求項１６】
前記セメント系ボードは、リン酸塩系セメントボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項１３に記載の防音性積層構造体。
【請求項１７】
防音性積層構造体であって、
ファイバーグラス不織布で被覆された外側面をなす第１の面及び被覆されていない内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する石膏ボードと、
前記第２の面上に配置された粘弾性接着剤層と、
前記粘弾性接着剤上に配置された、外側面をなす第１の面及び内側面をなす第２の面からなる２つの面を有するセメント系ボードとを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されており、
前記粘弾性接着剤が、最大２５重量％のホウ酸亜鉛を含む耐火性強化接着剤であることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項１８】
前記セメント系ボードは、ケイ酸カルシウムボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項１７に記載の防音性積層構造体。
【請求項１９】
前記セメント系ボードは、酸化マグネシウム系ボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項１７に記載の防音性積層構造体。
【請求項２０】
前記セメント系ボードは、リン酸塩系セメントボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項１７に記載の防音性積層構造体。
【請求項２１】
防音性積層構造体であって、
ファイバーグラス不織布で被覆された外側面をなす第１の面及び低張力の不織布で被覆された内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する石膏ボードであって、前記内側面を被覆する不織布の張力が７ｋＰａ未満である、該石膏ボードと、
前記第２の面上に配置された粘弾性接着剤層と、
前記粘弾性接着剤上に配置された、外側面をなす第１の面及び内側面をなす第２の面からなる２つの面を有するセメント系ボードとを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項２２】
前記セメント系ボードは、ケイ酸カルシウムボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項２１に記載の防音性積層構造体。
【請求項２３】
前記セメント系ボードは、酸化マグネシウム系ボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項２１に記載の防音性積層構造体。
【請求項２４】
前記セメント系ボードは、リン酸塩系セメントボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項２１に記載の防音性積層構造体。
【請求項２５】
防音性積層構造体であって、
紙で被覆された外側面をなす第１の面及び被覆されていない内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する石膏層と、
前記第２の面上に配置された第１の粘弾性接着剤層と、
前記粘弾性接着剤上に配置された、前記粘弾性接着剤層と接触する一方の面及び外側面をなす他方の面からなる２つの面を有する低引張強度の拘束層と、
前記拘束層の前記外側面上に配置された第２の粘弾性接着剤層と、
前記第２の粘弾性接着剤層上に配置された、外側面をなす第１の面及び内側面をなし且つ前記第２の粘弾性接着剤層上に配置される第２の面からなる２つの面を有するセメント系ボードとを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されており、
前記粘弾性接着剤が、最大２５重量％のホウ酸亜鉛を含む耐火性強化接着剤であることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項２６】
前記低引張強度の拘束層は、ポリエステル及びセルロース系不織布材料からなる群より選択される材料からなることを特徴とする請求項２５に記載の防音性積層構造体。
【請求項２７】
