(57)【要約】  建築用パネルを製造するための方法を記載する。本方法は、水、無機繊維、及び１種以上のバインダーを組み合わせてスラリーを形成することであって、前記バインダーの少なくとも１種が澱粉を含む、組み合わせることと；スラリーを成形してパネルにすることと；パネルの裏面にコーティングを適用することであって、前記コーティングが、アミノアルコールの不在化での酸化マグネシウムとリン酸塩との反応生成物を含む、適用することと；パネルを乾燥することと、を含む。建築用パネルも記載する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築用パネルを製造するための方法であって：
水、無機繊維、及び１種以上のバインダーを組み合わせてスラリーを形成することであって、前記バインダーの少なくとも１種が澱粉を含む、組み合わせることと；
前記スラリーを成形してパネルにすることと；
前記パネルの裏面にコーティングを適用することであって、前記コーティングが、アミノアルコールの不在化での酸化マグネシウムとリン酸塩との反応生成物を含む、適用することと；
前記パネルを乾燥することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記リン酸塩が、リン酸カリウム及びリン酸ナトリウムの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記リン酸塩に対する前記酸化マグネシウムのモル比が、約０．１〜約０．９の範囲内である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記パネルの前記裏面に前記コーティングを適用することが、前記パネルの前記裏面の一部上に前記コーティングを適用することを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記パネルの前記裏面に前記コーティングを適用することが：
前記酸化マグネシウムの分散液を調製することと；
前記リン酸塩の分散液を調製することと；
前記酸化マグネシウム分散液とリン酸塩分散液とを組み合わせ、前記酸化マグネシウム分散液及び前記リン酸塩分散液を前記パネルの前記裏面に直ちに適用することと、を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記酸化マグネシウム分散液及び前記リン酸塩分散液の少なくとも一方に酸を添加することを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記コーティングが、フィラー、流動助剤及び凝結遅延剤のうちの少なくとも１つを更に含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記コーティングが、１平方フィート当たり約２５グラム未満の固体の量で適用される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記スラリーが、膨張パーライト及び再生可能繊維の少なくとも一方を更に含み、前記再生可能繊維はセルロース繊維である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法により製造された建築用パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１５年２月１１日出願の米国特許出願第１４／６１９，３１７号の優先権を主張し、該出願の開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
天井タイル又は壁として使用されるパネルは、建材のカテゴリーに分類され、建築物内部に建築的価値、音響吸収性、音響減衰、及び実用的機能を提供する。通常、防音パネル等のパネルは、防音を必要とする場所内で使用される。これらの場所の例は、オフィスビル、百貨店、病院、ホテル、講堂、空港、飲食店、図書館、教室、劇場、映画館、及び居住用建物である。
【０００３】
建築的価値及び実用的機能を提供するために、例えば天井パネル等の防音パネルは、実質的に平坦であり、また一般的な天井グリッドシステム又は同様の構造内に掛けられるよう自立型である。従って、防音パネルは、所定のレベルの硬度及び剛性を所有しており、該硬度及び剛性は、多くの場合、その破壊係数（「ＭＯＲ」）により測定される。所望の音響特性を得るために、防音パネルはまた、吸音及び音響透過低減特性を所有している。
