(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響吸収性多孔性パネルであって、湿量基準で、５６重量％〜６１重量％のセメント、３２重量％〜４２重量％の水、０．２８重量％〜１．３重量％の繊維、および０．７重量％〜２重量％の界面活性剤を含む、硬化水性発泡セメント状用材；ならびに該材料の７５容積％〜９５容積％を構成する、該硬化性材料内に分布した細孔、を備え、  前記細孔が、４０μｍ〜２００μｍの平均直径を有し、そして他の細孔に対して開口して前記セメント状用材を通過する経路を作製しており、それによって音響が効率的に吸収され、そして  前記パネルが、２０ｌｂ／ｆｔ3と３０ｌｂ／ｆｔ3との間の密度を有する、音響吸収性多孔性パネル。
【請求項２】
前記発泡セメント状用材がまた、１重量％〜１０重量％の充填剤を含む、請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項３】
前記充填剤がケイ酸カルシウムである、請求項２に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項４】
前記ケイ酸カルシウムがケイ灰石である、請求項３に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項５】
前記セメントが、石膏セメント、ポルトランドセメント、シュウ酸水素セメント、スラグセメント、フライアッシュセメント、カルシウムアルミナセメント、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項６】
前記石膏セメントが、硫酸カルシウムα半水和物および硫酸カルシウムβ半水和物からなる群より選択される、請求項５に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項７】
前記石膏セメントが、合成硫酸カルシウムβ半水和物および化学的に修飾された硫酸カルシウムβ半水和物からなる群より選択される、請求項５に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項８】
前記界面活性剤が、両イオン性、陰イオン性、および非イオン性部分からなる群より選択される、請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項９】
前記界面活性剤が、８〜２０個の炭素を含む疎水性部分からなる群より選択される部分をさらに含む、請求項８に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項１０】
前記界面活性剤が、ベタイン、スルテイン、プロピオネート、スルフェート、スルホスクシネート、およびアミンオキシドからなる群より選択される、請求項８に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項１１】
前記界面活性剤が、コカミドプロピルベタイン、コカミドプロピルヒドロキシスルテイン、ココアンフォプロピオネート、コカミドプロピルアミンオキシド、コカミンオキシド、ラウラミンオキシド、ミリスタミンオキシドおよびオレアミンオキシドからなる群より選択される、請求項８に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項１２】
前記界面活性剤が、エトキシル化アルキルフェノールを含む、請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項１３】
前記パネルの表面に隣接して形成され、該パネルの全体の厚さの２％未満を構成する高密度被膜をさらに備える、請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項１４】
前記パネルの両面に対して形成され、該パネルの全体の厚さの２％未満を構成する高密度被膜をさらに備える、請求項１３に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項１５】
前記細孔の平均直径が、１００μｍと５０μｍとの間である、請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項１６】
前記繊維が、０．２５インチから０．７５インチの長さであり、そして直径が０．０００５インチ〜０．００７インチである、請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項１７】
前記繊維が、ポリエステル、ポリアミド、およびポリオレフィンからなる群より選択される合成有機繊維である、請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項１８】
前記ポリエステル繊維が、ポリエチレンテレフタレート繊維である、請求項１７に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項１９】
前記繊維がクリンピングしている、請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項２０】
前記パネルが、音響天井タイルである、請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項２１】
前記パネルの騒音減少率が、少なくとも０．５である、請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項２２】
前記パネルの騒音減少率が、少なくとも０．７である、請求項２１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項２３】
音響伝送率の範囲が、３０〜４０の間である、請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項２４】
請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネルを製造するプロセスであって、以下：５６重量％〜６１重量％のセメント、３２重量％〜４２重量％の水、０．２８重量％〜１．３重量％の繊維、および０．７重量％〜２重量％の界面活性剤からなる発泡体スラリーに通気させる工程；ならびに該通気した発泡体スラリーを乾燥する工程、を包含する、プロセス。
【請求項２５】
前記スラリーが１重量％〜１０重量％の充填剤をさらに含む、請求項２４に記載のプロセス。
【請求項２６】
前記充填剤がケイ酸カルシウムである、請求項２５に記載のプロセス。
【請求項２７】
前記セメントが石膏セメントである、請求項２４に記載のプロセス。
【請求項２８】
前記セメント、充填剤、および繊維を乾燥混合し、乾燥混合物を形成する工程をさらに包含する、請求項２４に記載のプロセス。
【請求項２９】