前記セメント系ボードは、ケイ酸カルシウムボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項２５に記載の防音性積層構造体。
【請求項２８】
前記セメント系ボードは、酸化マグネシウム系ボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項２５に記載の防音性積層構造体。
【請求項２９】
前記セメント系ボードは、リン酸塩系セメントボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項２５に記載の防音性積層構造体。
【請求項３０】
防音性積層構造体であって、
ファイバーグラス不織布で被覆された外側面をなす第１の面及び被覆されていない内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する石膏層と、
前記第２の面上に配置された第１の粘弾性接着剤層と、
前記第１の粘弾性接着剤層上に配置された、前記第１の粘弾性接着剤層と接触する一方の面及び外側面をなす他方の面からなる２つの面を有する低引張強度の拘束層と、
前記拘束層の前記外側面上に配置された第２の粘弾性接着剤層と、
前記第２の粘弾性接着剤層上に配置された、外側面をなす第１の面及び内側面をなし且つ前記第２の粘弾性接着剤層と接触する第２の面からなる２つの面を有するセメント系ボードとを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されており、
前記粘弾性接着剤が、最大２５重量％のホウ酸亜鉛を含む耐火性強化接着剤であることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項３１】
前記セメント系ボードは、ケイ酸カルシウムボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項３０に記載の防音性積層構造体。
【請求項３２】
前記セメント系ボードは、酸化マグネシウム系ボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項３０に記載の防音性積層構造体。
【請求項３３】
前記セメント系ボードは、リン酸塩系セメントボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項３０に記載の防音性積層構造体。
【請求項３４】
防音性積層構造体であって、
紙で被覆された外側面をなす第１の面及び低張力の不織布で被覆された内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する石膏層であって、前記内側面を被覆する不織布の張力が７ｋＰａ未満である、該石膏層と、
前記第２の面上に配置された第１の粘弾性接着剤層と、
前記粘弾性接着剤上に配置された、前記粘弾性接着剤層と接触する一方の面及び外側面をなす他方の面からなる２つの面を有する低引張強度の拘束層と、
前記拘束層の前記外側面上に配置された第２の粘弾性接着剤層と、
前記第２の粘弾性接着剤層上に配置された、外側面をなす第１の面及び内側面をなし且つ前記第２の粘弾性接着剤層上に配置される第２の面からなる２つの面を有するセメント系ボードとを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項３５】
前記セメント系ボードは、ケイ酸カルシウムボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項３４に記載の防音性積層構造体。
【請求項３６】
前記セメント系ボードは、酸化マグネシウム系ボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項３４に記載の防音性積層構造体。
【請求項３７】
前記セメント系ボードは、リン酸塩系セメントボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項３４に記載の防音性積層構造体。
【請求項３８】
防音性積層構造体であって、
ファイバーグラス不織布で被覆された外側面をなす第１の面及び低張力の不織布で被覆された内側面をなす第２の面からなる２つの面を有する石膏層であって、前記内側面を被覆する不織布の張力が７ｋＰａ未満である、該石膏層と、
前記第２の面上に配置された第１の粘弾性接着剤層と、
