(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともミネラルウールと、デンプンおよび／または熱可塑性結合剤とを構成剤として含み、固形分濃度が３．０から６．０重量％の水性スラリーを調製する工程と、
前記水性スラリーを多孔性キャリヤ上に拡げて載せる工程と、
少なくとも１つの重力脱水ボックスで、前記多孔性キャリヤ上の前記水性スラリーを脱水して重力脱水ベースマット形成する重力脱水工程と、
前記重力脱水されたベースマットを、第１の減圧下でさらに脱水して第１減圧脱水ベースマットとする第１減圧脱水工程と、
前記第１減圧脱水ベースマットを、第２の減圧下でさらに脱水して第２減圧脱水ベースマットとする第２減圧脱水工程と、
前記第２減圧脱水ベースマットを乾燥する工程と、
を含んでなる吸音天井パネルの製造方法であって、
前記重力脱水工程は、前記重力脱水ベースマット中の水分量を７４〜８４重量％とし、
前記第１減圧脱水工程は、最大０．５インチＨｇだけ減圧して２〜２０秒間行い、前記重力脱水ベースマット中の水の１８〜３４％を除去し、
前記第２減圧工程は、２．０〜４．０インチＨｇの減圧で２〜２０秒間行い、前記第１減圧脱水ベースマット中の水の１０％〜５２％を除去し、
乾燥後の前記吸音天井パネルの密度が立方フィート当たり１０．９〜１５．０ポンド、および騒音減少係数が０．８０〜０．９５であることを特徴とする吸音天井パネルの製造方法。
【請求項２】
前記第２減圧脱水ベースマットに裏面コーティングする工程をさらに含み、乾燥後の最終吸音天井パネルのシーリング減衰クラス（ＣＡＣ）が少なくとも３５を有することを特徴とする請求項１に記載の吸音天井パネルの製造方法。
【請求項３】
前記重力脱水ボックスが、４つのボックスを含み、第１および第２の連続の重力脱水ボックスは完全に閉じた位置に置かれており、第３の重力脱水ボックスは完全に開いた位置に対して半分開いた位置にあるように調整されており、第４の重力脱水ボックスは完全に開いた位置に置かれていることを特徴とする請求項１に記載の吸音天井パネルの製造方法。
【請求項４】
前記第１減圧脱水工程と前記第２減圧脱水工程における減圧ボックスが、一連で、プレス後の第１減圧ボックス、およびマルチゾーン乾燥機の第１の乾燥ゾーンにおける１つまたは複数のさらなる減圧ボックスを含み、これらを通ってベースマットが減圧脱水ボックスおよびプレスの下流に向かって通過することを特徴とする請求項１に記載の吸音天井パネルの製造方法。
【請求項５】
吸音天井パネルとしての目標騒音減少率（ＥＮＲＣ）を選択し、式（１）に従って前記吸音天井パネルの厚さを決定して、
【数１】
0005441040.tif 000028
前記重力脱水工程、前記第１減圧脱水工程および前記第２減圧脱水工程における条件を、乾燥後の前記吸音天井パネルの密度が立方フィート当たり１０．９〜１５．０ポンドで、前記ＥＮＲＣに対して±５％以内の騒音減少率（ＮＲＣ）を得るようにすることを特徴とする請求項１に記載の吸音天井パネルの製造方法。
【請求項６】
吸音天井パネルとしての目標騒音減少率（ＥＮＲＣ）を選択し、式（２）に従って前記吸音天井パネルの厚さを決定して、
【数２】
0005441040.tif 000029
前記第２減圧脱水工程後に脱水ベースマットを乾燥させる工程と、
乾燥された脱水ベースマットに１．５から２．０ミルの裏面コーティングを施す工程と、
を含み、
前記重力脱水工程、前記第１減圧脱水工程および前記第２減圧脱水工程における条件を、乾燥後の前記吸音天井パネルの密度が立方フィート当たり１２．５〜１４．０ポンドで、前記目標ＥＮＲＣに対して±５％以内のＮＲＣを得るようにすることを特徴とする請求項１に記載の吸音天井パネルの製造方法。
【請求項７】
吸音天井パネルとしての目標騒音減少率（ＥＮＲＣ）を０．９０、厚さを１．１０〜１．２０インチとして、
前記重力脱水工程、前記第１減圧脱水工程および前記第２減圧脱水工程における条件を、乾燥後の前記吸音天井パネルの密度が立方フィート当たり１０．９〜１４．０ポンドで、前記目標ＥＮＲＣに対して±５％以内の騒音減少率（ＮＲＣ）を得るようにすることを特徴とする請求項１に記載の吸音天井パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本発明は、その全体が参照により本明細書に援用される、２００７年１１月２０日に出願された、米国特許出願第１１／９４３，３７５号明細書からの優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、改善された吸音力を有する天井および他の用途のための低密度の高ミネラルウール吸音パネルを製造する方法に関する。より詳細には、本発明は、従来の水フェルト化法を用いて製造された吸音パネルより高い騒音減少率（ＮＲＣ）を有するより低密度の高ミネラルウール吸音天井製品を得るために改善された水フェルト化法を用いて製造された吸音天井パネル（以下、「吸音パネル」あるいは単に「パネル」と記す。）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ミネラルウールおよび軽量骨材の希薄水性分散液の水フェルト化は、吸音タイルまたはパネルを製造するためのよく知られている商業的な方法である。この方法では、ミネラルウール、軽量骨材、セルロースファイバー、結合剤および他の所望の成分の水性スラリーが、脱水のために、移動小孔支持金網、例えば、ＦｏｕｒｄｉｎｉｅｒまたはＯｌｉｖｅｒのマット成形機の移動小孔支持金網などの上に流される。水性スラリーは、最初に重力で脱水され、次いで、減圧による吸引手段によって脱水されて、ベースマットを形成する。次いで、湿潤ベースマットは、ロールと支持金網との間で所望の厚さに押圧されて（場合によってはさらに減圧度を高めて）、さらに水を除去する。この湿潤ベースマットは、加熱対流乾燥オーブン中で乾燥され、乾燥された材料は所望の寸法に切断され、割れ目を生じさせ、および／または孔が開けられ、吸音性が与えられ、場合によって上塗りされて（例えば、塗料で）、吸音タイルおよびパネルを製造する。
【０００４】
ミネラルウール吸音パネルは必然的に極めて多孔性であり、これにより良好な吸音性能が得られる。それらの全体が参照により全て本明細書に援用される、米国特許第３，４９８，４０４号明細書；同第５，０４７，１２０号明細書および同第５，５５８，７１０号明細書に教示されるように、ミネラルウールファイバーはまた、その構成物中に取り込まれて、吸音特性を改善させ、軽量吸音タイルまたはパネルを与える。
【０００５】
その全体が参照により本明細書に援用される、米国特許第５，９６４，９３４号明細書には、吸音タイル製品を製造するために、水フェルト化法におけるミネラルウール、膨張パーライト、セルロースファイバー、および場合によって、二次結合剤からなる構成（ｆｕｒｎｉｓｈ）において、その水保持を減らすためにシリコーン化合物で処理された膨張パーライトの使用が教示されている。
【０００６】
吸音パネル構成物は結合剤を含む必要があり、これは通常、デンプンを用いている。それらの全体が参照により本明細書に援用される、米国特許第５，９１１，８１８号明細書および同第５，９６４，９３４号明細書には、その構成物の１５重量％程度がデンプンであってもよいが、６〜７重量％がより普通に使用されることが提案されている。
【０００７】
その全体が参照により本明細書に援用される、米国特許第５，２５０，１５３号明細書には、吸音タイル構成物のためのラテックス結合剤の使用が記載されており、広範なラテックス結合剤がこの使用のために提案されている。
