(57)【要約】インターロッキング凝固石膏マトリクスの連続相を含む吸音パネルならびに焼成石膏、発泡剤、セルロース繊維、軽量骨材、バインダーをさらなる添加剤と同様に含む混合物から吸音パネルを作成する方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸音パネルを作成する連続的方法であって、
水、発泡剤、および焼成石膏を含む混合物を形成するステップと、
混合物を連続リボンにキャストするステップと、
焼成石膏が凝固石膏のインターロッキングマトリクスを形成するのに十分な条件下でリボンを維持するステップと、
湿潤性吸音パネル前駆体を形成するためにリボンを切断するステップと、
改訂ＡＳＴＭ  Ｅ１０５０−９８に従って少なくとも約０．３２の垂直入射吸音率を有する吸音パネルを形成するために、湿潤パネル前駆体を乾燥させるステップと、
を含む連続的方法。
【請求項２】
混合物がセルロース繊維を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
セルロース繊維が紙繊維である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
セルロース繊維の量が混合物中の固体含有物の重量の約１％〜約１２％である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
セルロース繊維が約２ｍｍ未満の平均繊維長を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
混合物が軽量骨材を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
軽量骨材が膨張ポリスチレンである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
軽量骨材が約０．５ｍｍ〜約５ｍｍの平均粒径を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
軽量骨材が約０．２ｌｂ／ｆｔ３〜約０．３ｌｂ／ｆｔ３のバルク密度を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
軽量骨材の量が混合物中の固体含有物の重量の約０．２％〜約３５％である、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
混合物がバインダーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
バインダーがデンプン、ラテックス、およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ラテックスがアクリル化合物、ポリビニルアセテート、スチレンブタジエン、およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
デンプンが移行性である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
デンプンが非移行性である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
デンプンが移行性デンプンおよび非移行性デンプンの組合せを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
バインダーの量が混合物中の固体含有物の重量の約０．５％〜約５％である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
混合物がミネラルウールを実質的に含まない、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
表面板が混合物上に当てられる、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
焼成石膏の量が混合物の固体含有物の重量の約５０％〜約９５％である、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
混合物が減水剤を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
減水剤がナフタレンスルホナート、ポリカルボキシラート化合物、メラミン化合物、およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
減水剤の量が混合物中の固体含有物の重量の約０．２％〜約１．５％である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
発泡剤が発泡空隙開放気泡を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
発泡剤が式［ＣＨ３（ＣＨ２）ＸＣＨ２（ＯＣＨ２ＣＨ２）ＹＯＳＯ３］θＭ＋（式中、Ｘが２〜２０の数であり、Ｙが０〜１０の数であり、発泡剤の少なくとも５０重量％において０より大きい値であり、Ｍがカチオンである）およびそれらの組合せを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
混合物を形成するのに使用した発泡剤の量が、混合物の固体含有物の重量の約０．００５％〜約０．４％である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
混合物が硬化促進剤を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
硬化促進剤が硫酸カルシウム二水和物を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
混合物を形成するのに使用した硬化促進剤の量が、混合物の固体含有物の重量の約１％〜約１５％である、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
混合物が、５００〜３０００個の反復リン酸塩単位を有するポリリン酸アンモニウム、トリメタリン酸化合物、テトラメタリン酸化合物、ヘキサメタリン酸化合物、およびそれらの組合せからなる群より選択される促進物質を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
促進物質がトリメタリン酸ナトリウムである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
促進物質の量が混合物の固体含有物の重量の約０．００４％〜約２％である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
乾燥前のリボンが約５３ｌｂ／ｆｔ３の最大密度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３４】
混合物中の水対焼成石膏の重量比が約０．５：１〜約１．５：１である、請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
形成プレートまたは形成ローラーを、連続リボンにキャストされたときに混合物に当てるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３６】
形成プレートが流動膜である、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
形成プレートが振動プレートである、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
混合物が裏打ち板上に直接、または間接的にキャストされる、請求項１に記載の方法。
【請求項３９】
吸音層を形成する混合物が裏打ち板上に直接キャストされる、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
裏打ち板が、不織ガラス面、金属箔、紙、紙および金属箔を含む積層体、ならびにそれらの組合せからなる群より選択される材料から形成される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
焼成石膏および水を含む緻密化層前駆体を裏打ち板に当てるステップをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
緻密化層が硬化時に、少なくとも約３５ｌｂｓ／ｆｔ３の密度を有する、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
スクリム層を緻密化層の上に当てるステップをさらに含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
スクリム層が紙、不織繊維ガラス、製織繊維ガラス、合成繊維、およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
吸音パネルを作成する方法であって、
裏打ち板を提供するステップと、
（ａ）水と、（ｂ）焼成石膏と、（ｃ）発泡剤と、場合により以下の１つ以上：（ｄ）セルロース繊維、（ｅ）軽量骨材、（ｆ）バインダー、（ｇ）硬化促進剤、（ｈ）減水剤、（ｉ）５００〜３０００個の反復リン酸塩単位を有するポリリン酸アンモニウム、トリメタリン酸化合物、テトラメタリン酸化合物、ヘキサメタリン酸化合物、およびそれらの組合せからなる群より選択される促進物質とを含む第１の混合物を形成するステップと、
（ａ）水と、（ｂ）焼成石膏と、場合により以下の成分の１つ以上：（ｃ）セルロース繊維、（ｄ）軽量骨材、（ｅ）バインダー、（ｆ）硬化促進剤、（ｇ）減水剤、および（ｈ）５００〜３０００個の反復リン酸塩単位を有するポリリン酸アンモニウム、トリメタリン酸化合物、テトラメタリン酸化合物、ヘキサメタリン酸化合物、およびそれらの組合せからなる群より選択される促進物質と含む第２の混合物を形成するステップと、
緻密化層前駆体を形成するために、第２の混合物を裏打ち板の上のキャストするステップと、