【０００４】
現在、殆どの防音パネル又はタイルは、その速度及び効率性に起因して当技術分野で好ましい水フェルトプロセスにより作製されている。水フェルトプロセスでは、ベースマットが製紙と同様の方法により形成される。このプロセスの１つの様式は、Ｂａｉｇに発行された米国特許第５，９１１，８１８号に記載されており、該特許は参照により本明細書に組み込まれる。最初に、ミネラルウール、軽量集合体、繊維、バインダー、及び他の添加物の薄い水性分散液を含む水性スラリーを、Ｆｏｕｒｄｒｉｎｉｅｒタイプのマット成形機の移動する小孔ワイヤ上に供給する。水は重力によってスラリーから排水され、次いで場合により更に真空吸引及び／又は押し付けによって脱水される。次に、尚幾分かの水を保持し得る脱水されたベースマットを加熱炉又は窯内で乾燥して、残留水分を除去する。乾燥したベースマットを仕上げすることにより、許容可能な寸法、外観及び音響特性のパネルが得られる。仕上げには、表面研削、切削、穿孔／亀裂形成（ｆｉｓｓｕｒｉｎｇ）、ロールコーティング／スプレーコーティング、縁部切削、及び／又は、パネル上へのスクリム若しくはベールの積層が挙げられる。
【０００５】
典型的な防音パネルベースマット組成物は、無機繊維、セルロース系繊維、バインダー、及びフィラーを含む。産業界にて既知のように、無機繊維は、ミネラルウール（スラグウール、ロックウール及びストーンウールと交換可能）又はガラス繊維のいずれかであり得る。ミネラルウールは、最初にスラグ及び少量の添加物を１３００℃（２３７２°Ｆ）〜１６５０℃（３００２°Ｆ）で融解することにより形成される。次いで、融解したミネラルを、連続気流を介して繊維分解紡績機内で紡いでウールにする。無機繊維は堅く、ベースマットに嵩及び多孔性を与える。
【０００６】
セルロース系繊維は構造要素として機能し、湿潤及び乾燥の両方のベースマット強度を提供する。この強度は、ベースマット中の様々な成分との無数の水素結合の形成に起因し、この水素結合の形成は、セルロース系繊維の親水性の性質の結果である。
【０００７】
使用される典型的なベースマットバインダーは、澱粉である。防音パネル中に使用される典型的な澱粉は、非修飾、非加熱のトウモロコシ又は小麦澱粉顆粒であり、該顆粒は、水性スラリー中に分散され、ベースマット中に概ね均一に分配される。乾燥プロセス中に水分の存在下で加熱された後、澱粉顆粒は加熱済みの状態となり、かつ溶解し、パネル成分に結合能力を提供する。澱粉は、防音パネルの曲げ強度に役立つだけでなく、パネルの硬度及び剛性のためでもある。高濃度の無機繊維を有する所定のパネル組成物中には、一次又は二次結合剤としてラテックスバインダーが使用されている。
【０００８】
典型的なベースマットフィラーとしては、軽量無機材料が挙げられる。軽量フィラーの一次機能は、マット中に嵩の増大を提供することによって、より低密度かつより軽量の天井パネルを提供することである。軽量フィラーの例としては、膨張パーライトが挙げられる。用語「フィラー」が本開示全体で使用されているが、各フィラーは剛性、硬度、たわみ、吸音、及び、パネル中の音響透過の低減に影響を与え得る独特の特性及び／又は特徴を有することを理解するべきである。重量フィラーも添加することができ、重量フィラーとしては例えば炭酸カルシウム、粘土、又は石膏が挙げられる。
【０００９】
湿潤フェルト状天井製品は、一般に、主要なバインダーとして澱粉及び再生新聞紙を利用し、これらの両方は吸湿性である。湿気の存在下では、これらのバインダーは水を吸収し、物理的完全性を損失し、たわみをもたらす。現存するいくつかの製品は、ホルムアルデヒド樹脂バックコーティングを使用している。これは非常に有効で低費用の解決法であるが、環境上の理由により、建材におけるホルムアルデヒドの使用を低減又は排除する動きがある。
【００１０】
ポリカーボネート樹脂等の熱硬化性ポリマー樹脂が首尾よく使用されている。例えば、米国特許第８，５３６，２５９号を参照されたい。しかしながら、これらの樹脂は高価過ぎるため、商業的に実現可能ではない。
【００１１】