前記第１の粘弾性接着剤層上に配置された、前記粘弾性接着剤層と接触する一方の面及び外側面をなす他方の面からなる２つの面を有する低引張強度の拘束層と、
前記拘束層の前記外側面上に配置された第２の粘弾性接着剤層と、
前記第２の粘弾性接着剤層上に配置された、外側面をなす第１の面及び内側面をなし且つ前記第２の粘弾性接着剤層上に配置される第２の面からなる２つの面を有するセメント系ボードとを含み、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする防音性積層構造体。
【請求項３９】
前記セメント系ボードは、ケイ酸カルシウムボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項３８に記載の防音性積層構造体。
【請求項４０】
前記セメント系ボードは、酸化マグネシウム系ボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項３８に記載の防音性積層構造体。
【請求項４１】
前記セメント系ボードは、リン酸塩系セメントボードからなり、
音を減衰させるために、壁、天井、床又は他の建物用パーティションへの使用に適合されていることを特徴とする請求項３８に記載の防音性積層構造体。
【請求項４２】
刻み目が付けられた前記防音性積層構造体の曲げ強度が、前記構造体の厚さ１３ｍｍ（１／２インチ）当たり８８．１Ｎ（１９．８  ｌｂｆ）乃至１０７．３Ｎ（２４．１  ｌｂｆ）の範囲であり、刻み目が付けられた前記防音性積層構造体の曲げ強度は、前記第１の石膏ボード及び前記第２の石膏ボードのいずれか一方の紙で被覆された外側面をなす面に刻み目が付けられた後の曲げ強度であることを特徴とする請求項１に記載の防音性積層構造体。
【請求項４３】
前記粘弾性接着剤が、最大２５重量％のホウ酸亜鉛を含む耐火性強化接着剤であることを特徴とする請求項５乃至８、１３乃至１６、２１乃至２４、及び３４乃至４１のいずれかに記載の防音性積層構造体。
【請求項４４】
前記粘弾性接着剤の層の少なくとも１つが、最大２５重量％のホウ酸亜鉛を含む耐火性強化接着剤であることを特徴とする請求項６、８、及び３４乃至４１のいずれかに記載の防音性積層構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、破断特性を改善した音響防音材料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
騒音防止は建設業界において急速に増加している経済的問題及び公共政策的問題である。高遮音性の（一般的に「防音された」と呼ばれる）エリアは、様々な目的で必要とされ、また要求されている。アパート、共同住宅、ホテル、学校及び病院は全て、隣接する部屋にいる人に与える迷惑を最小限にする又はなくすために音の透過を抑えるように、特別に設計された壁、天井及び床を必要とする。防音は、高速道路、空港、鉄道線路などの公共輸送機関に隣接した建物において特に重要である。加えて、映画館及びホームシアター、音楽練習室、レコーディングスタジオなどは、許容できる聴取レベルにするために騒音を大きく減少させる必要がある。同様に、病院及び一般の医療機関は、音響快適性を患者の回復期間の重要な要素として認識し始めた。集合住宅及び商業施設における騒音制御問題の深刻さを示す一つの目安は、建築物内部の特定の壁構造に関して音響透過クラス（Sound Transmission Class：ＳＴＣ）評価の下限を規定する建築条例及び設計ガイドラインにばらつきがあることである。別の目安は、許容し難い騒音レベルの問題について住宅所有者と建築業者との間で訴訟問題が広く発生していることである。米国経済にとって不利益なことに、どちらの問題も、ある自治体において大手建築業者が住宅、マンション、及びアパートの建築を拒否したり、建築業者に対して損害賠償保険を解約したりすることをもたらしている。
【０００３】