連続リボンを作成するために、第１の混合物を吸音層前駆体として緻密化層前駆体の上にキャストするステップと、
緻密化層前駆体および吸音層前駆体のそれぞれにおいて焼成石膏が凝固石膏のインターロッキングマトリクスを形成するのに十分な条件下でリボンを維持するステップと、
湿潤性吸音パネル前駆体を形成するためにリボンを切断するステップと、
改訂ＡＳＴＭ  Ｅ１０５０−９８に従って少なくとも約０．３２の垂直入射吸音率を有する吸音パネルを形成するために湿潤パネル前駆体を乾燥させるステップと、
を含む連続的方法。
【請求項４６】
スクリム層を緻密化層前駆体の上に当てるステップをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
スクリム層が紙、不織繊維ガラス、製織繊維ガラス、合成繊維、およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
第１の混合物が、
（ａ）約５０％〜約１５０％の水と、
（ｂ）約５０％〜約９５％の焼成石膏と、
（ｃ）約１％〜約１２％のセルロース繊維と、
（ｄ）約０．２％〜約３５％の軽量骨材と、
（ｅ）約０．５％〜約５％のバインダーと、
（ｆ）約０．００５％〜約０．４％の発泡剤と、
（ｇ）約１％〜約１５％の硬化促進剤と、
（ｈ）約０．２％〜約１．５％の減水剤と、
（ｉ）約０．００４％〜約２％の促進剤とを含み、
上記の量が混合物中の固体含有物の重量による、請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
セルロース繊維が紙繊維であり、軽量骨材が膨張ポリスチレンである、請求項４５に記載の方法。
【請求項５０】
第２の混合物が発泡剤をさらに含み、方法が発泡空隙の形成を最小限に抑えるために第２の混合物を強く混ぜるステップをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項５１】
凝固石膏のインターロッキングマトリクスと、セルロース繊維および軽量骨材、ならびにそれらの組合せからなる群より選択される添加剤とを含む吸音層を含み、改訂ＡＳＴＭ  Ｅ１０５０−９８に従って少なくとも約０．３２の垂直入射吸音率を有する、吸音パネル。
【請求項５２】
セルロース繊維が紙繊維である、請求項５１に記載の吸音パネル。
【請求項５３】
セルロース繊維が吸音層の重量の約１％〜約１２％の量で存在する、請求項５１に記載のパネル。
【請求項５４】
軽量骨材が膨張ポリスチレンである、請求項５１に記載のパネル。
【請求項５５】
膨張ポリスチレンが細断膨張ポリスチレンである、請求項５４に記載の吸音パネル。
【請求項５６】
軽量骨材が吸音層の重量の約０．２％〜約３５％の量で存在する、請求項５１に記載のパネル。
【請求項５７】
パネルがＡＳＴＭ  Ｃ３６７−９９に従って、少なくとも約１００ｐｓｉの表面硬度を有する、請求項５１に記載のパネル。
【請求項５８】
パネルがＡＳＴＭ  Ｅ  ８４−０１に従って、クラスＡ延焼性を有する、請求項５１に記載のパネル。
【請求項５９】
パネルがＡＳＴＭ  Ｃ３６７−９９に従って、少なくとも約１００ｐｓｉの曲げ強度を有する、請求項５１に記載のパネル。
【請求項６０】
セルロース繊維が約２ｍｍ未満の平均繊維長を有する、請求項５１に記載のパネル。
【請求項６１】
パネル内の空隙が約２ｍｍ以下の平均最大直径を有する、請求項５１に記載のパネル。
【請求項６２】
パネルが約１４ｌｂ／ｆｔ３〜約２４ｌｂ／ｆｔ３の密度を有する、請求項５１に記載のパネル。
【請求項６３】
パネルがミネラルウールを実質的に含まない、請求項５１に記載のパネル。
【請求項６４】
吸音層が、５００〜３０００個の反復リン酸塩単位を有するポリリン酸アンモニウム、トリメタリン酸化合物、テトラメタリン酸化合物、ヘキサメタリン酸化合物、およびそれらの組合せからなる群より選択される促進物質をさらに含む、請求項５１に記載のパネル。
【請求項６５】
吸音層がバインダーをさらに含む、請求項５１に記載のパネル。
【請求項６６】
吸音層を支持するための裏打ち板をさらに含む、請求項５１に記載のパネル。
【請求項６７】
裏打ち板が、不織ガラス面、金属箔、紙、紙および金属箔を含む積層体、ならびにそれらの組合せからなる群より選択される、請求項６６に記載のパネル。
【請求項６８】
吸音層が裏打ち板の上に直接配置される、請求項６６に記載のパネル。
【請求項６９】
緻密化層をさらに含み、緻密化層が裏打ち板と吸音層との間に配置され、緻密化層が凝固石膏のインターロッキングマトリクスを含み、緻密化層が少なくとも約３０ｌｂｓ／ｆｔ３の密度を有する、請求項６６に記載のパネル。
【請求項７０】
吸音層の上に配置された表面板をさらに含む、請求項６９に記載のパネル。
【請求項７１】
緻密化層と吸音層との間に配置されたスクリム層をさらに含む、請求項６９に記載のパネル。
【請求項７２】
スクリム層が紙、不織繊維ガラス、製織繊維ガラス、合成繊維、およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項７１に記載のパネル。
【請求項７３】
（ａ）凝固石膏のインターロッキングマトリクスと、（ｂ）５００〜３０００個の反復リン酸塩単位を有するポリリン酸アンモニウム、トリメタリン酸化合物、テトラメタリン酸化合物、ヘキサメタリン酸化合物、およびそれらの組合せからなる群より選択される促進物質とを含む吸音層を含む吸音パネルであって、パネルがその中に空隙を含み、ＡＳＴＭ  Ｃ  ４２３−０２に従って、少なくとも約０．５の雑音低減係数を有する、吸音パネル。
【請求項７４】
吸音層を支持するための裏打ち板をさらに含む、請求項７３に記載のパネル。
【請求項７５】
裏打ち板が、不織ガラス面、金属箔、紙、紙および金属箔を含む積層体、ならびにそれらの組合せからなる群より選択される、請求項７４に記載のパネル。
【請求項７６】
吸音層が裏打ち板の上に直接配置される、請求項７４に記載のパネル。
【請求項７７】
緻密化層をさらに含み、緻密化層が裏打ち板と吸音層との間に配置され、緻密化層が凝固石膏のインターロッキングマトリクスを含み、緻密化層が少なくとも約３０ｌｂｓ／ｆｔ３の密度を有する、請求項７４に記載のパネル。
【請求項７８】
吸音層の上に配置された表面板をさらに含む、請求項７７に記載のパネル。
【請求項７９】
緻密化層と吸音層との間に配置されたスクリム層をさらに含む、請求項７６に記載のパネル。
【請求項８０】
スクリム層が紙、不織繊維ガラス、製織繊維ガラス、合成繊維、およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項７９に記載のパネル。
【請求項８１】
（ａ）吸音層であって、（i）凝固石膏のインターロッキングマトリクスと、（ii）セルロース繊維と、（iii）軽量骨材と、場合により以下の成分の１つ以上：（iv）バインダー、（v）発泡剤、（vi）硬化促進剤、（vii）減水剤、（viii）５００〜３０００個の反復リン酸塩単位を有するポリリン酸アンモニウム、トリメタリン酸化合物、テトラメタリン酸化合物、ヘキサメタリン酸化合物、およびそれらの組合せからなる群より選択される促進物質と、を含む吸音層と、（ｂ）吸音層を支持するための裏打ち板と、（ｃ）裏打ち板と吸音層との間に配置された緻密化層と、を含む吸音パネルであって、改訂ＡＳＴＭ  Ｅ１０５０−９８に従って、少なくとも約０．３２の垂直入射吸音率を有する吸音パネル。
【請求項８２】
裏打ち板が、ビニル、製織または不織布、製織または不織ファブリック、紙、紙および金属箔を含む積層体、ならびにそれらの組合せより選択される材料から形成されている、請求項８１に記載のパネル。
【請求項８３】
吸音層が裏打ち板の上に配置される、請求項８１に記載のパネル。
【請求項８４】
緻密化層と吸音層との間に配置されたスクリム層をさらに含む、請求項８１に記載のパネル。
【請求項８５】
スクリム層が紙、不織繊維ガラス、製織繊維ガラス、合成繊維、およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項８４に記載のパネル。
【請求項８６】
吸音層が、
（ａ）約５０％〜約９５％の凝固石膏のインターロッキングマトリクスと、
（ｂ）約１％〜約１２％のセルロース繊維と、
（ｃ）約０．２％〜約３５％の軽量骨材と、
（ｄ）約０．５％〜約１０％のバインダーと、
（ｅ）約０．００３％〜約０．４％の発泡剤と、
（ｆ）約１％〜約１５％の硬化促進剤と、
（ｇ）約０．２％〜約１．５％の減水剤と
（ｈ）約０．００４％〜約２％の促進剤とを含み、
上記の量が吸音層の重量による、請求項８１に記載のパネル。
【請求項８７】
（ａ）凝固石膏のインターロッキングマトリクスと、（ｂ）セルロース繊維と、（ｃ）軽量骨材と、場合により以下の成分の１つ以上：（ｄ）バインダー、（ｅ）発泡剤、（ｆ）硬化促進剤、（ｇ）減水剤、および（ｈ）５００〜３０００個の反復リン酸塩単位を有するポリリン酸アンモニウム、トリメタリン酸化合物、テトラメタリン酸化合物、ヘキサメタリン酸化合物、およびそれらの組合せからなる群より選択される促進物質とを含む吸音層を含むパネルであって、パネルがその中に空隙を有し、パネル内の空隙が約２ｍｍ以下の平均最大直径を有する、パネル。
【請求項８８】
吸音層を支持するための裏打ち板をさらに含む、請求項８７に記載のパネル。
【請求項８９】
裏打ち板が、不織ガラス面、金属箔、紙、紙および金属箔を含む積層体、ならびにそれらの組合せからなる群より選択される、請求項８８に記載のパネル。
【請求項９０】
吸音層が裏打ち板の上に直接配置される、請求項８８に記載のパネル。
【請求項９１】
緻密化層をさらに含み、緻密化層が裏打ち板と吸音層との間に配置される、請求項８７に記載のパネル。
【請求項９２】
吸音層の上に配置された表面板をさらに含む、請求項９１に記載のパネル。
【請求項９３】
緻密化層と吸音層との間に配置されたスクリム層をさらに含む、請求項９１に記載のパネル。
【請求項９４】
スクリム層が紙、不織繊維ガラス、製織繊維ガラス、合成繊維、およびそれらの組合せからなる群より選択される、請求項９３に記載のパネル。
