(57)【要約】  切断または切削などの加工時に生成し、人体に被害を及ぼし、掃除などが面倒なダストの生成が減った、防音層および凝集添加物を含む防音パネルの提供。防音パネルは、ファイバー、軽量骨材およびこれらの混合物からなる群の少なくとも１つおよび硫酸カルシウム２水和物、ダスト除去剤の連結マトリックスを含む防音層を含んでおり、該連結マトリックス中の空隙は音響を吸収する構造をもち、該ダスト除去剤は、パネルが切断されるとき摩擦により発生する温度でダストを凝集する機能をもつ。該パネルは、例えば、軽量骨材、ファイバーおよびこれらの組み合わせからなる群の少なくとも１つおよび硫酸カルシウム半水和物、ダスト除去剤、水からなるスラリーをつくり、発泡体をスラリーへ添加し、防音層材料のスラリーの連続条片を形成し、条片を切断して防音パネルを形成し、硫酸カルシウム半水和物を硬化させることにより製造される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイバー、軽量骨材およびこれらの混合物からなる群の少なくとも１つおよび硫酸カルシウム２水和物、ダスト除去剤の連結マトリックスを含む防音層を含み、該連結マトリックス中の空隙は音響を吸収する構造をもち、該ダスト除去剤は、パネルが切断されるとき摩擦により発生する温度でダストを凝集する機能をもつダスト除去剤であることを特徴とする防音パネル。
【請求項２】
該ダスト除去剤が５５℃より低い融点を有する請求項１のパネル。
【請求項３】
該ファイバーが紙からなる請求項１のパネル。
【請求項４】
該硫酸カルシウム２水和物が少なくとも８５重量％の濃度で存在する請求項１のパネル。
【請求項５】
該ファイバーが防音パネルの３重量％より少ない濃度で存在する請求項１のパネル。
【請求項６】
該軽量骨材が防音パネルの３重量％より少ない濃度で存在する請求項１のパネル。
【請求項７】
該軽量骨材が、発泡バーミキュライト、発泡パーライトおよび細かく砕いた発泡ポリスチレンからなる群の少なくとも１つである請求項１のパネル。
【請求項８】
少なくとも１つの裏張りシートをさらに含む請求項１のパネル。
【請求項９】
該裏張りシートが紙からなる請求項１のパネル。
【請求項１０】
該防音層よりも高密度である高密度層をさらに含む請求項１のパネル。
【請求項１１】
裏張りシートをさらに含む請求項１０のパネル。
【請求項１２】
該高密度層が該防音層と該裏張り層との間に配置される請求項１１のパネル。
【請求項１３】
スクリムシートをさらに含む請求項１のパネル。
【請求項１４】
該スクリムシートが多層紙シートからなる請求項１３のパネル。
【請求項１５】
該パネルには、該防音層、該スクリム層、該高密度層および該裏張り層が、この順序で配置されている請求項１４のパネル。
【請求項１６】
該パネルには、該スクリム層、防音層、該高密度層および該裏張り層が、この順序で配置されている請求項１４のパネル。
【請求項１７】
パネル体積の少なくとも３５％の空隙容量を有する請求項１のパネル。
【請求項１８】
パネル体積の少なくとも４５％の空隙容量を有する請求項１７のパネル。
【請求項１９】
アンモニウムポリホスフェート、トリメタホスフェート化合物、テトラメタホスフェート化合物、ヘキサメタホスフェート化合物およびこれらの組み合わせからなる群の少なくとも１つを含む増強材料をさらに含む請求項１のパネル。
【請求項２０】
硬化促進剤、減水剤およびこれらの組み合わせからなる群の少なくとも１つをさらに含む請求項１のパネル。
【請求項２１】
硫酸カルシウム半水和物、補強用ファイバー、軽量骨材およびポリエチレングリコールから本質的になることを特徴とする防音パネルを製造するためのスラリー。
【請求項２２】
軽量骨材、ファイバーおよびこれらの組み合わせからなる群の少なくとも１つおよび硫酸カルシウム半水和物、ダスト除去剤、水からなるスラリーをつくり、
発泡体をスラリーへ添加し、
防音層材料のスラリーの連続条片を形成し、
条片を切断して防音パネルを形成し、
硫酸カルシウム半水和物を硬化させる
ことを特徴とする防音パネルを製造する方法。
【請求項２３】
パネルを乾燥することをさらに含む請求項２２の方法。
【請求項２４】
スラリーを受容するスクリム層を配置することをさらに含み、そして該形成段階の連続条片がスラリーをスクリム層の上に散布することにより形成される請求項２２の方法。
【請求項２５】
スラリーを形成段階前に主流とスリップ流とに分け、スリップ流から高密度層をつくることをさらに含み、そして該形成段階の連続条片が、スラリーを高密度層の上に散布することにより形成される請求項２２の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石膏ボードライン上に製造され、切断されたときダストの減った天井タイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