米国特許第４，４４４，５９４号は、酸化マグネシウムと酸性リン酸塩、塩化物、又は硫酸塩とを、無機フィラー、アミノアルコール酸攻撃制御剤（ａｔｔａｃｋ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｇｅｎｔ）、及び水の存在下で反応させて硬化性スラリーを形成することにより生成される酸硬化組成物の使用を記載している。アミノアルコール酸攻撃制御剤は、天井板中に使用されているミネラルウールの分解を防止するのに必要であるとされている。しかしながら、必要なアミノアルコール酸攻撃制御剤の使用により、コーティングの費用が上昇し、コーティングに対する不必要なＶＯＣ’ｓに寄与する。アミノ化合物として存在する場合、この弱塩基が含まれることにより反応速度が遅くなる。更に、この組成物は、５０．５％〜５７．９％固体を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、低費用であり、ホルムアルデヒド又はアミノアルコールを含まない、たわみ抵抗防音パネルが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、建築用パネルを製造するための方法である。一実施形態において、本方法は、水、無機繊維、及び１種以上のバインダーを組み合わせてスラリーを形成することであって、前記バインダーの少なくとも１種が澱粉を含む、形成することと；スラリーを成形してパネルにすることと；パネルの裏面にコーティングを適用することであって、前記コーティングが、アミノアルコールの不在化での酸化マグネシウムとリン酸塩との反応生成物を含む、適用することと；パネルを乾燥することと、を含む。
【００１４】
本発明の別の態様は、建築用パネルを含む。一実施形態において、建築用パネルは、無機繊維、及び１種以上のバインダーを含むベースマットであって、バインダーの少なくとも１種が澱粉を含む、ベースマットと；ベースマットの裏面上のコーティングであって、酸化マグネシウムとリン酸塩との反応生成物である、コーティングと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】異なるＭｇＯ源の、時間の関数としての温度上昇を示すグラフである。
【図２】異なる固体含有率を有するコーティングに関する、時間の関数としての温度上昇を示すグラフである。
【図３】ヘクトライト粘土増粘剤を含むコーティングに関する、時間の関数としての温度上昇を示すグラフである。
【図４】様々な使用レベルでフライアッシュフィラーを組み込んだコーティングに関する、時間の関数としての温度上昇を示すグラフである。
【図５】フライアッシュフィラー及びリン酸を有するコーティングに関する、時間の関数としての温度上昇を示すグラフである。
【図６】様々なレベルのリン酸と、異なる水／固体比とを用いたコーティングの、時間の関数としての温度上昇を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、天井タイルと共に使用される、費用効率の高い、ホルムアルデヒドを含有しないたわみ抵抗コーティングに対する必要性を満たすものである。このコーティングは、無機であり、反応が速く、かつ低費用であり、また高いレベルのたわみ抵抗を提供する。コーティングは、酸化マグネシウムとリン酸塩との反応生成物である。酸化マグネシウム／リン酸塩コーティングの１つの利点は、制御可能な高速の反応であり、これは天井タイルの製造のための、より速い加工速度を可能にする。
【００１７】
天井タイル製品プロセスは高速操作であり、仕上げライン速度は１５０ｆｔ／分を超える。コーティングがこのライン速度に適合可能であるためには、２０〜３０秒足らずで硬化する必要がある。加えて、コーティングは、適用後、パネル表面の裏側が約２０４℃（４００°Ｆ）の温度に達する、比較的高温での乾燥操作を含む後続操作中に、その完全性を維持する必要がある。
【００１８】
酸化マグネシウム／リン酸塩コーティングは、３０秒足らずで反応するように作製することができ、該コーティングは高温に対して安定な無機ガラスを形成する。
【００１９】