【請求項９５】
吸音層が硬化前に：
（ａ）約５０％〜約９５％の凝固石膏のインターロッキングマトリクスと、
（ｂ）約１％〜約１２％のセルロース繊維と、
（ｃ）約０．２％〜約３５％の軽量骨材と、
（ｄ）約０．５％〜約１０％のバインダーと、
（ｅ）約０．００３％〜約０．４％の発泡剤と、
（ｆ）約１％〜約１５％の硬化促進剤と、
（ｇ）約０．２％〜約１．５％の減水剤と
（ｈ）約０．００４％〜約２％の促進剤とを含み、
上記の量が吸音層の重量による、請求項８７に記載のパネル。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本出願は、その全体が参照により本明細書に組み入れられている、２００３年３月１９日に提出された米国仮出願第６０／４５５，７８２号の優先権を主張する。
【発明の技術分野】
【０００２】
[0002]本発明は、一般に吸音パネルに関する。さらに詳細には、本発明は、凝固石膏のインターロッキングマトリクスを含む吸音パネルおよびその作成方法に関する。
【発明の背景】
【０００３】
[0003]吸音パネルは、商業用または住居用建築物の、天井タイル、壁パネル、および他のパーティション（例えばオフィス個室間のパーティション）などの室内側表面を形成するのに使用される。パネルは一般に形状が平面であり、十分な耐久性を維持しながら、適切な吸音性を提供するように選択された材料の組合せを含有する吸音層を含む。例えば、吸音パネルの作成に現在使用されている一般的な材料は、ミネラルウール、繊維ガラス、膨張パーライト、粘度、硫酸カルシウム半水和物、硫酸カルシウム二水和物粒子、炭酸カルシウム、紙繊維、およびデンプンまたはラテックスなどのバインダーを含む。ミネラルウールは、多孔性繊維構造を作成するのに役立ち、良好な吸音性を与えるため、最も一般的に使用されている。
【０００４】
[0004]多くの吸音パネルは、ミネラルウール、パーライト、バインダー、および要望に応じた他の成分の希薄な水性分散物を水フェルト化することによる、従来の製紙工程と同様の方法で作成できる。当業者によって理解されるように、そのような工程において、分散物は脱水のためにＦｏｕｒｄｒｉｎｉｅｒまたはＯｌｉｖｅｒマット作成機の小孔付き支持ワイヤなどの、小孔付き支持ワイヤ上へ流れる。分散物は最初に重力排水によって、次に真空吸引によって脱水する。湿潤マットは加熱対流式オーブン内で乾燥され、乾燥した材料は所望の寸法に切断され、仕上げられたパネルを得るために場合により塗料によってトップコートされる。この方法で作成されたパネルの例は、ＵＳＧ  Ｉｎｔｅｒｉｏｒｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＡＵＲＡＴＯＮＥ（登録商標）天井タイルである。
【０００５】
[0005]吸音パネルは、米国特許第１，７６９，５１９号に述べられているような湿潤パルプ成形またはキャスト工程によっても作成できる。本工程に従って、パネルを成形またはキャストするための、粒状ミネラルウール繊維、充填材、着色料、加熱デンプンなどのバインダー、および水を含む成形組成物が作成される。紙または紙で裏打ちされた金属箔で覆われた適切なトレーに組成物を置き、次に成形プレートを用いて組成物を所望の厚さにならす。細長裂溝などの装飾表面も、スクリードバーまたはパターン付きロールによって提供できる。次にミネラルウール組成物を充填したトレーをオーブンに入れて乾燥させる。この方法で作成されるパネルの例は、ＵＳＧ  Ｉｎｔｅｒｉｏｒｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＡＣＯＵＳＴＯＮＥ（登録商標）天井タイルである。
【０００６】
[0006]吸音パネルを作成するための水フェルト化およびトレーキャスティング技法は、その複雑さとかなり大きな出費のために、完全に満足できるものではない。原材料のコストに加えて、これらの工程は大量の水およびエネルギーを消費する。さらに、これらの方法に従って作成された多くのパネルが、特に高湿度の条件下で、下垂などの不体裁な永久変形を受ける。この点で、多くのパネルが再利用紙繊維および／またはデンプンなどの吸湿性バインダーより成るため、そのようなパネルは下垂を受けやすい。下垂の可能性は、パネルを水平に保管および／または利用する場合に特に問題である。例えばパネルは、それらが例えば天井グリッドを含む基底構造に固定される、または基底構造によって支持される箇所の間の区域で下垂する。下垂の問題は、例えば断熱材などの負荷を支える必要がある場合に、より顕著である。
【０００７】
[0007]一部の吸音パネルは、吸音層内に凝固石膏（すなわち硫酸カルシウム二水和物）を有するように設計されている。凝固石膏は本質的に特に吸音性材料でないため、凝固石膏を含む多くの吸音パネルは、パネルの厚さ全体を通過するように例えばドリルで開けられた、穿孔された、または別の方法で作成された、非常に大きな、機械的に作成された孔を含んでいる。この種の吸音パネルの孔は通例、デンマークのＤａｎｏｌｉｎｅ  ｏｆ  Ｖａｌｂｙから、およびＢｒｉｔｉｓｈ  Ｇｙｐｓｕｍから市販されている吸音パネルに見られるように、少なくとも１センチメートルの直径を有する。これらのパネルの多くも、音響機能性裏打ち板を利用する。音響機能性を有する裏打ち板は通例、大きな、機械的に作成された孔によって伝達された音響を吸収または散逸させるガラスフリースまたはポリマー材料であるが、著しい量の音響がパネルを通じてなお伝達される。パネルの後にプレナムがある場合には大きな、機械的に作成された孔が多少の吸音性を提供するが、多くの消費者は、それらを見て美しいとは思わない。機械的に作成された大型孔を有する石膏ベース吸音パネルは比較的緻密な製品でもあり、したがって運搬、取扱、および設置が面倒である。加えて、裏打ち板はそのような製品にかなりの出費がかさむ。
【０００８】
[0008]より最近では、セメント質材料から吸音パネルを作成する努力が当分野にある。例えば米国特許第６，４４３，２５８  Ｂ１号は、セメント質材料に対して非常に低い比率の水（すなわち１：１未満）を含む、硬化水性発泡セメント質材料から、型内で個別に作成された吸音多孔性パネルについて述べている。’２５８号特許で述べられたパネルでは、そこで教示されている水対セメント質材料の低い比率に合わせるために、紙繊維は避けられている。’２５８号特許は紙繊維の代用として、非常に長い繊維長を特徴とするポリエステル、繊維ガラス、またはミネラルウールの使用について述べている。’２５８号特許に従って、そのような繊維の長さは、繊維が結晶性セメント構造を通過可能であり、発泡工程によって作成された孔を通過するように、好ましくは約０．５インチである。それゆえ。’２５８号特許に従って作成された吸音パネルは、製造するのに費用がかかり、パネルの製造工程は、規模の経済を生じるには不十分である。
【０００９】
[0009]したがって上述より、比較的安価に製造され、石膏ボードライン上で大量に効率的に生産される吸音パネルへの要求が当分野にあることが理解される。見て美しく、パネルに機械的に開けられる比較的大型の孔の存在を必要としないそのような吸音パネルへの要求が、当分野にあることも理解されるであろう。さらに、下垂などの永久変形に耐えるそのような吸音パネルへの要求も当分野にあることも理解される。本発明は、そのような特徴を含む吸音パネルおよびその作成方法を提供する。本発明のこれらおよび他の利点は、追加の発明上の特徴と同様に、本明細書で提供する本発明の説明から明らかになる。
【発明の簡単な概要】
【００１０】
[0010]本発明は、凝固石膏のインターロッキングマトリクスを含む吸音層を含む吸音パネルを提供する。いくつかの実施形態において、パネルはモノリシック製品として、それ自体が吸音層となる。他の実施形態において、パネルは、吸音層と、裏打ち板と、場合により、裏打ち板と吸音層との間に配置された支持体または緻密化層とを含む複合材を含む。他の実施形態において、パネルは、緻密化層と吸音層との間に配置されたスクリム層を含む。吸音層、支持体または緻密化層、スクリム層、および裏打ち板の多様な代わりの組合せも考慮される。
【００１１】
[0011]本発明は、吸音パネルを作成する方法も提供する。本発明の方法の１つの実施形態において、水、発泡剤、および焼成石膏を含む混合物が、予備選択した幅および厚さの連続リボンの一部として吸音層前駆体を形成するためにキャストされる。リボンの吸音層前駆体は、凝固石膏のインターロッキングマトリクスを形成し、それにより吸音層を形成するのに十分な条件下で維持される。通例、吸音層は、凝固石膏のインターロッキングマトリクスが形成されるキャストリボン中の過剰な水の存在のために、工程のこの段階では湿っている。湿潤吸音層は切断されて、予備選択された寸法の湿潤性吸音パネル前駆体を形成する。湿潤パネル前駆体を乾燥させて乾燥吸音パネルを形成する。いくつかの実施形態において、本発明の吸音パネルは、以下に述べるように、改訂ＡＳＴＭ  Ｅ１０５０−９８に従って、少なくとも約０．３２の垂直入射吸音率を示す。
【００１２】
[0012]連続リボンは、好ましくは、吸音パネルの形成中に吸音層前駆体を支持するための裏打ち板を含む。通例、裏打ち板は完成吸音パネルの一部のままであるが、本発明のすべての実施形態で必要なわけではない。吸音パネルの作成時に、吸音層前駆体を形成する混合物が裏打ち板に直接当てられる。好ましい実施形態において、緻密化層前駆体を形成する混合物は、吸音層前駆体を当てる前に、裏打ち板に当てられる。他の実施形態において、スクリム層は、緻密化層と吸音層前駆体との間に当てられる。
【００１３】
[0013]いくつかの実施形態において、本発明は、吸音層を形成する混合物を含む連続リボンを作成することを含む、吸音パネルを作成する方法を提供し、混合物は、（ａ）水と、（ｂ）焼成石膏と、（ｃ）発泡剤と、場合により以下の１つ以上：（ｄ）セルロース繊維、（ｅ）軽量骨材、（ｆ）バインダー、（ｇ）硬化促進剤、（ｈ）減水剤、（ｉ）５００〜３０００個の反復リン酸塩単位を有するポリリン酸アンモニウム、トリメタリン酸化合物、テトラメタリン酸化合物、ヘキサメタリン酸化合物、およびそれらの組合せからなる群より選択される促進物質とを含む。裏打ち板、緻密化層、および／またはスクリム層は、本明細書で述べるように含むことができる。リボンは、焼成石膏が凝固石膏のインターロッキングマトリクスを形成するために十分な条件下で維持される。予備選択された寸法の１つの以上パネルを作成するために、リボンは切断される。