前記水および界面活性剤を水性混合して希釈した界面活性剤溶液を生成する工程をさらに包含する、請求項２８に記載のプロセス。
【請求項３０】
前記乾燥混合物および前記希釈した界面活性剤溶液が組み合わされ発泡体スラリーを形成する、請求項２９に記載のプロセス。
【請求項３１】
前記パネルの表面に有機コーティングを適用する工程をさらに包含する、請求項２４に記載のプロセス。
【請求項３２】
前記希釈した界面活性剤溶液の温度が４１°Ｆ〜１６８°Ｆである、請求項２９に記載のプロセス。
【請求項３３】
前記希釈した界面活性剤溶液の温度が６８°Ｆ〜９２°Ｆである、請求項３２に記載のプロセス。
【請求項３４】
前記パネルの厚さが０．２５インチ〜１インチである、請求項２４に記載のプロセス。
【請求項３５】
請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネルであって、該パネルは、少なくとも１２の引っかき抵抗試験値、０．１２インチ未満のへこみ、少なくとも０．５のＮｏｉｓｅＲｅｄｕｃｔｉｏｎＣｏｅｆｆｅｃｉｅｎｔ（騒音減少率）、および９０％ＲＨで０．１５インチ未満のたるみ試験値を有する、音響吸収性多孔性パネル。
【請求項３６】
前記パネルが、少なくとも１８の引っかき抵抗試験値を有する、請求項３５に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項３７】
前記パネルが０．１０インチ未満のへこみを有する、請求項３５に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項３８】
前記パネルが、少なくとも０．７の騒音減少率を有する、請求項３５に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項３９】
前記パネルが、９０％ＲＨで０．１インチ未満のたるみ試験値を有する、請求項３５に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項４０】
前記パネルが、ナイフで切断され得る、請求項３５に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項４１】
前記パネルの水分含有量が５重量％未満の水である、請求項３５に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項４２】
該セメント状用材が多孔性パネルの少なくとも９０重量％を構成する、請求項３５に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項４３】
前記セメントが少なくとも９０重量％の石膏セメントを含み、前記パネルが少なくとも０．５の騒音減少率を有する、請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項４４】
前記騒音減少率が少なくとも０．６である、請求項４３に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項４５】
前記騒音減少率が少なくとも０．７である、請求項４４に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項４６】
前記セメントが、少なくとも９５重量％の石膏セメントを含む、請求項４３に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項４７】
前記パネルの密度が、２５ｌｂ／ｆｔ3と３０ｌｂ／ｆｔ3との間である、請求項４３に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項４８】
前記セメントが少なくとも９０重量％の石膏セメントを含む、請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項４９】
前記パネルの密度が、２５ｌｂ／ｆｔ3と３０ｌｂ／ｆｔ3との間である、請求項４８に記載の音響吸収性多孔性パネル。
【請求項５０】
実質的に組成上均一なセメント状用材を含む請求項１に記載の音響吸収性多孔性パネルであって、該組成上均一なセメント状用材は、セメント、繊維および界面活性剤を含み、該パネルは、２つの相対する表面を有し、該相対する表面の一方に隣接する表面部分は、第１の密度を有し、該２つの相対する表面の間の中央部分は、第２の密度を有し、該第１の密度は、該第２の密度より実質的に大きい、音響吸収性多孔性パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、建築材料の分野、特に、商業および住居建築における壁、天井、移動可能の仕切り、および他の内部表面のための音響パネルに関する。これらは、音響吸収性のために設計された多孔性材料である。
【背景技術】
【０００２】  壁および天井のための音響パネルは、吸音、美観、および天井内の分離した利用空間を提供する。製造者は、修飾的な音響天井パネルを可能な限り最も低いコストで開発しようと努力し、これは、エネルギー使用、材料コスト、および廃棄物を減少させるように、製造プロセスを絶え間なく洗練することによる。コスト減少は重要であるが、このプロセスをどのくらい単純化できるか、そして音響性能、耐湿性および耐火性の要求に合ったパネルを作製するかに固有に制限される。【０００３】  典型的なウォールボード製造は、採鉱され、そして石膏岩として粉砕されるか、または煙道ガス脱硫プラントから合成的に得られる石膏で始まる。か焼プロセスにおいて、粉末石膏は、石膏を脱水和して半水和物にするために、加熱される。このか焼された石膏または半水和物は、スタッコとして公知である。パーライトおよび繊維ガラスのような充填剤は、スタッコに添加され、完成したウォールボードの所望の特性が達成される。他の添加物には、デンプンが挙げられ、コアが紙面に接着するのを助ける。遅延剤および促進剤が添加され、これによって反応速度を調節し得る。これらの成分は、高速またはピンミキサー中で水および石鹸発泡体と合わせられる。石鹸発泡体が添加され、コア密度を低下させるが、生じる構造は、音響的であると考えられるほど十分な多孔性を有さない。この得られた混合物は、紙の２つのシートの間に置かれ、そしてローラーによって厚さが決められる。コアが供給された後、ボードは、縦に切断され、次いで、オーブンに送られ、乾燥される。【０００４】  音響天井パネルを作製するための現在の方法は、パネルに加工されるスラリー内へ混合される、繊維、充填剤、バインダー、水および界面活性剤の種々の組み合わせを利用する。このプロセスは、製紙に使用される方法に非常に類似している。使用される繊維の例には、鉱物繊維、繊維ガラス、およびセルロース材料が挙げられ得る。鉱さい綿は、繊維ガラスと類似した繊維構造へ紡績される、軽量であり、ガラス質の、ケイ素ベースの材料であり、そして使用され得る。