(57)【要約】  スラリー形成されたマットが主にミネラル・ウールを備え、結合剤がその面に結合剤高濃度ゾーンを備える、天井タイル製品および方法。結合剤高濃度ゾーンは、必要とされるラテックス含有量の総量を減少させ、かつ商業的に許容可能な色および改善されたノイズ低減を達成するために必要とされる仕上げ剤またはペイントの量を減少させることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミネラル・ウール・ベースの天井タイルを作製する方法であって、
ある量のミネラル・ウールおよび結合剤を、重量ベースでの前記ある量のミネラル・ウール量が前記ある量の結合剤よりもかなり大きい割合で、前記結合剤が前記ミネラル・ウール上に全体的に均一に分散される程度まで混合するステップと、
均一な混合状態での前記ミネラル・ウールおよび結合剤からマットを形成するステップと、
結果としての材料の塊が比較的有孔であるように前記ミネラル・ウールを剛性化させるように前記結合剤を硬化させるステップと、
単位厚さ当たりの結合剤含有量が前記マットの厚さの大部分にわたる単位厚さ当たりの結合剤含有量よりもかなり大きいように、前記マットの片側に結合剤高濃度ゾーンを形成するステップとを含み、
それによって、前記結合剤高濃度ゾーンの表面での前記マットの硬度が、前記マットの厚さの大部分を通して存在する結合剤含有量によって形成されるマット表面での硬度よりも大きい、ミネラル・ウール・ベースの天井タイルの作製方法。
【請求項２】
前記結合剤高濃度ゾーン用に使用される前記結合剤がラテックスであり、前記マットを作製するために前記ミネラル・ウールと混合される前記結合剤の少なくともいくつかと同じである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記結合剤高濃度ゾーンは、前記結合剤を有する前記マットを前記結合剤でコーティングすることによって作製される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記結合剤による前記マットのコーティングは、前記結合剤を前記マット上に噴霧することによってなされる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記結合剤によるコートは、前記マット上に前記結合剤をロールコーティングすることによって前記マット上に形成される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記結合剤高濃度ゾーンは、純白に近いその色をもたらすために仕上げ材料でコーティングされる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
約１／２インチから約３／４インチの間の公称厚さであり、かつ、重量で少なくとも７５％のミネラル・ウール含有量および重量で少なくとも３％の結合剤を有するスラリー形成されたマットであって、前記結合剤が、前記マットの厚さの大部分にわたって実質的に分布されるスラリー形成されたマットと、
前記マットの前側に設けられた結合剤高濃度ゾーンとを備える天井タイルであって、
物理的損傷に抵抗することにおける前記タイルの耐久性が増大される一方、前記タイルの全体的な結合剤含有量を低減可能であり、したがって前記タイルのコストが低減されるように、前記マットの主要部分の単位厚さ当たりの結合剤含有量よりもかなり大きい単位厚さ当たりの結合剤含有量を有し、それによって前記結合剤高濃度ゾーンの硬度が前記マットの前記主要部分の硬度より大きい、天井タイル。
【請求項８】
前記結合剤高濃度ゾーンが、前記結合剤高濃度ゾーンによって呈される色よりもより純白に近い色のペイント・タイプのコーティングで覆われている、請求項７に記載の天井タイル。
【請求項９】
前記結合剤高濃度ゾーンがラテックス結合剤を備え、かつ前記マットの主要部分の色よりもその色において純白に近く、それによって、前記結合剤高濃度ゾーンが省略され、前記ペイント・タイプのコーティングが前記マットの面に塗布される場合に必要とされるよりも少ないペイント・タイプコーティングが、タイルの面で所望のレベルの白色を得るために必要とされる、請求項８に記載の天井タイル。
【請求項１０】
前記結合剤高濃度ゾーンが前記マット上にコートされる、請求項７に記載の天井タイル。
【請求項１１】
