(57)【要約】  本発明は、水と混合される、天然繊維含有乾燥物質混合物と、発泡プラスチック粒子とを含む被覆組成物に関する。本発明に係る被覆物は、特に噴霧により本組成物を任意のベース上に塗布し、かつ特に乾燥によりそれを硬化させることにより、本被覆組成物から形成されており、本被覆物によって、極めて良好な音響特性が得られる。被覆物（３）のベースとして化学パルプ系の特別な繊維系プレート（２）を使用すると、本発明に係るプレート状音響要素（１）が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡プラスチック粒子をさらに含むことを特徴とする、水と混合される天然繊維含有乾燥物質混合物を含む被覆組成物。
【請求項２】
前記繊維が、セルロース、亜麻、綿もしくは麻繊維などの植物性繊維、絹もしくはウール系繊維などの動物系繊維またはそのような繊維の混合物であり、好ましくは植物性繊維であり、最も好ましくはセルロース繊維であることを特徴とする、請求項１に記載の被覆組成物。
【請求項３】
前記発泡プラスチック粒子が前記乾燥物質混合物の２０〜９０重量％で使用されることを特徴とする、請求項１または２に記載の被覆組成物。
【請求項４】
前記発泡プラスチック粒子の平均的大きさが１〜５ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の被覆組成物。
【請求項５】
前記発泡プラスチック粒子の少なくとも一部が独立気泡発泡プラスチックから形成され、好ましくは３０〜８０重量％、最も好ましくは５０重量％であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の被覆組成物。
【請求項６】
その乾燥物質質量の１０〜８０％の鉱物充填剤、好ましくはケイ酸塩鉱物、硫酸塩鉱物または炭酸塩鉱物、最も好ましくはカオリンをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の被覆組成物。
【請求項７】
結合剤として、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースもしくはメチルセルロースまたはそれらの誘導体、好ましくはカルボキシメチルセルロースをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の被覆組成物。
【請求項８】
ホウ酸もしくはホウ砂またはそれらの混合物などのホウ素系物質、水酸化アルミニウムもしくは水酸化マグネシウムまたはそれらの混合物などの水酸化物、タルクもしくは炭酸カルシウムまたはそれらの混合物などの吸収剤の群から選択される難燃剤および抗腐食剤、最も好ましくはホウ酸もしくはホウ砂、特にそれらの混合物を、前記乾燥物質の８〜２５重量％の最大量でさらに含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の被覆組成物。
【請求項９】
ベースに塗布し、かつ乾燥されるものとして、請求項１〜８のいずれかに記載の被覆組成物を含有することを特徴とする被覆物（３）。
【請求項１０】
その厚さが最大約７０ｍｍ、好ましくは１５〜３０ｍｍであることを特徴とする、請求項９に記載の被覆物（３）。
【請求項１１】
天然繊維および結合剤を含む乾燥物質混合物を水に混合して、請求項１〜８のいずれかに記載の被覆組成物を形成する工程を含み、前記被覆組成物を任意のベースの表面に塗布し、前記被覆組成物を乾燥して硬化された被覆物（３）を形成することを特徴とする、請求項９または１０に記載の被覆物（３）の製造方法。
【請求項１２】
噴霧される前記被覆物を混合しながら、前記被覆組成物を前記ベースの表面に噴霧により塗布することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくともその片面に形成された被覆物（３）の１つ以上の層を有するベースプレート（２）を含み、前記ベースプレート（２）が繊維系であり、前記被覆物（３）が請求項９または１０に記載の前記繊維含有被覆物（３）であることを特徴とする、プレート状音響要素（１）。
【請求項１４】
前記ベースプレート（２）の材料が、化学パルプ繊維系であり、好ましくは結合剤を含み、前記結合剤が、より好ましくはリファイナグランドパルプ、破砕プラスチックまたは熱繊維、最も好ましくは熱繊維からなり、特にポリエチレンであることを特徴とする、請求項１３に記載の音響要素（１）。
【請求項１５】
前記ベースプレート（２）がいくつかの異なる層から形成されており、ここでは、結合フェルト層間に、好ましくはリファイナグランドパルプ、破砕プラスチックまたは熱繊維からなる１つ以上の結合繊維層と、好ましくはプラスチックフィルム、最も好ましくはナノプラスチックフィルムのような防音材の１つ以上の層と、好ましくは化学パルプ繊維から形成されている１つ以上のさらなる繊維層とが形成されていることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の音響要素（１）。
【請求項１６】
前記ベースプレート（２）および前記被覆物（３）が、ホウ酸もしくはホウ砂またはそれらの混合物などのホウ素系物質、水酸化アルミニウムもしくは水酸化マグネシウムまたはそれらの混合物などの水酸化物、タルクもしく炭酸カルシウムまたはそれらの混合物などの吸収剤の群から選択される難燃剤および抗腐食剤、最も好ましくはホウ酸もしくはホウ砂、特にそれらの混合物を、前記乾燥物質の８〜２５重量％の量でさらに含むことを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれかに記載の音響要素（１）。