鉱さい綿は、音響性能、耐火性、および音響パネルの耐たわみ性を増強する。【０００５】  充填剤は、膨張パーライトおよび粘土を含み得る。膨張パーライトは、材料密度を減少させ、そして粘土は、音響パネルの耐火性を増強する。音響パネルで使用されるバインダーの例には、デンプン、ラテックス、および／または再生紙生成物が挙げられ得、これらは一緒に組み合わされ、そして全ての成分を、構造マトリックスへ固定するバインディング系を作り出す。【０００６】  上記の成分は、適切に組み合わされ、そして処理される場合、音響天井パネルおよび他のタイプの建設用パネルとしての使用に適した多孔性の、音吸収性パネルを作製する。今日、このようなパネルは、製紙に似た高容積法（ｈｉｇｈ  ｖｏｌｕｍｅ  ｐｒｏｃｅｓｓ）を使用して製造される。【０００７】  鉱さい綿繊維、パーライト充填剤、およびセルロースバインダーを組み込んだパネルを形成する伝統的な作製方法は、セルロース成分の凝集または凝結に依存する。得られた水性セル状発泡体は乾燥され、繊維、バインダーおよび充填剤が凝結し、そしてマトリックスを��り出すために結合する安定な構造を提供する。水性セル状発泡体混合物は、空気のこの混合物への吸込みを容易にするために界面活性剤を含み得るが、伝統的な作製方法は、凝結に依存する。典型的な天井パネル材料の構造は、図１の３０倍顕微鏡写真に示される。パーライト粒子は、鉱さい綿および再生新聞紙繊維の相互接続マトリックスに埋め込まれた丸い根粒として識別可能である。【０００８】  天井パネルを製造するための現在のプロセスは、複雑であり、多くの工程を含み、そして大量の水およびエネルギーを使用する。このプロセスの間、水は、排水、加圧、および高温オーブン加熱の組合せを介して、製品から次第に除去される。いくらかの排水された水は、リサイクルされ得るが、大部分は処理され、そして環境中へ放出される。【０００９】  異なる生成プロセスおよびスラリー製法により、異なる音響特性および構造特性を有するパネルが得られる。音響性能と耐久性との間にトレードオフが存在する。高度に多孔性の低密度材料は、最もよい音響性能を示し得る。不運にも、低密度材料は壊れやすく、そして取扱いが難しく、そして低い耐久性、低い洗浄性、および低い引張り強度を示す。この開示の目的のために、用語「耐久性」は、パネルの圧縮降伏強度（これは、圧縮下で、パネル材料がどれくらい容易に変形するかの基準である）を指す。指押込みに対する耐久性は、良好な圧縮降伏強度の例である。洗浄性は、濡れたスクラブブラシの前後への反複運動による、摩耗に対する耐久性である。引張り強度は、パネルが壊れることなく、１つの縁に沿ってパネルを持ち上げる、または支持する能力を指す。【００１０】  種々のプロセスおよび製法が、音響天井パネルの製造において、固有のトレードオフをバランスするのに使用される。例えば、天井パネルにおける１つの共通の構造は、図２に示されるように、材料の異なる層を使用する積層である。１つの層２０１は、柔らかい、音響吸収材料を含むが、他の層２０２（これは、部屋の方を向いている）は、より耐久性の、しばしば、音に対して比較的透過性である構造材料である。パネルの音響性能は、大部分は、内部層２０１の機能であり、一方で外部層２０２は、耐久性、洗浄性および美観を増強する。図２中の外部層２０２は、第三者によって供給された材料であり得る。通常、接着剤が外部層２０２を内部層２０１へ接着する。積層パネルの製造に関係する他の工程は、塗装、ある大きさへの切断および包装を含む。【００１１】  積層パネルは、性能と耐久性との間の良好なバランスを提供する。このようなパネルは、特定の工程における連続製造処理に対して敏感であり得るという利点を有するが、さらなるプロセス工程およびさらなる材料（例えば、外部層材料および接着剤（これらは、均一なパネルが作製される場合、必要ではない））を必要とする。さらに、この外部層材料は通常、コストがかかる構成要素であり、この積層プロセスは、さらなる機器、材料および人的資源を必要とする。音響材料２０１構成要素の作製は、連続的な様式で典型的に実施され得るが、積層工程は連続プロセスではない。その結果、積層パネルは製造するのが比較的高価である。【００１２】  鋳造または成形プロセスはまた、図１のようなパ���ル構造を作り出すために使用される。鋳造により、均一な材料が作製され、この材料は非常に耐久性であり、そして良好な音響特性を有する。鋳造材料は、一般に、非常に高い密度を有し、そして積層構造に存在するさらなる層を必要としない。鋳造は、本質的に、材料が鋳型に注がれるバッチプロセスである。この鋳型の底は、典型的に、キャリアまたは離型剤で裏打ちされ、固着を防ぐ。この材料は鋳型中で乾燥され、この鋳型が除去され、そしてパネルは仕上げプロセスに供される。成形されたパネルは、通常、良好な機械強度特性を有し、そして良好な耐久性を示すが、音響特性は、積層パネルほど、一般に良くはない。成形プロセスに対する欠点は、以下を含む：プロセスを通して、鋳型を連続的に動かす要求であって、より小さいパネルが、鋳型サイズの制限から生じる；鋳型からのパネル除去の付加された工程の要求；およびパネル密度の増加による、パネル１枚当たりのより高い材料コスト。【００１３】  図１に示される構造を有するパネルを作製する別の通常の方法は、ワイヤベルト上にスラリーを押出すことであり、このことは、水がスラリーから排水されることを可能にする。他のプロセス工程は、成形、乾燥、および表面形成またはサンダー仕上げを含み、その結果、パネルは、音響吸収層を作製するためにほぼ連続したプロセスにおける所望の集合組織を作製する。エンボス加工または材料内へ小さな穴を開けるようなプロセス工程はさらに、パネルの音響吸収性を増強する。不利益には、乾燥におけるより高いエネルギーコストおよび排出水の処理が挙げられる。
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】  先の問題を心に留めて、良好な音響性能を有するが材料の構造耐久性は維持される、天井および他の構造パネルにおける使用のための低密度材料を作製する必要がある。
【００１５】  さらに、高い耐たわみ性、改善された耐久性、高い騒音減少率（ＮＲＣ）および高い音響伝送率（ＳＴＣ）を有するパネルを作製する必要がある。
【００１６】  高いＳＴＣを有するパネルを作製する通常の方法は、フォイルまたは有機コーティングなどの裏当て材料を音響パネルの裏面に適用することである。裏当て材料の適用は、さらなる処理工程および完成製品に対するコストを付与する。
【００１７】  さらに、耐火性を増強させ、そして、少なくとも１つの側面上に硬い、高密度表面を有する不均一パネルを作り出すために、さらなる添加物を必要としないパネルを作り出す必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】  本発明は、音響吸収性多孔性パネルを提供し、このパネルは、湿量基準で、約５３重量％〜約６８重量％のセメント、約１７重量％〜約４８重量％の水、約０．０５重量％〜約５重量％の繊維、および約０．０１重量％〜約１０重量％の界面活性剤を含む、硬化水性発泡セメント状用材；ならびにこの材料の約７５容積％〜約９５容積％を構成する、この硬化性材料内に分布した細孔、を備える。