防音パネルまたは天井パネルは、天井に仕上げの外観をもたらし、また必要なときに音響を吸収する表面をもたらすことで良く知られている。そのパネルが、音響の吸収と長期に及ぶ寿命の耐久性とを組み合わされていることを理想とする。ミネラルウールが通常使用される。それは、それが音響を吸収するための多孔性の繊維質の構造をもたらすからである。天井パネルの製造に通常使用される他の材料は、ガラスファイバー、発泡パーライト、粘土、石膏、化粧しっくい（スタッコ）、炭酸カルシウムおよび紙ファイバーを含む。
【０００３】
多くの天井パネルは、紙またはファイバーボードをつくるのに使用されるプロセスと同様な方法で製造される。この水−フェルトプロセスでは、ファイバー、骨材、結合剤および他の添加物の水性の分散物が多孔性の表面またはワイヤーの上に置かれ、そして仕上げは、重力および真空吸引の両者により脱水される。湿ったマットは、対流式オーブンで乾燥され、次に所望の長さに切断される。もし望むならば、表面にペイントを塗って仕上がったパネルを得る。このようなパネルの例は、ＵＳＧ  Ｉｎｔｅｒｉｏｒｓ（シカゴ、ＩＬ）により製造されるＡＵＲＡＴＯＮＥ（商標）天井板である。
【０００４】
天井パネルをつくる他の方法は、特許文献１に記載されたように注型による。ミネラルウールファイバー、充填剤、着色剤、結合剤例えば蒸煮澱粉および水の組成物を、紙または紙を裏張りしたフォイルで覆ったトレイに入れる。組成物を次に所望の厚さに形成板により敷きならす。装飾的な表面例えばエンボスされたパターンは、スクリードバーまたはパターンロールの使用により注型材料の表面にパターンをつけることにより得ることができる。ＵＳＧ  Ｉｎｔｅｒｉｏｒｓ（Ｃｈｉｃａｇｏ、ＩＬ）により製造されるＡＵＲＡＴＯＮＥ（商標）天井タイルは、このような注型パネルの例である。
【０００５】
天井パネルを製造するこれらの方法の両者は、それらが多量の水およびエネルギーを利用するために、比較的費用がかかる方法である。吸湿性の結合剤例えば紙または澱粉は、たるみ勝ちなパネルを生成する。パネルのたるみは、パネルが絶縁物または他の負荷を支えるとき、または高い湿度および温度に曝されるときに、大きくなる。
【０００６】
石膏パネルは、たわむことが少なく、短時間で能率的に製造される。しかし、石膏は重くそして音響の吸収性を欠く。その欠点は、現在、パネルに空隙を開けそして有孔のパネルの背面に音響吸収裏材を配置することにより、防音天井パネルとして使用することに適するようになってきている。空隙は、いくらかの重量の低下および音響の吸収をもたらすが、審美的に心地よいものとして消費者に受け入れられない。
【０００７】
防音層を有する他の石膏パネルは、特許文献２に記載されている。このパネルの１つの態様は、強度をもつための裏張りシート上に形成された発泡石膏の防音層を有する。パネルは、軽量であり、たわみ抵抗性でありそして審美的に好まれる。
【０００８】
この層をもつ石膏パネルは欠点を有する。設置にあたって、パネルは、天井の形状および／または構造物の開口例えば天井の格子（それらを定位置に保持する）に適合するように切断される。石膏の複合物を切断すると、ダストの小さい粒子サイズのために、おさまるのに長い時間がかかる細かい空気で運ばれるダストが発生する。ダストが細かいと、最終的におさまる前に、ダストは長い距離移動する。切断の作用は、視界をきかなくし、目、耳および鼻に入る面倒なダストを生じさせる。大きなダストが、おさまった後でも、細かいダストはドアおよび他のバリヤに浸透するので、掃除に非常に手間がかかり、そして切断をしたところからかなり離れたところまで飛ぶ。
【０００９】
砂磨き（サンディング）、切断および切削中のダストの減少は、石膏製品にとり重要な問題になってきている。特許文献３は、石膏含有製品へのいくつかのダスト除去剤のうちの１つの添加によるダストの減少を示唆している。特許文献４は、室温で固体であるポリエチレングリコールを有する結合化合物を特徴としている。内部結合剤としてポリエチレングリコールを利用する噴霧可能なプラスターは、特許文献５により機械加工されるとき、生成する細かいダストを減らす。しかし、これらの引例のどれも、防音パネルへのポリエチレングリコールの添加を開示していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許１７６９５１９
【特許文献２】米国特許公開２００４／０２３１９１６
【特許文献３】米国特許６８６３７２３
【特許文献４】米国特許６６３７１４４
【特許文献５】米国特許６３５５０９９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来技術では満足させることができなかった問題点は、本発明すなわち切断時のダストの生成を減らす防音層および凝集添加物を含む防音パネルにより解決できる。
【００１２】