【請求項１７】
前記ベースプレート（２）の密度が３０〜１００ｋｇ／ｍ３、好ましくは４０〜８０ｋｇ／ｍ３、最も好ましくは約５０ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする、請求項１３〜１６のいずれかに記載の音響要素（１）。
【請求項１８】
前記ベースプレート（２）の厚さが１５〜５０ｍｍ、好ましくは約３０ｍｍであることを特徴とする、請求項１３〜１７のいずれかに記載の音響要素（１）。
【請求項１９】
前記被覆物（３）が、請求項１１または１２に記載の方法によって形成されていることを特徴とする、請求項１３〜１８のいずれかに記載の音響要素（１）。
【請求項２０】
天然繊維および発泡プラスチック粒子を含む乾燥物質混合物を水と混合して、請求項１〜８のいずれかに記載の被覆組成物を形成する工程を含み、前記被覆組成物を繊維系ベースプレート（２）の表面に塗布し、前記被覆組成物を乾燥して、請求項９または１０に記載の硬化された被覆物（３）を形成することを特徴とする、プレート状音響要素（１）の製造方法。
【請求項２１】
前記被覆組成物の塗布および硬化を少なくとも２回、好ましくは２〜５回行って、前記被覆物のいくつかの層を形成することを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
化学パルプ繊維などのベース用繊維と、熱繊維、リファイナグランドパルプまたは破砕プラスチックなどのベース用結合剤とを含有するベース用組成物を、ベース上に層になるように塗布する工程と、
前記ベース用結合剤が融解するように、前記ベース用組成物によって形成された層を前記ベース用結合剤の融点を超える温度まで加熱する工程と、
前記融解したベース用結合剤に含まれる層を、所望の厚さになるまで圧縮する工程と、
前記層を圧縮により前記所望の厚さに維持しながら、前記ベース用結合剤が再凝固し、かつ連続するプレート（２）になるまで前記層を結合するように、前記温度を前記ベース用結合剤の融点よりも低い温度まで低下させる工程と、
に従って前記ベースプレート（２）を製造することを特徴とする、請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ベースプレートがまだ高温である間に前記被覆組成物を前記ベースプレート（２）の表面に塗布して、前記被覆組成物の乾燥において前記ベース用結合剤の融解で使用された熱を利用することを特徴とする、請求項２０〜２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記ベースプレート（２）を３０〜１００ｋｇ／ｍ３、好ましくは４０〜８０ｋｇ／ｍ３、最も好ましくは約５０ｋｇ／ｍ３の密度および１５〜５０ｍｍ、好ましくは約３０ｍｍの厚さになるまで圧縮することを特徴とする、請求項２０〜２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
前記被覆組成物を、約７０ｍｍ、好ましくは１５〜３０ｍｍの最大の厚さになるまで前記ベースプレート（２）上に塗布することを特徴とする、請求項２０〜２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
請求項１３〜１９のいずれかに記載の前記音響要素（１）の吸音の相対的周波数応答を調整して所定の周波数応答に対応させるための、請求項２０〜２５のいずれかに記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の目的は、音響特性を改善するために使用される被覆物、この目的に適した被覆組成物、被覆物によって形成される音響要素、およびその製造方法である。
【背景技術】
【０００２】
建造物を計画および実行する際には、部屋、会社および他の空間の音響効果にますます多くの注意が払われている。当然のことながら、例えばコンサートホールでは、機能的な音響効果は必要不可欠であるが、音響効果は、例えば、家庭、学校および職場において、満足度、仕事の効率およびさらには人間の健康状態に対して重要な影響も有している。構造的解決法は、音響効果条件のみで選択することができないため、実際の施工段階後に空間およびそれらの表面に取り付けられる異なる音響要素または音響面が必要である。
【０００３】
そのため、騒音レベル、すなわち稼働中の機械の近くにおける吸音に対して、以前よりも多くの注意が払われている。
【０００４】
音響面または音響要素の機能に対する主たる要求は、当然のことながら、それが好適な音響特性を有していることである。一般にこれは、十分に強い吸音または好適な形態の周波数応答を有する吸音を意味する。一方、音響要素および音響面は、見えたままの構造体であるため、それらの建築画像も、それらの環境および空間の他の表面に適するものでなければならない。他方で、パネルまたは表面の厚さを妥当な限界の範囲内に維持しなければならず、これは高い吸音要求に矛盾している。当然のことながら、音響要素または音響面は、室内の表面材料に対して設けられている純度基準も満たさなければならず、また、それらの使用環境に適した機械的および物理的特性も有していなければならない。他の構造要素と同様に、相当程度まで環境的側面を考慮するという要求は、例えば材料の製造およびリサイクル可能性に関して、音響面および音響要素にも当てはまる。
【０００５】