【００１４】
[0014]一部の実施形態において、本発明は、凝固石膏のインターロッキングマトリクスと、１つ以上の添加剤、セルロース繊維、軽量骨材、および／または５００〜３０００個の反復リン酸塩単位を有するポリリン酸アンモニウム、トリメタリン酸化合物、テトラメタリン酸化合物、ヘキサメタリン酸化合物、およびそれらの組合せからなる群より選択される促進物質とを含む吸音層を含む吸音パネルを提供する。バインダー、発泡剤、硬化促進剤、および減水剤も、吸音パネルの吸音層を形成するために使用される混合物中に含むことができる。好ましくは、パネルは、吸音層を維持するための裏打ち板を含む。一層さらに好ましくは、パネルは裏打ち板上に緻密化層を含み、なおさらに好ましくは、パネルは緻密化層と吸音層との間にスクリム層を含む。
【００１５】
[0015]本発明は、好ましい実施形態の以下の詳細な説明を参照して最も良く理解される。
【発明の詳細説明】
【００１６】
[0016]本発明は、凝固石膏のインターロッキングマトリクスを含む吸音層を含む吸音パネルと、吸音パネルを作成するための連続工程とを提供する。吸音パネルは、モノリシック層としてそれ自体吸音層であり、そして多層複合材でありうる。本発明によるパネルは、例えば天井タイル、壁パネル、およびオフィス個室間などのパーティションを含む多様な各種用途での使用のために、所望の音響特性、曲げ強度、表面硬度、および下垂などの永久変形への耐性を示す。これらのおよび他の用途を踏まえて、本発明の吸音パネルの吸音層は、好ましくは、約１０ｌｂ／ｆｔ３〜約２５ｌｂ／ｆｔ３、さらに好ましくは約１２ｌｂ／ｆｔ３〜約２０ｌｂ／ｆｔ３の密度を有し、天井タイル用途では約１６ｌｂ／ｆｔ３の密度が最も好ましい。本明細書で述べたような緻密化層および／またはスクリム層のないいくつかの実施形態では、好ましい範囲の上限の、またはそれ以上高い密度を有する吸音層を提供することが望ましい。
【００１７】
[0017]好都合には、本発明の凝固石膏含有吸音パネルは、大きな、機械的に作成された孔の存在を必要とせずに、そしてミネラルウールの使用なしに、所望の音響特性を提供する。それゆえ好ましい実施形態において、パネルは、本発明の音響特性がいずれかの存在なしに達成されるように、本質的にミネラルウールおよび直径１ｃｍを超える機械的に作成された孔を含まないが、そのような機械的に作成された孔および／またはミネラルウールは所望ならば、いくつかの実施形態に含まれていてもよい。本発明による好ましいパネルは、約２ｍｍを超える平均最大直径を有する（機械的に作成された孔のような）いかなる種類の空隙も含まない。
【００１８】
[0018]本発明により、吸音パネルは石膏壁板製造ラインで作成できる。従来の石膏壁板製造ラインは、吸音パネルを作成するのに使用されるスラリーの強度および硬化特性に適応するように要望どおりに改良された、本発明の吸音パネルを作成するのに使用できる。製造では、吸音パネル前駆体を含むリボンが作成される。いくつかの実施形態において、リボンは裏打ち板、緻密化層前駆体および／またはスクリム層も含む。本発明による凝固石膏含有吸音パネルを作成するのに使用される吸音層前駆体および緻密化層前駆体（存在する場合）は、水、焼成石膏および他の添加剤の混合物を形成することにより調製される。例えばセルロース繊維、軽量骨材、バインダー、発泡剤、気泡安定剤、硬化促進剤、減水剤、および／または例えば高湿度条件による永久変形への耐性を改善するための促進物質などの各種の成分は、水性焼成石膏スラリーに要望どおりに添加できる。緻密化層前駆体を形成するための混合物は、吸音層を形成する混合物前駆体と組成が同じでも、異なっていてもよい。
【００１９】
[0019]吸音パネルを作成するための連続工程において、吸音層を作成するために使用される混合物は、連続リボンの少なくとも一部の形で吸音層前駆体としてキャストされる。コンベヤはベルト、および／またはローラーなどのコンベヤ上のリボンをナイフまで運搬し、リボンはそこで予備選択された寸法の湿潤パネル前駆体に切断される。吸音層前駆体および緻密化層前駆体（存在する場合）は、凝固石膏のインターロッキングマトリクスを形成するために硬化または固化され、それゆえリボンがナイフへ移動するときに吸音層および緻密化層（存在する場合）へ変換される。本発明は、凝固石膏のインターロッキングマトリクスの形成につながる固化または硬化工程の間にキャストリボンの完全性が維持される限り、コンベヤ、ローラー、およびそれらの組合せの使用を考慮する。好ましい実施形態において、吸音層が形成するときに、米国特許第６，４４３，２５８Ｂ１号のパネルに関して述べられた状況とは反対に、外部高密度境界層は形成されない。本発明のそのように好ましい実施形態は、非吸音高密度境界層を研削することなどによって除去する必要なしに、パネルが工程に従って作成されるため、好都合である。
【００２０】
[0020]裏打ち板は、壁板製造で既知であるように、パネルを支持するために供給できる。裏打ち板は、望ましくは、応力がリボンまたはパネルの長さに渡って均一にされるように、応力を伝達するよう作用する。吸音層前駆体を形成するための混合物は、裏打ち板に直接または間接的に塗布できる。好ましい実施形態において、緻密化層前駆体を形成するための混合物は、強度を向上させるために裏打ち板に塗布される。なおさらに好ましい実施形態において、吸音パネル前駆体および吸音パネルの湿潤性および乾燥強度をさらに向上させるために、スクリム層が含まれる。スクリム層は、パネルの形成中に裏打ち板の反対側の緻密化層前駆体の表面に当てられる。次に吸音層前駆体がスクリム層に当てられる。
【００２１】
[0021]当業者によって理解されるように、吸音層前駆体および緻密化層前駆体（存在する場合）を作成する水性石膏混合物（例えばスラリー）はそれぞれ、石膏壁板を形成するのに使用される従来の混合装置中で作成できる。混合の後、存在する場合、緻密化層前駆体を形成するために使用される水性石膏混合物は、吸音層前駆体を形成するのに使用される水性石膏混合物用の出口から離れた１つ以上の出口ミキサーから放出される。石膏混合物がキャストされる基材は、形成されるパネルの種類によって変わることになる。例えば吸音層を形成する混合物前駆体は、（ａ）裏打ち板に、（ｂ）存在する場合、スクリム層に、または（ｃ）スクリム層が存在しない場合で、存在する場合の緻密化層前駆体にキャストすることができる。
【００２２】
[0022]裏打ち板は、吸音層前駆体、裏打ち板、および場合により緻密化層前駆体およびスクリム層の一方または両方を含む所望の形状の連続リボンをキャストするために、移動表面（コンベヤなど）の上でロールされる。所望の場合、形成プレートまたはローラーを吸音層前駆体の外部表面に当てて、所望の厚さを達成できる。化粧板を吸音層前駆体に当てられることも理解されるであろう。化粧板を利用する場合、形成プレートまたはローラーを化粧板に当てて、選択した厚さに到達させる。
【００２３】
[0023]吸音層は、吸音層前駆体が硬化した後に、すなわち凝固石膏のインターロッキングマトリクスが形成された後に形成される。望ましくは、吸音層は、約０．３インチ〜約０．７５インチ、好ましくは約０．３７５インチ、約０．５インチ、約０．６２５インチ、約０．７５０インチ、約１インチ、またはそれ以上の厚さを有する）。緻密化層および／またはスクリム層が吸音パネルに含まれる場合、当業者にによって理解されるように、これらの好ましい範囲からより小さい厚さを吸音層のために選択できる。本発明の吸音パネルは、好ましくは、約０．５インチ〜約１インチ、さらに好ましくは約０．５〜約０．６２５インチの全厚を有する。
【００２４】
[0024]形成プレートまたは形成ローラーの使用は、石膏壁板の生産において周知である。本発明のいくつかの実施形態において、例えば化粧板が存在しない場合、形成プレートまたはローラーが振動プレートまたは流動膜の形であることが望ましい。剪断を生成し、それにより石膏スラリーが振動プレートに付着するのを防止し、それゆえ平滑で均一な厚さを可能にするために、振動プレートは水平に振動される。
【００２５】
[0025]流動膜は、石膏スラリーの形成流動膜への付着を阻害して、平滑で均一な厚さを可能にするために、水が膜中の孔を通じて非常に低い流速で噴射されるようにして、それにより形成流動膜と石膏スラリーとの間に滑らかな表面を形成する。一例として、流動膜はニューヨーク州ミネオラのＭａｒｔｉｎ  Ｋｕｒｚ  ＆  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．から市販されている、Ｄｙｎａｐｏｒｅ  Ｍｏｄｅｌｓ  ＬＦＭ−１またはＬＦＭ−１０の形でもよい。
【００２６】
[0026]好ましい実施形態において、流動化装置は、リボン厚を制御するために流動化装置の上表面が石膏スラリーに接触するように配置された流動膜を含む。流動化装置は、上方へ、そして石膏スラリーから離れて延伸する少なくとも１枚の側壁（例えば４枚の側壁）を含む。水源から膜の裏表面に水を供給する手段、例えばホース、チューブなども提供される。次に水は、流動化装置の裏表面から孔を通じて流動化装置の上表面へ、そして石膏スラリー内へ漏出する。いくつかの実施形態において、流動化装置は、水を供給する手段を可能にするために上壁または側壁に開口が作成される限り、箱を形成するために、側壁に接続しており、流動膜に平行に配置された上壁も含む。
【００２７】
[0027]所望ならば、美観上の目的で吸音パネルに所望のテクスチャーを提供するために、従来の技法を使用して、連続リボンにパターンを永続的に刻印することができる。例えば当分野で既知であるように、石膏が凝固するときに、連続ベルト手段を使用してパターンを刻印できる。パターンは吸音層前駆体に刻印できる。当業者によって理解されるように、パターンは、好ましくは、パターンが保持されるように十分な凝固が起こる凝固工程のある時点で刻印される。