さらに特に、防音層は、ファイバー、軽量骨材およびこれらの混合物からなる群の少なくとも１つ、並びに硫酸カルシウム２水和物、ダスト除去剤の連結マトリックスを有する。防音層は、音響を吸収するように構成された連結マトリックスに空隙を有する。ポリエチレングリコールは、パネルが切断されるとき、摩擦により発生する温度で細かいダストを凝集するように選ばれる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
防音パネルを製造する方法は、軽量骨材、ファイバーおよびこれらの組み合わせからなる群の少なくとも１つ、並びに硫酸カルシウム半水和物、ポリエチレングリコール、水を含むスラリーの製造を含む。発泡体が、好ましくはミキサーの排出点で、スラリーへ添加される。このスラリーから防音層材料の連続条片が形成される。条片を個々のパネルへ切断することにより、防音パネルが形成される。最後に、部分的に水和された硫酸カルシウム半水和物を完全に硬化する。
【００１４】
任意に、パネルは、またスクリム層、高密度（ｄｅｎｓｉｆｉｅｄ）層および裏張り材料の１つ以上を含む。これらの任意の層は、防音層に保護および支えをもたらす。軽量の防音パネルは、脆く容易に壊れる。スクリム層、加圧層および裏張り層を含むことは、製品を支え、パネルを切断可能にしそして破壊することなく吊すことを可能にする。支えることにより、また、吊された天井の格子が使用される場合、隅または端だけでパネルが支えられる場合、たわみを減らすことになる。
【００１５】
ポリエチレングリコールの添加は、またタイルが切断されるとき生ずる細かい空気で運ばれるダストの量を減らす。特定のポリエチレングリコールの選択は、重要である。ポリエチレングリコールは、室温で固体の形であるように選ばれる。切断時の圧力および摩擦の下で、それはダストを凝集する液体または高い粘度の形に転換される。得られる粒子は、地面に急速に落下して掃き集められそして容易に捨てることができるほど十分に大きい。この組成物は、細かいダストの空気で運ばれる拡がりを最小にし、そのため石膏のダストは広い領域に拡がることがない。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、軽量で音響を減らしそして切断されたときのダストを減らす改良された防音パネルを提供する。このパネルは、硫酸カルシウム２水和物の結晶および好適な凝集添加物（切断されたとき細かいダストを結合するように働く）例えばポリエチレングリコールの連結マトリックスを有する防音層を含む。好ましくは、防音層の密度は、１０−約２５ｌｂ／ｆｔ３（約１６０−約４００ｋｇ／ｍ３）である。より好ましくは、密度は約１２−約２０ｌｂ／ｆｔ３（約１９２−約３２０ｋｇ／ｍ３）に及び、約１６−２０ｌｂ／ｆｔ３（約２５６−約３２０ｋｇ／ｍ２）が最も好ましい。
【００１７】
焼成石膏は、好ましくは、防音層をつくるのに使用される。硫酸カルシウム半水和物または水溶性の硫酸カルシウム無水物またはその両者を含む任意の焼成石膏が有用である。硫酸カルシウム半水和物は、少なくとも２つの結晶形、アルファおよびベータの形を生成する。ベータ硫酸カルシウム半水和物は、通常石膏ボードパネルに使用されるが、またアルファ硫酸カルシウム半水和物からつくられた層も本発明で有用であると考えられる。これらの形の何れかまたはその両者は、防音層の重量に基づいて少なくとも５０％の石膏である好ましい防音層を生成するのに使用される。好ましくは、石膏の量は少なくとも８０％である。いくつかの態様では、防音層は、石膏の重量の少なくとも９８％である。硫酸カルシウム無水物の水溶性の形が使用されるとき、それは２０％より少ない少量で好ましくは使用される。
【００１８】
１つ以上のダスト除去剤が本発明の防音層へ添加されて、パネルの切断中に生ずる細かいダストを減らす。ダスト除去剤は、不活性の非反応性の容易に分散する添加物であり、それは、ダスト粒子の表面へ吸着し勝ちであり、同時にそれ自身へ親和性を有するものである。好ましいダスト除去剤は、室温で固体であり、切断条件下で溶融しそして再固体化して骨材となりそしてパネルから切断物が落下するとき細かいダストを結合するものである。
【００１９】
ダスト除去剤は、水中のエチレンオキシドおよび／またはアルコキシ置換エチレンオキシドの付加反応により形成される水溶性の線状ポリマーを含む。ポリエチレングリコール（「ＰＥＧ」）、メトキシポリエチレングリコール（「ＭＰＥＧ」）、ポリオキシエチレングリコール、３官能性ポリエチレングリコール（「ＴＰＥＧ」）またはこれらの組み合わせは、ダストコントロール剤として最も好ましい。天井タイルは現場で万能ナイフにより切断されるので、ＰＥＧは特に低温で溶融しなければならない。作業が良くできることが分かった低温で溶融する固体は、Ｃｌａｒｉａｎｔ（Ｃｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｍｏｕｎｔ  Ｈｏｌｌｙ、ＮＣ）によるＭ７５０を含む。好ましくは、室温（２１−２３℃）より高い融点をもつダスト除去剤は、十分に固くて本発明で好ましく使用できる。
【００２０】