【０００８】
その全体が参照により本明細書に援用される、米国特許第６，８５５，７５３号明細書には、従来のデンプン結合剤を置き換えるためにポリアミンエピクロロヒドリン樹脂などの湿潤強度樹脂が用いられること、および得られた構成物が、水フェルト化法において吸音タイルおよびパネル中により効率的に加工され得ることが提案されている。
【０００９】
その全体が参照により本明細書に援用される、米国特許出願公開第２００４／２０９０７１Ａ１号明細書には、吸音パネルの製造のための構成物が１種または複数の充填剤、１種または複数の結合剤、および水ならびに亜鉛ピリチオンを含むことが開示されている。
【００１０】
その全体が参照により本明細書に援用される、米国特許出願公開第２００５／１９１４６５Ａ１号明細書には、改善された耐衝撃性および優れた吸音値を有する、耐酷使性のキャスト吸音天井タイルが開示されている。この天井タイルは、キャスティング法における湿潤パルプの表面に適用された骨材粒子を有し、この粒子は、ロールおよび／または平滑プレートを用いた圧縮によりパルプ中に埋め込まれる。
【００１１】
ＣＯＮＳＴＥＬＬＡＴＩＯＮブランドのベースマットは、ミネラルファイバー、アニオン安定ラテックス結合剤、および結合剤からなる希薄水分散液を形成し、カチオン性ポリアクリルアミドの使用などによって少量の凝集剤を添加することによって、この結合剤固形物をミネラルファイバー材料上に結合させ、この水性スラリーを支持金網の第一浸水区域上に移動させ、絡み密集体の間隙空間に水を有する開口絡み構造密集体を形成することによって、小孔支持金網上に製造される耐サグ性の軽量ミネラルパネルである。水は密集体から取り去られ、密集体は、加熱乾燥空気を開口絡み構造に通すことによって乾燥される。
【００１２】
ＵＳＧ  Ｉｎｔｅｒｉｏｒｓ，Ｉｎｃ．によって製造される“ＭＡＲＳ  ＣＬＩＭＡＰＬＵＳ”（登録商標）ブランドの吸音パネルは、裏面塗布ＣＯＮＳＴＥＬＬＡＴＩＯＮベースマットおよびラミネート不織ガラス繊維スクリム外装材を用いる高性能吸音天井製品である。“ＭＡＲＳ”ブランド製品は、平滑な白色の質感、優れた高湿度サグ性能、良好な吸音値、高率の再生含有量、低いホルムアルデヒド放出、および抗菌特性を含む、多くの利点を有する。現在の“ＭＡＲＳ”ブランド製品は、３／４インチ（１．９１ｃｍ）厚であり、ＮＲＣは０．７０およびシーリング減衰クラス（ｃｅｉｌｉｎｇ  ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ  ｃｌａｓｓ）（以後、「ＣＡＣ」と記す）は３５である。
【００１３】
騒音減少率（ＮＲＣ）は、特定の表面に当たった後に吸収される音響エネルギーの量のスケール表示であり、ＮＲＣ値０は、完全反射を示し、ＮＲＣ値１は、音響エネルギーの完全吸収を示す。ＮＲＣ値は、周波数２５０Ｈｚ、５００Ｈｚ、１０００Ｈｚおよび２０００Ｈｚにおける特定表面の４つの吸音係数の平均であり、これは、通常の人の話言葉の範囲をカバーする。ＡＳＴＭ  Ｃ４２３による実験室での材料の実験室試験において、通常の設置における場合と同様に、試料の表側のみが音響エネルギーに曝される。一部の環境下で、１超のＮＲＣ値が得られることがあるが、これは、回折／（エッジ効果対面積効果）による試験法の不自然な結果である。
【００１４】
シーリング減衰クラス（ＣＡＣ）等級は、音が１つの部屋の天井を通して、共通プレナムを経て隣室に伝えられるときに、音が失われる大きさを定量化する。より高いＣＡＣ等級は、その天井系が、より少ない音響伝送を可能にすることを示す。ＣＡＣは、試験標準ＡＳＴＭ  Ｅ１４１４を用いて測定され、ここで、音響レベルは、音源室および隣室で測定される。
【００１５】
垂直入射吸音は、修正ＡＳＴＭ  Ｅ１０５０−９８に従って決定することができ、ここで、垂直入射吸音は、インピーダンス管において４つの周波数、すなわち、２５０、５００、１０００および１６００Ｈｚの平均から測定される。ＡＳＴＭ  Ｅ１０５０−９８は、第４の周波数が２０００Ｈｚではなく、１６００Ｈｚであるので、「修正されて」いる。Ｐｕｌｓｅ（商標）Ｍａｔｅｒｉａｌ試験プログラムＴｙｐｅ７７５８、２マイクロホンインピーダンス測定管Ｔｙｐｅ４２０６（４００ｍｍ直径）、電力増幅器Ｔｙｐｅ２７０６およびＰｕｌｓｅ（商標）、マルチアナライザーシステムＴｙｐｅ３５６０からなるＢｒｕｅｌ  ＆  Ｋｌａｅｒ  Ｐｕｌｓｅ（商標）材料試験システム上で、試料は、背面空気空間なしに、すなわち、吸音パネルは平坦な金属面上に存在させて試験される。ＥＮＲＣ値は、実験室試料の吸音特性の一つの尺度としてしばしば使用される。
【００１６】
現在の“ＭＡＲＳ  ＣＬＩＭＡＰＬＵＳ”（登録商標）ブランド吸音パネル製品の利点を有するより高いＮＲＣ製品が望ましい。
【００１７】
より低密度の製品を製造しようとして構成物のストックフローを低下させることによって水フェルト化法を用いてより高い騒音減少率（ＮＲＣ）のＣｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ製品を製造することも試みられてきたが、これらの試みは、減少した製品厚さにおいて以外は、従来のパネルに対してほぼ近い密度を有した製品を製造したのみであった。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、少なくともミネラルウールと、デンプンおよび／または熱可塑性結合剤とを構成剤として含み、固形分濃度が３．０から６．０重量％の水性スラリーを調製する工程と、水性スラリーを多孔性キャリヤ上に拡げて載せる工程と、少なくとも１つの重力脱水ボックスで、多孔性キャリヤ上の水性スラリーを脱水して重力脱水ベースマット形成する重力脱水工程と、重力脱水されたベースマットを、第１の減圧下でさらに脱水して第１減圧脱水ベースマットとする第１減圧脱水工程と、第１減圧脱水ベースマットを、第２の減圧下でさらに脱水して第２減圧脱水ベースマットとする第２減圧脱水工程と、第２減圧脱水ベースマットを乾燥する工程と、を含んでなる吸音パネルの製造方法であって、重力脱水工程では、重力脱水ベースマット中の水分量を７４〜８４重量％とし、第１減圧脱水工程では、最大０．５インチＨｇだけ減圧して２〜２０秒間行い、重力脱水ベースマット中の水の１８〜３４％を除去し、第２減圧工程では、２．０〜４．０インチＨｇの減圧で２〜２０秒間行い、第１減圧脱水ベースマット中の水の１０％〜５２％を除去して、最終的に乾燥後の吸音パネルの密度が立方フィート当たり１０．９〜１５．０ポンド、および騒音減少係数が０．８０〜０．９５であるようにする。
【００１９】
本発明の方法は、より低い密度、より開口したマット構造によって改善された吸音特性を有する低密度の高ミネラルウールの吸音パネルの製造を可能にする。この方法において、水、ミネラルウール、熱可塑性結合剤および／またはデンプンならびにその他微量成分からなる水性スラリーは、最初に重力脱水によって、次いで、徐々に減圧度を高くする減圧脱水によって脱水される。したがって、第１および第２減圧脱水ベースマットは減圧によりかけられる静圧によって著しく圧縮されない。得られた吸音パネルは、通常の水フェルト化法によって製造された標準ＣＯＮＳＴＥＬＬＡＴＩＯＮ吸音パネルよりも厚く、低密度となる。また本発明で製造された吸音パネルは、通常の水フェルト化法によって製造されたミネラルウール吸音パネルよりも高い騒音減少率（以後、「ＮＲＣ」と記す。）を有している。
【００２０】