騒音制御の問題に対処するために、様々な建築技法及び製品が開発されており、そのようなものとしては、骨組用の木製スタッドの軽量鉄骨スタッドによる置き換え、千鳥スタッド及び二重スタッド構造などの代替骨組み技法、石膏ドライウォール層の追加、ドライウォールパネルを骨組用スタッドから離間するための弾性チャネルの追加、質量荷重された（mass-loaded）ビニルバリアの追加、セルロース系音響ボード、及び熱制御を必要としないセルロース及びファイバーグラス芯の遮音材の壁内における使用などがある。これらの変更は全て騒音の透過を減少する助けとなるが、やはり、所与の部屋におけるある種の雑音（例えば、極低周波数成分又は高音圧レベルのもの）が、プライバシー又は快適性を考えて設計された部屋に伝わるのを防止する程ではない。騒音は、居住空間の上下の部屋、又は屋外の騒音源から伝わってくることがある。実際に、前述した方法のうちのいくつかの方法は、遮音を考慮していない標準的な建築技法に対して３〜６デシベルの音響性能の改善しかもたらさない。このような小さな改善は、単なる有意な相違であり、防音の解決策を示しているのではない。前述した方法における第２の問題は、それぞれの方法が、複雑な設計及び追加組立工程に起因する、追加の（高価なこともある）建設材料又は余計な人件費のどちらかの負担を伴うことである。
【０００４】
最近になって、米国特許第７，１８１，８９１号において開示されているような積層緩衝ドライウォールパネルの形態の建築物騒音制御用の代替製品が市場に導入された。そのパネルは、従来のドライウォール層に取って代わるものであり、弾性チャネル、質量荷重されたビニルバリア、追加のスタッド骨組み、及び追加のドライウォール層などの追加材料を必要としない。その得られた構造体は、場合によっては最大で１５デシベルまでの優れた音響性能の改善をもたらす。しかし、前記パネルは、刻み目をつけてから割るようにしてカットすることができない。パネルを手で割るためにボックスカッター又は万能ナイフを使ってパネルに刻み目をつけるのではなく、むしろパネルに何度も刻み目をつけ、テーブルや作業台の縁部から張り出させて割らなければならない。多くの場合、結果として生じる割れ部の質（設置及び全体の直線性精度に関するもの）は悪い。積層パネルを割るために追加の力が必要な理由は、構成要素である石膏層が、高引張強度を有する紙で裏打ちされたライナー（又はファイバーグラス不織布のライナー）を備えているからである。１３ｍｍ（２分の１インチ）厚さの刻み目をつけられた標準的な石膏ウォールボードを割るのには６．８ｋｇ（１５ポンド）の力が必要であり、１５．９ｍｍ（８分の５インチ）厚さのタイプＸの刻み目をつけられた石膏ウォールボードを割るのには２０．９ｋｇ（４６ポンド）の力が必要であるのに対して、この種類の刻み目をつけられたパネルを割るためには約３８．６ｋｇ（８５ポンド）の力が必要であることが試験により示された。この内層（場合によっては複数の内層）は、刻み目をつけて割る通常の作業中に、かなりの曲げ力（bending force）により張力を受けた状態で割らなければならない。
【０００５】
多くの場合、職人は、各パネルを丸鋸又は回転式切断工具などの電動工具を用いて強制的にカットし、直線的な切断及び質の高い設置が確実になされるようにしている。このことは、パネルの設置に追加の時間と人件費がかかり、労働者には有害なものとなる大量の塵を発生し、現場の清掃という形で設置にかかる費用が更に増加する。
【０００６】
建設材料又は方法の音響低減特性についての性能指標は、材料又は壁組立体の音響透過クラス（ＳＴＣ）である。ＳＴＣ評価は、パーティション、ドア及び窓におけるその遮音効果を評価するために建築分野で用いられている分類である。音響試験の結果として特定のパーティションデザインに与えられる評価は、ＳＴＣ値を規定する曲線に対して近似する最も適合するタイプを示す。前記試験は、試験環境に関係なく実施できるような方法で行われ、パーティション周囲の構造又は環境ではなく、パーティションのみについての数値を与える。ＳＴＣ評価を決定する測定方法は、米国材料試験協会（American Society of Testing and Materials：ＡＳＴＭ）によって規定されている。所与の構造体に対して音響透過損失データからＳＴＣ評価を計算するために、ＡＳＴＭ Ｅ ９０（Standard Test Method Laboratory Measurement of Airborne Sound transmission loss of Building Partitions and Elements）及びＡＳＴＭ Ｅ ４１３（Classification for Sound Insulation）が用いられる。これらの基準は、インターネット上のhttp://www.astm.orgにて入手可能である。
【０００７】
