(57)【要約】  音響基板上で使用するための音響透過性コーティングのための配合物であって、水分散性結合剤および比較的大きい充填剤粒子を含み、かつ高顔料対体積濃度、高粘度、高剪断減粘、および速乾を特徴とし、互いに接触したときにその独自性を保持する液滴で配合物を噴霧することを可能にする、配合物。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響基板上で使用するための音響透過性コーティングのための配合物であって、水分散性結合剤および比較的大きい充填剤粒子を含み、かつ高顔料対体積濃度、高粘度、高剪断減粘、および速乾を特徴とし、互いに接触したときにその独自性を保持する液滴で前記配合物を噴霧することを可能にする、配合物。
【請求項２】
室温で６６〜１４５０ＢＢＵの粘度を呈する、請求項１に記載の配合物。
【請求項３】
前記大きい充填剤粒子が、２０〜９００ミクロンのサイズを有する、請求項１に記載の配合物。
【請求項４】
前記顔料対体積濃度が、４０％〜９９％である、請求項１に記載の配合物。
【請求項５】
カ氏７５度および相対湿度５０％の環境において２５平方フィート当たり４分の１ガロンの割合で堆積された前記配合物の噴霧層が、３０分で触れるまで乾燥する、請求項１に記載の配合物。
【請求項６】
音響基板に音響透過性材料をコーティングする方法であって、液滴が実質的に完全に融合する前に水の蒸発によって前記液滴を乾燥させて空隙が前記乾燥液滴間に残る速度で、液滴形態で前記基板上に請求項１に記載の配合物を噴霧するステップを含む、方法。
【請求項７】
前記液滴が、１ｍｍより大きい液滴サイズで噴霧される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
音響基板上の音響透過性コーティングであって、前記基板および隣接液滴に結合した乾燥液滴の複数の層を含み、前記液滴が、隣接液滴と接触しない十分な部分を有して、前記コーティングの全厚さにわたって延在する相互連結された気孔を提供する、音響透過性コーティング。
【請求項９】
前記乾燥液滴が、約１／２〜２−１／２ｍｍの平均サイズを有する、請求項８に記載の音響透過性コーティング。
【請求項１０】
前記コーティングが、０．０３インチ〜０．１５インチの厚さである、請求項８に記載の音響透過性コーティング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響基板の外観を改善するのに有用な音響透過性コーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第８，６８４，１３４号、第８，７７０，３４５号、および第８，９２５，６７７号は、モノリシック音響天井を構築するために使用される乾式壁シートまたはパネルを開示している。パネルは、有孔であり、不織布の半透明の繊維ガラスベールまたはスクリム等の薄く、多孔性の、半透明のウェブで覆われている。パネル間の目地は、石膏協会刊行物ＧＡ−２１６−２０１３に従って通常の乾式壁にテープを貼るのと同じ方式で、テープおよび目地化合物で仕上げることができる。
【０００３】
ベールを通して見えるテープ目地および穿孔を隠すために乾式壁パネル全体に塗布することができ、かつパネルがもたらす吸音を著しく減少させないコーティングが必要とされている。塗装する人または職人のほうに過度な熟練を要することなくコーティングを塗布することができ、かつ全コーティングが限られた時間内、好ましくは単一作業日の半分未満内に乾燥することが重要である。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、高多孔度およびその結果として生じる高音響透過性を特徴とする音響基板用の仕上げまたは外観コーティングを提供する。このコーティングは、モノリシック音響天井構造における透明または半透明の不織布ベールで覆われている乾式壁シートの穿孔およびこのようなシート間のテープ目地を隠すのに特に有用である。
【０００５】
開示されたコーティング材料は、連続層を塗布する前に乾燥することを可能にする複数の層に液滴形態で噴霧されるように適合されている。結果として生じるコーティング構造は、残留液滴および介在空隙または気孔の三次元マトリックスである。コーティング材料は、比較的大きい充填剤粒子、高顔料体積濃度、実質的な剪断減粘、および速乾性を特徴とする。
【０００６】