均一に混合されたミネラル・ウールと結合剤の水スラリーから形成されたベース・マットであって、前記ミネラル・ウールが前記タイルの重量の大部分を形成し、前記マットが比較的低い密度を有し、かつ比較的有孔であるベース・マットと、
前記スラリーによるミネラル・ウールおよび結合剤の本体上に被覆形成された前記マットの前面上にある結合剤高濃度ゾーンであって、前記結合剤高濃度ゾーンの単位厚さ当たりの結合剤の濃度が、単位厚さ当たりの前記マット内の結合剤の濃度よりもかなり大きい結合剤高濃度ゾーンと、
を備える、天井タイル。
【請求項１２】
前記マット上にコーティングされる前記結合剤が、前記マットを形成するためにスラリー内に混合される結合剤材料と同じである、請求項１１に記載の天井タイル。
【請求項１３】
前記結合剤高濃度ゾーンが、タイルを白に着色するための材料で被覆される、請求項１１に記載の天井タイル。
【請求項１４】
前記結合剤高濃度ゾーン内の前記結合剤が、高Ｔｇ結合剤タイプ・ラテックスである、請求項１１に記載の天井タイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天井タイルに関し、より具体的には、タイルの厚さを通じたラテックス結合剤の戦略的な不均一分散によって、耐久性を改良し、かつ製造コストを低減することができるタイル構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
天井タイルは、水系スラリーからタイルまたはボードを製作するためのフェルト化プロセスを用いてしばしば製造される。スラリーには、通常、タイル本体を構成する全原材料の均質な混合物が含まれる。フェルト化されたスラリー材料層が押圧されてマットにされ、乾燥されてボードを形成する。いくつかのタイルは、完全に乾燥する前にエンボスまたはパターン加工されたボードから作製されるが、他のものは、最初に乾燥されたボードから作製され、次いで、所望の厚さおよび平滑な仕上げとするために研磨される。通常、原材料は、ボードが乾燥されたとき他の材料を一緒に保持するために働くラテックスまたはスターチ、または二者の組合せなどの結合剤を含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常、結合剤はボードの全重量に占める割合は小さいが、それに見合わず材料コストに占める割合は大きい。結合剤含有量は、ボードの強度および表面硬度に影響を与える。十分な表面硬度を有し、それゆえ許容可能な耐久性を得るために、従来、スラリー混合物中の結合剤含有量は一定レベルに維持されている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、結合剤材料が、タイルの厚さ方向にわたって不均一な分散を有し、タイルの仕上げ面近傍、または目に見える面の近傍で比較的高濃度な天井タイル構造を提供する。ここに開示された結合剤の分散は、十分な、またはさらに優れた表面硬度および耐久性ならびに改善されたノイズ吸収能力をタイルに付与しつつ、製造コストを低減させることができる。本発明のタイルは、スラリー材料または材料の混合物内での結合剤含有量を従来の標準的な配合（formulations）未満に減少させることによって作製可能であり、マットまたはタイル・ボードを少なくとも予備形成した後、タイルの将来見える面に関連するマットの側面に、補足的な水系ラテックス結合剤の層を含む。塗布される結合剤は、タイル・ボードを構成する他の材料を固定またはセメント固定するためにスラリー調製に用いられるのと同じ材料であることが好ましい。タイルの見える側での結合剤高濃度ゾーンにより、結合剤の総含有量を低減することが可能となり、最終仕上げのコーティングまたは塗装（paint）の必要性を低減し、かつ音吸収を増加しながら、この側での製品の硬度および強度を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明は、伝統的な水フェルト化プロセスで部分的に作製されている、ミネラル・ウール・ベースの天井タイルを備える。本発明の文脈では、スラリーの固形分は、通常およそ９０％のミネラル・ウールを含み、かつ固形分の残部は主に、ラテックスまたはラテックスおよびスターチの形態での結合剤を含む。同時に、スラリー内の固形分は、スラリーの総重量の約５％、すなわち５％の濃度である。ラテックスは公知であり、結合剤として広く商業的に使用されている。通常、ラテックスは、水乳濁液（water emulsion）として分配され、水が抜けるときに固形分に融合される。スラリー用のさまざまな配合（formu lations）が、望みまたは必要に応じて使用されることができる。一般に、以下の表は、全固形分の重量パーセントによるスラリー構成成分の概算での範囲を示している。