建築パネルの物理的特性についての第２の性能指標は、材料の曲げ強度である。これは、単純に支持されたパネルの中心部に力が加えられたときに、パネルの破断耐性に関する能力を示す。曲げ強度の値は、重量ポンド（ｌｂｆ）又はニュートン（Ｎ）で示される。石膏ウォールボード又は同様の建築パネルの曲げ強度を規定するために用いられる測定技法は、ＡＳＴＭ Ｃ ４７３（Standard Test Methods for the Physical Testing of gypsum Panel Products）である。この基準は、インターネット上のhttp://www.astm.orgにて入手可能である。
【０００８】
パネルの所望の曲げ強度は、状況に依存する。新品同様のパネルの場合、パネルを破損することなく容易に輸送及び取り扱いできるようにするため、高い曲げ強度が望ましい。しかし、パネルの取り付け及び設置のために、職人によってパネルに刻み目がつけられる場合（例えば、万能ナイフを使用して）、低い曲げ強度が望ましい。その場合、低い曲げ強度の値は、刻み目をつけられたパネルを過度の力をかけずに手で容易に割ることができることを示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、所与の部屋から隣接する部屋への音の透過を減少するための新規な材料及び新規な構成方法が必要とされており、同時に、必要な材料及び建設中に設置に係る労働費を最小限にすることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、材料の設置効率、及びある建築空間（例えば、部屋）から隣接する建築空間へ、又は建築空間（例えば、部屋）の外から中へ、若しくは建築空間の中から外への音の透過を減少させるための壁、天井、床又はドアの能力の両方を大幅に高める新規な層状構造体及び関連する製造プロセスが開示される。
【００１１】
本発明の材料はいくつかの異なる材料からなる積層物を含む。一実施形態では、ドライウォールの代替となる層状構造体は、選択された厚さの石膏ボードからなる２つの外部層によるサンドイッチ構造を有する。前記各石膏ボードは紙が裏打ちされた標準的なライナーが形成されていない。前記サンドイッチ構造は吸音性接着剤を用いて互いに接着されており、前記吸音性接着剤は前記２つの外部層の内側面の全体に塗布される。一実施形態では、接着剤層は特定の厚さの特別に調合されたＱｕｉｅｔＧｌｕｅ（登録商標）という粘弾性材料からなる。２つの石膏ボードの内側面に設けられた接着剤層は約０．８ｍｍ（３２分の１インチ）の厚さである。一例では、０．８ｍｍ（３２分の１インチ）厚さの接着剤層を用いて構成された４フィート×８フィートのパネルは、全体の厚さが約１３ｍｍ（２分の１インチ）であり、刻み目をつけられたときの曲げ強度は９７．９Ｎ（２２重量ポンド）であり、ＳＴＣは約３８である。１つの木製スタッド（スタッドのキャビティ内にＲ１３ファイバーグラスの芯）、及び各側面にねじで取り付けられた積層パネルを用いて構成された両面壁構造体は、約４９のＳＴＣ値を提供する。その結果、同等の質量及び厚さの一般的な（未加工）石膏ボードを用いた同じ構造体と比較して、壁構造体を透過する騒音は約１５デシベル減少した。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】材料を通過する音の透過を低減しつつ、優れた破断特性を提供するための本発明に従って構成された層状構造体を示している。
【図２】材料を通過する音の透過を大きく低減しつつ、優れた破断特性を提供することのできる５層の材料を含む層状構造体の第２実施形態を示している。
【図３】本発明に従って形成された層状材料の一実施形態の曲げ強度の結果を示している。
【図４】現在使用されている典型的な積層ドライウォールパネルを含むドライウォール材料、及び本発明のいくつかの実施形態における曲げ強度の結果を示している。
【図５】構造体の一要素が本発明に従って構成された層状パネルを含む壁構造体を示している。
【図６】本発明のいくつかの実施形態、並びに同様の重量及び物理的寸法の典型的な壁における音響減衰テストの結果の詳細なデータを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は以下の詳細な説明と図面によってより良く理解されるだろう。
【００１４】
以下の詳細な説明は例のみを意図しており、本発明を限定するものではない。外部層材料及び内部層材料の両方の、数、種類、厚さ、寸法、面積、形状及び配置順序などの、本発明の他の実施形態は以下の説明から当業者には明らかであろう。
【００１５】