【００１９】  好適な実施態様においては、上記硬化水性発泡セメント状用材が、湿量基準で、約５４重量％〜約６３重量％のセメント、約３２重量％〜約４４重量％の水、約０．１重量％〜約３重量％の繊維、および約０．５重量％〜約５重量％の界面活性剤を含む。
【００２０】  好適な実施態様においては、上記発泡セメント状用材がまた、約１重量％〜約１０重量％の充填剤を含む。
【００２１】  好適な実施態様においては、上記充填剤がケイ酸カルシウムである。
【００２２】  好適な実施態様においては、上記ケイ酸カルシウムがケイ灰石である。
【００２３】  好適な実施態様においては、上記セメントが、石膏セメント、ポルトランドセメント、シュウ酸水素セメント、スラグセメント、フライアッシュセメント、カルシウムアルミナセメント、およびそれらの混合物からなる群より選択される。
【００２４】  好適な実施態様においては、上記石膏セメントが、硫酸カルシウムα半水和物および硫酸カルシウムβ半水和物からなる群より選択される。
【００２５】  好適な実施態様においては、上記石膏セメントが、合成硫酸カルシウムβ半水和物および化学的に修飾された硫酸カルシウムβ半水和物からなる群より選択される。
【００２６】  好適な実施態様においては、上記界面活性剤が、両イオン性、陰イオン性、および非イオン性部分からなる群より選択される。
【００２７】  好適な実施態様においては、上記界面活性剤が、８〜２０個の炭素を含む疎水性部分からなる群より選択される部分をさらに含む。
【００２８】  好適な実施態様においては、上記界面活性剤が、ベタイン、スルテイン、プロピオネート、スルフェート、スルホスクシネート、およびアミンオキシドからなる群より選択される。
【００２９】  好適な実施態様においては、上記界面活性剤が、コカミドプロピルベタイン、コカミドプロピルヒドロキシスルテイン、ココアンフォプロピオネート、コカミドプロピルアミンオキシド、コカミンオキシド、ラウラミンオキシド、ミリスタミンオキシドおよびオレアミンオキシドからなる群より選択される。
【００３０】  好適な実施態様においては、上記界面活性剤が、エトキシル化アルキルフェノールを含む。
【００３１】  好適な実施態様においては、上記パネルの表面に隣接して形成され、このパネルの全体の厚さの２％未満を構成する高密度被膜をさらに備える。
【００３２】  好適な実施態様においては、上記パネルの両面に対して形成され、このパネルの全体の厚さの２％未満を構成する高密度被膜をさらに備える。
【００３３】  好適な実施態様においては、上記パネルが、約１０ｌｂｓ／ｆｔ3と約４０ｌｂｓ／ｆｔ3との間の密度を有する。
【００３４】  好適な実施態様においては、上記パネルが、約１５ｌｂｓ／ｆｔ3と約３５ｌｂｓ／ｆｔ3との間の密度を有する。
【００３５】  好適な実施態様においては、上記パネルが、約２０ｌｂｓ／ｆｔ3と約３０ｌｂｓ／ｆｔ3との間の密度を有する。
【００３６】  好適な実施態様においては、上記細孔の平均直径が、約１．５ｍｍと約５０μｍとの間である。
【００３７】好適な実施態様においては、上記細孔が、約４０μｍ〜約２００μｍの平均直径を有し、そして上記セメント状用材を通過する経路を作製する他の細孔に対して開口しており、それによって音響が効率的に吸収される。
【００３８】  好適な実施態様においては、上記繊維が、約０．２５インチから約０．７５インチの長さであり、そして直径が約０．０００５インチ〜約０．００７インチである。
【００３９】  好適な実施態様においては、上記繊維が、ポリエステル、ポリアミド、およびポリオレフィンからなる群より選択される合成有機繊維である。
【００４０】  好適な実施態様においては、上記ポリエステル繊維が、ポリエチレンテレフタレート繊維である。
【００４１】  好適な実施態様においては、上記繊維がクリンピングしている。
【００４２】  好適な実施態様においては、上記パネルが、音響天井タイルである。
【００４３】  好適な実施態様においては、上記パネルの騒音減少率が、少なくとも０．５である。
【００４４】  好適な実施態様においては、上記パネルの騒音減少率が、少なくとも０．７である。
【００４５】  好適な実施態様においては、音響伝送率の範囲が、約３０〜約４０の間である。
【００４６】  好適な実施態様においては、上記硬化発泡セメント状用材が、湿量基準で、約５６重量％〜約６１重量％のセメント、約３２重量％〜約４２重量％の水、約０．２８重量％〜約１．３重量％の繊維、および約０．７重量％〜約２重量％の界面活性剤を含む。
【００４７】  本発明は、音響吸収性多孔性パネルを製造するプロセスを提供し、このプロセスは、以下：約５３重量％〜約６８重量％のセメント、約１７重量％〜約４８重量％の水、約０．０５重量％〜約５重量％の繊維、および約０．０１重量％〜約１０重量％の界面活性剤からなる発泡体スラリーを気泡化させる工程；ならびにこの気泡化した発泡体スラリーを乾燥する工程、を包含する。
【００４８】  好適な実施態様においては、上記スラリーが約１重量％〜約１０重量％の充填剤をさらに含む。
【００４９】  好適な実施態様においては、上記充填剤がケイ酸カルシウムである。
【００５０】  好適な実施態様においては、上記セメントが石膏セメントである。
【００５１】  好適な実施態様においては、上記セメント、充填剤、および繊維を乾燥混合し、乾燥混合物を形成する工程をさらに包含する。
【００５２】  好適な実施態様においては、上記水および界面活性剤を水性混合して希釈した界面活性剤溶液を生成する工程をさらに包含する。
【００５３】  好適な実施態様においては、上記乾燥混合物および上記希釈した界面活性剤溶液が組み合わされ発泡体スラリーを形成する。
【００５４】  好適な実施態様においては、上記パネルの表面に有機コーティングを適用する工程をさらに包含する。
【００５５】  好適な実施態様においては、上記希釈した界面活性剤溶液の温度が約４１°Ｆ〜約１６８°Ｆである。
【００５６】  好適な実施態様においては、上記希釈した界面活性剤溶液の温度が約６８°Ｆ〜約９２°Ｆである。
【００５７】  好適な実施態様においては、上記パネルの厚さが約０．２５インチ〜約１インチである。
【００５８】  本発明はまた、セメント状用材を含む音響吸収性多孔性パネルを提供し、このセメント状用材は、セメント、繊維および界面活性剤を含み、このセメント状用材は、約１０ｌｂ／ｆｔ3〜約４０ｌｂ／ｆｔ3の密度、少なくとも１２の引っかき抵抗試験値、０．１２インチ未満のへこみ、少なくとも０．５のＮｏｉｓｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ｃｏｅｆｆｅｃｉｅｎｔ（騒音減少率）、および９０％ＲＨで０．１５インチ未満のたるみ試験値を有する。