無機コーティングの主な構成成分は、高反応性酸化マグネシウム及びリン酸塩、並びに場合によるフィラーである。酸化マグネシウムは、反応性の異なる等級で商業的に入手可能である。反応性は、一般に表面積に基づくものであり、酸化マグネシウムが生成される燃焼温度の結果である。表面積が大きくなるほど、反応性が高くなる。好適な高反応性酸化マグネシウムとしては、ＭａｇＣｈｅｍ  １０ＣＲ、ＭａｇＣｈｅｍ  ３０、ＭａｇＣｈｅｍ  ３５、ＭａｇＣｈｅｍ  ４０、及びＭａｇＣｈｅｍ  ５０（マーティン・マリエッタから入手可能）並びにＢａｙｍａｇ  ３０及びＢａｙｍａｇ  ４０（ベイマグ社（Ｂａｙｍａｇ  Ｉｎｃ．）から入手可能）並びに等価物が挙げられるが、これらに限定されない。所望であれば、より反応性が高い等級のＭｇＯを使用して、より速い反応速度を提供し、より速い仕上げライン速度に適合させることができる。ＭｇＯに関する反応性の評価基準は、概してｍ２／ｇでの測定表面積により提供される。ＭａｇＣｈｅｍ  １０ＣＲ製品（推定＜２０ｍ２／ｇ表面積）等の非常に低い反応性等級のＭｇＯを使用して研究室での作業を行って、処理時間を提供した。製造においては、必要な３０秒未満の急速な凝固時間を提供するために、ＭａｇＣｈｅｍ  ３０製品（２０−３０ｍ２／ｇ）、ＭａｇＣｈｅｍ  ３０製品（３０ｍ２／ｇ）等の、より反応性が高い等級のＭｇＯ、又は更に反応性が高い等級のＭｇＯを必要とすることが予想される。
【００２０】
リン酸塩は、第２の構成成分である。リン酸塩は、僅かに水溶性である必要があり、このことは反応を補助し、また僅かに酸性である必要がある。好適なリン酸塩としては、リン酸カリウム（ＫＨ２ＰＯ４）及びリン酸ナトリウム（ＮａＨ２ＰＯ４）が挙げられるが、これらに限定されない。しかしながら、リン酸ナトリウム生成物は、この用途においては、リン酸カリウムを用いて作製されたものよりも好適ではない、より軟性の反応生成物を提供した。水不溶性のリン酸塩（例えば、Ｃａ３（ＰＯ４）２及びＬｉ３ＰＯ４）は、反応が遅過ぎる傾向がある一方、水溶性が高過ぎるもの（例えば、ＬｉＨ２ＰＯ４及びＫ２ＨＰＯ４）は、分散した沈殿物を形成する傾向がある。
【００２１】
Ｋ３ＰＯ４等の、僅かに酸性ではないリン酸塩は、反応が遅過ぎる。リン酸等の高い酸性のリン酸塩は非常に速い反応速度を提供し、この用途に好適ではない、非常に分散した反応生成物をもたらし得る。しかしながら、リン酸は、加速物として思慮深いレベルで添加されて、より速い反応速度を提供することができる。添加されるリン酸の量は、所望の反応速度、それら自体が反応速度を遅延させるよう機能し得るフィラー又は増粘剤の存在、水／固体比、ミックスの温度等の因子により決定される。
【００２２】
（ＮＨ４）Ｈ２ＰＯ４及び（ＮＨ４）２ＨＰＯ４等のリン酸アンモニウムも反応物として使用できるが、これらは、製造環境内で望ましくないアンモニアガスを反応生成物として放出するため、比較的好ましくない。
【００２３】
フィラー又は機能性添加物は、場合によるコーティングの第３の構成成分である。フィラーは、理想的には僅かに水溶性である必要があり、それによってフィラーのリン酸塩との反応が可能となり、反応生成物の一体部分となる。この必須条件を満たすフィラーとしては、Ｃ型フライアッシュが挙げられる。砂等の他の非反応性フィラーも使用できるが、概して反応に参加しない。炭酸カルシウム等の塩基性フィラーは避けるべきである。機能性添加物としては、スメクタイト粘土等の増粘剤、流動助剤、凝結遅延剤が挙げられる。
【００２４】
リン酸等の追加の酸を添加して、より酸性の環境を反応に提供することにより反応速度を加速することができる。酸の使用はまた、例えばＫ２ＨＰＯ４又はＫ３ＰＯ４等の酸性度が低いリン酸塩を相殺するために使用され得る。
【００２５】
コーティング中のリン酸塩に対する酸化マグネシウムのモル比は、約０．１〜約０．９、又は約０．１〜約０．８、又は約０．１〜約０．７、又は約０．１〜約０．６、又は約０．１〜約０．５、又は約０．１〜約０．４、又は約０．１〜約０．３の間で様々であり得る。約０．３のモル比が良好な結果をもたらす。
【００２６】
酸化マグネシウムとリン酸塩との反応は、リン酸等の酸の添加により加速され得る。
【００２７】
驚くべきことに、酸化マグネシウム／リン酸塩コーティングは、天井パネル中のミネラルウールを分解しないことが見出された。従って、米国特許第４，４４４，５９４号に教示されているアミノアルコールの使用を必要とせず、そのためコーティングは比較的安価となり、ＶＯＣ’ｓが存在せず又は最小限であり、製造がより容易である。