【０００６】
ミネラル・ウール      ７５〜９５％
パーライト            ０〜１５％
セルロース繊維        ０〜１０％
結合剤（スターチ）    ０〜５％
結合剤（ラテックス）  ０〜１０％
結合剤（全体）        ５〜１２％
【０００７】
フェルト化プロセスでは、スラリーが移動スクリーン上に被着され、かつ通常、重力、圧力ロール、真空および熱によって乾燥される。スラリー内の固形物はほぼ均一に混合および分配され、一般的にマットがスクリーン上に形成されて徐々に乾燥されるとき、この状態で残るまたは残るように意図されている。好ましくは、スラリー内で使用されるラテックスは、たとえばマットを高温の空気（たとえば約３５０°Ｆ）にさらすことおよび／または赤外線加熱により比較的高温で硬化される高Ｔｇ結合剤材料である。低Ｔｇ結合剤は、それが芯材に十分な強度および硬度を提供するところでは使用されてもよい。
【０００８】
本発明は、それにおいてマットの厚さにわたる結合剤の分散が、天井タイルの面にまたは最終的に部屋側に隣接して結合剤の濃度が高くなるように修正されるプロセスおよび物品を含む。本発明を実施することにより、天井タイルの結合剤総量、ひいてはその製造コストを低減しながらも天井タイルの耐久性、そのノイズ低減係数（ＮＲＣ）およびその仕上げ塗装の必要性をすべて改善することができることがわかった。
【０００９】
ラテックス結合剤高濃度ゾーンでラテックス結合剤の濃度を増加させるには、スプレー、ロールコーティング、フラッドコーティングなどの従来のコーティング技術を用いることができる。コーティングプロセスによって結合剤高濃度ゾーンを形成するときは、スラリー形成されたマットが乾燥および／または硬化される前、その間、またはその後に塗布されてもよい。マットが部分的または完全に硬化する前に、マットの前側で高濃度ゾーンを形成するために塗布される結合剤材料の自由な移動を減少または防止することができる。高濃度ゾーン内のラテックス結合剤は通常、たとえば、約３５０°Ｆの比較的高温の空気へさらすことによって、その水キャリアから乾燥させることによって硬化される。
【００１０】
スラリー結合剤は、スターチを全体的に備えてもよく、より好ましくは、たとえば、ラテックス含有量の重さとほぼ等しい量で使用される。ラテックス結合剤高濃度ゾーンまたは層には、スラリー内で使用されるのと同じラテックス材料を使用することが好ましいが、必要に応じて異なるものであってもよい。高濃度層は、マットが完全に硬化された後に塗布されてもよく、マットまたはボードが研磨またはやすりをかけられる場合、このような研磨またはやすりかけの後に塗布されてもよい。
【００１１】
ラテックス高濃度ゾーンにより、スラリーのラテックス含有量が従来の配合によるラテックス含有量よりも低減可能になることによって、タイルの製造コストを低減させることができる。本発明では、ラテックスの全使用量または正味使用量を従来技術によるこのような製品よりも少なくしつつ、タイルの仕上げ面の有効表面硬度を従来製品よりもずっと高くすることができる。タイル面の有効硬度は、タイル上に塗布され硬化された、仕上げ材料または塗装を通して測定される。外面領域の硬度は、絶対値ベースで、または従来製品との比較のいずれかにより増加するが、この硬度増加は、天井タイルの設置中またはその耐用寿命中に扱われるときの天井タイルのより高い耐久性に反映される。
【００１２】
ラテックス高濃度ゾーンは、マットの残りの部分よりも、たとえば、単位厚さ当たりのグラム・ベースで、実質的により高濃度化される。一例として、スラリーに担持されるラテックス結合剤含有量が、厚さにわたって分散されるマットの重量の約４または５％である場合、マット本体上部に被覆された高濃度ゾーンは、マットの全重量の約１％であり得る。換言すると、この例では、コーティングプロセスによってラテックス結合剤高濃度ゾーンが展開されるとき、仕上げられたタイルのラテックス結合剤含有量の約１／４から１／５がマットの片側に存在する。通常、フェルト化されたマットの上面が、補足的なラテックス結合剤高濃度ゾーンで形成された面となる。その理由は、従来のフェルト化または処理では、マットの上面が最もアクセスしやすい面であるからである。ラテックス結合剤高濃度ゾーンは、マット生産ライン上でスプレー法やロールコーティングなどによって、マットの上面に容易に展開される。ラテックス高濃度ゾーンが、別個のコーティングプロセスによって形成される場合、使用されるラテックス材料は、上述の通り、マットスラリーの形成において使用されるものと好ましくは同一である。同一のものを使用すれば、付随する仕入れや在庫調べ、その材料を熟知していることを通じての便宜やコスト低減につながる。