特に、ＮＲＣが０．８０〜０．８５で、シーリング減衰クラス（以降、「ＣＡＣ」と記す。）が３３〜３６の開口したマット構造にすることによって改善された吸音を有する低密度の高ミネラルウール吸音パネルを製造することが望ましい。例えば、製造された吸音パネルは、ＮＲＣが０．８５でＣＡＣが３５、あるいはＮＲＣが０．８０でＣＡＣが３５を有することができる。
【００２１】
本発明者らは、より低い密度、より高いＮＲＣのミネラルウール吸音パネルが、減圧脱水工程でかけられる減圧度および製造ラインのウェットエンド部分での乾燥工程を制御することで、形成されるベースマットの圧縮を最小化することができることを見出して本発明に至った。好ましい実施形態において、ウェットエンドは、（１）重力脱水ボックス上の設定を調整すること、（２）ベースマットの最小押圧であるようにトップワイヤフォーマーのレベルを上昇させること、および（３）減圧脱水ボックスの設定を調整し、ベースマットに対して減圧度を徐々に高く印加させることによって稼動する。
【００２２】
本発明はまた、パネル密度と、パネル厚さと、ＮＲＣとの間の実証的関係を用いて、本発明の吸音パネルを製造する方法を提供する。
【００２３】
本発明の方法では、高性能ガラス繊維製品に匹敵する改善された吸音特性を有する低い密度の高ミネラルウール吸音パネルが製造される。
【００２４】
重力脱水を最大にし、上部ワイヤフォーマーの押圧位置を上昇させ、塵埃および損分をなくし、減圧度を徐々に高くすることによって、ＮＲＣが０．８５以上となるとともに、密度が立方フィート当たり１１〜１２ポンド（ｐｃｆ）（１７６ｋｇ〜１９２ｋｇ／立方メートル）の吸音パネルを得ることができる。
【００２５】
本発明では、ベースマットの厚さに依存してＮＲＣが０．８０〜０．９０であるとともに、密度が１２〜１２．５ｐｃｆ（１９２〜２００ｋｇ／立方メートル）の範囲を有する吸音パネルを得ることもできる。その製造時の脱水工程で、減圧度を徐々に増加させる効果は、重力脱水を最大にするよりも有意により重要であることが見いだされた。
【００２６】
本発明では、減圧度を徐々に増加する以外は標準ウェットエンドのセットアップを用いることによって、ＮＲＣが０．８０であるとともに、公称０．９００インチ（２．２９ｃｍ）の吸音パネルを得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の吸音パネル製造方法を行う工程の実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の方法による製造ラインにおける仕上げ段階までの概略図である。
【図３Ａ】水性スラリーをライン上に分布させ、次いで、水性スラリーを重力脱水ボックス、次いで、トップワイヤフォーマープレスのもとに置くための製造ラインの第１の部分（ウェットエンド）の概略図である。
【図３Ｂ】トップワイヤフォーマーから減圧ボックスまでの製造ラインの減圧脱水および初期の乾燥機部分の概略図である。
【図４】本発明の方法に従って製造される裏面塗布パネルについて、推定騒音減少係数（ＥＮＲＣ）対パネル厚さのグラフである。
【図５】本発明の範囲内の密度におけるベースマットおよび裏面塗布パネルについて、ＮＲＣ値対パネル厚さのグラフである。
【図６】本発明の方法に従って製造される低、中および高密度ベースマットについて、推定騒音減少係数対パネル厚さのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
Ａ．パネル
図１は、本発明の吸音パネル１０製造方法を行う工程の実施形態の斜視図を示す。
【００２９】
Ｂ．配合
本発明の１つの実施形態において、本発明の吸音パネルを製造するために使用される構成物の成分は、ミネラルウール（スラグウールファイバー）、熱可塑性結合剤および／またはデンプン、水ならびに任意の任意選択の成分、例えば、凝集剤である。その乾燥成分および湿潤成分が混合されて、水性スラリーを生成し、これを堆積させて水性スラリー層を形成する。水性スラリーに添加されるミネラルウールファイバーは、水性スラリー層の全厚さにわたるマトリックス中に均一に分布され、これは、さらなる処理後に、最終的にパネルを形成する。本発明のパネルは通常、ミネラルウールが乾燥成分の総重量の７０〜９５重量％、熱可塑性結合剤および／またはデンプンが６〜７重量％で合わされ、ならびに水から形成される。
【００３０】
好ましい実施形態において、パネルは、ミネラルウールが乾燥成分基準で９０〜９５重量％、例えば、９３重量％であり、熱可塑性結合剤が４．５〜５重量％、例えば、４．７重量％であり、デンプンが１．５〜２．５重量％、例えば、２．０重量％から形成される。
【００３１】
１．ミネラルウール
本発明で用いられるミネラルウールは、ミネラルウールベースの吸音パネルの製造に従来用いられた合成ガラス質（シリケート）ファイバーと称されるスラグウールファイバーである。ミネラルウールは一般に、高速空気を用いて溶融スラグを繊維化することによって製造される細いフィラメントである。ミネラルウールは、通常ミネラルウールベース吸音パネルを製造する際に従来から用いられていたのと同じ種類のものである。
【００３２】
２．デンプンおよび熱可塑性結合剤
用いられ得る結合剤はデンプンであることができ、これは、その費用効果のためにミネラルウールベース吸音構成物における使用についてよく知られている。
【００３３】
デンプンの有無にかかわらず用いられ得る他の結合剤は、ミネラルウールに基づく吸音パネルにおいて従来使用された種々の熱可塑性結合剤（ラテックス）から選択される。これらのラテックスは、３０℃から１１０℃の範囲のガラス転移温度を有し、これらの例として、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル／アクリル酸エマルジョン、塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、スチレン／アクリル酸コポリマーおよびカルボキシル化スチレン／ブタジエンが挙げられる。典型的な熱可塑性ラテックスは、９０℃から１００℃（１９４から２１２°Ｆ）の範囲のガラス転移温度を有するスチレンアクリル酸ラテックスである。
【００３４】
３．その他の成分
さらなる任意選択の成分として、凝集剤、セルロースファイバー、膨張パーライトなどの軽量骨材、クレー、硫酸カルシウム二水和物、および石灰石がある。ＡＳＴＭ試験番号Ｅ１１９によって定義されるような耐火性を与えることが望まれる場合に、クレーは少なくとも４％、好ましくは少なくとも２０％の量で使用されることが必要であると従来考えられている。ボールクレーなどの市販のクレーは、この目的に使用され得る。
【００３５】
さらに、本発明の方法により製造される吸音パネルには、無機充填剤（マイカなど）、珪灰石、シリカ、石膏、スタッコおよび炭酸カルシウム、他の軽量骨材、界面活性剤ならびに凝集剤を含むことができる。これらの成分は、吸音パネルを製造する当業者によく知られている。
【００３６】
本発明は、材料のいずれの特定の量にも限定されないが、本発明では、固形分含量が３〜６重量％の範囲である水性スラリーにおいて表１に示される量で以下の成分を含む構成物が企図される。
【００３７】
【表１】
0005441040.tif 000002
【００３８】
水性スラリーは、吸音パネル製造技術をよく知っている当業者に想起される様々な方法によって堆積させることができる。例えば、それぞれのパネルを製造するバッチ工程を用いるよりもむしろ、連続シートが同様に製造され得、これは、その材料を乾燥させた後に、所望の寸法のパネルに切断される。
【００３９】