最も一般的に市販されている既成の音響要素としては、ミネラルウール系（ファイバーガラスまたはロックウール系）の音響パネルが挙げられる。見えたままであるこれらの両面には、ミネラルウールの表面は、例えば、紙、プラスチック、織物もしくはガラスフリースで被覆されている。比較的軽い構成材である、絶縁ウールパネルをベースとするこれらの音響要素は、別個の要素として、あるいは途切れのない表面として、例えば、吸音が施される空間の天井または壁に容易に取り付けられる。例えば、それらを、天井よりも低い音響平面内に形成することもできる。
【０００６】
また、公知の解決法である上記ウールパネルは、その外観のため、およびあらゆる鉱物粉塵が周囲空間に剥がれ落ちてくるのを防止するために、そのエッジの表面を適切に被覆しなければならない。時間と共に、これらのパネルの継ぎ目は薄黒くなるため、目に見えるようになる。従って、フィルム被覆は十分ではなく、実際に、別個の音響要素の場合、通常はカバーストリップなどを使用しなければならず、当該要素の製造および取り付けを複雑にし、コストを上昇させる。
【０００７】
ミネラルウールの吸音能力は適度であるが、低い周波数での特に十分に効果的な吸収には、非実用的に厚いパネルが必要となることがある。最も高い範囲の音の吸収には、比較的薄い層で十分である。しかし、中間の高低範囲の音の吸収には、かなり厚い層が必要である。従来の事例では、約５０ｍｍの厚さを有する吸収構造体が機能的であるが、現在要求されている目的では、１００ｍｍを超える厚さの層が必要となることがある。ミネラルウールの場合、最近では重要であるとみなされることが多い環境的側面によって求められている全ての要求を満たすことも難しい。
【０００８】
異なる室内の壁または天井などの被覆のために、別の方法で噴霧または塗布され、ガラスおよびロック系被覆物よりも弾性および耐久性がある機械的表面構造体を提供し、かつ建物の音響効果にも寄与することができる各種繊維系被覆化合物も知られている。
【０００９】
例えば、フィンランド特許第９５０４１号および国際公開第２００７／０６３１７８号明細書は、水と混合される場合には噴霧され、あるいは同様の方法で塗布され、かつ乾燥により硬化される天然繊維系被覆物を開示している。当該フィンランド特許第９５０４１号明細書の被覆化合物の繊維は、細いセルロース繊維を含む。国際公開第２００７／０６３１７８号明細書の解決法では、当該化合物は、繊維材料および結合剤に加えて、被覆物の表面を滑らかにし、かつ被覆物の音響特性を調整することができる粒子状の典型的には鉱物系の充填剤を含む。
【００１０】
公知の解決法には、特に音響特性に関して限界がある。吸音を高めようとする場合、被覆物の厚さを増加させなければならない。とりわけ外観に関する不都合な側面に加えて、これにより、単位面積当たりの被覆物の質量が増加し、その位置を維持する能力が損なわれる。前記有害作用をより少なく維持した、より効果的な吸音は、例えば被覆物が絶縁ウールパネル上に噴霧された音響要素によって達成される。絶縁パネルが吸音の一部を構成している場合、被覆物自体は比較的薄くすることができる。しかし、いずれの場合も、別個の音響要素を使用することは望ましくなく、故に、噴霧され、乾燥後にそれ自体が、被覆される任意のベース上に吸音の層を形成し、公知の解決法よりもより効果的である被覆化合物が必要とされている。
【発明の概要】
【００１１】
本発明の目的は、建物の音響特性を改善し、かつ公知の解決法の欠点を減らす被覆物を開示することである。
【００１２】
特に、本発明の目的は、耐火被覆物と、任意に、本目的に特に適し、効果的な吸音、良好な熱的特性を提供し、かつ乾燥後であっても相当な量の粉塵または他の粒子がそこから全く剥がれ落ちてこない被覆組成物を利用することによって、それにより形成される音響要素とを提供することである。
【００１３】
本発明の基本は、優れた音響特性および熱的特性を有する被覆物による解決法を生み出すことである。そのような被覆物は、例えば、構造的もしくは室内装飾による解決法において、あるいは車のエンジンボンネットなどの機械空間の表面にさえも使用することができる。
【００１４】
従って、本発明は、水と混合される天然繊維含有乾燥物質混合物を含み、軽くて定着性のある耐久性被覆物を任意のベース上に形成することができる被覆組成物に関する。
【００１５】
本発明に係る被覆組成物は、水と混合される繊維含有乾燥物質混合物を含む。繊維含有とは、乾燥物質混合物の基本的材料が、例えばセメントなどを主成分としたロック材料とは異なるように１種以上の繊維を含むことを意味する。乾燥物質混合物中の繊維は、極めて細かい物質に粉砕されていることが好ましい。本被覆組成物は、繊維材料に加えて、少なくとも１種の結合剤を含むことが好ましい。滑らかで緩い被覆組成物を得るために、本被覆組成物に発泡剤を添加することもできる。乾燥成分を全て一緒に混合して乾燥物質混合物にし、次いで乾燥物質混合物を水と混合することによって、本被覆組成物を製造することが好ましい。但し、本被覆組成物に、乾燥物質混合物の任意の成分またはそのような異なる乾燥成分の一部を別々に添加することもできる。
【００１６】
本発明に係る被覆組成物は、請求項１の特徴部に示されていることを特徴とし、本被覆組成物から形成される被覆物は、請求項９の特徴部に示されていることを特徴とする。
【００１７】
同様に、本発明に係る被覆物によって形成される音響要素は、請求項１３の特徴部に示されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る被覆物の製造方法は、請求項１１の特徴部に示されていることを特徴とし、音響要素の製造方法は、請求項２０の特徴部に示されていることを特徴とし、後者の方法の使用は、請求項２６に示されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明は、公知の解決法と比較して数多くの重要な利点を提供する。実際の被覆物は、任意の空間で任意のベース上にそのまま使用する場合、極めて良好な音響特性を有する空間を提供することができる。被覆物単独のこれらの特性は、非常に少なくとも、従来の音響ウールパネルによって達成される音響特性に匹敵するか、それよりもさらに良好である。本被覆物は、製造および実際の製品に関する持続可能性ならびにそのリサイクル可能性の要求も満たす。