【００５９】  好適な実施態様においては、上記パネルの密度が約１５ｌｂ／ｆｔ3〜約３５ｌ／ｆｔ3の密度である。
【００６０】  好適な実施態様においては、上記パネルが、少なくとも１８の引っかき抵抗試験値を有する。
【００６１】  好適な実施態様においては、上記パネルが０．１０インチ未満のへこみを有する。
【００６２】  好適な実施態様においては、上記パネルが、少なくとも０．７の騒音減少率を有する。
【００６３】  好適な実施態様においては、上記パネルが、９０％ＲＨで０．１インチ未満のたるみ試験値を有する。
【００６４】  好適な実施態様においては、上記パネルが、従来の有用なナイフで切断され得る。
【００６５】  好適な実施態様においては、上記パネルの水分含有量が５重量％未満の水である。
【００６６】  好適な実施態様においては、上記パネルが、少なくとも９０重量％の多孔性パネルを含む。
【００６７】  好適な実施態様においては、上記パネルが、少なくとも９０重量％の石膏セメントを含み、少なくとも０．５の騒音減少率を有する。
【００６８】  好適な実施態様においては、上記騒音減少率が少なくとも０．６である。
【００６９】  好適な実施態様においては、上記騒音減少率が少なくとも０．７である。
【００７０】  好適な実施態様においては、上記パネルが、少なくとも９５重量％の石膏セメントを含む。
【００７１】  好適な実施態様においては、上記パネルの密度が、約１０ｌｂ／ｆｔ3と約４０ｌｂ／ｆｔ3との間である。
【００７２】  好適な実施態様においては、上記パネルの密度が、約１５ｌｂ／ｆｔ3と約３５ｌｂ／ｆｔ3との間である。
【００７３】  好適な実施態様においては、上記パネルの密度が、約２５ｌ／ｆｔ3と約３０ｌ／ｆｔ3との間である。
【００７４】  好適な実施態様においては、上記パネルが、少なくとも９０重量％の石膏セメントを含み、かつ約１０ｌｂ／ｆｔ3と約４０ｌｂ／ｆｔ3の間の密度を有する。
【００７５】  好適な実施態様においては、上記パネルの密度が約１５ｌｂ／ｆｔ3と約３５ｌｂ／ｆｔ3との間である。
【００７６】  好適な実施態様においては、上記パネルの密度が、約２５ｌｂ／ｆｔ3と約３０ｌｂ／ｆｔ3との間である。
【００７７】  本発明はまた、実質的に組成上均一なセメント状用材を含む音響吸収性多孔性パネルを提供し、この組成上均一なセメント状用材は、セメント、繊維および界面活性剤を含み、このパネルは、２つの相対する表面を有し、これらの相対する表面の一方に隣接する表面部分は、第１の密度を有し、これらの２つの相対する表面の間のパネルの中央の中央部分は、第２の密度を有し、この第１の密度は、この第２の密度より実質的に大きい。
【００７８】  本発明の音響吸収性多孔性パネルは、硬化された水性気泡セメント状用材から構成され、ここで、得られたパネルは、少なくとも９０重量％のセメント状用材から構成される。さらに、この水性気泡セメント状用材は、湿潤重量を基準にして、約５３重量％〜約６８重量％のセメント、約１７重量％〜約４８重量％の水、約０．０５重量％〜約５重量％の繊維、および約０．０１重量％〜約１０重量％の界面活性剤から構成される。このパネルはさらに、硬化材料内に分散した、パネルの約７５容量％〜約９５容量％を構成する細孔を含む。
【００７９】  さらに、本発明は、音響吸収性多孔性パネルを含み、ここで得られるパネルは、少なくとも９０重量％のセメント状用材から構成される。この発泡状のセメント状用材は、湿量基準で約５４重量％〜約６３重量％のセメント質、約３２重量％〜約４４重量％の水、約０．１重量％〜約３重量％の繊維、および約０．５重量％〜約５重量％の界面活性剤から構成され、この材料の約７５容量％〜約９５容量％を含む硬化材料内に分散した細孔を有する。
【００８０】  本発明は、音響吸収性多孔性パネルを含み、ここで、得られるパネルは、約９５重量％のセメント状用材から構成される。発泡状のセメント状用材は、湿潤基準で約５６重量％〜約６１重量％のセメント質、約３２重量％〜約４２重量％の水、約０．２８重量％〜約１．３重量％の繊維、および約０．７重量％〜約２重量％の界面活性剤から構成され、この材料の約７５容量％〜約９５容量％を含む硬化材料内に分散した細孔を有する。
【００８１】  さらに、本発明は、音響吸収性多孔性パネルを提供するためのプロセスを含む。本プロセス内で、約５３重量％と約６８重量％との間のセメント質、約１７重量％と約４８重量％との間の水、約１重量％と約１０重量％との間のケイ酸カルシウム、約０．０５重量％と約５重量％との間の有機合成繊維、および約０．０１重量％〜約１０重量％の界面活性剤を含む発泡スラリーは、スラリー内に空気を含めるために通気および泡立たされる。次いで、この通気した発泡状スラリーは、約５重量％未満の水の水分含有量まで乾燥される。
【００８２】  本発明はまた、セメント状用材、繊維および界面活性剤から形成される、音響吸収性多孔性パネルとして特徴付けられ得る。形成されたパネルは、約１０と４０ｌｂ／ｆｔ3との間の密度、および０．１２インチ未満のへこみを有する。この発泡状パネルはまた、９０％のＲＨで、少なくとも０．５の騒音減少率、３０と４０との間（３０および４０を含む）のＳＴＣ、０．１５０インチ未満のサッグ試験（ｓａｇ  ｔｅｓｔ）の結果を有する。
【００８３】  本発明のこれらの特徴および他の特徴は、添付の図面と組み合わせた場合に、以下の説明を参照してより明らかとなる。
【発明を実施するための形態】
【００８４】  本発明は、天井のパネルのような音響吸収性多孔性パネルを形成するのに使用するための発泡状セメント状用材を含む。未硬化の発泡状セメント状用材の処方物（湿重量％）は、約５３重量％〜約６８重量％のセメント質；約１７重量〜約４８重量％の水；約０．０５重量％〜約５重量％の繊維；および約０．０１重量％〜約１０重量％の界面活性剤を含み得る。この繊維は、ポリエステルから形成されるもののような、有機合成繊維であり得る。
【００８５】  未硬化の発泡状セメント状用材の他の処方物（湿重量％）は、約５４重量％〜約６１重量％のセメント質；約３２重量〜約４４重量％の水；約０．１重量％〜約３重量％の繊維；および約０．５重量％〜約５重量％の界面活性剤を含み得る。さらに、この未硬化の発泡状セメント状用材（湿重量％）は、約５６重量％〜約６１重量％のセメント質；約３２重量％〜約４２重量％の水；約０．２８重量％〜約１．３重量％の繊維；および約０．７重量％〜約２重量％の界面活性剤を含み得る。
【００８６】  本発明で作製された２つの特定の実施態様には、以下が含まれる：
ポルトランドセメント                          ５９．８重量％
水                                            ３５．７重量％
ラウレス（ｌａｕｒｅｔｈ）スルホコハク酸