室温より高い融点を有するポリエチレングリコールは、好ましくは、多くの理由で本発明で利用される。これらの材料は、それらの分子量に直接関連する相変化の特性を有する。低分子量のポリエチレングリコールは、室温で液体で存在し、一方高分子量のものは固体として存在する。固体の形態は、液体の形態と同じく、それらを固体の組成物の製造に使用するのに好適にする。低分子量の形は、細かいダストの表面上に吸着し、それによりそれらを互いに密着させ、一方高分子量の形は、固体から液体への相変化により、細かいダストの表面吸着および機械的凝集の両者を行う。分子量は、また溶解度の程度に影響する。高分子量のポリエチレングリコールは、低分子量ポリエチレングリコールよりも低い溶解度を有する。固体の形の低い溶解度は、蒸発を経る水の移行による移動の結果として、乾燥により濃度勾配を残さないようにする。２００ｇ／モル以上の分子量を有するポリエチレングリコールが適している。好ましくは、ＰＥＧの分子量は約７５０−約３０００ｇ／モルに及び、そして最も好ましくは約７５０−約１１００ｇ／モルに及ぶ。
【００２１】
ダスト除去剤は、任意の好適な量で添加される。好ましくは、それは、結合化合物の乾燥重量の約０．１−８重量％に及ぶ濃度で存在する。他の好ましい範囲では、それは、約０．５−約８％、そしてより好ましくは約０．５−約４．０％の濃度で添加される。もしそれが乾燥した形であるならば、ダスト除去剤は、好ましくは他の乾燥成分中へ計量される。
【００２２】
他の可能性のある好適なダスト除去剤は、上記と同じ融点範囲を有するように選ばれた低融点パラフィンワックスを含む。評価されてきた低融点パラフィンワックスは、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ（Ｅｘｘｏｎ  Ｍｏｂｉｌ、Ｆａｉｒｆａｘ、ＶＡ）によるＷａｘｒｅｘ  ２４０１、並びにＢｏｒｄｅｎおよびＨｅｎｒｙからの他のものを含む。
【００２３】
防音層をつくるためのスラリーは、水、硫酸カルシウム半水和物およびダスト除去剤からつくられる。水は、層をつくるのに有用な任意の量で存在する。十分な水が固体組成物へ添加されて流動可能なスラリーをつくる。水の好適な量は、硫酸カルシウム２水和物を形成するために焼成石膏のすべてを水和するのに必要な量の７５％より多い。水の正確な量は、少なくとも一部、それにより生成物が使用されそして添加物の量およびタイプが使用される適用によって決定される。水含量は、一部、使用される焼成石膏のタイプにより決定される。アルファ焼成化粧しっくいでは、必要な水の量は、ベータ焼成化粧しっくいと同じ流動性を達成するのに、より少ない。水対化粧しっくいの比は、無水焼成石膏の重量に対する水の重量に基づいて計算される。好ましい比は、約０．５：１−約１．５：１に及ぶ。好ましくは、焼成石膏は、主としてベータ半水和物であり、その場合水対焼成石膏の比は、好ましくは約０．７：１−約１．５：１、より好ましくは約０．７：１−約１．４：１、さらに好ましくは約０．７５：１−約１．２：１、なお好ましくは約０．７７：１−約１．１：１である。
【００２４】
スラリーをつくるのに使用される水は、スラリーおよび硬化プラスターの両者の性質を最も良くコントロールできるために出来る限り純粋でなければならない。塩および有機化合物は、スラリーの硬化時間を改変するのに周知であり、促進剤から硬化阻害剤まで広く変化する。いくらかの不純物は、２水和物の結晶の連結格子が形成されるとき、構造中に異常なものを生じさせ、硬化生成物の強さを弱める。生成物の強さおよびコンシステンシーは、従って、出来る限り汚染物のない水の使用により増加する。
【００２５】
いくつかの好ましい態様では、ファイバーは、任意に添加されて仕上げパネルを改良しそして湿ったパネルの固まっていない強さを増強する。約３ｍｍより短いファイバーを有するセルロース性ファイバー例えば紙および再生新聞紙が好ましい。好ましいファイバーは、約２ｍｍ以下の平均最大直径を有する。セルロース性ファイバーは硬化した石膏マトリックスと結合しそれを脆くさせないと考えられる。セルロース性ファイバーが好ましいが、他のファイバーの使用も含まれる。ファイバーは、約１２重量％以内の量で仕上げ層に存在する。いくつかの市販されている紙ファイバー例えばＫａｙｏｃｅｌ  １６５０（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｆｉｌｌｅｒｓ  ａｎｄ  Ａｂｒａｓｉｖｅｓ）は、５０重量％までの炭酸カルシウムを含む。炭酸カルシウムの存在は許容でき、加工中紙ファイバーが塊になるのを防ぐために有利である。
【００２６】
防音層の他の任意の成分は軽量の骨材である。軽量の骨材は、好ましくは、約１０ｌｂ／ｆｔ３（約１６０ｋｇ／ｍ３）より低い密度を有し、充填剤の空間をもたらして防音パネルの密度および重量を減らす。好適な軽量の骨材の例は、発泡ポリスチレン、発泡バーミキュライト、発泡パーライト、セラミックミクロスフェア、樹脂ミクロスフェアなど、またはこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。親水性の骨材は、より望ましくない。それは、それらがスラリーの水の必要量を増しそして防音層を乾燥するのに必要なエネルギーの量を増すからである。疎水性の材料例えば細かく砕いた発泡ポリスチレンは、好ましい軽量骨材である。