【００２０】
任意に音響要素の一部として使用されるセルロースウールパネルからは、呼吸および皮膚を刺激し得る鉱物粉塵は全く剥がれ落ちてこない。特に、その外観の観点から漂白された化学パルプ繊維で作られている場合、当該パネルはそのまま、被覆物および大部分の室内装飾表面とも適合する。その結果、セルロースウールパネルは、（外観および鉱物粉塵の両方により、構造体の全体的被覆または封入が必要なミネラルウールパネルをベースとする要素の場合のように）、そのエッジを必ずしも封入または被覆する必要はない。これにより、音響要素の製造方法は単純化され、従って、製造コストも影響される。見えたままの音響要素の表面の外観は、被覆物の色または表面構造によって容易に調整される。例えば、色に関しては、本要素の製造は、特定の色標準に限定される必要はないが、例えばその塗布の直前に従来の着色剤を本被覆組成物に添加することにより、公知のカラーチャートの任意の色を実現することができる。
【００２１】
音響要素に関して、本要素の音響特性は、言うまでもなく極めて重要である。この点に関しても、本発明は重要な利点を提供する。セルロースウールパネルの厚さは、ミネラルウール系構造体よりも薄くすることができる。また、外観に加えて、その軽量性により、薄型構造体は、本要素の取り付けを容易にし、その接着性を高め、かつ必要に応じて、その移動を容易にする。
【００２２】
セルロースウール系音響要素の別の利点は、水分に結合し、かつそれを放出するその能力であり、この能力は、特にいくつかの要素からなる大きな音響面として、空間の湿度における変化を均衡させるのに役立ち得る。
【００２３】
例えば音響要素などの室内装飾の一部として機能する構造体の重要な特性の１つは、耐火性である。本発明に係る被覆物および本発明に係る音響要素のベースプレートはどちらも、ホウ素系物質などの自体公知の難燃剤を用いることができ、これにより、かなり高い耐火性要求さえも満たすことができる。
【００２４】
また、本発明に係る音響要素に任意に使用される熱繊維などの成形繊維によって硬化させると、ウールパネルの切断がさらに容易となり、そのプロセス可能性が向上する。同時に、その低い融点により、熱エネルギーが節約される。
【００２５】
最初に、かなり多用途な方法で、被覆されるベースの外観に影響を与えるために、本発明に係る方法を使用することができる。着色剤を本被覆組成物に添加することにより、本被覆物の色を所望どおりに調整することができる。次いで、本被覆組成物の塗布方法は、仕上げられた被覆物の表面構造に影響を与えることができる。例えば、噴霧によって本組成物を塗布することにより、コンクリートをスプレーガン塗布することによって作られた被覆物を模倣することができ、これにより、ベースの表面は、石膏処理された表面に適合するようになる。正確な組成物および被覆物の厚さなどの他の特性によれば、紙または織物などの使用と比較して、より広範囲に本要素の音響特性に影響を与えることもできる。
【００２６】
本発明に係る被覆物の重要な利点の１つは、目に見える継ぎ目がないように均一な外観を有する音響面を形成することができることである。横並びに取り付けられた別個のベースプレートの表面に被覆物が形成されている場合でも、均一な外観を有する被覆物を生成することができる。例えば、セメント系被覆物と比較して、綿繊維などの天然繊維を主成分とする被覆物は、典型的により弾性もあるため、より壊れにくい。
【００２７】
本被覆組成物中の発泡プラスチック顆粒は、面積単位当たりのその質量を不都合に増加させることなく被覆物の厚さを増加させることができる充填剤として機能する。その場合、被覆物の最大可能な層厚も増加する。先行技術に係る典型的な被覆組成物の最大可能な厚さは１０ｍｍ未満であり得るが、例えば２０ｍｍを超える厚さの被覆物を実現するために、本発明に係る被覆組成物を使用することができる。当然のことながら、より厚い被覆物は、薄いものよりも効果的に音を吸収する。さらに、発泡プラスチックも吸音の促進に寄与する。
【００２８】
発泡プラスチック顆粒は、本被覆組成物の製造にも利点をもたらす。例えば、本被覆組成物のために必要な水の量は現在のところ、先行技術に係る解決法と比較して、厚さに比例して増えるが、それは、発泡プラスチック自体が水を全く吸収しないからである。このため、本被覆組成物の製造および塗布のどちらもが容易となり、被覆物の乾燥が促進される。
【００２９】
本発明の他の詳細および利点は、以下の「発明を実施するための形態」および添付の図面に開示する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る音響要素の構造の基本的な形態である。
【図２】本発明の好ましい一実施形態に係るベースプレートの構造および形成の基本的な形態である。
【図３】本発明に係る被覆物の吸音係数のグラフ表示である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明は、水と混合される、天然繊維含有乾燥物質混合物と、発泡プラスチック粒子とを含む被覆組成物に関する。
【００３２】
一般に、乾燥物質混合物を水と混合し、任意にそれを発泡させて表面張力を除去し、最後に、任意のさらなる混合を行い、本被覆組成物を製造する。
【００３３】