【００２８】
[0028]連続リボンはローラーからナイフへと移動を継続し、リボンはナイフにて規定の長さの湿潤パネル前駆体に切断される。所望ならば、工程の各種段階で利用される２つ以上のナイフを使用して、当業者によって理解されるように、リボンを乾燥に適した規定の寸法（例えば４ｆｔｘ９ｆｔ）の前駆体に切断できる。ナイフは、例えば壁板製造に使用された従来のナイフ、ウォータージェットナイフなどの任意の適切な形でもよい。連続リボンがナイフに向かって移動するときに、凝固石膏のインターロッキングマトリクス、すなわち硫酸カルシウム二水和物のマトリクスを形成するために硬化される。凝固石膏のインターロッキングマトリクス結晶の形成を可能にし、それによって硬化するときの、湿潤パネル前駆体中での連続リボンへのグリーン強度（本明細書の以下で述べる）と同様に、吸音パネル中の石膏構造に強度を与えるのは、焼成石膏の所望の水和である。
【００２９】
[0029]連続リボンの強度は変化しうる。水性石膏混合物は通例、そのキャストされた表面上（例えばコンベヤなど）を連続リボンが運搬されるときに硬化させられるため、連続リボンは５０フィート以上、１００フィート以上、２５０フィート、そして好ましくは３５０フィート以上に渡って延伸する。例えば好ましい実施形態においては、リボンが湿潤パネル前駆体に切断される前に凝固石膏の少なくとも約９８％が作成されるようにするために、製造ラインの設計に応じて、製造ラインの速度および石膏スラリーの水和速度に基づいて、連続リボンは５００フィート以上、７５０フィート以上、１０００フィート以上、および１２５０フィート以上の長さでもよい。
【００３０】
[0030]石膏が凝固し、リボンが切断した後に、湿潤パネル前駆体を炉に運搬して、未反応水を低熱の下で蒸発させて、乾燥吸音パネルを得る。湿潤パネル前駆体は、パネルを乾燥させるのに十分な期間に渡って、好ましくは従来の石膏壁板を乾燥させるのに使用される温度よりも低い温度にて乾燥される。この点で、パネルは、好ましくは、さもなくば石膏を再焼成から保護する化粧板のない実施形態では特に、凝固石膏の再焼成を回避するために、ある温度で乾燥させる。本発明による好ましいパネルの吸音層は、好ましくは比較的低い密度、例えば約１０ｌｂ／ｆｔ３〜約２５ｌｂ／ｆｔ３を有するため、パネルは、好ましくは、炉内での約９０分未満の乾燥時間を必要とする。
【００３１】
[0031]切断されたパネル前駆体を炉へ、石膏がキャストされる可動表面よりも高い速度で運搬するために駆動ローラーが利用される石膏ボードラインでは、さもなくば切断されたパネル前駆体が受ける振動を減少させるために、従来の石膏壁板と共に使用された運搬ローラーを駆動させるモータを制御する必要がある。いくつかの実施形態においては、十分な数の運搬ローラーを、それらが約６インチ以下、さらに好ましくは約４インチ以下（またはさらに近接させて）隔設して供給することも、および／またはパネル前駆体（特に端部）が運搬ローラーによって損傷、または挟まれる可能性が少なくなるように、そして振動を減少させるために、運搬ローラーの代わりに、または運搬ローラーの上でベルトを使用することも望ましい。いくつかの実施形態において、ライン全体にベルトを使用できる。
【００３２】
[0032]好ましい実施形態において、本発明によるパネルは、裏打ち板を含む。裏打ち板用の適切な材料は、裏打ち板がリボン、パネル前駆体、および吸音パネルに支持および強度を提供するように使用される。例えば裏打ち板は、リボンおよびパネル前駆体が製造工程を受ける間に、振動への耐性を向上させるのに役立ち、それによって破断を阻止する。いくつかの実施形態において、裏打ち板は、紙（例えばマニラ紙、クラフト紙など）不織ガラス面、金属箔（例えばアルミニウム）などの材料の形である。いくつかの実施形態において、紙および、例えば金属箔を含有する積層体が使用可能であり、その場合に、紙は緻密化層（含まれる場合）または吸音層に接触し、箔は裏打ちの外面として作用する。
【００３３】
[0033]紙が裏打ち板に選択される場合、ラインで１種類の紙が生産および設置されるように、従来の壁板紙を使用するのが便利である。同じ種類の紙は、本発明による壁板および吸音パネルの両方の生産に適応しうる。例えば当業者によって理解されるように、従来の壁板紙は、例えばシリンダー機で作成されるような６〜８層紙、またはＦｏｕｒｄｒｉｎｉｅｒ紙工程で作成されるような１〜４層紙である。より少ない層の紙（例えばＦｏｕｒｄｒｉｎｉｅｒ工程によって作成されるような）、好ましくは少なくとも２層紙は、重量を減少させ、切断性を向上させるため好ましい。そのような少ない層の紙を使用する場合、理解されるように、少ない層の紙が要求された強度および支持を提供するように、紙を巻き戻すときに紙ロールが張力を最小限にする電動巻き戻し機を利用することが望ましい。
【００３４】
[0034]板の前面および裏面の両方に紙を含有する従来の石膏壁板とは異なり、パネルの前面側がそのようなシートを含有しないように、本発明によるパネルが好ましくは平衡していないことは、注目に値する。しかしながら本発明のいくつかの実施形態ではあまり望ましくないが、吸音パネルは、炉での乾燥前に廃棄できる紙などのシートを前面側に装備できるか、あるいは完成パネルの前面に音透過性シートを、特に好ましくはピンホールサイズの穿孔シートに設けられている場合に、前面に残すことができる。例えば音透過性シートは、当業者に理解されるように、装飾表面として提供できる。適切な化粧板材料は例えば穿孔ビニル、穿孔または音透過性紙、不織スクリム、不織ファブリックまたは布材料などを含む。いくつかの実施形態において、裏打ち板および／または化粧板は存在する場合、一方では裏打ちおよび／または化粧板間の結合を、他方では吸音層および／または緻密化層の凝固石膏のインターロッキングマトリクスを強化するために、アルファ化デンプンなどのバインダーを用いて予備コーティングできる。
【００３５】
[0035]好ましくは、焼成石膏および水を含む緻密化層前駆体を裏打ち板上に塗布する。緻密化層は、凝固石膏のインターロッキングマトリクスが形成されるように、緻密化層前駆体が硬化した後に形成される。緻密化層は、通常、発泡空隙がより少ないために緻密化層がはるかに高密度であることを除いて、組成が吸音層と類似していてもよい。緻密化層を形成するための石膏スラリー流は、吸音層前駆体を形成するのに使用されるのと同じミキサーから取得できる。しかしながら好ましくは、緻密化層前駆体を形成するための混合物は、吸音層前駆体を形成するのに使用される混合物と同量の発泡を含まない。緻密化層を形成するための石膏スラリー流は、ミキサーからの吸音層前駆体放出の上流で裏打ち板上に塗布される。本出願の目的では、成分の重量割合が付与されるとき、規定量が、石膏スラリー吸音層を形成する混合物前駆体中の固体含有物の重量によるものであり、両方の流が同じミキサーから取得されて、そのような添加剤がミキサーに添加される場合に、緻密化層前駆体を形成するために石膏スラリーにも適用できることが理解される。緻密化層の所望の厚さを実現するために、スクリードバーなどを使用できる。
【００３６】
[0036]望ましくは比較的高い密度を達成するために、緻密化層は最小限の発泡空隙を生成するように調製される。それゆえ好ましい実施形態において、石膏スラリーが、例えば当分野で既知の接線放出導管または下部放出導管などの放出口を通じてミキサーを出た後に、石膏スラリーに発泡が添加される。例えば同一出願人による米国特許第５，６８３，６３５号および第６，４９４，６０９号を参照。当業者によって理解されるように、放出導管で発泡が添加される好ましい実施形態において、緻密化層前駆体を形成するための石膏スラリー流は、発泡剤が緻密化層前駆体にほとんどまたは全く含まれないように、ミキサーの１つ以上の出口から出すことができる。発泡剤がミキサー内で添加される他の実施形態において、緻密化層が裏打ち板上に形成できるように、緻密化層前駆体の形成に使用される混合物から発泡をたたき出すために、１つ以上の２次ミキサー（それらは壁板の硬質エッジの形成に一般に使用されるため、当分野ではよく「エッジミキサー」と呼ばれる）を利用することが望ましい。緻密化層を形成するスラリー用ミキサー出口の正確な位置は、各製造ラインに特化した構成によって変化し、当業者が決定することができる。
【００３７】
[0037]さらに当業者によって理解されるように、発泡剤は一般に、水中に保持されている間に石膏スラリーに添加されるように、事前に生成される。それゆえ蒸発水の空隙体積が吸音層のそれよりも小さくなるために緻密化層の密度が上昇するように、発泡剤のミキサー放出物中への添加は、緻密化層が吸音層を形成する石膏スラリーよりも低い水対焼成石膏比によって形成されるという、さらなる理由のために好ましいことが理解されるであろう。
【００３８】
[0038]発泡剤のほかに、例えばセルロース繊維、軽量骨材、バインダー、気泡安定剤、硬化促進剤、減水剤、および／または永久変形への耐性を改良するための促進物質などの他の成分が吸音層を形成するために使用される石膏スラリー中に含まれる程度まで、緻密化層を形成するために使用される石膏スラリーでのそれらの存在は許容される。そのような成分は緻密化層中では必要ないが、吸音層を形成するための石膏スラリーにそれらを含めることが望ましい場合、吸音層前駆体を形成する石膏スラリー流および緻密化層前駆体を形成する石膏スラリー流の両方にそれらが最終的に含まれるように、そのような成分をミキサー内に含めることが便利である。しかしながら、いくつかの実施形態において、成分の一部または全部を、それらの存在を緻密化層で除去または最小限にするために、発泡と同様にミキサーからの放出物に投入してもよい。
【００３９】