【００２７】
軽量の骨材は、任意の量で用いられて、所望の量の充填剤の空間を生成し、全体の密度および／または仕上げパネル重量を減らす。例えば、軽量骨材は、仕上げ層の約０．２−約３５重量％の量で存在する。発泡パーライト、発泡バーミキュライトおよび発泡ポリスチレンは、好ましい軽量骨材の例である。好ましい態様では、細かく砕いた発泡ポリスチレンは、約０．２−約０．５ｌｂ／ｆｔ３（約３．２−約８ｋｇ／ｍ３）のバルク密度を有し、軽量骨材は、層の固体含量の約０．２−約３重量％の量で存在する。好ましくは、発泡ポリスチレンは、２ｍｍ以下の平均長さを有する。
【００２８】
硬化促進剤もこの組成物の任意の成分である。「ＣＳＡ」は、５％の砂糖とともに砕かれそして華氏２５０度（１２１℃）に加熱されて砂糖がカラメル化した９５％の硫酸カルシウム２水和物を含む石膏硬化促進剤である。ＣＳＡは、Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｇｙｐｓｕｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｓｏｕｔｈａｒｄ、ＯＫプラントから入手でき、そして本明細書で参考として引用される米国特許３５７３９４７によって製造される。ＨＲＡは、硫酸カルシウム２水和物１００ポンド（約４５．４ｋｇ）あたり約５−２５ポンド（約２．２７−約１１．４ｋｇ）の砂糖の比で砂糖と新しく砕かれた硫酸カルシウム２水和物である。それは、本明細書で参考として引用される米国特許２０７８１９９にさらに記載されている。適切な量で任意の石膏促進剤またはその組み合わせを使用することは、本発明の使用に含まれる。
【００２９】
結合剤も焼成石膏スラリーへ任意に添加されて、硬化石膏マトリックスの完全性を改良しそして任意の裏付けシートへの防音層の結合を改善する。任意の好適な結合剤または結合剤の組み合わせが使用できる。結合剤は、好ましくは、水性の焼結石膏スラリーに含まれる。好ましくは、結合剤は、澱粉例えばとうもろこしまたはコムギ澱粉、ラテックス例えばポリ酢酸ビニル、アクリルおよびスチレンブタジエンラテックスまたはこれらの組み合わせである。好ましい結合剤は、自己結合アクリルエマルションを形成するアクリル結合剤例えばＲｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ、ＰＡ）から入手できるＲＨＯＰＬＥＸ  ＨＡ−１６である。アクリル結合剤は、好ましくは、乾燥した防音層の約０．５−約５重量％、より好ましくは約０．８−約１．５重量％の量で使用される。
【００３０】
澱粉結合剤は、任意に、防音層または高密度層の何れかまたはそれら両者に含まれる。マイグレーション澱粉または非マイグレーション澱粉の何れかが有用である。非マイグレーション澱粉は、また溶液により紙裏張り層へ直接適用可能であって石膏との結合を増す。澱粉は、好ましくは、乾燥した防音層の約０．６−約１．５重量％の量で存在する。本発明の防音層で有用な前ゼラチン化の非マイグレーション澱粉の例は、ＧｅｍＧｅｌ  Ｓｔａｒｃｈ（Ｍａｎｌｉｄｒａ  Ｇｒｏｕｐ  ＵＳＡ、Ｓｈａｗｎｅｅ  Ｍｉｓｓｉｏｎ、ＫＳ）およびＰＣＦ  １０００（Ｌａｕｈｏｆｆ  Ｇｒａｉｎ  Ｃｏ．Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）を含む。非前ゼラチン化の非マイグレーション澱粉の例は、Ｍｉｎｓｔａｒ  ２０００およびＣｌｉｎｔｏｎ  １０６  Ｃｏｒｎ  Ｓｔａｒｃｈ（両者ともＡｒｃｈｅｒ  Ｄａｎｉｅｌｓ  Ｍｉｄｌａｎｄ  Ｃｏ．Ｄｅｃａｔｕｒ、ＩＬから）を含む。マイグレーション澱粉の例は、Ｈｉ−Ｂｏｎｄ  ＳｔａｒｃｈおよびＬＣ−２１１澱粉（両者ともＡｒｃｈｅｒ  Ｄａｎｉｅｌｓ  Ｍｉｄｌａｎｄ  Ｃｏ．Ｄｅｃａｔｕｒ、ＩＬから）を含む。
【００３１】
防音層の他の任意の成分は、スラリーの流動度を増加させそして水の添加が少ないときにそれを流動可能にする減水剤である。ポリスルホネート、メラミン化合物およびポリカルボキシラートが、好ましい減水剤であり、そして成分の乾燥重量に基づいて１．５重量％以内の量でスラリーに含まれる。減水剤が液体の形で添加されるとき、量は、乾燥固体重量に基づいて計算される。好ましい減水剤は、ＤｉｌｏＦｌｏ  ＧＷ（ＧＥＯ  Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｌａｆａｙｅｔｔｅ、ＩＮ）およびＥｔｈａＣｒｙｌ  ６−３０７０（Ｌｙｏｎｄｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸ）である。
【００３２】