本発明に従って層状パネルを形成するプロセスは、接着剤の正確な化学組成、接着剤塗布プロセス、加圧プロセス、乾燥及び脱湿プロセスなどの様々な因子を考慮に入れる。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態の層状構造体を示している。図１では、前記層状構造体は水平に配向されており、前記層状構造体の各層は上から下へと説明される。しかし、本発明の層状構造体は、垂直な壁、ドア又は他の垂直なパーティションとして設置される場合は垂直に配向され、天井や床に設置される場合は水平にさらには所定の角度で配向されることを理解されたい。従って、上層から下層へと説明するのは図１のように配向された層について説明するためであり、前記層状構造体を垂直方向に使用する場合はこの限りではないことを理解されたい。図１において、符号１００が付されたアセンブリは、本発明に従って構成された積層パネル全体を示す。最上層１０１は紙又はファイバーグラスが上張りされた石膏材料から構成され、一実施形態では６．４ｍｍ（４分の１インチ）の厚さである。一実施形態では、厚さ０．４５ｍｍ（１８ミル）の６０ポンド紙が使用される。結果として得られるパネルは、６．４ｍｍ（４分の１インチ）に０．４５ｍｍ（１８ミル）を加えた厚さを有する。もちろん、所望に応じていずれの層に対しても多くの他の組み合わせ及び厚さを用いることができる。厚さは、結果として得られる層状構造体に求められる音響減衰（即ち、ＳＴＣ評価）及び結果として得られる構造体の重さによってのみ制限される。構造体の重さにより、その使用目的に応じて壁、天井、床及びドアに積層パネルを設置する作業員の能力が制限される。
【００１７】
最上層１０１の石膏ボードは通常は標準的な公知の技法を用いて形成されるので、石膏ボードの製造方法については説明しない。次に、石膏層１０１の底面は、上張りされていない（紙又はファイバーグラスのライナーが形成されていない）内側の面１０４である。他の実施形態では、面１０４は、非常に低い引張強度を有する薄膜又はベールが上張りされ得る。一実施形態では、この薄膜又はベールは、使い捨ての医療用布であり得る（詳細は段落００２６で後述する）。「ＱｕｉｅｔＧｌｕｅ（登録商標）」と呼ばれる接着剤１０２の層が面１０４に塗布される。接着剤１０２は粘弾性ポリマーから形成され、周囲の層により拘束された接着剤に衝当した音の運動エネルギーを効果的に吸収し、それによって広い周波数スペクトルにわたって音の総エネルギーを低減し、従って結果として得られる層状構造体を透過する音のエネルギーを低減する特性を有する。通常、この接着剤１０２は表１に示した材料で形成されるが、表１の後に記載する特性に類似する特性を有する他の接着剤を本発明において用いることもできる。
【００１８】
【表１】
0005602009.tif 000002
【００１９】
表１に示した好ましい組成は、粘弾性接着剤の一例にすぎない。同様の結果を達成するために他の組成を用いることもできる。また、表１に示した所与の範囲は、ここで検討した有用な組成の一例である。
【００２０】
ＱｕｉｅｔＧｌｕｅの物理的な固体状態の特性には以下が含まれる：
１）室温より低い広範囲のガラス転位温度
２）ゴムに典型的な機械的応答（即ち、破断時の伸張、低弾性率）
３）室温における高い剥離強度
４）室温における低い剪断強さ
６）水に溶けない（わずかに膨張）
７）ドライアイスの温度において容易に基材から剥離。
【００２１】
ＱｕｉｅｔＧｌｕｅは、シリアス・マテリアルズ社（Serious Materials，1259 Elko Drive, Sunnyvale, CA 94089）から入手することができる。
【００２２】
石膏ボード層１０３が構造体の最下層に配置されており、均一な圧力（パスカル（ポンド／平方インチ））、温度及び時間について制御された方法で慎重に圧力が加えられる。石膏層１０３の上面は、上張りされていない（紙又はファイバーグラスのライナーが形成されていない）内側の面１０５である。他の実施形態では、面１０５には、非常に低い引張強度を有する薄膜又はベールが上張りされ得る。前記薄膜又はベールの非常に低い引張強度の最大値は約４１．４ｋＰａ（約６ｐｓｉ）であり、好ましくは、この材料の非常に低い引張強度は約６．９ｋＰａ（約１ｐｓｉ）程度である。一実施形態では、この薄膜は、使い捨ての医療用布などの布であり得る（詳細は段落００２６で後述する）。このような布は、通常、外科用ドレープ及びガウンに用いられる。