Ｃ．本発明のパネルの製造
第１の実施形態において、本発明は、少なくともミネラルウールと、デンプンおよび／または熱可塑性結合剤とを構成剤として含み、固形分濃度が３．０から６．０重量％の水性スラリーを調製する工程と、水性スラリーを多孔性キャリヤ上に拡げて載せる工程と、少なくとも１つの重力脱水ボックスで、多孔性キャリヤ上の水性スラリーを脱水して重力脱水ベースマット形成する重力脱水工程と、重力脱水されたベースマットを、第１の減圧下でさらに脱水して第１減圧脱水ベースマットとする第１減圧脱水工程と、第１減圧脱水ベースマットを、第２の減圧下でさらに脱水して第２減圧脱水ベースマットとする第２減圧脱水工程と、第２減圧脱水ベースマットを乾燥する工程と、を含んでなる吸音天井パネルの製造方法であって、
重力脱水工程は、重力脱水ベースマット中の水分量を７４〜８４重量％とし、
第１減圧脱水工程は、最大０．５インチＨｇだけ減圧して２〜２０秒間行い、重力脱水ベースマット中の水の１８〜３４％を除去し、
第２減圧工程は、２．０〜４．０インチＨｇの減圧で２〜２０秒間行い、第１減圧脱水ベースマット中の水の１０％〜５２％を除去し、
乾燥後の吸音天井パネルの密度が立方フィート当たり１０．９〜１５．０ポンド、および騒音減少係数が０．８０〜０．９５であるようにする吸音天井パネルの製造方法を提供する。
【００４０】
本発明の吸音パネルを製造方法を行うための装置を、図２、図３Ａおよび図３Ｂの図に示す。
【００４１】
図２は、本製品を製造する吸音パネル製造ライン１２の実施形態を示す。図２を参照して、本方法は、撹拌機（図示していない）を備えた従来の混合装置において、ミネラルウールと熱可塑性結合剤および／またはデンプンを水と混合して水性スラリー３０を形成することによって開始される。ミネラルウールは通常、ミネラルウールベース吸音パネルを製造するに従来から使用されてきたのと同じ種類でよい。ミネラルウールならびに熱可塑性結合剤および／またはデンプンは、さらなる別の添加剤と共に水と混合して水性スラリー３０を製造する。例えば、水性スラリー３０は、固形分を４．５重量％含み、ミネラルウールはその固形分の９３重量％を構成する。
【００４２】
図３Ａに示されるように、水性スラリー３０は、ヘッドボックス２０に供給される。水性スラリー３０は、エンドレス金属ワイヤー形成面６５上に堆積されて、ベースマット１５を形成し、方向「Ｔ」に移動しながら、重力脱水工程を行う。重力脱水工程は、ベースマット１５を重力脱水ボックス１、２、３、４を有する重力脱水システム５にわたって通過させる。形成面６５の上を通過する水性スラリー３０中の水は、重力脱水ボックス１、２、３、４（図３Ａ）において重力によって脱水して重力脱水ベースマット１５を形成し、その後、トップワイヤフォーマー７０およびニップ８０を通過する。４つの重力脱水ボックス１、２、３、４は水性スラリーを徐々に脱水していく。
【００４３】
４つある重力脱水ボックス１、２、３、４は、本発明下の所望の操作条件に従って開放または閉鎖位置に設定されて、重力脱水ベースマット１５を形成する。
【００４４】
“Ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ”（登録商標）ブランド吸音パネル製品を製造するための標準的な（従来の）方法において、重力脱水ボックス１、２は閉じられ、重力脱水ボックス３は半開、重力脱水ボックス４は完全に開いている。ＮＲＣが０．７０である３／４インチ（１．９ｃｍ）吸音パネルを製造するための標準的な（従来の）操作条件下では、ウェットエンドの設定は、ベースマット１５から可能な限り多くの水を除くのではなく、トップベルトがベースマットを押圧し、比較的平滑な面を得ることができるように、ニップ点８０でベースマットの適切な厚さ（ｃａｐｉｐｅｒ）とするに十分なだけの水を除去するように設計される。重力脱水工程で除去される水が多過ぎると、厚さが不足し、面が平坦でなくなり、かつ研摩後にむらを生じ得る。重力脱水工程で除去される水が少なすぎると、乾燥機中において、ベースマット１５の水負荷が多過ぎ、遠心ブロアー中に入る水が多過ぎて下流の減圧ボックスに供給され、ライン速度を減少させる。
【００４５】
本発明において、重力脱水工程は、好ましくは、少なくとも１つの重力脱水ボックスにわたる多孔性キャリヤ上の水性スラリーを重力脱水させて、重力脱水されたベースマットを形成する工程を含み、ここで、水性スラリーは、２〜２０秒の時間をかけて水分量が７４〜８４重量％にまで重力脱水される。したがって、この実施形態において、好ましくは、ボックス１、２、３、４（図３Ａ）の少なくとも１つが水性スラリーを２〜２０秒の時間をかけて水分量が７４〜８４重量％にまで重力脱水させ、その後、重力脱水ベースマット１５は、トップワイヤフォーマー７０およびニップ８０を通過する。
【００４６】
次いで、重力脱水ベースマット１５は、トップフォーマーワイヤ７０の下、およびローラーニップ８０を通って送られる。重力脱水ベースマット１５は、通常重力脱水および押圧後に自由水を７４〜８４重量％含み、その後、重力脱水ベースマット１５に対して、徐々に圧力を下げていく第１減圧脱水工程と第２減圧脱水工程を順次行う。第１および第２減圧脱水工程では、種々の選択された減圧条件に設定された６つの減圧ボックス９０、９１、９２、９３、９４、９５（図３Ｂ）を有する減圧システム１０６を通って送られ、減圧ボックス９１、９２、９３、９４および９５は、マルチゾーン乾燥機２００の第１のゾーン１００と一緒に働く。脱水および乾燥のために、マルチゾーン乾燥機ゾーンを通って、第２減圧脱水工程後の最終の減圧脱水ベースマット中の水分量が２重量％にまで脱水される。
【００４７】
図３Ｂは、トップワイヤフォーマー７０から減圧システム１０６および第１の乾燥機ゾーン１００までの製造ラインを示す。減圧システム１０６は、２つの大型遠心ブロアー１０２および１０４により供給される６つの減圧ボックス９０、９１、９２、９３、９４、９５を有する。
【００４８】
第１の減圧ボックス９０（本明細書において「プレスボックス」または「プレス後（ＡＰ）ボックス」とも呼ばれる）および次の２つの減圧ボックス９１および９２は、遠心ブロアー１０２によって減圧される。
【００４９】
３つの減圧ボックス９３、９４および９５からなる第２の群は、遠心ブロアー１０４によって減圧される。産業界で使用される典型的な遠心ブロアーは、５０〜４００馬力を有し、５，０００〜２５，０００立方フィート／分（ｃｆｍ）（１４０〜７００立方メートル／分）の空気流を発生させ得る。
【００５０】
ベースマット１５は、ウォータージェットカッター１０７を通して送られ、ＡＰ減圧ボックス９０の直後でかつベースマット１５が乾燥機２００に入る前にベースマット１５を機械と直交する方向に切断する（図２および図３Ｂ）。
【００５１】
上述の通り、乾燥機２００はマルチゾーン乾燥機である。図３Ｂは、第１の乾燥機ゾーン１００を示す。第１の乾燥機ゾーン１００は、熱風を減圧ボックス９１、９２、９３、９４、９５に供給するために用いられる。対照的に、ＡＰ減圧ボックス９０は、周囲温度の空気のみを引き込む。
【００５２】
通常操作条件下で、ＡＰボックス９０およびボックス９１、９２、９３は全て、完全に開いた位置にあり、ボックス９４、９５は完全に閉じている。標準的な（従来の）製造運転の間に、減圧ボックス９０、９１、９２、９３、９４、９５は通常、それらの自然な圧力から調整されず、減圧度はモニターされない。従って、従来のシステムにおいては、ゾーン１００の下流の乾燥機２００のゾーンでの乾燥前に、可能な限り多くの水がＡＰボックス９０およびボックス９１、９２、９３（乾燥機の第１のゾーン１００に関連して稼動する）によって除去される。