１つ以上の増強材料が、任意にスラリー中に含まれて、強さ、寸法安定性またはそれら両者を促進する。好ましくは、増強材料は、トリメタホスフェート化合物、５００−３０００反復単位を有するアンモニウムポリホスフェートおよびテトラメタホスフェート化合物であり、これら化合物の任意のものの塩またはアニオン性部分を含む。ヘキサメタホスフェート化合物は、たわみ抵抗性を増強するのに有効であるが、それらが硬化遅延剤として働きそして強さを減らすために、より望ましくない。増強材料は、米国特許６３４２２８４に記載されている。トリメタホスフェート化合物が特に好ましい。増強材料は、任意の好適な量で使用され、好ましくは成分の乾燥重量に基づいて約０．００４−約２％である。
【００３３】
発泡剤は、スラリーがスラリーミキサーを出るときスラリーに添加されて、石膏マトリックス中の空隙の形成を促進し、それにより音響の吸収および重量の軽減を促進する。石膏製品で有用なことが知られている任意の従来の発泡剤が、本発明で有用である。好ましくは、発泡剤は、それが防音層中に安定な発泡した気泡を形成するように選ばれる。より好ましくは、空隙の少なくともいくらかが連続気泡構造を形成するように相互連絡する。好ましい発泡容量は、約３５−約６０％、より好ましくは約４０−約５５％そしてさらに好ましくは約４５−約５０％（ＯＫ）である。好適な発泡剤は、アルキルエーテルスルフェートおよびナトリウムラウレススルフェート例えばＳＴＥＯＬ（商標）ＣＳ−２３０（Ｓｔｅｐａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｎｏｒｔｈｆｉｅｌｄ、ＩＬ）を含む。発泡剤は、防音層中に望ましい防音特性を得るのに十分な量で添加される。好ましくは、発泡剤は、乾燥成分の重量に基づいて約０．００３−約０．４％、そしてより好ましくは約０．００５−約０．０３％の量で存在する。任意に、発泡安定剤が、好適な量で水性焼成石膏スラリーへ添加される。
【００３４】
焼成石膏、ダスト除去剤および任意の固体成分は、スラリーミキサー中で水と混合されてスラリーを形成する。好ましくは、すべての固体成分例えば焼成石膏、ダスト除去剤、骨材、硬化促進剤、結合剤およびファイバーは、水へ添加される前に、パウダーミキサーでブレンドされる。液体成分は、固体成分の添加前後または添加中に水へ直接添加される。混合して均質なスラリーを得た後、スラリーはスラリーミキサーをでて、発泡剤が添加される。
【００３５】
スラリーへ添加される前に、発泡剤は発泡のための水と混合されて発泡体をつくり、それを次にスラリーミキサーからでるときにスラリーへ添加する。発泡体がスラリーへ添加されると、それは、コンベアの表面上に直接、または任意の裏張りシート上の何れかで、移動コンベアへ排出される。
【００３６】
裏張りシートは、特にパネルが湿っている間、パネルの長さに沿って応力を移動することにより製造中防音層を支持する。それは、石膏ウォールボードの製造に使用される表面仕上げ材料に似ている。好ましい態様では、裏張りシートは、紙（マニラ紙またはクラフト紙を含む）、不織ガラス、金属性フォイルまたはこれらの組み合わせである。紙が裏張りシートとして選ばれるとき、多層紙例えば従来のウォールボード紙が有用である。層の数は、任意に、選ばれた紙に応じて、１層から８層に変化する。
【００３７】
いくつかの態様では、高密度層が、任意に、裏張りシートと防音層との間に配置される。この層は、パネルの湿潤および乾燥の強さの両者を増大させ、加工および切断中または通常の摩耗および引き裂き中に破壊されないようにする。高密度層は、好ましくは、防音層に比べて比較的薄く、そして例えば約０．０５−約０．３インチ（約０．１３−約０．７６ｃｍ）、より好ましくは０．１２５−約０．２５インチ（約０．３２−約０．６４ｃｍ）、さらに好ましくは約０．１７５−約０．２２５インチ（約０．４４−約０．５７ｃｍ）である。この層は、好ましくは、少なくとも約３０ｌｂ／ｆｔ３（約４８０ｋｇ／ｍ３）、より好ましくは少なくとも約３５ｌｂ／ｆｔ３（約５６０ｋｇ／ｍ３）そしてさらに好ましくは約４０−約４５ｌｂ／ｆｔ３（約６４０−約７２０ｋｇ／ｍ３）の密度を有する。
【００３８】
高密度層は少なくとも石膏を含むが、任意に、防音層中に配合される添加物のすべてまたは任意のものを含む。好ましくは、高密度層は、発泡体のすべてまたは一部の破壊により一層高密度にされた防音層につくられるスラリーのスリップ（泥漿）流である。高密度層を達成する方法の１つは、流体流を強くかき混ぜて発泡体の泡を破壊するエッジミキサーを使用する方法による。別の方法として、高密度層は、発泡剤の添加前に採られるスラリーのスリップ流からつくられるか、または高密度層は任意に全く別の層からつくられる。
【００３９】