[0039]緻密化層は、望ましくは、製造ラインの移動表面上での取扱性、そして本発明の吸音パネルが設置時の通常の摩耗または引裂きによる破壊なしに容易に設置できるように、切断性を向上するために、湿潤強度（例えば曲げ強度）を乾燥強度と同様に向上させる。それゆえ緻密化層は存在する場合、望ましくは完成パネルの強度を改善する。緻密化層はパネルに音響値を付与する必要はないため、緻密化層は、吸音層と比べて比較的薄くてもよい。一例として、緻密化層は約０．０５インチ〜約０．３インチ、さらに好ましくは約０．１２５インチ〜約０．２５インチ、なおさらに好ましくは約０．１７５インチ〜約０．２２５インチ、一層さらに好ましくは約０．２インチの厚さを有しうる。緻密化層は、好ましくは、少なくとも約３０ｌｂｓ／ｆｔ３の密度、さらに好ましくは約３５ｌｂｓ／ｆｔ３〜約５０ｌｂｓ／ｆｔ３、一層さらに好ましくは約３８ｌｂｓ／ｆｔ３〜約４６ｌｂｓ／ｆｔ３、なおさらに好ましくは約４０ｌｂｓ／ｆｔ３〜約４５ｌｂｓ／ｆｔ３の密度を有する。
【００４０】
[0040]スクリム層は場合により、吸音パネルに含まれてもよい。緻密化層が吸音パネルに含まれる実施形態において、スクリム層は、好ましくは緻密化層と吸音層との間に配置される。パネルの作成では、スクリム層は、好ましくは緻密化層前駆体に当てられる。スクリム層は、好ましくは、強度および切断性をさらに向上させ、吸音層前駆体および吸音層をさらに支持するために含まれる。スクリム層は、望ましくは、当業者によって理解されるように可変湿度条件下でのそりを防止するために、裏打ち板と適合する膨張特性を有するように選択される。吸音パネルが緻密化層およびスクリム層を含む場合、パネルは一般に以下の構造：吸音層、スクリム層、緻密化層、裏打ち板を含むことになる。
【００４１】
[0041]スクリム層は、含まれる場合、スクリム層の吸音層および緻密化層それぞれへの付着を促進するために、そして緻密化層前駆体の乾燥を向上させるために、好ましくは多孔性である。スクリム層が多孔性でない場合、緻密化層の乾燥時間を延長できる。サンドイッチ構造におけるスクリム層の緻密化層および吸音層それぞれへの付着は、バインダーの使用により、アルファ化デンプンをスクリム層の一面または両面に塗布することなどによって、向上させることができる。バインダーは、吸音層前駆体および緻密化層前駆体を形成するのに使用される混合物に含めることができる。バインダーは、スクリム層および裏打ち板にスプレーすることもできる。
【００４２】
[0042]一例として、そして制限するためではないが、スクリム層は、裏打ち板、不織繊維ガラススクリム、製織繊維ガラスマット、ポリエステルなどの他の合成繊維マットなど、およびそれらの組合せの形成で普通に使用される紙の形でもよい。好ましい種類の紙は、当業者によって理解されるように、プラスターベースの板に従来使用されている紙と同様に、壁板の裏側に使用される紙を含む。ＵＳＧから市販されている、ＩＭＰＥＲＩＡＬ（登録商標）プラスターと共に使用されるＩＭＰＥＲＩＡＬ（登録商標）石膏ベースフェースペーパーなどの紙を使用できる。望ましくはスクリム層に使用される紙の外部層は、防水剤によって処理されていない。
【００４３】
[0043]スクリム層は、含まれる場合、パネルの引張りおよび／または曲げ強度を向上させるために供給される。例えばいくつかの実施形態において、スクリム層は、約０．００３インチ〜約０．０２インチの厚さ（例えば０．０１３インチ）の厚さで供給される。
【００４４】
[0044]スクリム層は、含まれる場合、緻密化層前駆体に連続的に当てられ、後で予備選択された寸法の湿潤パネル前駆体に切断される連続リボンの一部を形成する。スクリム層の供給に適した製造ラインの構成は、製造ラインによって変わり、当業者の技能の十分な範囲内である。例えばスクリム材料は、好ましい電動巻き戻し機の使用により巻き戻される連続ロールの形でもよい。いくつかの実施形態において、緻密化層前駆体を裏打ち板に塗布した後に、スクリム層（例えばロール状になった）を緻密化層前駆体の上に当てて、次に吸音層前駆体を形成するための石膏スラリーをスクリム層の上に塗布する。
【００４５】
[0045]連続リボンおよび湿潤パネル前駆体はそれぞれ、振動などの製造ラインの厳しさと同様に、その自重に耐えるのに十分なグリーン強度を示す。本明細書で使用するように、「グリーン強度」は、リボンまたは湿潤パネル前駆体が乾燥する前の、凝固工程の間または後の強度を指す。製造ラインでのリボンの取扱性をさらに促進するために、連続リボンの単位体積当たりのそれ自体の重量（密度）が最小限に抑えられる。連続リボンの密度は、厳密には重要でないが、好ましくは連続リボンの吸音層は、約５３ｌｂ／ｆｔ３の乾燥前の工程中の最大密度を、さらに好ましくは約４３ｌｂ／ｆｔ３の最大密度を有する。水対焼成石膏比は、湿潤重量および乾燥時間を最小限に抑えるため、水含有率を低下させるために調整される。加えて、水／スタッコの比をより低くすることで、発泡剤が使用されるときに、凝固石膏含有吸音層での開放気泡空隙の形成を向上させると考えられる。開放気泡構造は、独立気泡空隙と比較して音響特性を向上させる。好ましくは水性スラリー中の水対焼成石膏の重量比は、好ましくは約０．５：１〜約１．５：１の範囲である。好ましくは焼成石膏は主にベータ半水和物であり、その場合、水対焼成石膏比は、好ましくは約０．７：１〜約１．５：１、さらに好ましくは約０．７：１〜約１．４：１、一層さらに好ましくは約０．７５：１〜約１．２：１、そしてなおさらに好ましくは約０．７７：１〜約１．１：１である。
【００４６】
[0046]水対焼成石膏比を最小限にするために、好ましくは減水剤を（例えばポンプによって）水性石膏スラリーに添加して、スラリーの流動性を向上させる。いずれの適切な減水剤も使用できる。例えば減水剤は、石膏壁板製造で普通に使用されるどの適切な可塑剤の形でもよい。例えばナフタレンスルホナートなどのポリスルホナート、アクリレートなどのカルボキシラート化合物（例えばポリカルボキシラート）、およびメラミン化合物が好ましく、カルボキシラートおよびメラミン化合物は非着色材料であるために、一層さらに好ましい。例えばＧＥＯ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＤｉｌｏｆｌｏ  ＧＷは、適切なナフタレンスルホナートであり、Ｌｙｏｎｄｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＥｔｈａｃｒｙｌＴＭ  ６−３０７０は適切なアクリレートである。
【００４７】
[0047]存在する場合、減水剤は、石膏スラリー中に所望の流動性を付与するのに十分な量で含まれる。例えば減水剤は、水性焼成石膏混合物中に混合物中の固体含有物の重量の約１．５％までの、さらに好ましくは約１．０％までの量で、さらに好ましくは混合物中の固体含有物の重量の約０．２％〜約０．５％の量で含まれる。いずれかの成分が石膏混合物に溶液の一部として添加される場合、本明細書で与える重量は、その特定の成分の量を指し、その特定の成分が含まれる溶液の重量を指さないことに注目する。
【００４８】
[0048]焼成石膏は、アルファ硫酸カルシウム半水和物、ベータ硫酸カルシウム半水和物、水溶性硫酸カルシウム無水物、またはその混合物の形でもよい。好ましい実施形態において、焼成石膏はベータ硫酸カルシウム半水和物の形である。焼成石膏は石膏スラリー中に、凝固石膏のインターロッキングマトリクスの形成を可能にするのに十分な任意の量で存在する。例えば焼成石膏は、水性焼成石膏混合物中に混合物中の固体含有物の重量の約５０％〜９５％の量で、好ましくは混合物中の固体含有物の重量の約６０％〜約９４％の量で、さらに好ましくは混合物中の固体含有物の重量の約８８％〜約９４％の量で、なおさらに好ましくは混合物中の固体含有物の重量の約９０％〜約９３．６％の量でで含むことができる。
【００４９】
[0049]好ましい実施形態において、セルロース繊維は水性石膏スラリーに繊維強化材として添加される。特にセルロース繊維は、乾燥完成吸音パネルに曲げ強度を提供するが、湿潤リボンおよび湿潤パネル前駆体の延性、剛性およびグリーン強度も向上させる。連続リボンおよび／またはパネルの脆弱性を低減させ、それゆえ製造ライン上での破断をより受けにくくするために、セルロース繊維は凝固石膏と結合して、凝固石膏のインターロッキングマトリクスの接続性およびネットワーク性を向上させることが考えられる。
【００５０】
[0050]セルロース繊維は、所望の繊維強化材を与えるのに十分な量で供給できる。いくつかの実施形態において、セルロース繊維は、混合物中の固体含有物の重量の約１％〜約１２％の量で、さらに好ましくは混合物中の固体含有物の重量の約３％〜約６％の量で存在する。
【００５１】
[0051]どの適切なセルロース繊維も利用できる。しかしながら好ましくは、セルロース繊維の平均長は約３ｍｍ未満、さらに好ましくは約２ｍｍ未満である。そのようなセルロース繊維長は、連続リボンおよび／またはパネルの切断性を向上させるのに好ましい。この点で、より長いセルロース繊維は、切断時に擦り切れる。例えば再利用された新聞印刷用紙などは、古い段ボール紙（ＯＣＣ）またはクラフト紙と比べて、本発明の実施での使用のために、所望の繊維長を有しうる（いくつかの実施形態において所望ならば、特にその繊維長が好ましい範囲に当たるように改良される場合、ＯＣＣおよび／またはクラフト紙を使用できるが）。当業者によって理解されるように、例えばＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｆｉｌｌｅｒｓ  ａｎｄ  Ａｂｒａｓｉｖｅｓから入手可能なＫａｙｏｃｅｌ  １６５０紙繊維などの一部の市販の紙繊維は、１：１の比の炭酸カルシウムとの混合物で供給される。そのような市販の紙繊維製品中の炭酸カルシウムの存在は、処理中の紙繊維の凝集を防止するために好都合である。
【００５２】
[0052]吸音パネル好ましくは、所望の切断性特徴を有するように作成される。この点で好ましくは、切断パネルが滑らかで平らで、見て美しい縁を有するように、乾燥吸音パネルを切断できる。好ましくは本発明による吸音パネルは、容易に切れ目を入れて、折ることもできる。この点で、裏打ち板（および存在する場合は、化粧板）に例えばナイフで切れ目を入れることにより、パネル全体がスムーズに折れ、それによってユーザーがパネルを比較的容易に作業現場でさらに切断して、パネルを所望のサイズおよび形状に構成できる。本発明による吸音パネルが容易に切れ目を入れて折れる機能が、パネルをすべて切断する必要がある従来の吸音パネルに勝る著しい利点であることは、注目に値する。本発明による最も好ましい吸音パネルは、作業現場で設置の直前に、滑らかで平らな切断（例えば万能ナイフを用いて、美観上の目的で「シャドーライン」縁を形成するために）にも適応する。