コーティング材料は、比較的大きい液滴の形態で噴霧される。材料の物理的特性により、液滴は、材料の基板または前の層の上に堆積されると、その個々の特徴の少なくともいくつかを保持する。液滴は、その粘度および速乾性により、隣接液滴と完全には融合しない。液滴は、同じコーティング層の液滴と前のコーティング層との間に開放空間を提供するのに十分な個別性を保持する。開放空間は、天井用途において何気なく観察する人の裸眼では見過ごすほど小さく、別々のコート層を通して相互連結して、コーティングの全厚さにわたって多孔度が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明を用いた石膏パネルの音響モノリシック天井の部分概略等角図である。
【図２】図１のモノリシック音響天井の拡大部分断面図である。
【図３】本発明のコーティングの面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明のコーティングの好適な配合の粘度のグラフである。そして
【図５】本発明のコーティングの気流抵抗率のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
ここで図１を参照すると、音響モノリシック天井設備１０の概略部分図が示されている。天井１０の層の部分は、構造上の詳細を明らかにするために剥がされている。天井１０は、４フィートの中心に間隔を置いて配置されたメインＴ型材１２と、１６インチまたは２フィートの中心に間隔を置いて配置された交差クロスＴ型材１３とを備える、当技術分野で既知である乾式壁格子１１を含む吊り式システムである。本明細書で使用する寸法は、典型的には公称寸法であり、業界で認められているメートル法換算値を含むことを意図している。クロスＴ型材１３がかみ合うメインＴ型材１２は、上部構造（図示せず）に取り付けられたワイヤ１４によって吊り下げられている。格子１１の周囲は、従来、それぞれの壁１６に固定されたチャネル成形１５によって形成されている。
【０００９】
音響パネル２０は、自己穿設ネジ２１を用いて格子Ｔ型材１２、１３の下側に取り付けられている。図示された音響パネルは、その平面寸法が４フィート×８フィートであるが、所望に応じてまたは実用に応じて、より長く、より短く、および／または異なる幅であってもよい。パネル２０の大きさおよび格子Ｔ型材１２および１３の間隔によって、パネルの縁が格子Ｔ型材の真下に位置しかつそれに直接取り付けられることが可能になり、これらの縁が十分支持されることが確実になる。
【００１０】
図２を参照すると、音響パネル２０は、有孔石膏コア２４を特徴とする。コア２４を提供する１つの方法は、前部紙面２３、石膏コア２４、および後部紙側面または面２５を通してそれを穿孔することによって乾式壁の標準的な市販のシートを修正することである。穿孔２８は、穿設、打ち抜き、または他の既知の穴開け技術によって形成することができる。穿孔２８は、好ましくは等間隔であり、例として、穿孔は、１６ｍｍの中心の直径８ｍｍの円形の穴であり得る。この配置によって、パネル２０の全平面面積の２０％に実質的に等しい穿孔の全面積がもたらされる。他の穴の大きさ、形状、パターン、および密度を使用してもよい。例えば、全面積の９％の孔密度が良好な結果を達成し得ることが試験により示されている。シートの辺縁面積、ならびに支持格子、目地、またはスタッドの中心に対応する中間面積は、固定点で強度を維持するために無孔であってもよい。
【００１１】
シート２９、３０は、有孔乾式壁シートの両全面に積層され、それによって穿孔２８の両端が少なくとも部分的に閉鎖される。乾式壁の後側では、バッカーシートまたはウェブ３０が、音響天井パネル技術において既知の吸音不織布であることが好ましい。例として、バッカー布は、Ｆｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇ  Ｖｌｉｅｓｓｔｏｆｆｅ  ＫＧによって商標ＳＯＵＮＤＴＥＸ（登録商標）の下で市販されているものであり得る。
【００１２】
乾式壁シート２２の前面には、不織布スクリム層２９の形態のシートまたはウェブが、適切な接着剤で取り付けられている。対向層またはシート２９は、多孔性であり、この用途に適切な材料は、従来の音響天井パネル用のカバーまたは面として商業的に使用されているものである。この種類のベール材料の例として、製品コードＡ１２５  ＥＸ−ＣＨ０２のもと、Ｏｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｖｅｉｌ  Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ  Ｂ．Ｖ．により販売されているものが挙げられる。
【００１３】