スクリム層は、防音パネルの他の任意の成分である。それは防音層に隣接して配置される。任意の高密度層が使用されるとき、スクリム層は、好ましくは、防音層と高密度層との間に配置される。もし高密度層および裏張り層の両者が、ともに防音パネルに配置されるならば、パネルは、好ましくは、防音層、スクリム層、高密度層および裏張りシートがこの順序で配置された構造を有する。また使用できる別の構造は、表面仕上げ材料としてスクリム層を有することであり、次に防音層、高密度層および裏張りシートがこの順序で配置される。スクリム層は、種々の湿度の下でのゆがみを防ぐために、裏張りシートと同様な膨張性を有するように選ばれる。好ましくは、スクリム層は、多孔性であって、層の取付けを助けそして防音層の乾燥を助ける。もしスクリム層が表面仕上げ材料として使用されるならば、スクリム層は音響が通過するように選ばれる。防音層のための支持をもたらしそして裏張りシートと同様な膨張性を有する任意の材料は、もし使用されるならば、スクリム材料として有用である。好ましくは、紙例えば裏張りシートとして使用されるもの、不織ガラスファイバー、織ったガラスファイバーマット、他の合成繊維マット例えばポリエステルおよびこれらの組み合わせは、有用なスクリム材料である。ＩＭＰＥＲＩＡＬ（商標）プラスターとともに使用されるＩＭＰＥＲＩＡＬ（商標）石膏に基づく表面仕上げ紙（ともにＵＳＧ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、シカゴ、ＩＬにより製造）は、好ましいスクリム材料である。好ましくは、紙がスクリム層として使用される場合、外側の層は、好ましくは防水剤により処理されることがない。
【００４０】
スクリム層を含むパネルの態様では、他の任意の成分は、防音層または高密度層へのスクリム層の接着を改善するためのスクリム結合剤である。スクリム結合剤は、任意に、スクリム層の表面の１つまたは両者へ塗布されるか、またはそれは、任意に、防音層を形成するスラリーへ加えられる。スクリム結合剤の塗布は、刷毛塗り、ロール塗り、スプレイ、ならし塗り（ｓｃｒｅｅｄｉｎｇ）またはこのような材料の塗布の技術の当業者に周知の任意の他の塗布法により達成できる。好ましいスクリム結合剤は、全ゼラチン化澱粉である。
【００４１】
個々の防音パネルは、当業者に周知のようにバッチ法で製造できるが、望ましい長さのパネルに切断される連続パネルに形成される連続法でそれらをつくるのが、より有利である。形成された裏張り材料が得られそして石膏スラリーを受け取る正しい位置に置かれる。好ましくは、裏張り材料は、もし存在するならば、望ましい仕上げ寸法を有するパネルをつくるために、わずか２回の切断を要するパネルの連続する条片を形成する幅のものである。任意の周知の裏張り材料は、紙、ガラスマットおよびプラスチックシートを含むウォールボードパネルをつくるのに有用である。好ましくは、表面仕上げ材料は、多層の紙裏張り材料である。裏張り材料は、ボードラインへ連続的に供給される。
【００４２】
スラリーは、固体成分および含水成分をともに混合することによって形成される。スラリーの固体成分、焼成石膏および任意の固体添加物は、ミキサーに入る前にともにブレンドされる。水は定量されてミキサー中へ直接入れられる。液体添加物は水へ添加され、そしてミキサーを短い時間作動してそれらをブレンドする。もし１つ以上の変性剤が処方に用いられるならば、変性剤は、好ましくは、化粧しっくいの添加前に、分散剤とともにミキサーへ添加される。固体成分は、ミキサー中の液体へ加えられ、そして固体成分が含水するまでブレンドされる。
【００４３】
水対化粧しっくいの比が低下するとき、ミキサーに加えられる負荷に注意しなければならない。スラリーの水を減らすことは、混合中の組成物の粘度を増大させる。たとえ十分な量の分散剤が添加されて流動可能な混合物を生成しても、最大の負荷が、分散剤が石膏粒子を分散する機会を有する前に、最初の混合中生ずる。長い混合時間は、最終の生成物に害を生じない。
【００４４】
スラリーは、次に混合されて均質なスラリーを達成する。通常、水性の発泡体がスラリー中へ混合されて、得られた芯の材料の密度をコントロールする。このような水性の発泡体は、スラリー中への得られる発泡体の導入前に、適切な発泡剤、水および空気の高度のせん断混合により、通常生ずる。発泡体は、ミキサー中のスラリーへ挿入されるか、または好ましくは、排出管でミキサーを出るときスラリー中へ挿入される。例えば、本明細書中に参考として引用される米国特許５６８３６３５参照。石膏ボードのプラントでは、頻繁に固体および液体が連続的にミキサーへ加えられ、一方得られたスラリーは連続的にミキサーから排出され、そして５秒より短いミキサー中の平均滞留時間を有する。
【００４５】
スラリーは、連続条片として排出管をへてミキサーから１つ以上の出口を通って連続的に処理され、そしてコンベア上へ置かれる。コンベアは、条片をナイフへ運び、予定された寸法のパネルに切断される。
【００４６】
好ましくは、２段階の乾燥法が用いられる。パネルは、まず高温のキルンへ送られて、ボードを急速に加熱し、過剰の水分を追い出す。キルンの温度およびボードの滞留時間は、パネルの厚さに従って変化する。例示として、１／２インチ（１２．７ｍｍ）のボードは、好ましくは、約２０−５０分間華氏３００度（１４９℃）より高い温度で乾燥される。表面の水分が蒸発すると、パネルの内部からの毛管作用により表面の水分が置換される。比較的早い水分の動きは、紙への澱粉およびピリスロン塩のマイグレーションを助ける。第２段階のオーブンは、華氏３００度（１４９℃）より低い温度を有し、ボードの焼成を制限する。