【００５３】
[0053]好ましい実施形態において、吸音層前駆体を形成する水性石膏スラリーに、軽量骨材を添加する。軽量骨材は、望ましくは、約１０ｌｂ／ｆｔ３以下のバルク密度を有する。軽量骨材は、本発明の吸音パネルの密度および重量を減少させるために、充填材のスペースを提供する。適切な軽量骨材の例は、これに限定されるわけではないが、膨張ポリスチレン（例えば細断膨張ポリスチレン）、膨張バーミキュライト、膨張パーライト、セラミック微小球、樹脂微小球など、またはそれらの組合せを含む。特に、比較的高い水需要のある軽量骨材（例えば親水性材料）は、水性石膏スラリー中に存在してそれらに適応するために、より多くの水が必要とされるので、あまり望ましくない。水の存在は望ましくないことに、連続リボンおよび／または湿潤パネル前駆体の湿潤重量を増加させるため、本発明の好ましい実施形態により、焼成石膏の水和反応の化学量論に必要である量を超えた水の量は、好ましくは最小限に抑えられる。結果として、本発明による好ましい軽量骨材は、できるだけ水の吸収を少量にすべきである。したがって例えば、膨張ポリスチレン（例えば細断膨張ポリスチレン）などの疎水性軽量骨材が最も好ましい。
【００５４】
[0054]当業者によって理解されるように、従来のポリスチレン樹脂ビーズ（例えば約４０ｌｂ／ｆｔ３のバルク密度を有する）は、膨張ポリスチレン球を作成するために蒸気によって膨張させることができる。この点でポリスチレン樹脂ビーズを加熱して、各種の形状のいずれかの中に押し出して、例えば蒸気膨張と続いての冷却／硬化のサイクルによってさらに処理できる。通例、蒸気膨張機による３〜４シリーズの膨張を使用して、多孔性内部構造および約０．２ｌｂ／ｆｔ３〜約０．４ｌｂ／ｆｔ３の好ましい密度を有する軽量材料を生産する。膨張球は、例えば梱包用途で普通に使用される球形状、半球、Ｅ形状、チェックマーク形状、場合により「ピーナッツ形状」と呼ばれるＳ形状などの、各種の形状のいずれでもよい。膨張ポリスチレンは、チョッパーまたはグラインダーを通過することが可能であり、流出物は好ましい細断膨張ポリスチレン粒径分布を生成するために、多様に構成されたふるいによって抑制される。細断膨張ポリスチレンは本発明による任意の適切なバルク密度を有するが、好ましくは約０．１ｌｂ／ｆｔ３〜約１０ｌｂ／ｆｔ３、さらに好ましくは約０．２ｌｂ／ｆｔ３〜約０．３ｆｂ／ｆｔ３のバルク密度を有する。いくつかの実施形態において、細断膨張ポリスチレン粒子の少なくとも約９０％が５ｍｍメッシュを通過することになる。
【００５５】
[0055]軽量骨材は、充填材スペース、密度の低下、および吸音パネルの重量の所望の量を提供するのに十分な量で供給できる。例えば軽量骨材は、混合物中の固体含有物の重量の約０．２％〜約３５％の量で存在できる。当業者によって理解されるように、パーライトなどの比較的高密度の軽量骨材と同様に、より大量の軽量骨材が石膏混合物に含まれる場合、焼成石膏の量は、本明細書で示す好ましい焼成石膏の量の中で比較的少なくなりうる。約０．２ｌｂ／ｆｔ３〜約０．３ｌｂ／ｆｔ３のバルク密度を有する細断膨張ポリスチレンを含む好ましい実施形態において、軽量骨材は、混合物の固体含有物の重量の約０．２％〜混合物中の固体含有物の重量の約３％の量で、さらに好ましくは混合物中の固体含有物の重量の約０．７％〜約３％の量で供給される。
【００５６】
[0056]水性石膏スラリーの好ましい実施形態において、乾燥吸音パネル内のインターロッキング凝固石膏マトリクスの強度および完全性を向上させ、凝固石膏のインターロッキングマトリクスと裏打ち板との接着性を促進するために、バインダーも含まれる。どの適切なバインダーまたはバインダーの組合せも使用される。好ましくはバインダーは、あるバインダーが紙と凝固石膏のインターロッキングマトリクスとの界面にて機能し、あるバインダーが凝固石膏のインターロッキングマトリクス内で機能するように選択される。一例として、バインダーは、例えば非修飾トウモロコシまたはコムギデンプンなどのデンプン、例えばポリビニルアセテート、アクリル、およびスチレンブタジエンラテックスなどのラテックス、あるいはそれらの組合せの形である。本発明による好ましいバインダーは、例えば自己架橋性アクリルエマルジョンなどのアクリルバインダーである。自己架橋性アクリルエマルジョンの例は、Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓから市販されているＲＨＯＰＬＥＸ（登録商標）  ＨＡ−１６である。アクリルバインダーが含まれる場合、それは、好ましくは、混合物中の固体含有物の重量の約０．５％〜約３％の、さらに好ましくは混合物中の固体含有物の重量の約１％の量で含まれる。
【００５７】
[0057]デンプンバインダーは、吸音層前駆体または緻密化層前駆体を形成するために使用される石膏スラリーに含めることができる。移行性および非移行性デンプンは、石膏壁板製造の当業者に既知である。吸音パネルが吸音層前駆体の両面に、または緻密化層前駆体の両面に紙を含む場合、移行性デンプンは、吸音層前駆体を形成するために使用されるスラリーおよび本発明の吸音パネルを作成するために使用される緻密化層前駆体に含まれる。いずれかの、または両方の前駆体層が硬化するときに、移行性デンプンは、紙と石膏との界面に向かって移動する傾向を有し、石膏が凝固するときに、バインダーは紙の凝固石膏への接着を改善することになる。紙が石膏の一面のみにあるときは、移行性デンプンがその例では紙から離れて移動するので、移行性デンプンは紙の凝固石膏への付着を必ずしも改善しない。非移行性デンプンは、吸音層および存在する場合に緻密化層の強度を向上させるためにスラリーに含まれ、石膏への結合を向上させるために溶液中で紙に直接塗布できる。
【００５８】
[0058]例えばデンプンが存在する場合、混合物中の固体含有物の重量の約０．８％〜約１．５％の量で供給できる。本発明の目的に役立つ、容易に入手可能なアルファ化非移行性デンプンの例は（その販売名によって表示）：Ｍａｎｉｌｄｒａ  Ｇｒｏｕｐ  ＵＳＡによって市販されているＧｅｍＧｅｌ  ｓｔａｒｃｈ；およびＬａｕｈｏｆｆ  Ｇｒａｉｎ  Ｃｏ．から入手可能なＰＣＦ１０００  ｓｔａｒｃｈである。本発明の目的に役立つ、容易に入手可能な非アルファ化、非酸希釈、非移行性デンプンの例は（その販売名によって表示）：Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｃｏｒｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＭｉｎｓｔａｒ  ２０００；およびＡＤＭ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＣｌｉｎｔｏｎ  １０６  Ｃｏｒｎ  Ｓｔａｒｃｈである。本発明の目的に役立つ、容易に入手可能な移行性デンプンの例は（その販売名によって表示）：Ｌａｕｈｏｆｆ  Ｇｒａｉｎ  Ｃｏ．から市販されているＨｉ−Ｂｏｎｄ  ｓｔａｒｃｈおよびＡＤＭ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＬＣ−２１１  ｓｔａｒｃｈである。
【００５９】
[0059]バインダーを本発明の好ましい実施で使用する場合、バインダーは、好ましくは水性焼成石膏スラリー中に、混合物中の固体含有物の重量の約０．５％〜約５％の累積量で、さらに好ましくは混合物中の固体含有物の重量の約０．５％〜約２％の量で、なおさらに好ましくは約０．５％〜約１．５％の量で含まれる。
【００６０】
[0060]凝固石膏含有製品に空隙を付与して、音響特性を向上させ、より軽い重量を与えるために、本発明により１つ以上の発泡剤が好ましくは提供される。発泡凝固石膏製品を作成するのに有用であることが既知である従来の発泡剤のいずれも利用できる。多くのそのような発泡剤が周知であり、例えばペンシルバニア州アンブラーのＧＥＯ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓからの市販により容易に入手できる。有用な発泡剤のさらなる説明については、例えば米国特許第４，６７６，８３５号、第５，１５８，６１２号、第５，２４０，６３９号および第５，６４３，５１０号ならびに１９９５年６月２２日に公開されたＰＣＴ国際公開公報第９５／１６５１５号を参照されたい。
【００６１】
[0061]発泡剤は、好ましくは、吸音パネルの吸音層に安定な発泡セルを形成するように選択される。この点で最終製品の発泡空隙の表面が増加するときに、そして開放気泡を形成するために空隙が相互接続する場合に、音響特性が向上すると考えられる。実例として、発泡空隙は、約２００μｍ未満の、約１００μｍ未満の、またはなお約７５μｍ未満の平均直径を有することがある。吸音層における発泡空隙の占有数は、好ましくは、圧倒的多数の発泡空隙が平均直径の、または平均直径と近似の直径を有するようになっている。発泡空隙の平均直径および発泡空隙の占有数は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって、約１００Ｘの倍率にて評価できる。好ましくは吸音層は、約３５％〜約６０％、さらに好ましくは約４０％〜約５５％、なおさらに好ましくは約４５％〜約５０％の発泡空隙体積を有する。
【００６２】
[0062]硫酸アルキルエーテル、Ｓｔｅｐａｎから市販されているＳＴＥＯＬ（登録商標）ＣＳ−２３０などのラウリル硫酸ナトリウムなどの安定な発泡剤を使用することが好ましい。ＳＴＥＯＬ（登録商標）ＣＳ−２３０は、連続ＳＯ３工程を介して、平均２モルまでエトキシル化された脂肪アルコールおよび硫酸塩に由来するラウリル硫酸ナトリウムである。硫酸アルキルエーテルが選択される場合、好ましくは、それはアルキル単位と硫酸塩単位との間の、平均少なくとも２〜４個のエーテル単位を特徴とする。