他の同一のパネルを含むパネル２０は、通常の乾式壁を設置するのと同じ方式で格子１１に掛けられる。同様に、図１に示すように、目地３３は、一般の乾式壁にテープを貼るのと同じように、テープで貼られる。乾式壁目地化合物または同様の材料３４を使用して、テープを隠すためにそれをシート２９およびテープ３５の上に直接塗布することによって、テープまたは同様の材料３５を２つの当接するパネル２０の隣接辺縁に接着する。
【００１４】
目地化合物３４を磨いてまたはスポンジで拭いて平滑にした後、前部シート２９および残りの目地化合物は、本発明の音響透過性コーティング３１で塗装される。モノリシックという用語を本明細書で使用するとき、それは、天井または壁の本質的に全体の可視表面が、目地を含まない継目の無い広がりであるように見えることを意味する。
【００１５】
本発明に従うコーティング３１は、コーティング用の基板を構成するスクリムまたはベール２９で覆われたパネル２０の部屋に面する側面上に噴霧される。コーティング３１は、理想的には、比較的大きい充填剤粒子、高顔料体積濃度（ＰＶＣ）、高粘度、剪断減粘、および速乾性能を含むいくつかの物理的特性を有する。天井構造用の外観コートとして使用するとき、コーティング３１は、乾燥して白色になるべきである。
【００１６】
適切なコーティングのための配合物は、結合剤と、従来の塗料様コーティングに通常使用するものよりも大きいサイズの顔料または充填剤としての役割を果たす比較的大きい粒子とを含む。結合剤は、アクリル、スチレン、もしくはビニルポリマーラテックス、またはアルキド、ポリウレタン、ポリエステル、もしくはエポキシ等の油性媒体、およびそれらの組み合わせ等であるがそれらに限定されない、水分散液中の、または水分散液として使用可能な樹脂またはポリマー結合剤であり得る。
【００１７】
比較的大きい粒子として、ガラス球、パーライト、セラミック、フライアッシュ、ポリマー球、ホウケイ酸塩、粗砂、シリカ、および粗炭酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。比較的大きい粒子は、顕著な板状の特徴がなく、または主に柱状の形状ではない、球形または三次元の形状である。大きい粒子のサイズは、２０〜９００ミクロンの範囲であり得る。
【００１８】
以下の表１は、本発明の音響透過性コーティング３１のための適切な配合の例を示す。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
さまざまな構成成分の機能または役割は、一番右の列に記載されている。水、増粘剤、結合剤、および大粒子充填剤は必須であり、配合が缶に入っている間は殺生物剤が必須である。残りの構成成分は、任意選択と考えられ得る。参考のために、二酸化チタンは、約０．６ミクロンの平均粒径を有し、炭酸カルシウムは、約１２ミクロンの平均粒径を有し、板状雲母は、約２０ミクロンの主要寸法を有し得る。
【００２１】
３Ｍ  Ｋ１材料は、典型的には０．１２５グラム／ｃｃの報告された真密度および６５ミクロンの平均粒径を有するソーダ石灰ホウケイ酸塩のガラスバブル（中空球）である。３Ｍ  Ｋ１材料は、本発明の実施において特に有用である。この材料は、その中空球状構造から生じる比較的低い密度により、配合物の体積の大部分を占める。さらに、Ｋ１材料は、ＡＳＴＭ  Ｄ２８１−８４に従って、生成物１ｃｃ当たり０．２〜０．６グラムの油の比較的低い吸油量を有する。またさらに、Ｋ１材料は、天井用途に有用である天然白色を有する。二酸化チタンは、不透過度改良充填剤および白色化顔料としての役割を果たす。炭酸カルシウムは、コーティングの固形分および密度を増加させて、乾燥時間および乾燥コーティングの硬度をさらに改善する。
【００２２】
全固形分に基づくコーティング配合物の顔料体積濃度（ＰＶＣ）は、比較的高く、理想的には７５％〜９５％であるが、代替の配合物は、約５０％〜約９９％のより広い範囲に入る。一般に、コーティングが乾燥しているとき、コーティング中の粒子間の空隙を充填するための結合剤が不十分であり、コーティング中にエアギャップができる。比較的大きい粒子充填剤の、より従来のより小さいサイズの充填剤に対する体積比は、約０．１〜約１０の範囲であり得る。
【００２３】
表１のコーティング配合物は、室温で約１９０ＢＢＵ（ブラベンダー単位）〜約２６５ＢＢＵの比較的高い粘度を有する。代替の配合物は、室温で約６６ＢＢＵ〜約１４５０ＢＢＵの粘度を有し得る。
【００２４】