【００５３】
しかし、本発明においては、減圧システム１０６では、ＡＰ減圧ボックス９０、次いで第１の遠心ブロアー１０２により供給される減圧ステーション９１から９２からなる第１減圧脱水工程で第１減圧脱水ベースマットとし、さらに、第２の遠心ブロアー１０４により供給される減圧ボックス９３、９４および９５からなる第２減圧脱水工程で第２減圧脱水ベースマットとする漸進的な減圧でベースマット１５が処理される。第２減圧脱水ベースマット１５は、マルチゾーン乾燥機２００を通過するにつれて、所望の厚さ（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  ｏｒ  ｃａｌｉｐｅｒ）を保持しながら可能な限り多くの水が除去されて最終パネル１０まで乾燥され、適切な大きさに切断され、場合によってその表面に対してサンドペーパーがかけられ、塗装され、および／またはラミネートされ、また場合によって裏面コーティングが施される。裏面コーティングは、当技術分野では広く知られている。裏面コーティングに当技術分野で用いられるコーティングには通常、ラテックス系コーティングおよび樹脂系コーティングが含まれ、これらは一般的には通常、ホルムアルデヒド系樹脂（例えば、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂）、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂または尿素−ホルムアルデヒド樹脂系コーティングである。
【００５４】
本発明のこの実施形態において、ＡＰボックス９０は、部分的または完全に閉じており、減圧ボックス９１、９２、９３は開いているが、かけられる減圧度はかなり減少し（従来の処理に比べて）、ベースマット１５を圧縮することを回避する。対照的に、標準的な製造ラインでは、ＡＰボックス９０は完全に開いており、かつ第１、第２および第３の減圧ボックス９１、９２、９３は完全に開いている。
【００５５】
減圧ボックス９４および９５は、標準的な操作手順およびこの実施形態のための本発明の操作手順の下では通常閉じている。
【００５６】
したがって、本発明のこの実施形態において、水は、押圧されたベースマットに対して最大０．７インチＨｇ（０．００２３７ＭＰａ）、例えば、０．３から０．７インチＨｇ（０．００１０２から０．００２３７ＭＰａ）、例えば、０．５インチＨｇ（０．００１６９ＭＰａ）だけ減圧した第１の減圧を２〜２０秒間かけるＡＰ減圧ボックス９０により除去され、次いで、残りの減圧ボックスは、押圧されたベースマットに対して２．０から４．０インチＨｇ（０．００６７７から０．０１３５ＭＰａ）減圧した第２の減圧を２〜２０秒間行い、マットを静圧によって著しく圧縮することなしに、減圧脱水のレベルを増加させる。この実施形態により、乾燥後に密度が立方フィート当たり１０．９から１５．０ポンド（１７４．６から２４０．３グラム／リットル）、および騒音減少係数が０．８０から０．９５のパネルが製造できるベースマット（言い換えれば、乾燥機２００後のベースマット）が得られる。
【００５７】
本発明によれば、押圧された重力脱水ベースマットは、プレス後の減圧ボックス９０を完全に閉じた位置にあるようにし、かつ第１の乾燥機ゾーン１００における第１の減圧ボックス９１は部分的に閉じた位置にあるように調整して、常圧に対して最大０．７インチＨｇ、例えば、０．３から０．７、例えば、０．５インチＨｇだけ減圧した第１の減圧工程を２〜２０秒間行い、次いで、少なくとも１つのさらなるボックス９２、９３、９４および／または９５が完全に開いた位置にあるように調整して、第１の減圧ボックス９１によりかけられた圧力より大きい減圧度、例えば、常圧に対して２．０から４．０インチＨｇ減圧した第２の減圧工程を２〜２０秒間行う。
【００５８】
当然ながら、任意の数の減圧ボックスを用いかつ制御して、所望の制御された減圧度を達成することができ、その結果、水は、押圧されたベースマットに対して最大０．７インチＨｇ、例えば、０．３から０．５インチＨｇ減圧した第１の減圧を２〜２０秒間かけ、次いで、押圧されたベースマットに対して２．０〜４．０インチＨｇ減圧した第２の減圧を２〜２０秒間行うことによって除去され、静圧によってベースマットを著しく圧縮することなく減圧脱水のレベルを増加させ、立方フィート当たり１０．９から１５．０ポンドの密度および０．８０から０．９５の騒音減少係数を有する脱水された乾燥ベースマットが得られる。
【００５９】
好ましくは、本発明によれば、重力脱水の工程で、重力脱水ベースマット中の水分量を７４〜８４重量％とし、第１の減圧工程を、最大０．７インチＨｇ、例えば、０．３から０．７、例えば、０．５インチＨｇだけ減圧して２〜２０秒間行い、重力脱水ベースマット中の水の１８％から３４％を除去して第１減圧脱水ベースマットとし、次いで、第２の減圧工程を、２．０〜４．０インチＨｇ減圧して２〜２０秒間行い、第１減圧脱水ベースマット中の水の１０％〜５２％を除去する。好ましくは、これらの減圧脱水工程は、静圧によってマットを著しく圧縮することなく減圧脱水の量を増加させ、その結果、減圧脱水工程後に乾燥したベースマットの密度は、重力脱水後に乾燥したベースマットに対して乾燥基準で０％から１０％、通常０から５％だけ増加する。例えば、脱水ベースマットの密度が立方フィート当たり１２ポンド（１９２ｇ／リットル）である場合、１０％密度が高い乾燥ベースマットの密度は、立方フィート当たり１３．２ポンド（２１１ｇ／リットル）となる。
【００６０】
裏面コーティングによる仕上げ前のベースマットは、通常、最終パネルのＮＲＣが０．８０から０．９５の範囲に対して、その厚さが０．８から１．２インチ（２．０３から３．０５ｃｍ）の範囲である。より典型的には、裏面コーティングによる仕上げ前のベースマットは、公称ＮＲＣが０．８０である最終パネルについて、密度が立方フィート当たり１４から１５ポンド（ｐｃｆ）の範囲で、厚さが０．９０インチ（２．２９ｃｍ）であり、公称ＮＲＣが０．９０のＮＲＣを有するパネルが望まれる場合、ベースマットは、密度が１２．０ｐｃｆ（１９２ｇ／リットル）で、厚さが１．２０インチ（３．０５ｃｍ）と設計される。
【００６１】
裏面コーティングした仕上げパネルのＣＡＣは通常、３３から３６の範囲であり、少なくとも３５のＣＡＣが最終仕上げパネルに望まれる。
【００６２】
本発明はまた、所望の吸音特性を得るために吸音パネルの製造を制御するいくつかの方法を提供する。
【００６３】
第１の実施形態では、改善された吸音特性とともに立方フィート当たり１０．９から１２．６ポンド（１７５から２０２ｇ／リットル）の密度を有する低密度の高ミネラルウール吸音パネルを製造する方法であって、
吸音パネルの目標ＥＮＲＣを選択し、以下の式（１）に従って目標ＥＮＲＣを得るためにパネルの目標厚さを決定する工程と：
【数１】
0005441040.tif 000003
ミネラルウール、熱可塑性結合剤およびデンプンならびに任意選択の添加剤を含み、３から６重量％の固形分濃度を有する水性スラリーを調製する工程と；
水性スラリーを多孔性キャリヤ上に分布させる工程と；
少なくとも１つの重力脱水ボックスにわたる多孔質キャリヤ上の重力脱水によって水性スラリーを脱水して、重力脱水ベースマットを形成する工程と；