特に噴霧により本組成物を任意のベース上に塗布し、特に乾燥によりそれを硬化させて、本被覆組成物から本発明に係る被覆物を形成することができ、本被覆物の１つ以上の層をベース上に設けることができる。
【００３４】
本被覆物は任意の色であってもよい。本被覆組成物の製造段階で添加される着色剤によって、色を本被覆物の最終使用環境に調和させることが好ましい。その表面は、本質的に均一にすることも、例えばコンクリートのスプレーガン塗布ように不均一にすることもできる。
【００３５】
当該ベースは、石膏ボードまたはファイバーボードなどの特別な壁板で構成することも,
本被覆組成物を空間の内壁、天井の表面、パイプの表面または金属ベースなどの別のベースに直接噴霧することもできる。従って、当該ベースは、曲面、コンクリート壁および金属で被覆された屋根などの難しい表面で構成することもできる。
【００３６】
本発明に係る被覆組成物の繊維は、セルロース、亜麻、綿もしくは麻繊維などの植物性繊維、絹もしくはウール系繊維などの動物系繊維またはそのような繊維の混合物であり、本組成物は、水と混合される乾燥成分からなり、前記繊維に加えて、好ましくは、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースもしくはメチルセルロースまたはそれらの誘導体、好ましくはカルボキシメチルセルロースなどの結合剤と、場合により着色剤、難燃剤、抗腐食剤(anti-rot agent)、強度を高める物質または吸音に影響を与える物質または２種以上のそのような物質などの添加剤とを含有する。
【００３７】
典型的には、本被覆組成物の乾燥物質含有量は、１０重量％を超え、好ましくは約１５〜３５重量％である。結合剤の量は典型的に、当該繊維の１〜３０重量％、特に３〜１５重量％、好ましくは３〜１１重量％である。水と混合される本組成物の乾燥物質含有量は、１０重量％を超え、好ましくは１２〜２５重量％、最も好ましくは１５〜２０重量％である。
【００３８】
難燃剤および抗腐食剤は、乾燥物質の８〜２５重量％の量の、ホウ酸もしくはホウ砂またはそれらの混合物などのホウ素系物質、水酸化アルミニウムもしくは水酸化マグネシウムまたはそれらの混合物などの水酸化物、またはタルクもしくは炭酸カルシウムまたはそれらの混合物などの吸収物質、最も好ましくはホウ酸もしくはホウ砂、特にそれらの混合物で構成されていることが好ましい。ホウ酸およびホウ砂の混合物を使用する場合、前記混合物中のそれらの割合は一般に、重量に従って計算した場合、８０：２０〜２０：８０、好ましくは６０：４０〜４０：６０、より好ましくは約５０：５０である。本発明を活用するのに、そのような保護剤として良好かつ有用な１つの変形形態が、フィンランド特許第１１０８６９号明細書に記載されている。
【００３９】
本発明の好ましい実施形態によれば、本被覆組成物は、その乾燥物質質量の１０〜８０％の鉱物充填剤、好ましくはケイ酸塩鉱物、硫酸塩鉱物または炭酸塩鉱物、最も好ましくはカオリンを含む。カオリンは、被覆される構造体の耐火性、強度および音響特性に影響を与えるために、水と混合される本被覆組成物に使用することができる微粉末状の粘土鉱物である。観察された特に有利な事実の１つは、カオリン含有量が被覆物の吸音の周波数応答、ひいては空間全体の構造体に影響を与えることができることである。
【００４０】
本発明の第２の好ましい実施形態によれば、音響要素などの被覆される構造体の相対的周波数応答または吸音の周波数応答の形状を、本被覆組成物の鉱物充填剤含有量によって所定の周波数応答に適合させる。例えばカオリン含有量が高くなる程、より高い周波数の吸収が弱まり、より低い周波数の吸収がより効果的になる。
【００４１】
本発明の被覆組成物は固体状態であってもなお多孔性の被覆物を形成するため、本発明に係る被覆組成物は、例えば、その材料も天然繊維および結合剤を含むことができることを特徴とする不織布などとは本質的に異なる。
【００４２】
驚くべきことに、本被覆組成物に含有されている発泡プラスチック粒子は、天然繊維含有被覆組成物によって製造される被覆物の機械的および音響特性を大いに向上させるという有利な手段を提供する。吸音を高めることに加えて、発泡プラスチック粒子は、吸音の周波数応答を柔軟に調整するためにも使用することができる。
【００４３】
本明細書において「発泡プラスチック」とは一般に、その内部構造が隣接するセルからなる、発泡または別の方法で製造されたプラスチックを指す。軟質すなわち可撓性および硬質発泡プラスチックの両方が知られており、本発明で使用する等級は、これらのうちのいずれであってもよい。また、「粒子」は、特定の大きさの本質的に球状の構成要素である。本発明では、発泡プラスチックは、とりわけ、本被覆組成物または本音響要素の軽量化のために使用されている。
【００４４】
発泡プラスチック粒子の平均直径は１〜５ｍｍである。本被覆物の厚さは典型的に、５〜２５ｍｍであるため、この大きさの粒子は、本被覆物中に均一に分散させるのに十分な程に小さい。他方、例えば吸音において容認できない程に小さな粒子の関与は、全く効果的でない。
【００４５】
発泡プラスチック粒子は、乾燥物質の重量の好ましくは２０〜９０％、より好ましくは４０〜９０％、最も好ましくは７０〜９０％を構成し、これにより、主に繊維がそれらと置き換えられる。この範囲内の割合が、繊維系ベースを用いて達成される利点を維持するのに最良であり、その上、上に述べた方法で本被覆物の特性を効果的に改善することが観察された。最良の最終結果を生み出す割合は、使用される発泡プラスチック粒子の種類および粒度分布にも依存する。
【００４６】