二ナトリウム界面活性剤                          ０．９重量％
ポリエステル繊維                              ０．６重量％
ケイ灰石                                      ３．０重量％
石膏                                          ６０．７重量％
水                                            ３７．９重量％
ポリエステル繊維                              ０．８重量％
エトキシル化アルキルフェノール界面活性剤      ０．６重量％。
１実施態様において、この処方物は、硬度、取り扱いやすさ、およびパネルのへこみダメージまたは衝撃ダメージの耐性を増加するように特定の添加物をさらに含み得る。発泡状セメント質の全硬度に寄与し得る添加物の例には、約１重量％〜約１０重量％の量で典型的に添加されるカルシウム化合物またはシリカが一般に挙げられる。カルシウムベースの硬化剤の例には、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、およびカーボネイトが挙げられ得る。シリカ添加物にはまた、ケイ酸ナトリウム、マイカ、鋭く研がれた砂、ならびにもみ殻灰およびフライアッシュなどのシリカ中に高く存在する特定の灰が挙げられ得る。ケイ酸塩により一定の硬度がパネルに提供され得、この硬度は、スクラッチ耐性試験により典型的に測定される。このスクラッチ耐性試験を使用して、発泡状パネルの表面保全性を測定し、そして１０〜２５のスケールで見積もられ、ここで、より高い値は、よりスクラッチ耐性表面であることを示す。
【００８７】  （スクラッチ耐性試験）
この試験は、天井のタイルまたはパネルの表面または端部にわたる種々の厚みの「充填剤」ゲイジ（バネ鋼）ストックを「引っ掻く」工程からなる。これにより、試験材料にダメージを与えない最も高度な「充填剤」ゲージ厚（千分の１インチ）を測定する。このメタルタングまたはメタルフィンガーは、列に等しく確実に配置され、そして各々は、約１．８７５インチの隆起長を有する。このタングの厚さは、列の一端部から他の端部まで増加する。このタングの厚さは、対応する堅さの増加に対応して、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、および２５ｍｉｌである。この試料は、フランジを形成するカットアウトよりも低い試料フランジを有するタングのセットの下のホルダーに配置される。このタングは、フランジを形成するカットアウトにおいて試料の表面の下、約７／３２インチの距離にタングの底部を有する試料の頂部端にわたって重なり得る。次いで、このタングは、２０インチ／分の速さで試料にわたって引かれる。より厚いタングは、より容易にスクラッチされ、より薄いタングよりもより容易に端部にダメージを受ける。
【００８８】  本発明において、このパネルは、約１２以上のスクラッチ耐性試験値を有する。このパネルの表面が、有機物コーティング（例えば、塗料など）で被覆される場合、この値は、典型的に少なくとも１６であり、そして２種の塗料の被膜がパネルに塗布される場合、少なくとも２２程度であり得る。典型的に、このパネルは、平均で、被覆されていないパネルに対して約１２と１４との間、および単一の塗料の被膜を有するパネルに対して約１６と１８との間である。
【００８９】  さらに、硬度は、ＡＳＴＭ  Ｃ  ３６７に記載されるような圧縮耐性の関数として測定され得る。この試験を、１インチのボール、３０−ｌｂｓの力、および１／２インチ／分のクロスヘッドスピードの使用によって改変した。本発明において、このパネルは、典型的に、０．１２インチ未満の圧縮耐性またはへこみを有する。代替の実施態様において、この圧縮耐性は、０．１インチ未満であり得、そして第２の代替の実施態様において、この圧縮耐性は、０．０８インチ未満であり得る。
【００９０】  パネルによる音響吸収性とは、一部を反射しそして一部を吸収する両方の音エネルギーの機能である。吸収性は、通常、パネルを通じて伝達するか、またはパネル材料により音響エネルギーを熱に変化する、２つの方法のいずれかで生じる。材料によって吸収される音エネルギーの量は、「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｓｏｕｎｄ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｏｕｎｄ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ  ｂｙ  ｔｈｅ  Ｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎ  Ｒｏｏｍ  Ｍｅｔｈｏｄ」と題された標準化試験手順ＡＳＴＭ  Ｃ４２３−９０ａによって測定される。ＳＴＣの結果を有する試験は、ＡＳＴＭ  Ｅ  ９０に記載される挿入損によって測定される。
【００９１】  吸収性は、パネル表面に吸収される音エネルギー対パネル表面に発生する音エネルギーの比として表現される。この比は、吸収係数（通常Ａと記される）と呼ばれる。音エネルギーがより吸収されると、この係数はより１．０に近づく。従って、Ａ＝０の場合、音エネルギーは、全く吸収されず、そして全発生音エネルギーは反射される。通常、Ａ＝１．０の場合、全音エネルギーが吸収され、発生するエネルギーは全く反射されない。材料の音吸収特性は、振動数および減音データで変化する。音吸収データは、１００Ｈｚ〜５０００Ｈｚの１／３オクターブ振動数帯の関数として記載される。音吸収データは、しばしば、騒音減少率と呼ばれる単数に組み込まれ、これは、２５０、５００、１０００および２０００Ｈｚにおいて、Ａの０．０５に最も近い倍数に丸められた平均値から得られる。ＮＲＣ値がより高くなると、この振動数の範囲での平均音吸収がより大きくなる。
【００９２】  音響吸収性多孔性パネルは、少なくとも０．５の騒音減少率を有する。さらなる実施態様において、このパネルは、少なくとも０．６のＮＲＣを有し、そしてさらなる実施態様において、このパネルは、少なくとも０．７のＮＲＣを有する。
【００９３】  発泡状多孔性セメント材料は、ほとんどの任意のセメントを含み得るが、水硬性セメント（例えば、ポルトランドセメント、シュウ酸水素セメント（ｓｏｒｒｅｌ  ｃｅｍｅｎｔ）、スラグセメント、フライアッシュセメント、カルシウムアルミナセメント、硫酸カルシウムα半水和物または硫酸カルシウムβ半水和物、天然、合成または化学的に修飾した硫酸カルシウムβ半水和物、ならびに上で参照のセメント成分の混合物または上で参照のセメントの任意の混合物）に限定されない。例えば、カルシウムアルミナセメントとポルトランドセメントとの混合により、多孔性セメント質組成物により速い硬化時間を提供し得る。この材料のケイ酸カルシウム成分は、ケイ灰石またはＯｒｌｅａｎｓ  Ｏｎｅとして公知の従来のタイプから選択され得る。