【００６３】
[0063]安定な発泡を生成するのに有用な１つの種類の発泡剤の例は、式
［ＣＨ３（ＣＨ２）ＸＣＨ２（ＯＣＨ２ＣＨ２）ＹＯＳＯ３］θＭ＋  （式II）
を有し、式中、Ｘは２〜２０の数であり、Ｙは０〜１０の数であり、発泡剤の少なくとも５０重量％において０より大きい値であり、Ｍはカチオンである。
【００６４】
[0064]発泡剤は、パネルにて所望の音響特徴を達成するのに十分な量で供給される。例えば発泡剤は、混合物中の固体含有物の重量の約０．００３％〜約０．４％の量で、さらに好ましくは混合物中の固体含有物の重量の約０．００５％〜約０．０３％の量で、なおさらに好ましくは混合物中の固体含有物の重量の約０．００９％〜約０．０１５％（例えば０．０１４％）の量で存在できる。
【００６５】
[0065]必要ではないが、所望ならば、いくつかの実施形態において、気泡安定剤を水性焼成石膏スラリーに添加してもよい。適切な気泡安定剤の例は、アミドオキシドのアミドアミン型（ＳｔｅｐａｎからＡＭＭＯＮＹＸ（登録商標）ＬＭＤＯとして市販されている、ラウラミドプロプリアミン／ミリスタミドプロピルアミンオキシドなど）および／またはＳｔｅｐａｎから市販されているＮＩＮＯＬ（登録商標）４０−ＣＯなどのコカミドＤＥＡなどである。気泡安定剤は含まれる場合、石膏壁板の製造中に含まれる場合に通常見出される任意の適切な量で存在できる。１つの実施形態において、発泡および気泡安定剤は、ＳＴＥＯＬ（登録商標）ＣＳ−２３０：ＡＭＭＯＮＹＸ（登録商標）ＬＭＤＯ：ＮＩＮＯＬ（登録商標）４０−ＣＯが８０：１０：１０の重量比で含まれる。
【００６６】
[0066]好ましくは、焼成石膏の硫酸カルシウム二水和物への水和を加速するための硬化促進剤が水性石膏スラリーに含まれる。石膏壁板の製造で一般に既知であるような、いずれの適切な硬化促進剤も本発明の実施で使用される。一例として、その結晶化速度を上昇させて凝固石膏結晶の核形成を向上させることが既知である、細かく粉砕された（例えば約２５μｍ未満）硫酸カルシウム二水和物（すなわち「石膏シード」）を使用できる。当業者によって理解されるように、耐熱性を促進するために、石膏シードは、糖（例えばスクロース、デキストロースなど）、デンプン、ホウ酸、その塩を含む長鎖脂肪族カルボン酸、またはそれらの組合せなどの既知のコーティング剤を用いてコーティングできる。他の既知の硬化促進剤は、これに限定されるわけではないが、硫酸アルミニウム、硫酸カリウム、硫酸水素ナトリウム、およびそれらの組合せなどの硫酸塩、ならびに硫酸などの酸を含む。
【００６７】
[0067]硬化促進剤は、任意の適切な量で供給できる。例えば硬化促進剤は、混合物中の固体含有物の重量の約１％〜約１５％の量で、さらに好ましくは混合物中の固体含有物の重量の約２％〜約８％の量で、なおさらに好ましくは混合物中の固体含有物の重量の約３％〜約５％の量で存在できる。
【００６８】
[0068]好ましくは、本発明の吸音パネルの作成中に強度および／または寸法安定性を促進するために（例えば乾燥応力による収縮を最小限に抑えることにより）、１つ以上の促進物質が水性焼成石膏混合物に含まれる。望ましくは促進物質は、凝固石膏の形成の速度を遅延させない、またはさもなくばその速度に悪影響を与えないように選択される。一例として、促進物質は、トリメタリン酸化合物、５００〜３０００個の反復リン酸塩単位を有するポリリン酸アンモニウム、およびテトラメタリン酸化合物から上述の塩またはアニオン性部分を含めて選択できる。特に６〜２７個の反復リン酸塩単位を有するヘキサメタリン酸化合物（例えばヘキサメタリン酸ナトリウム）は、所望ならば耐下垂性を向上させるために使用されるが、それらは強度を低下させて、焼成石膏の水和速度に対して遅延効果を有することが見出されているため、それほど有益ではない。所望ならば、促進物質の各種類の１つ以上を本発明の実施で使用できる。例えば同一出願人による１９９９年２月１６日に提出された米国特許出願第０９／２４９，８１４号、および２００１年１２月１１日に提出された第１０／０１５，０６６号を参照。
【００６９】
[0069]トリメタリン酸化合物（例えばその塩またはアニオン性部分）の使用は特に好ましい。凝固石膏を形成するための焼成石膏の水和中のトリメタリン酸化合物の包含は、凝固石膏の機械的変形（例えば下垂）への耐性を含めて、強度の向上をもたらす。トリメタリン酸化合物は例えば、塩、例えばトリメタリン酸ナトリウム、トリメタリン酸アルミニウム、トリメタリン酸カリウム、トリメタリン酸アンモニウム、トリメタリン酸リチウムなどの形でありうる。これらの塩の組合せも使用できる。いくつかの実施形態において、トリメタリン酸化合物は、トリメタリン酸ナトリウムである。
【００７０】
[0070]促進物質は水性スラリーに、例えば混合物中の固体含有物の重量の約０．００４％〜約２％の量、さらに好ましくは混合物中の固体含有物の重量の約０．１％〜約０．３％の量などの任意の適切な量で添加できる。
【００７１】
[0071]いくつかの実施形態において、焼成石膏、セルロース繊維、軽量骨材、硬化促進剤、およびバインダーを含む乾燥ミックスを作成する。乾燥ミックスは主混合チャンバへ計量して供給して、そこで水と混合する。発泡剤は、好ましくは事前に発生するときに添加するが、いくつかの実施形態において、所望ならば発泡をインサイチューで発生させてもよい。当業者に容易に明らかになるように、発泡は、発泡剤、空気、および水を高剪断発泡混合装置で混合することにより、事前に発生した発泡が次にミキサーに送達されるように、事前発生させることができる。発泡剤、減水剤、促進物質、および気泡安定剤は、例えば米国特許第５，６８３，６３５号に述べられているように、好ましくは流体形でミキサー、またはミキサーの放出物の中に添加する。例えばそれらは個別に、多様な組合せと共に、またはミキサーに供給される水ラインへの導入によって（例えばポンプを介して）送達できる。
【００７２】
[0072]ここで本発明の吸音パネルの特性を見ると、吸音パネルは本質的に吸音性で、多孔性の吸音層構造を有し、孔を機械的に追加する必要がない。本発明の好ましい実施形態による吸音パネルは、減衰率を測定することにより残響室で吸音が測定されるＡＳＴＭ  Ｃ  ４２３−０２に従って、所望の雑音低減係数を達成できるように所望の音響特性を生じる。所望の垂直入射吸音率も、垂直入射吸音率が４つの周波数、すなわち２５０、５００、１０００および１６００Ｈｚの平均から、インピーダンスチューブ内で測定される、改訂ＡＳＴＭ  Ｅ１０５０−９８に従って達成できる。ＡＳＴＭ  Ｅ１０５０−９８は、第４の周波数が２０００Ｈｚではなく、１６００Ｈｚであるため、「改良」されている。サンプルは、裏打ちエアスペースなしで、すなわち、ＰｕｌｓｅＴＭ材料試験プログラムＴｙｐｅ  ７７５８、２マイクロフォン・インピーダンス測定チューブＴｙｐｅ  ４２０６（直径４００ｍｍ）、電力増幅器Ｔｙｐｅ  ２７０６およびＰｕｌｓｅＴＭ、マルチアナライザーシステムＴｙｐｅ  ３５６０より成るＢｒｕｅｌ  ＆  Ｋｌａｅｒ  ＰｕｌｓｅＴＭ材料試験システムの平坦な金属表面上に吸音パネルを載せて試験する。好ましくは本発明による吸音パネルは、改訂ＡＳＴＭ  Ｅ１０５０−９８に従って、少なくとも約０．３２の垂直入射吸音率を示す。さらに好ましくは、本発明による吸音パネルは、少なくとも約０．３５の、なおさらに好ましくは少なくとも約０．３９の、一層さらに好ましくは少なくとも約０．４２の、なおさらに好ましくは少なくとも約０．４５の、および一層さらに好ましくは少なくとも約０．４９の垂直入射吸音率を示す。本明細書で述べる垂直入射吸音率は、吸音層自体より成る吸音パネル用であり、それは吸音層および裏打ち板、緻密化層、スクリム層、およびそれらの組合せなどの他の構成要素を含む吸音パネル用である。
【００７３】
[0073]好ましくは、吸音パネルは、ＡＳＴＭ  Ｃ  ４２３−０２に従って、少なくとも約0.5の雑音低減係数を、さらに好ましくは１．０の、または１．０付近の雑音低減係数を示す。例えばいくつかの実施形態において、本発明のパネルは、ＡＳＴＭ  Ｃ  ４２３−０２に従って、少なくとも約０．５５の雑音低減係数を、一層さらに好ましくは少なくとも約０．６の雑音低減係数を、なおさらに好ましくは少なくとも約０．７の雑音低減係数、一層さらに好ましくは少なくとも約０．８の雑音低減係数、なおさらに好ましくは少なくとも約０．９の雑音低減係数を示す。本明細書で述べる雑音低減係数は、吸音層自体より成る吸音パネル用であり、それは吸音層および裏打ち板、緻密化層、スクリム層、およびそれらの組合せなどの他の構成要素を含む吸音パネル用である。
【００７４】
[0074]好ましい実施形態において、本発明による吸音パネルは、改訂ＡＳＴＭ  Ｃ３６７−９９に従って、少なくとも約１００ｐｓｉの、さらに好ましくは少なくとも約１２０ｐｓｉの曲げ強度を示す。この点でＡＳＴＭ  Ｃ  ３６７−９９は、サンプルが幅３インチｘ長さ１０インチであり、８インチのスパンを使用するように改良した。好ましくは本発明による吸音パネルは、ＡＳＴＭ  Ｃ  ３６７−９９に従って、少なくとも約１００ｌｂｓ、さらに好ましくは少なくとも約２００ｌｂｓの表面硬度、およびＡＳＴＭ  Ｅ  ８４−０１に従って、クラスＡの表面燃焼評価を示す。
【００７５】
[0075]本明細書で引用した公報、特許出願、および特許を含むすべての参考文献は、各参考文献が参照により組み入れられることが個別および明確に指示され、その全体が本明細書に示されているのと同じ程度まで、参照により本明細書に組み入れられている。
【００７６】
[0076]本発明は好ましい実施形態に重点を置いて説明したが、好ましい実施形態の変形が使用され、本発明が本明細書で明確に述べたのとは別の方法で実施できることが、当業者に明らかになるであろう。したがって本発明は、以下の請求項によって定義される、本発明の範囲に含まれるすべての改良を含む。
【国際調査報告】
2006524626.tif 000002
2006524626.tif 000003
2006524626.tif 000004