発泡プラスチックには、独立気泡型と連続気泡型がある。セルが閉鎖され、かつ各セルがその独自の閉鎖空間を形成している場合、発泡プラスチックは独立気泡プラスチックである。それに応じて、いくつかのセルが共有空間を形成するようにセルが部分的に開放されている場合、発泡プラスチックは連続気泡プラスチックである。本発明に係る被覆組成物では、発泡プラスチック粒子の好ましくは少なくとも一部が独立気泡材料からなる。最終的に、連続気泡粒子が伝達するように音波を伝達しない独立気泡粒子により、特に低い周波数で音を効果的に減衰させる被覆物構造体が生成される。独立気泡構造体に水を吸収させることができないため、被覆物の耐湿性は向上する。
【００４７】
発泡プラスチック粒子の品質および大きさならびに乾燥物質混合物のそれらの割合を、被覆物の所定の音響特性に適合させることが最も好ましい。音響特性の調整能力は、本発明の重要な利点である。音響特性の各種発泡プラスチックの等級の相対的割合および乾燥物質混合物中の発泡プラスチックの全体的割合への依存性は、測定値によって決定することができる。次いで、以前の測定結果に基づいて、所望の音響特性に適合するように乾燥物質混合物の各組成を選択することができる。
【００４８】
例えば、最初に繊維を粉砕して可能な限り微粉末にすることによって、発泡プラスチック粒子を含有する本被覆組成物を製造することができる。この後に、発泡プラスチックが乾燥物質の重量の合計２０〜９０％を構成するように、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースもしくはメチルセルロースまたはそれらの誘導体、好ましくはカルボキシメチルセルロースおよび発泡プラスチック粒子を、結合剤を構成するための繊維材料と混合する。発泡プラスチック粒子の少なくとも一部は、好ましくは３０〜８０重量％、より好ましくは４０〜７０重量％の独立気泡発泡プラスチックからなる。使用する独立気泡および連続気泡材料の量は等しいことが好ましい。一般的に言えば、本被覆物の所望の音響特性に従ってそれらの割合を調整することができる。次いで、均一な被覆組成物が形成されるように、乾燥物質混合物を水と混合する。任意に、本組成物を泡立て、場合により、難燃剤もしくは防カビ剤またはその両方などの１種以上の添加剤を添加すると、その最終塗布対象に噴霧する準備が整う。
【００４９】
本発明に係る被覆物の製造では、例えば、国際公開第２００７／０６３１７８号特許明細書に記載されている装置も使用することができる。
【００５０】
その塗布対象に噴霧される上記被覆組成物に類似した被覆組成物は、乾燥後に、吸音に極めて効果的な被覆物を形成する。本発明に係る２５ｍｍの厚さを有する被覆物により、最大３０ｍｍのミネラルウールパネル系音響要素に匹敵する吸音が得られるが、吸音は音の周波数によって変わる。本発明に係る被覆組成物は、ウールパネルの場合の吸収では特に大きなパネルの厚さを必要とする低い周波数での吸音にも効果的である。
【００５１】
本被覆物の形成方法では、例えば、噴霧により、ローラーまたはへらを用いて、好ましくは噴霧により、本被覆組成物をその塗布対象に塗布する。塗布のために噴霧を使用する場合、噴霧される本被覆組成物を噴霧中に常に撹拌して、可能な限り効果的に本被覆物を本質的に均一にすることが好ましい。表面を滑らかにする場合、本被覆物を塗布した後に、任意に平らにする。熱を用いた乾燥により行われる硬化により、本被覆組成物は、ロック系被覆物よりもなお可撓性かつ軽量であり吸音に効果的で頑丈な被覆物を形成することが好ましい。
【００５２】
本発明の好ましい実施形態によれば、本被覆組成物を２つ以上の層、好ましくは２〜５つの層になるようにその塗布対象に塗布し、それらの層を、次の層が塗布される前に任意に平らにした後に、別々に硬化させる。
【００５３】
本発明は、前記被覆物を用いて形成されるプレート状の音響要素であって、少なくともその片面に塗布される天然繊維含有被覆物を有する繊維系ベースプレートを含む要素と、そのような音響要素の製造方法にも関する。
【００５４】
本発明に係るプレート状音響要素１は、
２．ベースプレートと、
３．被覆物と、
を含む（図１を参照）。
【００５５】
従って、音響要素１のベースは、繊維系ファイバーボード、好ましくは化学パルプ繊維系からなるプレート２からなり、これは、本明細書では、繊維材料の５０％を超える、好ましくは７５〜１００％が繊維、好ましくは化学パルプ繊維であることを意味する。当該繊維は、新しい繊維であってもリサイクルされた繊維であってもよい。このベースプレート２の表面には、天然繊維系被覆物３の１つ以上の層が形成されており、いくつかの層を用いる場合、当該被覆物は、全ての層に同じ組成物を有する被覆物３、または異なる組成物から生成された被覆物３であってもよい。但し、均一性を達成するために、いくつかの被覆物の層は、同じ組成物から生成されていることが好ましい。
【００５６】
本発明に係る要素１の製造方法では、被覆物３は、ベースプレート２の表面、少なくともベースプレート２の片面、好ましくはベースプレート２の両面または任意にそのエッジにも水性被覆組成物を塗布することにより、ベースプレート２上に形成され、本組成物は乾燥により硬化される。
【００５７】
被覆物３のベースとして機能するベースプレート２は、好ましくはセルロースウール系であり、好ましくはリファイナグランドパルプ、ウールの硬化剤としても機能する破砕プラスチックもしくは熱繊維、最も好ましくはポリエチレンまたは比較的低い融点の別の熱繊維である結合剤を含有する。熱繊維とは、加熱により融解し、かつ融点未満で再凝固する繊維を指す。好ましい他の熱繊維であるポリエチレンの融点は約９５℃である。融点が低いと、熱エネルギーが節約される。ベースプレート２の製造プロセスでは、熱繊維を用いることにより、容易に、所望の厚さおよび形状になるようにプレート２を硬化させることができる。熱繊維による硬化により、プレート２の切断もさらに容易となり、かつそのプロセス可能性も向上する。