重力脱水ベースマットが少なくとも１つの重力脱水ボックスを離れた後に、第１の減圧をかける少なくとも１つの第１の減圧ボックスにわたって重力脱水ベースマットを通過させて第１減圧脱水ベースマットとし、次いで、第２の減圧をかける少なくとも１つの第２の減圧ボックスにわたって第１減圧脱水ベースマットを通過させて減圧をかけて第２減圧脱水ベースマットとする工程（ここで、第２の減圧は、第１の減圧より大きい減圧度であり、重力脱水ベースマットをさらに減圧で脱水させて、静圧によって重力脱水ベースマットを圧縮することなくベースマットから１０％を超える水を除去する。）と、
第２減圧ベースマットを乾燥させる工程と；
を有している。ここで、ベースマットを脱水する条件は、乾燥後の密度が立方フィート当たり１０．９から１２．６ポンドの範囲、ＮＲＣが目標ＥＮＲＣの±５％以内となるようにする。
【００６４】
第２の実施形態では、改善された吸音特性を有して、高ミネラルウールを含み、立方フィート当たり１２．５から１４．０ポンド（２００から２２４ｇ／リットル）の密度を有する裏面塗布ベースマットを含む吸音パネルを製造する方法であって、
吸音パネルに対する目標ＮＲＣを選択し、以下の式（２）に従って目標ＥＮＲＣを得るためにパネルの目標厚さを決定し：
【数２】
0005441040.tif 000004
ミネラルウール、熱可塑性結合剤およびデンプンならびに任意選択の添加剤を含み、３から６重量％の固形分濃度を有する水性スラリーを調製する工程と；
水性スラリーを多孔性キャリヤ上に分布させる工程と；
少なくとも１つの重力脱水ボックスにわたる多孔性キャリヤ上の重力脱水によって水性スラリーを脱水して、重力脱水ベースマットを形成する工程と；
重力脱水ベースマットが少なくとも１つの重力脱水ボックスを離れた後に、第１の減圧をかける少なくとも１つの第１の減圧ボックスにわたって重力脱水ベースマットを通過させて第１減圧ベースマットとし、次いで、第２の減圧をかける少なくとも１つの第２の減圧ボックスに第１減圧ベースマットを通過させることによりさらに減圧をかけて第２減圧ベースマットとする工程（ここで、第２の減圧は、第１の減圧より大きい減圧度であり、静圧によって重力脱水ベースマットを圧縮することなく、重力脱水ベースマットに対して１０％を超える水を除去する。）と；
第２減圧ベースマットを乾燥させる工程と；
乾燥後のベースマットに１．５から２．０ミルの厚さで、当技術分野で従来用いられる種類の裏面コーティングを施す工程と、を有している。
ここで、ベースマットを脱水する条件は、乾燥後の密度が立方フィート当たり１２．５から１４．０ポンドの範囲、ＮＲＣが目標ＥＮＲＣの±５％以内となるようにする。
【００６５】
本発明の第３の実施形態では、改善された吸音特性を有する高ミネラルウール吸音パネルを製造する方法であって、
吸音パネルのために、目標ＮＲＣ、例えば、０．９０のＮＲＣを選択し、パネルのために、目標厚さ、例えば、１．１０から１．２０インチを決定する工程と；
ミネラルウール、熱可塑性結合剤およびデンプンならびに任意選択の添加剤を含み、３から６重量％の固形分濃度を有する水性スラリーを調製する工程と；
水性スラリーを多孔性キャリヤ上に分布させる工程と；
少なくとも１つの重力脱水ボックスにわたる多孔性キャリヤ上の重力脱水によって水性スラリーを脱水し、重力脱水ベースマットを形成し、典型的には、７５％から８５％の水含量を有する重力脱水ベースマットを形成する工程と；
重力脱水ベースマットが少なくとも１つの重力脱水ボックスを離れた後に、第１の減圧をかける少なくとも１つの第１の減圧ボックスにわたって重力脱水ベースマットを通過させて第１減圧ベースマットとし、次いで、第２の減圧をかける少なくとも１つの第２の減圧ボックスにわたって第１減圧ベースマットを通過させることによって第２減圧ベースマットを形成する工程（ここで、第２の減圧は、第１の減圧より大きい減圧度（より大きい負圧）であり、静圧によってマットを圧縮することなく、重力脱水ベースマットに対して１０％を超えるだけベースマットから水を除去する。）、
第２減圧ベースマットを乾燥させる工程と；を有している。
ここで、乾燥基準の重力脱水ベースマットの密度が、減圧脱水前の重力脱水ベースマットの密度に対して、減圧脱水中に０％から１０％未満増加し、
ここで、脱水条件は、乾燥後の密度が立方フィート当たり１０．９から１４．０ポンド（１７５から２２４ｇ／リットル）の範囲、厚さが１．１０から１．２０インチ（２．７９から３．０５ｃｍ）の範囲、ＮＲＣが０．９０で目標ＥＮＲＣの±５％以内となるようにする。
【実施例】
【００６６】
以下の実施例において、本発明による吸音パネル製造の例を挙げる。実施例は例示の目的のために示され、多くの他の構成物および方法条件が本発明の範囲内であることが理解される。当業者は、同様の吸音パネル構成物が、以下に示されるもの以外の成分および量を含んで製造され得ることを理解する。
【００６７】
〔実施例１〕
実施例１は、乾燥成分基準で、９３重量％のミネラルウール、４．７重量％の熱可塑性結合剤および２．０重量％のデンプンを用いて行った。
【００６８】
パネルは、上記した「本発明のパネルの製造」の項の方法と同じく製造した。
【００６９】
本発明のＨｉ−ＮＲＣ吸音パネルのための重力脱水ボックス設定（図３Ａを参照）および減圧ボックス設定（図３Ｂを参照）を、表２および表３において、現在市販の“ＭＡＲＳ”（登録商標）吸音パネル（これは、０．７０のＮＲＣを有する）と比較する。重力脱水ボックスは、図３Ａにおけるように１、２、３および４と表示する。減圧ボックスは、図３Ｂにおけるように、９０、９１、９２、９３、９４および９５と表示する。表３において「０」は開けた状態、「Ｃ」は閉じた状態を意味している。
【００７０】
【表２】
0005441040.tif 000005
【００７１】
【表３】
0005441040.tif 000006
【００７２】
１つの実施形態において、０．８０のＮＲＣを有する公称１４〜１４．５ポンド／立方フィートのＨｉ−ＮＲＣ製品による０．９００インチ厚の製品は、重力ボックス１および２を閉じた状態、重力ボックス３を半分開けた状態、および重力ボックス４を完全に開けた状態に設定することによって得ることができる。ベースマットがウェットエンドを離れる際に、ベースマットは、完全に開いたＡＰボックス９０および減圧ボックス９１、９２および９３を通過し、ここで、減圧ボックス９４および９５は完全に閉じている。必要に応じて、ＡＰボックスにおける減圧を部分的に閉じて、ベースマットに対してより大きい厚さおよびより低い密度を与えることができる。
【００７３】
重力脱水工程および湿潤処理のプレスを出た後に重力脱水ベースマットにかけられる減圧の程度は、プレス後にベースマットを減圧脱水および乾燥させるために使用される特定の処理装置の設計に依存する。本発明の実施において、重力脱水ベースマットを、先ず弱い減圧下で脱水し、次いで、減圧度を高いレベルで処理して脱水することが重要である。このとき、水はベースマットの密度をさらに増加させる静圧を発生させず、ベースマットの厚さを減少させることなく、乾燥後のパネルの密度を５から１０％を超えて増加させることもない。
【００７４】
この実施例のプラント試験において使用される、図３Ａおよび図３Ｂに示されるような特定の装置において、押圧されたベースマットに０．５インチＨｇだけ減圧した第１の減圧を２〜２０秒間かけ、次いで、押圧されたベースマットに２．０〜４．０インチＨｇ減圧した第２の減圧を２〜２０秒間かけることによって水を除去することにより、静圧によってマットを著しく圧縮することなく、十分な脱水が達成されることが見いだされた。
【００７５】