【００９４】  発泡セメント用材に添加される繊維は、故意には曲げられていない本質的にまっすぐな繊維としてストランドに添加され得る。代替では、この繊維は縮らされ得、ここで繊維はジグザグ構造のような加えられた湾曲を有する。ポリエステル繊維に加えて、繊維材料は繊維ガラスまたは鉱さい綿を含み得る。他の繊維はまた、得られる材料の弾性係数を上げるために、ポリオレフィンおよびポリアミド材料を含み得る。
【００９５】  本発明における使用のための界面活性剤には、８〜２０個の炭素を含有する疎水性分子部分を有する両性、アニオン性および非イオン性部分が挙げられるが、これらに限定されない。このような界面活性剤は、ココナツオイル（例えば、コカミドプロピル（ｃｏｃａｍｉｄｏｐｒｏｐｙｌ）ベタイン、コカミドプロピルヒドロキシスルタイン（ｈｙｄｒｏｘｙｓｕｌｔａｉｎｅ）およびココアンホプロピオネート）に基づき得る。アニオン性部分には、スルホキサル官能基（例えば、硫黄またはスルホスクシネート）のナトリウム塩が挙げられる。例えば、このようなアニオン性部分には、アルキルベンゼンスルホネート、ナトリウムラウリルエーテルスルフェート、二ナトリウムコカミドジエチルアミン、二ナトリウムコカミドメチルエチルアミンスルホスクシネート、二ナトリウムコカミドメチルイソプロピルアミン、スルホスクシネート、二ナトリウムデセス（ｄｅｃｅｔｈ）−６スルホスクシネート、二ナトリウムジメチコーンコポリオールスルホスクシネート、二ナトリウムラウレトスルホスクシネート、および二ナトリウムノンキシノール−１０スルホスクシネートが挙げられ得る。非イオン性界面活性剤は、エトキシレートおよびアミンオキシド部分（例えば、エトキシル化アルキルフェノール、ココアミンオキシド、ラウルアミンオキシド、ミリスタミンオキシド、オレアミンオキシドおよびコカミドプロピルアミンオキシド）を含む。ポルトランドセメントに好ましい１つの界面活性剤は、二ナトリウムラウレトスルホスクシネートであるが、最適な界面活性剤の選択は、使用されるセメントの特性に依存する。
【００９６】  セメント質発泡材料の代替の調合において、α石膏（例えば、硫酸カルシウムα半水和物）は、セメントの代わりになり得る。α石膏を使用する場合、発泡の目的のため、所望の界面活性剤は、８〜１３個の炭素を含む疎水性分子部分を有するエトキシル化アルキルフェノールである。この非イオン性界面活性剤は、石膏に最適な粒子懸濁特性を生じる。
【００９７】  発泡材料は、乾燥混合物と水性混合物の両方を合わせて、発泡セメント用材を形成することによって作製され得る。この乾燥混合物は、セメント（例えば、ポルトランド）、ケイ酸カルシウム、および繊維（例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ））を、前に開示される量で合わせることによって調製され得る。この繊維は、約０．２５インチ〜０．７５インチ、好ましくは、約０．５インチの公称（ｎｏｍｉｎａｌ）長、および約０．０００５インチ〜約０．００７インチの直径を有し得る。この乾燥混合物成分は、乾燥混合装置で合わせられ、繊維およびケイ酸カルシウムが完全に分散するまで混合される。水性混合物は別々に作製され、そして水および界面活性剤（例えば、二ナトリウムラウレトスルホスクシネート）を含む。水性成分は混合されて、希界面活性剤溶液を作製する。さらに、水性成分は典型的に、混合され、そして約４１°Ｆ〜約１６８°Ｆの温度で曝気または発泡される。代替の実施態様において、希界面活性剤溶液は、約５８°Ｆ〜約１４２°Ｆの間、または約６８°Ｆ〜約９２°Ｆの間の温度で混合され得る。
【００９８】  希界面活性剤溶液は、２段階混合プロセスで乾燥混合物および空気と合わされるか、またはこの希界面活性剤溶液は、乾燥混合物と混合される前に曝気され得る。高剪断段階混合は空気を吸い込み、発泡組成物を作製し、そしてまた成分を分散する。次の工程において、低剪断混合プロセスは、繊維の均一な分散を保証する。これらの成分は混合物中の重量によって、変わり得る。混合は空気を吸い込み、発泡セメント質スラリーを作製し、そして全体に均一に分散する。この発泡スラリーは、所望の形状および厚みを有する鋳型に配置され、次いで硬化される。一旦硬化され乾燥されると、安定なマトリックスに固定された繊維質成分および他の成分と共に、比較的低い密度のセメント用材が形成する。
【００９９】  得られる生成物は、その外面に硬く高密度なスキンを有し、典型的には、形成される材料の厚みの約１％〜約２％未満である。この硬く高密度なスキン層は、図４の写真の上部に見られる。本実施態様において、この表面層は、サンダー仕上げまたは他の機械的もしくは化学的プロセスによって、パネルの片面から除去される。別の実施態様において、出願人は、高密度のスキンを、セメント状用材の硬化の前に除去した。セメント状用材の硬化の前に、高密度の層を除去することによって、サンダー仕上げ工程が排除され、従ってサンダー仕上げのほこり蓄積を軽減する。ラテックス塗料またはシーラーの仕上げコーティングが適用されて、ほこり形成を軽減し、均一で感じの良い色を提供し得る。
【０１００】  伝統的な鉱物繊維パネルは、部分的に、鉱物繊維、およびそれらが含む再利用新聞用紙の量に一部起因して、色を灰色まで褐色化される。従って、着色コーティングまたは塗料のいくつかの層は、暗い基板を覆いつつ、感じの良い、白色の表面を提供することが必要である。スクラッチまたは他の表面摩耗は、白色の彩色表面と黒い基板との間の色の対比により、容易に目立つ。しかし、セメント状用材は、白色で入手可能であり、これは仕上げコーティングにおいてほとんどまたは全く着色を必要とせず、白色の外観を与える。白色の組み合わせで得られる白色は、表面がスクラッチされていても、透き通った（ｔｈｒｏｕｇｈ）色の外観を生じる。
【０１０１】  得られる形成された材料は、約１０ｌｂ／ｆｔ3と約４０ｌｂ／ｆｔ3との間の密度を有するセメント質組成物を生成する。代替の実施態様において、パネルは、約１５ｌｂ／ｆｔ3と約３５ｌｂ／ｆｔ3との間、または約２０ｌｂ／ｆｔ3と約３０ｌｂ／ｆｔ3との間の密度を有し得る。この材料はボード、またはパネルとして調製され得、典型的には、約０．２５インチ〜約１．０インチ厚である。このような音響パネルは、建設用パネル、壁パネルまたは天井パネルとしての使用に特に適している。
【０１０２】  図３の倍率３０倍の顕微鏡写真は、繊維およびセメントマトリックス、ならびに材料の得られる構造の隙間のある特徴を示す。この材料は、約１．５ｍｍの直径から約５０μｍ未満までの範囲の細孔を含む。ほとんどは、４０μｍ〜２００μｍの範囲である。これらの隙間のある細孔は、材料の容量の約７５％〜約９５％を構成する。