【００５８】
本発明の好ましい実施形態によれば、ベースプレート２をいくつかの層から形成し（図２を参照）、ここでは、フェルト層などの結合層４、５間に、好ましくはリファイナグランドパルプからなる１つ以上の結合繊維層６と、プラスチックフィルム、好ましくはナノプラスチックフィルムなどの防音材の１つ以上の層７と、好ましくはセルロースウールからなる１つ以上の添加剤繊維層８が設けられている。前記層がそれぞれ１つあり、防音層７がちょうど真ん中にあることが最も好ましい。層に使用される材料の量、従って層の厚さを変えることができる。各繊維層の厚さは１つの層につき２〜１０ｍｍであることが好ましく、本質的に等しい量の各繊維層が存在することがより好ましいが、防音層の厚さはナノスケール、好ましくは１０〜１００ｎｍであることが好ましい。図２に示すように、例えば噴霧により、本発明に係る被覆物３をそのようなベースプレート２の表面に形成することもできる。
【００５９】
本発明に係る音響要素１では、その使用の際に取り付けられた場合に見えたままのプレート２の少なくとも１つの表面に、上記組成物から調製された本発明に係る多孔性被覆物３を塗布する。ウールパネルと同様に被覆物３の色は白色であっても、その製造段階で添加される着色剤によって音響要素１の位置の環境に従って本被覆組成物に適合させてもよい。故に、ベースプレート２の色は定められていない。被覆物３の表面は本質的に滑らかであるが、本被覆物を噴霧によって塗布することもでき、それにより、コンクリートのスプレーガン塗布同様に、表面構造を不均一にすることができる。
【００６０】
そのような層から作られている音響要素１を、例えば接着により、吸音させる空間の壁または天井表面に直接取り付けることができる。さらなる枠組みや覆いは全く必要ではない。音響要素１を、壁または天井表面から離して取り付けることもでき、その取り付け方法は、本要素によって得られる吸音に影響を与え得る。音響要素１を、所望の大きさの単一のパネルとして使用することができ、あるいはそれらのうちのいつくかを横並びに取り付けて連続する音響面を形成することができる。天井から離され、かつ互いに隣接して取り付けられる音響要素を、例えば、吊り天井すなわち低くした天井の中に形成することができる。
【００６１】
プレート状音響要素１の製造方法は、任意に、ベースプレート２の製造のために少なくとも繊維を含有する繊維パルプを最初に形成する工程を含む。別の変形形態は、市場で売られているパネルを使用することである。次いで、水と、綿などの細かく粉砕された天然繊維を含む乾燥物質混合物、結合剤および、任意に鉱物充填剤もしくは発泡プラスチック粒子またはその両方を混合して、本被覆組成物を形成する。このように形成された水性被覆組成物を本発明に係るベースプレート２または公知のプレートの表面に塗布し、本組成物を乾燥して、硬化された被覆物３を形成する。
【００６２】
本発明に係る被覆組成物を、例えば、噴霧により、ローラーまたはへらを用いて、好ましくは噴霧により、その塗布対象に塗布する。乾燥後に、それにより、ロック系被覆物よりもなお可撓性かつ軽量であり吸音に効果的で頑丈な被覆物が形成される。
【００６３】
ベースプレート２の密度を、３０〜１００ｋｇ／ｍ３、好ましくは４０〜８０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは約５０ｋｇ／ｍ３、その厚さを、最大約５０ｍｍ、好ましくは１５〜５０ｍｍ、最も好ましくは約３０ｍｍに構成する。それに応じて、被覆物３の厚さを、最大約７０ｍｍ、好ましくは最大約４０ｍｍ、より好ましくは５〜３５ｍｍ、最も好ましくは１５〜３０ｍｍに構成する。
【００６４】
本発明に係るベースプレート２は、以下に記載する方法で製造することができる。ベースプレート２の本製造方法は、
−  化学パルプ繊維などのベース用繊維と、熱繊維、リファイナグランドパルプまたは破砕プラスチックなどのベース用結合剤とを含有するベース用組成物を、ベース上に層になるように塗布する工程と、
−  ベース用結合剤が融解するように、ベース用組成物によって形成された層をベース用結合剤の融点を超える温度まで加熱する工程と、
−  融解されたベース用結合剤に含まれる層を所望の厚さまで圧縮する固定と、
−  上記層を圧縮により所望の厚さに維持しながら、ベース用結合剤が再凝固し、それにより層が連続するプレート２になるまで結合するように、ベース用結合剤の融点よりも低い温度まで温度を低下させる工程と、
を含む。
【００６５】
本発明の好ましい実施形態によれば、難燃剤および抗腐食剤を、上記ベース用組成物に添加する。この目的のために、本被覆組成物に関連して上に記載した同じ物質が好ましい。そのような保護剤の１つの良好な変形形態が、フィンランド特許第１１０８６９号明細書に記載されている。
【００６６】
本発明の特に好ましい実施形態によれば、上記工程に従って、プレート２を製造し、プレート２がまだ高温である間に本被覆組成物をベースプレート２の表面に塗布し、ベース用結合剤を融解する際に使用した熱を利用して本被覆組成物を乾燥させるように、音響要素１を製造する。このように、ウールパネルの製造プロセスで使用した熱エネルギーを乾燥で使用することができる。これによりエネルギーを節約し、よって、本発明に係る製造方法およびそれにより製造される音響要素の環境的側面をさらに改善する。
【００６７】