【００１３】
ここで検討中のタイプの天井タイルは通常、真っ白になるようにコーティングまたは塗装される。このコーティングは、通常、短時間で低温硬化するペイント・タイプのラテックスの製剤の下地コーティングおよび仕上げコーティングを含む。本発明は、同じまたは改善された白さを達成しながら、タイルがより少ないペイントで被覆されることを可能にする。この効果は、ラテックス結合剤が、天然のミネラル・ウールの色よりも白に近い色を有する本発明の原理の下で作製されたマットの外部表面の高濃度ゾーン内に存在する高濃度のラテックス結合剤の結果として生じる。ミネラル・ウールのかなりのオフ・ホワイトの色を隠すために乾燥されたタイル・マットまたはボードの面上に必要とされる塗装が低減される。
【００１４】
また、本発明に従って作製された天井タイルは音吸収を改善することができることがわかった。なお、音吸収は、ノイズ低減係数（ＮＲＣ）として技術的に呼ばれることがある。この現象は、明らかにマットの多孔面の正味の遮蔽が少なくなり、したがってより大きな音吸収を促進する、より少ない塗装またはコーティングの結果であると考えられる。
【００１５】
以下の表は、コントロールによって特定される従来技術のタイルの固形分の配合例、およびトライアルによって特定される本発明のタイルの配合例を示している。
【００１６】
【表１】
2009509068.tif 000002
【００１７】
配合／構成（コントロール）および（トライアル）の両方のタイルが、試験されて、以下の結果となった。
【００１８】
【表２】
2009509068.tif 000003
【００１９】
【表３】
2009509068.tif 000004
【００２０】
トライアル１、トライアル２などは、本発明の配合／構成の別個のサンプルである。
本発明によって作製されたタイル（トライアル）が、下地コートおよび／または仕上げコートのさまざまな量で仕上げ材料（ラテックス・ベースの塗装）でコーティングされた。塗装グレード・ラテックスは、機械的強度および耐磨耗性に基づいて、結合剤タイプ・ラテックス材料から容易に識別可能である。
【００２１】
上記の表に記録された値の研究は、本発明による、マットの面上にラテックス高濃度ゾーンを有するが、全体的なラテックス含有量は少なく製造された天井タイルが、従来の配合（コントロール）を有するタイルよりも白くなることができ、より大きなノイズ低減が可能であり、より耐久性が高いことを表している。
【００２２】
ハンター・ゲージ（ハンターＧ  Ｈｒｄｎ＝ｓ値の供給源）は、壁ボードなどの材料の表面硬度を測定するために商業的に使用されるデバイスである。一般に、ハンター・ゲージ読取値が高いほど、製品の表面は硬く、その耐久性は大きくなる。
【００２３】
値Ｌ、ａ、ｂは、表面の色を評価するための色空間法に対する参照符号であり、純白には１００の値が割り当てられ、ａ、ｂの値の絶対値が小さいほど、白から原色へと逸脱しない。ＮＲＣについては記録された数が大きいほど、ボードは音をより多く吸収することが可能である。
【００２４】
本明細書で開示されたものの他に、天井タイル・マット内にラテックス高濃度ゾーンを形成するために他の方法を開発することができる。たとえば、当該マットの形成前に、当該ラテックスを故意に沈殿させることによって、または高いラテックス含有量をスクリーンに被着させることによって、このような高濃度ゾーンがスクリーンに隣接してフェルト化プロセスで展開されることができることが考えられる。通常、本発明に従って作製されるタイルは、約１／２から約７／８インチの間のキャリパーを有し、かつ比較的有孔の内部を有する。
【００２５】
本開示が、一例であり、そのさまざまな変更が、本開示に含まれる教示の正当な範囲から逸脱することなく、詳細を追加、修正または除去することによって行われてもよいことは、明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲が必然的に限定される範囲を除けば、本開示の特定の詳細に限定されない。
【国際調査報告】
2009509068.tif 000005