表１のコーティング配合物は、高速剪断減粘を特徴とし、代替の配合物は、高速剪断減粘を特徴とするべきである。表１の配合物の剪断減粘特性は、図４に示されており、ここで測定された粘度は４０：１を超えて低下する。粘度は、部分的には、配合物の増粘剤成分によってもたらされる。列挙された増粘剤は、セルロース系であるが、既知の合成および天然の増粘剤を使用してもよい。増粘剤は、構成成分を懸濁状態に維持する役割も果たす。図４の粘度チャートは、Ｔバー：Ｃスピンドルを使用してＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  ＨＡ粘度計で測定した。代替のコーティング配合物は、粘度が剪断条件下で少なくとも１０対１だけ減少することができるように高い剪断減粘性を有するべきである。
【００２５】
表１のコーティングまたは同等物は、好ましくは、別々に噴霧された層の噴霧工程において、テープが貼られたベールクラッド、有孔乾式壁パネル、または他の基板に塗布される。後続のコートを塗布する前に、各層またはコートを実質的に乾燥させる。好ましくは、湿潤コーティング材料は、例えば、Ｇｒａｃｏが販売しているもの等の従来のホッパーテクスチャスプレーを使用して大きい液滴で噴霧される。理想的には、ガンおよび／またはその空気供給は、液滴が約１〜約４ｍｍの大きさ、好ましくは、約２ｍｍの大きさになるように調整される。湿潤コーティングの図４に示される剪断減粘性によって、その高粘度にもかかわらず、コーティングを液滴形態で容易に噴霧することが可能になる。単一のコーティング層は、層による均一な被覆が達成されるように２つの垂直の方向または通過で基板を噴霧することを伴うべきである。２〜７つの層を塗布することができ、天井の穿孔およびテープ目地を隠すには４つの層が好ましい。全コーティング層による被覆は、１ガロン当たり１５〜３５平方フィートであり得、２５平方フィートが好ましい。表１の配合物または同様の配合物は、１ガロン当たり４〜１１ポンドの密度を有し、１ガロン当たり５〜６．５ポンドの範囲が好ましい。
【００２６】
図３は、音響基板に塗布したときの本発明のコーティングの多孔性を示す。図３の検査によって、液滴が個々の性質を保持する一方、結合剤が最初の層で基板に、かつ層の間および層の中の隣接液滴に固形分を結合させることが示される。図３の右下隅の目盛りは１ｍｍの大きさを示し、１ｍｍよりも大きいまたは小さい大きさの液滴が図面において観察され得る。好ましくは、乾燥液滴は、１／２〜２−１／２ｍｍの範囲である。水分が蒸発すると、元の液滴サイズは縮小する。
【００２７】
コーティングの層が堆積するにつれて、液滴の三次元マトリックスが組み立てられる。図３の暗い領域である空隙が、残留液滴形態間に観察することができる。これらの空隙は、コーティングの厚さにわたって相互連結されて、多孔性かつ音響透過性コーティングがもたらされる。図３の空隙また気孔は、概して０．５ｍｍ未満の大きさであるため、天井の高さでは、関連する床の上に立っている人がそれらを容易に観察することはできない。３Ｍ  Ｋ１の大きい粒子によってもたらされる表１の配合において、コーティングの主要固形分体積の低吸収速度によって、コーティングが速乾性であることが確実になる。湿潤コーティングの剪断減粘性によって、それを液滴形態で容易に噴霧することが可能になる。
【００２８】
高粘度と速乾性との組み合わせによって、液滴がその個別性を有利に保持し、かつ隣接液滴と完全に融合することを回避することが可能になる。特定の層に塗布された表１の開示された配合物は、それが指に移らない、すなわち触れるまで乾く程度まで、最も好ましくは、カ氏７５度および５０％の相対湿度の環境において、最初のコートで２０分後および後続のコートで３０分後に乾燥する。好ましくは、速乾性を有する代替の配合物は、最初のコートで６０分以内に触れるまで乾くであろう。また、コーティングのこの速乾性は、塗装する人が同じ日に仕事を完了することを可能にするため、重要である。
【００２９】
図５は、表１の材料の各連続乾燥コートについて別々に測定された気流抵抗率を示す。抵抗率は、３．１４平方インチの表面積を通る毎分２リットルの空気流で決定した。図５で試験したコーティングの総乾燥厚さは、０．０３１インチであった。「０コート」における初期抵抗率の値は、ベール２９の抵抗率の測定値である。乾燥コーティングは、好ましくは０．０３〜０．１５インチの厚さである。
【００３０】
本開示が例示であること、および本開示に含まれる教示の公正な範囲から逸脱することなく、詳細を追加、修正、または削除することによって様々な変更を行ってもよいことが明白であろう。したがって、本発明は、本開示の特定の詳細に限定されないが、以下の特許請求の範囲がそのように必然的に限定される範囲を除く。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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