本被覆組成物を、このように凝固したプレート２または公知のプレートの表面に塗布する場合、ならびに被覆物３の滑らかな表面が望まれる場合には、本被覆組成物を乾燥前に平らにすることができる。必要に応じて、仕上げ被覆された要素１を所望の大きさの要素に切断する。
【００６８】
本発明に係る要素１の製造では、ベースプレート２および被覆物３の組成、それらの密度および層厚を、音響要素の所定の音響特性に従って選択することが好ましい。最も重要な事実は、多くの場合、適切に強い吸音である。最良の吸収能を有する吸収構造体を繊維材料または連続気泡材料から創り出す。この定義を満たす最も一般的な材料は、織物フェルト、ミネラルウールおよび連続気泡発泡プラスチックである。また、本発明に係るより薄いプレートと背景構造体との間に開放された空間を残すことによって、最も低い範囲の音でさえも、効果的な吸収を達成することができる。これには、天井表面に別個の支持システムと、壁に好適なさらなる構造体が必要である。
【００６９】
かなり薄い多孔性吸収構造体の後ろに、それ自体は繊維材料すなわち吸音材料からなる必要のない空間のように機能する中間構造体も作ることができる。この中間構造体は、噴霧または別の方法で作られた層と背景構造体との間に、開放された「空気スロット」または「空気管」を含む。
【００７０】
上記中間構造体は、例えばそれを背景構造体の表面に噴霧して作ることができる。上記構造体を別個のプレートとして作ることもでき、それにより、ベースプレートを生産ライン上で最初に作り、中間構造体をその上に作り、実際の繊維吸収層をその表面に作る。
【００７１】
このシステムの利点としては、中間構造体の材料の自由な選択および実現方法、表面構造によって吸収性を変えるという有利な条件、単純な実現方法、および中間層をかなり強固にさせることができる点が挙げられる。
【００７２】
本発明に係る方法では、例えば現場で音響被覆物を塗布することと比較して、被覆装置を実際の取り付け場所まで運ぶ必要がないが、制御された方法で工場条件下で音響要素全体を完成させることができるという利点が得られる。
【００７３】
本発明は、上に示した好ましい実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で本発明を自由に実現することができる。
【実施例】
【００７４】
３つの異なる方法を用いて、本発明に係る被覆物の耐火性を調査し（実施例１および実施例２）、本発明に係る要素の音響特性を例証した（実施例３）。
【００７５】
実施例１：火の中での本被覆物の反応
本実施例で調査した本発明に係る被覆物は、セルロース系であり、ポリエチレン粒子と、カルボキシメチルセルロースと、ホウ砂およびホウ酸の混合物と、従来の難燃剤とを含有する組成物で構成されていた。セルロースの割合が約６０重量％であり、粒子の割合が約４０重量％であるように、これらの成分のうち、セルロースおよびポリエチレン系発泡プラスチック粒子が本組成物の乾燥物質の主な部分を構成していた。
【００７６】
厚さが１３ｍｍの石膏系ボード上に本被覆物を形成し、その上に噴霧した被覆物の厚さは、３〜２０ｍｍの範囲であった（目標：１５ｍｍ）。
【００７７】
このように形成した要素の火の中での反応を、ＥＮ規格１３８２３：２００２に従って調査し、それにより、表１の結果を得た。
【表１】
2014509330.tif 000003
【００７８】
これらの結果では、ＦＩＧＲＡは火成長速度を表し、ＴＨＲ６００秒は、試験の最初の６００秒間における総発熱量を表し、ＳＭＯＧＲＡは煙成長速度を表し、ＴＳＰ６００秒は、試験の最初の６００秒間における総煙生成量を表し、ＬＦＳは炎の横方向への拡散を表す。
【００７９】
上記結果は、本要素の耐火性が第１級であることを示している。より詳細には、火の中でのその反応はクラスＢに該当し、その煙生成量はクラスｓ１に該当し、その火滴(flaming
drop)／粒子の形成はクラスｄ０に該当する。
【００８０】
実施例２：本被覆物の起爆感度
本実施例で調査した本発明に係る被覆物は、セルロース系であり、ポリエチレン粒子と、カルボキシメチルセルロースと、ホウ砂およびホウ酸の混合物と、従来の難燃剤とを含有する組成物で作られていた。セルロースの割合が約６０重量％であり、粒子の割合が約４０重量％であるように、これらの成分のうち、セルロースおよびポリエチレン系発泡プラスチック粒子が、本組成物の乾燥物質の大部分を構成していた。
【００８１】
厚さが１３ｍｍの石膏系ボード上に本被覆物を形成し、その上に噴霧した本被覆物の厚さは、４〜６ｍｍの範囲であった（目標：１５ｍｍ）。
【００８２】
これらの要素の起爆感度をEN
ISO規格１１９２５−２：２００２に従って試験し、ここでは、濾紙を本要素の下に置いて、それにより燃焼粒子の形成を観察することができるように、本要素の表面を炎に３０秒曝露し、それにより、表２の結果を得た。
【表２】
2014509330.tif 000004
【００８３】
これらの結果も本要素の耐火性が第１級であることを示している。
【００８４】
実施例３：本要素の音響特性
先の実施例に係る被覆組成物から調製された被覆物の吸音定数（αＳ）を、ＩＳＯ規格３５４：２００３に従って試験し、それにより表３の結果を得、図３にさらに示す。
【表３】
2014509330.tif 000005
【００８５】
これらの結果によれば、本要素の音響特性は優れている。
【図１】
2014509330.tif 000006
【図２】
2014509330.tif 000007
【図３】
2014509330.tif 000008
【国際調査報告】
2014509330.tif 000009
2014509330.tif 000010
2014509330.tif 000011