【００２８】
酸化マグネシウム及びリン酸塩は、別個の分散液として調製された後に組み合わされ、例えば噴霧によりパネルの裏面全体に均一に適用されてもよい。代替的に、酸化マグネシウム及びリン酸塩は、裏側の一部上にのみ、例えば縞状に適用されて、パネルの中央に沿って補強バックボーンを達成してもよい。
【００２９】
これらのコーティングの調製に使用する水の量は、最小限にすることが望ましい。コーティング中の水が多いほど、反応時間が遅くなることが見出され、このことは非常に速い反応時間（３０秒未満）が必要な製造設定において望ましくない。一般に、約０．５未満、又は約０．４５未満、又は約０．４未満の総水／固体比が望ましい。コーティングは、少なくとも約５０％固体、又は少なくとも約５５％固体、又は少なくとも約６０％固体を有することが望ましい。
【００３０】
コーティングは一般に、１平方フィート当たり固体２５グラム未満の固体使用で適用されるであろう。１平方フィート当たり固体２０グラム未満の使用率は、良好な結果をもたらすことが示されている。
【００３１】
パネルの表面にコーティングが適用される際、パネル中に幾分かの浸透があり、例えばパネルの厚さの約５％まで浸透する。このコーティングは、パネルに対する良好な付着性を有する。
【００３２】
繊維は、無機繊維、有機繊維、又はこれらの組み合わせとして防音パネル中に存在する。無機繊維は、ミネラルウール、スラグウール、ロックウール、ストーンウール、ガラス繊維、又はこれらの混合物であってもよい。無機繊維は堅く、ベースマットに嵩及び多孔性を与える。無機繊維は、パネルの重量を基準として、約０％〜約９５％の量で防音パネル中に存在する。より少量の膨張パーライト及び／又はセルロース系繊維が存在するいくつかの実施形態では、無機繊維は、約２５％〜約９５％、又は約５０％〜約９５％、又は約５５％〜約９５％、又は約６０％〜約９５％、又は約６５％〜約９５％、又は約７０％〜約９５％、又は約７５％〜約９５％、又は約８０％〜９５％の量で存在する。より多量の膨張パーライト及び／又はセルロース系繊維が存在する別の実施形態では、無機繊維の量は、約５％〜約９０％、又は約５％〜約８０％、又は約５％〜約７０％、又は約５％〜約６０％、又は約５％〜約５０％、又は約５％〜約４０％、又は約５％〜約３０％、又は約５％〜約２５％、又は約５％〜約２０％の範囲内であり得る。防音パネルの少なくとも１つの実施形態は、好ましい繊維としてミネラルウールを使用する。
【００３３】
再生可能な有機繊維の一例であるセルロース系繊維は、構造要素として機能し、湿潤及び乾燥の両方のベースマット強度を提供する。この強度は、ベースマット中の様々な成分との無数の水素結合の形成に起因し、この水素結合の形成は、セルロース系繊維の親水性の性質の結果である。ベースマット中のセルロース系繊維は、パネルの約０重量％〜約２５重量％、好ましくはパネルの約１０重量％〜約２０重量％、最も好ましくはパネルの約１２重量％〜約２０重量％の範囲である。好ましい１種のセルロース系繊維は、再生新聞紙から誘導される。
【００３４】
場合により、澱粉がバインダーとしてベースマット中に含まれる。典型的な澱粉は、非修飾、非加熱澱粉顆粒であり、該顆粒は、水性スラリー中に分散され、ベースマット全体に概ね均一に分配される。ベースマットは水分の存在下で加熱され、澱粉顆粒を加熱及び溶解してパネル成分を互いに結合する。澱粉は防音パネルの曲げ強度に役立つだけでなく、パネルの硬度及び剛性も改善する。加えて、ベースマットは、場合により、パネルの約１重量％〜約１５重量％、より好ましくはパネルの約５重量％〜約１０重量％、最も好ましくは約７重量％〜約１０重量％の範囲内の澱粉を含む。
【００３５】
典型的な場合によるベースマットフィラーは、軽量及び重量無機材料の両方を含む。重量フィラーの例としては、炭酸カルシウム、粘土又は石膏が挙げられる。防音パネル中に使用される他のフィラーも検討される。球状粘土も、パネルの約０重量％〜約４重量％の範囲内で使用されてもよい。
【００３６】