【００２３】
最後に、パネルを乾燥させるため、アセンブリは通常４８時間脱湿及び乾燥される。
【００２４】
本発明の一実施形態では、接着剤１０２を最上層１０１の底面に塗り広げた際に接着剤を部分的に乾燥させるために、接着剤１０２を或る気体流に約４５秒間曝す。気体を流す時間を短縮させる場合は、高温の気体を用いる。接着剤１０２は、それが塗布される任意の材料の全体に最初に塗り広げられる際は、液体である。選択された時間にわたる空気乾燥又は接着剤の表面上への気体流の供給により接着剤１０２を部分的に乾燥させることによって、接着剤１０２はテープ接着剤によく似た感圧接着剤になる。その後、第２のパネル、例えば最下層１０３が接着剤１０２上に配置され、接着剤１０２の真下の材料（図１では最上層１０１）に対して選択された圧力で選択された時間加圧される。接着剤１０２上方を流れる気体は、例えば、空気又は乾燥窒素であり得る。前記気体は接着剤１０２を脱湿するので、層１０３を所定の位置に配置する前に接着剤１０２の乾燥を長時間行わない前述の加圧プロセスと比較して、製造処理能力が改善される。
【００２５】
図２では、石膏ボードからなる２つの外部層２０１及び２０３は、それらの内側面が上張りされていない表面２０６及び２０７をそれぞれ有する。これらには、接着剤層２０４及び２０５がそれぞれ塗布される。これら２つの接着剤層２０４及び２０５の間には、ポリエステル、不織繊維、又は塗布に適した他の低い引張強度の材料からなる拘束層２０２が配置されている。この拘束層の引張強度は、最大で約６９．０ｋＰａ（約１０ｐｓｉ）であり、好ましくは、約６．９〜２０．７ｋＰａ（約１〜３ｐｓｉ）である。
【００２６】
拘束層２０２の材料の例には、ポリエステル不織布、ファイバーグラス不織シート、セルロース系不織布、又は同様な製品が含まれる。これら材料の引張強度は、構成繊維の長さ及び繊維／結合剤の結合強度によって異なる。繊維が短い材料及び結合強度の弱い材料ほど、引張強度が低い。そのような材料の好例は、プラスチックコーティングされたセルロース系不織布材料である。前記不織布材料は，引張強度が低いことで知られており、使い捨ての医療用布として一般的に用いられる。前記使い捨ての医療用布は、３Ｍ社（３Ｍ, St. Paul, MN）、デュポン社（DuPont, Wilmington, DE）、及びアルストローム社（Ahlstrom, Helsinki, Finland）から入手可能である。これらの材料の非常に低い引張強度の最大値は約４１．４ｋＰａ（約６ｐｓｉ）であることが好ましく、これら材料の非常に低い引張強度は、約６．９ｋＰａ（約１ｐｓｉ）であることが好ましい。これら材料の重さは、約２７．１ｇ／ｍ２（約０．８オンス／平方ヤード）から約１３５．７ｇ／ｍ２（約４オンス／平方ヤード）までの好ましい重さの範囲内で異なり得る。代替材料は、許容可能な低引張強度特性を有するという条件を備えた任意の種類及び任意の適切な厚さであり得る。図２の変形例では、拘束材料２０２は、接着剤２０４及び２０５が塗布された範囲と概ね同一範囲にわたって配置される。
【００２７】
図３は、石膏シート１０１、１０３の内側面１０４及び１０５が紙などの追加の上張り材料を有していない実施形態についての曲げ強度試験の結果を示す。試験された試料は、図１の形態で構成されており、０．３ｍ×０．４１ｍ（１２インチ×１６インチ）の寸法、及び１３ｍｍ（０．５インチ）の全体厚さを有する。ＡＳＴＭ試験方法Ｃ４７３の曲げ試験方法Ｂに従って、試料に３点曲げ荷重を加えた。測定された曲げ強度は、９７．９Ｎ（２２重量ポンド）であった。
【００２８】
完成した積層物１００の曲げ強度の値は、表面１０４及び１０５の紙の上張りを削除すると著しく減少する。図４は、２つの積層物の実施形態と、典型的な石膏ウォールボード材料との間の関係を示す。図４に示すように、現在入手可能な積層パネルＧ１〜Ｇ４（ＱｕｉｅｔＲｏｃｋ ５１０）に刻み目をつけた場合の平均曲げ強度は、３７８．１Ｎ（８５重量ポンド）である。
【００２９】