【０１０３】  得られる組成物中に存在する強化繊維は、マトリックスに引張り強さを提供する。構造全体にわたって、強化繊維は結晶セメント構造を通過し、またそして発泡プロセスによって作製される細孔を通過する。
【０１０４】  完成したパネルは、高密度の境界層に示される。これは、図４の倍率３０倍の顕微鏡写真を示す。この高密度の境界層は、約１５０μｍ〜２２５μｍの厚さであり、パネルの両面に存在する。これは、もし存在すれば、わずかな発泡誘発細孔を含み、従って、発泡なしのセメント質セメントとほぼ同じ密度である。結晶マトリックス中のミクロンサイズの隙間によって形成される、この境界層に比較的小さな程度の間隙率がさらに存在する。しかし、この間隙率は非常に低く、その結果、硬く、高密度の表面層が生じる。
【０１０５】  図５の倍率１００倍の高拡大率図は、マトリックスの網状構造を示す。組成物中の細孔は、材料全体にわたって小さく微視的なトンネルの複雑な網状ネットワークを形成する。また、この図において、マトリックス中のより大きな細孔と相互連絡した、１００μｍから２２５μｍより小さい幅の細孔がはっきりと見える。
【０１０６】  図６の倍率３００倍の顕微鏡図において、連結した結晶の間の隙間から得られる数ミクロンほどの小さな細孔が、見られ得る。個々の結晶性セメント粒子もまた、この顕微鏡写真で見られ得る。このセメント粒子は、顕微鏡写真の解像度の下限である、約１μｍから、薄く平らな構造である、幅約１０μｍ〜約５０μｍの範囲のサイズであり、おそらく１ミクロン厚未満である。幅が約２００μｍ〜約２２５μｍまでの他の細孔もまた、このマトリックス内に見られる。結晶のより大きなネットワークが、製造中に水泡のセルの周りに形成され、材料中でこれらおよびより大きい細孔を作製する。水として互いに結合したセメント結晶は、硬化中に結晶に結合される。ランダムに成形された結晶の間の化学結合は、図６で一緒に示される大きな結晶および小さな結晶のネットワークを保持する。これらの結晶は、この連結ネットワーク内で、ランダムに整列される。材料から作製されるパネルに優れた耐久性および強度を提供するのは、セメント内およびポリエステル繊維の周りの結晶構造のこの連結である。
【０１０７】  この組成物の１つの特徴は、非常にわずかな成分を合わせて、建設用パネルを作製するのに適切な耐久性、防音性、繊維質のセメント質構造を作製する方法である。組成物の別の特徴は、高ＮＲＣおよびＳＴＣとの組み合わせにおける耐久性である。そしてさらに別の特徴は、高間隙率、この発泡セメント質構造にわたる細孔の分布により特徴づけられる建築用パネルである。このパネルの容量の約７５％〜約９５％が空気である。
【０１０８】  サンダー仕上げまたは他の手段によって、一面から高密度の境界層を除去する工程は、非常に多孔性の構造のセメント質発泡組成物を曝し、高度な音響吸収性のパネルを生じる。高密度境界層の裏面を無傷のままにすることにより、さらなるバッキング材料（例えば、ホイルまたは有機コーティング）の必要性なしで高いＳＴＣが生じる。
【０１０９】  セメント状用材は、湿気に対して比較的耐性である。これはサッグ試験により決定される値として数量化され得る。以下は、様々な実施態様の近似の４サイクルサッグ試験の範囲である。各サイクルは、２ｆｔ×２ｆｔのサンプルを８２°Ｆで１７時間、９０％のＲＨに供し、続いて８２°Ｆで６時間３５％のＲＨに供する工程からなる。一実施態様において、９０％ＲＨの場合、典型的に、０．１５インチ未満のサッグが生じる。第２の実施態様において、９０％ＲＨの場合、典型的に、０．１インチ未満のサッグが生じる。第３の実施態様において、９０％ＲＨの場合、典型的に、０．０５インチ未満のサッグが生じる。
【０１１０】  硬化セメント状用材は建設用パネルを形成し得、このパネルは、約４０ミクロン〜約２００ミクロンの平均孔径を有するこの発泡セメント質構造全体にわたる細孔の高い多孔性および分布の両方を含む。さらに、材料内のマトリックスの網状特性は、ほとんどの細孔が他の細孔に曝され、効果的な音の吸収のための材料を通る多数の通路を作製する様なものである。パネルは、セメント、ポリエステル繊維、水および界面活性剤から構成される自己支持マトリックス構造を有する。デンプンまたは他の外部結合系は、成分を一緒に保持するのに必要でない。他のこのような結合材は、所望ならば添加され得るが、これらの含有物は必要ではない。なぜなら、ポリマー繊維と合わせられた結晶セメントは、形成されるパネルの強く結合された一次構造を形成するためである。
【０１１１】  上記に実施態様が例示および記載されてきたが、本発明の特徴および構成要素に関して変更が行われ得ることが理解される。従って、本発明は様々な形態のみを開示したが、多くの追加、削除および改変が、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、ここで行われ得、上記の特許請求の範囲で記載される以外で過度の制限は課せられるべきではないことが当業者に明らかである。例えば、式内で使用されるセメントの種類は、材料の所望の特性に基づいて変わり得る。さらに、繊維の種類、長さおよび直径は、パネルから構成される最終生成物の強度要件に基づいて変わり得る。
【０１１２】  硬化した水性の発泡化セメント物質から形成される音響吸収性多孔性パネルであって、約５３湿重量％〜約６８湿重量％のセメント、約１７重量％〜約４８重量％の水、約０．０５重量％〜約５重量％の繊維、および約０．０１重量％〜約１０重量％の界面活性剤からなる、音響吸収性多孔性パネル。このパネルはまた、硬化した物質内に分布される、物質の容積の約７５％〜約９５％を含む孔を有する。このセメントに基づく、発泡体化されたパネルは、強化された耐久性および耐湿性を伴う良好な音響効果を提供する。
【発明の効果】
【０１１３】  本発明によれば、良好な音響性能を有するが材料の構造耐久性は維持される、天井および他の構造パネルにおける使用のための低密度材料が作製される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、先行技術に従って作製された鉱さい綿材料の顕微鏡写真（３０倍）である。
【図２】  図２は、先行技術に従って作製された積層ベースの音響パネルの斜視概略図である。
【図３】  図３は、本発明に従って作製された材料の顕微鏡写真（３０倍）である。
【図４】  図４は、本発明に従って作製された材料の顕微鏡写真（３０倍）である。
【図５】  図５は、本発明に従って作製された材料の顕微鏡写真（１００倍）である。
【図６】  図６は、本発明に従って作製された材料の顕微鏡写真（３００倍）である。
【符号の説明】２０１    内部層
２０２    外部層
【図１】
0005512062.tif 000002
【図２】
0005512062.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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