言い換えれば、ベースマットを著しく圧縮しないように十分に弱い減圧による第１の減圧工程によって、水は除去される。しかし、この弱い減圧により十分な水が除去されることにより、第２の減圧工程のより強い減圧がかけられる時までに、ベースマットを著しく圧縮するのに十分な静圧を生じさせる十分な水が存在しなくなる。
【００７６】
脱水ベースマットの押圧および圧縮は、ベースマットの密度が立方フィート当たり１．０ポンドを超えてまたはベースマットの密度の５〜１０％を超えて増加することを避けるために制限される。例えば、それぞれ、比較的低い減圧度での圧縮は１０％未満（例えば、５％未満）であり、比較的高い減圧度での圧縮は５％未満（例えば、２％未満）であり、ベースマットの合計圧縮は、重力排水ベースマットに対して１０％未満である。
【００７７】
〔実施例２〕
プラント規模での吸音パネルの製造：
プレスを最大位置に上昇させ、重力排出を最大化させ、プレスボックス中の減圧度を変化させたが、他の減圧設定は従来と同じにした。したがって、このデータの試験条件には、トップワイヤフォーマー７０（以後、「プレス」とも呼ばれる）を最高位置まで上昇させ、重力排出を最大にし、およびプレス減圧ボックス（ＡＰ減圧ボックス）の減圧設定を変えて、その他の減圧設定は、標準ＭＡＲＳ（登録商標）吸音パネル製品と同じとした。あらゆる塵埃および損構成物（ｂｒｏｋｅ）は除去されている。ウェットエンド試料は、ＡＰ減圧ボックス直後で採取している。表４に得られたデータを示す。
【００７８】
【表４】
0005441040.tif 000007
【００７９】
表４のデータでは、プレス減圧ボックス（ＡＰ減圧ボックス、例えば、図３Ｂの第１の減圧ボックス９０）が、厚さ、密度、含水量およびＥＮＲＣに対して有する影響が実証される。特に、表４は、減圧を加えることの影響として、ベースマットから水を除去することだけでなく、ベースマットの密度を増加させ（減少した厚さに留意されたい）、かつ吸音を低下させることを示す。
【００８０】
上記結果はさらに、減圧の程度がマット密度およびパネルの吸音特性を低下させることに対して有する影響を示す。
【００８１】
上記結果は、プレス位置を上昇させることと組み合わせて重力脱水を最大化させることによって、公称１１〜１２ｐｃｆの密度のウールファイバーベース吸音パネルを、０．８０以上のＮＲＣを有して得ることができることを示す。公称密度１２ｐｃｆ（１９２ｋｇ／ｍ３）は、その後の減圧ボックスおよび貫流乾燥によってもたらされる静圧にもかかわらず、トリマーで維持される。したがって、重力脱水の程度を増加させることによって、得られる静圧はより小さくなり、それにより、パネルの「押圧」はより小さくなる。
【００８２】
〔実施例３〕
プラント規模のパネルの製造：
表５の試験データでは、プレスを単に上昇させることが、厚さ、密度、およびＥＮＲＣに対して最小の影響を有することが実証される。これらの２組のデータ（「対照」および「プレスなし」）の間の唯一の差は、「プレスなし」と表示された試料に対して、トップワイヤフォーマー７０をその最高位置に上昇させることであった。試料はトリマーで採取し、ウェットエンドの試料は採取しなかった。プレスは、その最高位置に（０．７８０インチから１．１８７インチに）上昇させた。重力ボックスの設定は標準位置のままとした。
【００８３】
【表５】
0005441040.tif 000008
【００８４】
プレスを単に上昇させることにより（重力脱水を増加および減圧脱水を減少させる設定なしで）、密度には僅かな減少、およびＥＮＲＣに僅かな増加のみがあった。
【００８５】
〔実施例４〕
自由形態密度によるプラント規模試験：
上の結果は、重力脱水を最大化させ、プレス減圧ボックスを閉じているときに得られる結果と比較することができる。あらゆる塵埃または損構成物も除去しておく。
【００８６】
以下の操作条件以外は、上の実施例３におけるとおりに試験を実験した。プレスはその最高値に上昇させ、重力脱水は最大化させ、プレス減圧ボックスは閉じた。あらゆる塵埃または損構成物は除去しておいた。
【００８７】
以下のウェットエンドの試料は、予め選択された８〜１０フィートのパネル長でベースマットを切断するために従来使用されているウェットエンドウォータージェット直後に採取した。ウェットエンドジェット直後に、湿潤ベースマットの下に金属板を滑らせ、このプレートおよび試料を金網から持ち上げた。次いで、この湿潤試料を乾燥させ、プレートから取り外し、試料の厚さおよび密度を測定した。得られたデータは表６に示す。
【００８８】
【表６】
0005441040.tif 000009
【００８９】
〔実施例５〕
水、ミネラルウール、デンプン、および熱可塑性結合剤を合わせて、混合し、均一な混合物（ｍｉｘ）を得る。重力脱水は４つの重力脱水ボックスで施され、標準“ＭＡＲＳ”（登録商標）ブランド吸音パネル用に、最初の２つのボックスは閉じており、第３のボックスは半分開いており、第４のボックスは開いている。Ｈｉ−ＮＲＣ吸音パネル番号１は、閉じた最初の２つの重力脱水ボックス、半分開いた第３の重力脱水ボックスおよび開いた第４の重力脱水ボックスを有した製造ラインで製造した。Ｈｉ−ＮＲＣ吸音パネル番号２は、閉じた最初の２つの重力脱水ボックス、半分開いた第３の重力脱水ボックスおよび開いた第４の重力脱水ボックスを有した製造ラインで製造した。
【００９０】
Ｈｉ−ＮＲＣ吸音パネル番号１は、ＡＰ減圧ボックスが場合によって一部閉じており、減圧ボックス番号９１〜９３が完全に開いたままであり、減圧ボックス番号４〜５は完全に閉じたままである製造ラインで製造した。Ｈｉ−ＮＲＣ吸音パネル番号２は、ＡＰ減圧ボックスは完全に閉じており、減圧ボックス番号９１は半分閉じたままであり、減圧ボックス番号９２〜９３は完全に開いたままであり、および減圧ボックス番号９４〜９５は完全に閉じたままである製造ラインで製造した。
【００９１】
標準“ＭＡＲＳ”ブランド吸音パネル、ならびに標準パネルと同じ組成を用いて本発明の方法に従って製造した、ＨＩ−ＮＲＣ番号１および番号２に対して以下のプラント規模のパネルについて、物理的特性を試験した。結果を表７に示す。
【００９２】
【表７】
0005441040.tif 000010
【００９３】
〔実施例６〕
プレスを最大位置に上昇させ、重力脱水は最大化させ、プレスボックス中の減圧度を変化させ、他の減圧設定は、それらの従来の位置のままとした。あらゆる塵埃および損構成物も除去しておく。
【００９４】
以下の表８、および図４におけるこれらの推定ＮＲＣ（以後、ＥＮＲＣと呼ばれる）対密度のグラフにおける結果に示されるように、データの分析により、密度が１０．９から１２．６ｐｃｆの間で、厚さとＥＮＲＣの間に優れた相関関係が得られた。
【００９５】
図４のデータは、次の式（１）に当てはまる。
【数１】
0005441040.tif 000011
【００９６】
これらの結果により、密度が１２ｐｃｆ、厚さが１．１インチで、ＮＲＣが０．８５の製品が得られることが確認される。
【００９７】
【表８】
0005441040.tif 000012
【００９８】
〔実施例７〕
以下の実施例は、従来の重力脱水方法（脱水ボックス１および２は閉じており、３は半分開いており、４は開いている）に対して本発明の最大化重力脱水（排出ボックスの１は閉じており、排出ボックスの２、３および４は開いている）の相対効果、および標準減圧設定（ＡＰボックスおよび減圧ボックス９１、９２、９３（図３Ｂの）は完全に開いており、減圧ボックス９４および９５は閉じている）に対して本発明の漸進的減圧設定（ＡＰボックスは閉じており、減圧ボックス９１は一部開いており、減圧ボックス９２および９３は完全に開いており、減圧ボックス９４および９５は閉じている）の相対効果をみるために計画した。表９のパネルのデータは、以下の試験において１インチ×１インチの試料で得たものである。