これと比較して、紙が上張りされた内側面を備える刻み目をつけられた典型的な従来の石膏シート（Ｆ１〜Ｆ４及びＥ１〜Ｅ４）の平均曲げ強度は、１３ｍｍ（２分の１インチ）厚さの場合、６６．７２Ｎ（１５重量ポンド）であり、１５．９ｍｍ（８分の５インチ）厚さの場合、２０４．６Ｎ（４６重量ポンド）である。これらの従来技術の積層パネルは、建築に用いられる標準的な方法で刻み目をつけて割ることができるが、本明細書中に記載の構造体の音響特性を有していない。図４に示す他の従来技術の構造体（Ａ１〜Ａ４乃至Ｄ１〜Ｄ４、Ｇ１〜Ｇ４）は、破断時の平均最大荷重が約２２２．４Ｎ（５０重量ポンド）を超えているので、それ故に、設置の際に用いられる従来の折割方法では許容できない材料である。これらの従来技術の材料のうちのＱｕｉｅｔＲｏｃｋ（登録商標）（Ｇ１〜Ｇ４）は改善された音響減衰特性を有しているが、従来の刻み目をつけて割る方法を用いて刻み目を入れて割ることができない。本発明（Ｈ１〜Ｈ４で表す）は図３及び４に示すように刻み目をつけたときの曲げ強度が９７．９Ｎ（２２重量ポンド）であるので、建築に用いられる標準的な方法で刻み目を入れて割ることができると同時に、従来技術の構造体（ＱｕｉｔｅＲｏｃｋを除く）と比較して音響減衰を向上させることができる。
【００３０】
図５は、壁構造体の例であり、本発明に従って構成された積層パネル５０８（即ち、図１に示す積層物１００）である。この積層パネル５０８は、木製スタッド５０２、５０４及び５０６、バット型防音材５１２、及び標準的な石膏ドライウォールの１５．９ｍｍ（８分の５インチ）のシート５１０を含む（これらの関係は、セクションＡ−Ａにより示す）。図６は、図５に示す構造体の音響試験の結果を示す。パネル５０８は、図１に示すように構成されている。前記構造体の音響減衰値（ＳＴＣ数値）は、ＳＴＣ４９である。当業者には知られているように、標準的な２×４構造の両面に標準的な１５．９ｍｍ（８分の５インチ）のドライウォールを用いた同様の構造体のＳＴＣは約３４である。従って、本発明のこの特定の構成は、標準的なドライウォールに対してＳＴＣを１５ポイント改善している。
【００３１】
図１の構造体を製造する場合、まず接着剤１０４が通常０．８ｍｍ（３２分の１インチ）の厚さで最上層１０１上に選択されたパターンで所定の方法で塗布される（ただし所望に応じて他の厚さとしてもよい）。最下層１０３は、最上層１０１の上側に配置される。水性接着剤の場合、採用される乾燥及び脱湿技法に応じて、接着剤が完全に乾くのに５分〜３０時間を要する。水性接着剤の代わりに溶剤系粘弾性接着剤を使用することもできる。溶剤系接着剤は、空気中において室温で約５分の乾燥時間を要する。
【００３２】
図２の構造体を製造する場合、その製造方法は、図１の構造体のために説明した方法と同様である。しかし、最下層２０３（図１の最下層１０３に対応するもの）を取り付ける前に、拘束材料２０２を接着剤２０４の上側に配置する。第２の接着剤層２０５を、拘束材料２０２における最上層２０１に面している側とは反対側の拘束材料２０２の表面上に塗布する。一実施形態では、接着剤層２０５は、層２０２に塗布する代わりに、最下層２０３の内側の面に塗布する。最下層２０３は、積層された層２０１、２０４、２０２及び２０５の上側に配置される。結果として得られる構造体は、組み立てられた各構造体に固有の要求に応じて約１３．８乃至３４．５ｋＰａ（約２乃至５ポンド／平方インチ）の圧力下で所定の態様で乾燥される。所望により他の圧力を用いてもよい。
【００３３】
このように、本発明の積層構造体はそれに関連する音響透過クラスの数値において大幅な改善を示し、或る部屋から隣接した部屋へと透過する音を大幅に減少させると同時に、設置の際に従来の刻み目をつけて手で割れるようにした。
【００３４】
本発明の積層構造体の各材料に与えられる寸法は、コスト、全体の厚さ、重量、予期される湿度及び温度の制御条件、及びＳＴＣ値を制御するために必要に応じて変えることができる。記載した実施形態及びそれらの寸法は単に例示を目的としたものであって限定的なものではない。石膏以外の他の材料を、図１及び２に示す積層構造体の一方又は両方の外部層に用いることができる。例えば、図１に示す積層構造体１００の層１０３及び図２に示す積層構造体２００の層２０３は、公知の態様でセメント又はセメント系材料から形成することができる。セメント系材料には、ケイ酸カルシウム、酸化マグネシウム及び／又はリン酸塩若しくはこれらの組み合わせが含まれる。
【００３５】
本発明の他の実施形態は上記記載から明らかであろう。
【図１】
0005602009.tif 000003
【図２】
0005602009.tif 000004
【図３】
0005602009.tif 000005
【図４】
0005602009.tif 000006
【図５】
0005602009.tif 000007
【図６】
0005602009.tif 000008