【００４７】
〔実施例〕
ボードの芯の材料は、ダスト除去剤を添加しまたは添加することなく、実験室で製造された。種々の平均分子量のメトキシポリエチレングリコールをつくり、そして物理的性質、切断性および細かい空気で運ばれるダストの発生についてテストした。Ｃｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからのダスト除去剤を「Ｍ」と名付け、メチルポリエチレングリコール、および平均分子量を表す数を示す。従って、「Ｍ５００」は、５００ｇ／モルの平均分子量を有するメチルポリエチレングリコールである。
【００４８】
基本組成物は、１．２％の中程度の細かく砕いた発泡ポリスチレン、０．５％のＣＳＡ石膏硬化促進剤、０．０２％の界面活性剤、２％の紙ファイバー、分散剤を含み、そして固体分の残りはボード化粧しっくい（ベータ焼成硫酸カルシウム半水和物）であった。各サンプルへ加えられるＭＰＥＧのタイプおよび量は、表１に示される。
【００４９】
固体材料をＶ型ミキサーで予め混合し、次に「むち（ｗｈｉｐ）」型パドルを使用してＨｏｂａｔミキサー中で液体成分と混合した。破断係数（「ＭＯＲ」）をインストロンモデル１１３０テスト装置を使用してテストした。補正破断係数（「ＣＭＯＲ」）は、ＭＯＲをサンプルの密度の差について調節する。切断性は、マットナイフをテストジグへ確保してボードサンプルを切断するのに必要な力の量を客観的に測定することにより定量的に測定された。ダスト化は、切断されたとき基体へ落ちるダストに対する空気で運ばれるダストの量を観察することにより客観的に測定された。切断性およびダスト発生の両者は、０−１０のスケールで報告し、その場合０は最低であり、そして１０は最良である。
【００５０】
【表１】
2010502866.tif 000002
【００５１】
ＭＰＥＧを含むサンプルとコントロールサンプルとの間に、切断の滑らかさおよびダスト化の程度に明確な相違が存在した。定性的に、Ｍ７５０およびＭ１１００により生成されたサンプルは、滑らかな切断および最低の空気で運ばれるダストを達成した。
ダスト化の低い防音パネルの特別な態様が示され記述されたが、請求の範囲に記載された本発明からその広い局面で離れることなく、変化および改変がそれについてなされることは、当業者により理解されるだろう。
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月11日(2009.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイバー、軽量骨材およびこれらの混合物からなる群の少なくとも１つと硫酸カルシウム２水和物とダスト除去剤からなる連結マトリックスを含む防音層を含み、該連結マトリックス中の空隙は音響を吸収する構造をもち、該ダスト除去剤は、パネルが切断されるとき摩擦により発生する温度でダストを凝集する機能をもつダスト除去剤であることを特徴とする防音パネル。
【請求項２】
該ダスト除去剤が５５℃より低い融点を有する請求項１のパネル。
【請求項３】
該ファイバーが防音パネルの３重量％より少ない濃度で存在する請求項１または２のパネル。
【請求項４】
該軽量骨材が防音パネルの３重量％より少ない濃度で存在する請求項１〜３のいずれか１項のパネル。
【請求項５】
該防音層よりも高密度である高密度層をさらに含む請求項１〜４のいずれか１項のパネル。
【請求項６】
パネル体積の少なくとも３５％の空隙容量を有する請求項１〜５のいずれか１項のパネル。
【請求項７】
アンモニウムポリホスフェート、トリメタホスフェート化合物、テトラメタホスフェート化合物、ヘキサメタホスフェート化合物およびこれらの組み合わせからなる群の少なくとも１つを含む増強材料をさらに含む請求項１〜６のいずれか１項のパネル。
【請求項８】
硫酸カルシウム半水和物、補強用ファイバー、軽量骨材およびポリエチレングリコールから本質的になることを特徴とする防音パネルを製造するためのスラリー。
【請求項９】
軽量骨材、ファイバーおよびこれらの組み合わせからなる群の少なくとも１つおよび硫酸カルシウム半水和物、ダスト除去剤、水からなるスラリーをつくり、
発泡体をスラリーへ添加し、
防音層材料のスラリーの連続条片を形成し、
条片を切断して防音パネルを形成し、
硫酸カルシウム半水和物を硬化させる
ことを特徴とする防音パネルを製造する方法。
【請求項１０】
スラリーを形成段階前に主流とスリップ流とに分け、スリップ流から高密度層をつくることをさらに含み、そして該形成段階の連続条片が、スラリーを高密度層の上に散布することにより形成される請求項９の方法。
【国際調査報告】
2010502866.tif 000003