【００９９】
【表９】
0005441040.tif 000013
【０１００】
表１０は得られたデータを示す。
【０１０１】
【表１０】
0005441040.tif 000014
【０１０２】
表１０の結果は、重力脱水を最大化し、プレス位置を上昇させることと組み合わせて減圧度を上げることによって、公称１２．５ｐｃｆ（２００ｋｇ／ｍ３）の密度製品を得ることが可能であることを示す。減圧度を上げることにより密度の減少が０．６５ｐｃｆ（１０．４ｋｇ／ｍ３）であるのに対して、重力脱水を最大化させることにより密度の減少は０．２０ｐｃｆ（３．２ｋｇ／ｍ３）であった。
【０１０３】
〔実施例８〕
以下のプラント試験は、公称１．２５インチ（３．２ｃｍ）の最終厚さおよび１２．０ポンド／立方フィート（１９２ｋｇ／ｍ３）の密度の製品を製造するために行った。試験の間に、プレスは最高位置に上昇させた。重力脱水ボックスは、以下のとおり調整した。
ボックス４開；ボックス３開；ボックス２（１／２開）；およびボックス１閉。
減圧ボックス９１、９２、９３、９４、９５（図３Ｂ）は、対照（「Ｃ」）と比較した試験１について以下のとおり調整した。重力脱水ボックスおよび減圧ボックスに対する処理条件は、表１１および表１２に示す。
【０１０４】
【表１１】
0005441040.tif 000015
【０１０５】
【表１２】
0005441040.tif 000016
【０１０６】
プレス後の減圧ボックスは基本的には閉じたが、０．０〜０．２インチＨｇ（０〜０．５ｃｍＨｇ）の読み取りが測定された。湿潤試料は採取せず、塵埃および損構成物は除去した。
【０１０７】
以下の、表１３および１４における以下の２組の１０試料を収集し、次いで試験した。
【０１０８】
【表１３】
0005441040.tif 000017
【０１０９】
【表１４】
0005441040.tif 000018
【０１１０】
上の試験データに基づいて、重力脱水増加および漸進的減圧からなるウェットエンドのセットアップを用いて、ベースマットの厚さに依存する最終裏面塗布パネルのフルスケールＮＲＣ値が０．８０から０．９０の範囲内で、密度が立方フィート当たり１２〜１２．５ポンドの範囲となるベースマットを得ることが可能である。
【０１１１】
表１５および図５のグラフに示されるように、ＮＲＣ値は、ベースマットの厚さとともに増加し、未仕上げベースマットおよび無塗布裏打ち製品は、裏面塗布製品より高いＮＲＣ値を有する。０．８５のＮＲＣ値を得るためには、０．８５から０．９０インチの厚さのベースマットが必要とされるが、０．９０のＮＲＣ値を得るためには、１．２インチ以上の厚さのベースマットが必要とされる。データにより、密度が高い製品ほど低いＮＲＣ値を示すことも確認される。
【０１１２】
【表１５】
0005441040.tif 000019
【０１１３】
図５のデータによってプロットした線は、立方フィート当たり１２．５から１４．０ポンドの密度を有するラテックスのみ裏面塗布ベースマットについて、試験試料のＮＲＣ値と厚さとの間にＥＮＲＣ＝０．２３７６×厚さ（インチ）＋０．６３２８の関係がある。
【０１１４】
〔実施例９〕
以下の試験は、密度が１４．０ｐｃｆ（２２４ｋｇ／ｍ３）であるとともに、最終厚さが０．９００インチ（２．３ｃｍ）である製品を製造するために計画した。試験のウェットエンド条件は、表１６に示す。
【０１１５】
「対照」と印された試験実験は、この試験を始める前の対照の条件での実験である。試験は、プレスを上昇させ、ラインをわずかに減速する一方、水性スラリー流量を維持して、１．０００インチのベースマットを生成させることからなる。プレス後（ＡＰ）の減圧ボックスも部分的に閉じて、ウェットエンド上でより高い厚さを得た。
【０１１６】
【表１６】
0005441040.tif 000020
【０１１７】
表１７および表１８に記載した以下の試験データは、表１６に記載した２つの試験条件から得た。
【０１１８】
【表１７】
0005441040.tif 000021
【０１１９】
【表１８】
0005441040.tif 000022
【０１２０】
〔実施例１０〕
表１９、２０および２１では、未仕上げパネルについてパネル厚さとＥＮＲＣとの間の相関を示すために、低密度（１０〜１１ｐｃｆ）、中密度（１３〜１４ｐｃｆ）、および高密度（１５〜１６．７ｐｃｆ）の多数の試料を報告している。試験は、低密度（「ＬＤ」）；中密度（「ＭＤ」）および高密度（「ＨＤ」）について報告する。図６のグラフは、３つの試験密度範囲についてパネル厚さとＥＮＲＣとの間の関係を示す。
【０１２１】
【表１９】
0005441040.tif 000023
【０１２２】
【表２０】
0005441040.tif 000024
【０１２３】
【表２１】
0005441040.tif 000025
【０１２４】
表１９、２０および２１ならびに図６に示されるように、本発明の方法で、ＥＮＲＣが０．８００〜０．９５０で、厚さが１．００から１．５５インチ、密度が１０から１１ｐｃｆの比較的低密度の製品、厚さが１．００から２．１０インチ、密度が１３〜１４ｐｃｆの中密度の製品、および厚さが１．１０から２．１０インチ、密度が１５から１６．６ｐｃｆの比較的高密度の製品が得られた。
【０１２５】
〔実施例１１〕
重力脱水ボックス後および第１またはＡＰ減圧ボックス後のヘッドボックスにおける製造実験の間に、ベースマットの固形分含量値を決定するために、１．２０インチの目標ベースマット厚さおよび立方フィート当たり１２ポンドの目標密度でＭＡＲＳパネルのＨｉ−ＮＲＣバージョンを製造するために、製造ラインで２つの試験実験を行った。結果を表２２に報告する。
【０１２６】
【表２２】
0005441040.tif 000026
【０１２７】
上の実施例１２における試験番号１および番号２について、マルチゾーン乾燥機内の第２の減圧ボックスおよび第６の減圧ボックス後の固形分および水含量を測定することは可能でなかったが、第２の減圧ボックス後の固形分および水含量は、試験番号１について３２％の固形分および６８％の水（２．６ポンド／立方フィートの水および１．２ポンド／立方フィートの固形分）であり、試験番号２について３０％の固形分および７０％の水（２．８ポンド／立方フィートの水および１．２ポンド／立方フィートの固形分）であると推定した。標準ＭＡＲＳ製品について３７〜４０％の固形分の推定固形分含量に比べて、試験番号１および番号２の両方について６つの減圧ボックス全ての後の推定固形分含量は３２〜３５％の固形分である。
【０１２８】
〔実施例１２〕
重力脱水後に、減圧度を高めて脱水した影響を示すために、以下の試験を行った。結果を表２３に報告する。
【０１２９】
【表２３】
0005441040.tif 000027
【０１３０】
本発明の特定の実施形態を示し、かつ説明してきたが、それに対する変更および修正が、その広い態様におけるおよび以下の特許請求の範囲に示されるとおりの本発明から逸脱することなく、なされ得ることが当業者によって解される。
【図１】
0005441040.tif 000030
【図２】
0005441040.tif 000031
【図３Ａ】
0005441040.tif 000032
【図３Ｂ】
0005441040.tif 000033
【図４】
0005441040.tif 000034
【図５】
0005441040.tif 000035
【図６】
0005441040.tif 000036