軽量フィラーの例は、膨張パーライトである。膨張パーライトは嵩高く、ベースマット中で使用されるフィラーの量を低減する。フィラーの一次機能は、パネルの密度低下、曲げ強度及び硬度の改善である。用語「フィラー」が本論考全体で使用されているが、各フィラーは剛性、硬度、たわみ、吸音、及び、パネル中の音響透過の低減に影響を与え得る独特の特性及び／又は特徴を有することを理解するべきである。本実施形態のベースマット中の膨張パーライトは、パネルの約５重量％〜約８０重量％、又は約１０重量％〜約８０重量％、又は約２０重量％〜約８０重量％、又は約２０重量％〜約７０重量％、又は約３０重量％〜約７０重量％、又は約４０重量％〜約７０重量％、又は約４０重量％〜約６０重量％、又は約４５重量％〜約６０重量％の範囲の量で存在する。
【００３７】
耐火防音パネル中に使用されている、場合による他の成分は、粘土であり、粘土は一般に耐火性を改善するよう含められる。火に暴露された場合、粘土は燃焼せず；代わりに焼結する。耐火防音パネルは、場合によりパネルの約１０重量％〜約３０重量％の粘土を含み、パネルの約１０重量％〜約２０重量％の粘土が好ましい範囲である。テネシー州グリーソンのスピンクス・クレイ（Ｓｐｉｎｋｓ  Ｃｌａｙ）及びボール・クレイ（Ｂａｌｌ  Ｃｌａｙ）、並びにケンタッキー州ヒッコリーのオールド・ヒッコリー・クレイ（Ｏｌｄ  Ｈｉｃｋｏｒｙ  Ｃｌａｙ）が挙げられるがこれらに限定されない、多数のタイプの粘土が使用されている。
【００３８】
凝集剤も、一般に、防音パネルの製造に使用される材料（ｆｕｒｎｉｓｈ）に添加される。凝集剤は、非常に薄い溶液として添加されることが好ましく、パネルの約０．０５重量％〜約０．１５重量％、より好ましくはパネルの約０．０５重量％〜約０．１０重量％の範囲内で使用される。有用な凝集剤としては、ポリアクリルアミドが挙げられる。
【００３９】
防音パネル用のベースマットの作製の一実施形態では、水性スラリーは、水をミネラルウール、膨張パーライト、セルロース系繊維、澱粉、及び球状粘土と混合することにより形成されることが好ましい。混合操作は、ストックチェスト内で、バッチモード又は連続モードのいずれかで行われることが好ましい。添加される水の量は、得られる総固体含有率又は稠度が約１％〜約８％稠度、好ましくは約２％〜約６％、より好ましくは約３％〜約５％の範囲内であるような量である。
【００４０】
上述した成分を含む均質スラリーを形成した後、凝集剤をライン内で（ｉｎ−ｌｉｎｅ）加え、スラリーをヘッドボックスに輸送し、該ヘッドボックスはスラリー材料の定流を提供する。ヘッドボックスから流出したスラリーは、移動小孔ワイヤ上に分配されて湿潤ベースマットが形成される。水は、重力により最初にワイヤから排水される。所定の実施形態では、重力により水をスラリーから排水すると共に、又は排水した後、低真空圧を使用し得ることが検討される。場合により、当業者が認識するであろうように、次いで押し付けによって、及び／又は、真空補助下での水除去を用いて、更なる水が除去される。
【００４１】
一旦形成されたら、形成されたベースマットは、約７ｌｂｓ／ｆｔ３（１１２ｋｇ／ｍ３）〜約３０ｌｂｓ／ｆｔ３（４８０ｋｇ／ｍ３）、より好ましくは約８ｌｂｓ／ｆｔ３（１２８ｋｇ／ｍ３）〜約２５ｌｂｓ／ｆｔ３（４００ｋｇ／ｍ３）、最も好ましくは約１０ｌｂｓ／ｆｔ３（１４４ｋｇ／ｍ３）〜約２０ｌｂｓ／ｆｔ３（３２０ｋｇ／ｍ３）の嵩密度を有することが好ましい。
【００４２】
次いで、形成されたベースマットを切断し、当業者に周知のように仕上げ操作を介して防音パネルに変換する。いくつかの好ましい仕上げ操作としては、中でも、表面研削、コーティング、穿孔、亀裂形成、縁部装飾及び／又は包装が挙げられる。
【００４３】
仕上げ操作中、酸化マグネシウム／リン酸塩コーティングが、組み合わせＭｇＯ−リン酸塩分散液、又は、急速継承にて適用される個々の分散液のいずれかとして適用される。組み合わせ分散液として適用される場合、個々のＭｇＯ及びリン酸塩構成成分を、パネルの裏面にそれらを適用する直前に組み合わせる必要があるであろう。
【００４４】
穿孔及び亀裂形成は、上述したベースマットよりも改善された音響吸収値を達成するように大いに寄与する。穿孔操作により、多数の穿孔が、制御された深さ及び密度（単位面積当たりの穿孔の数）でベースマットの表面上に提供される。穿孔は、所定の数の針を備えたプレートをベースマット上に押し付けることにより行われる。亀裂形成は、例えば、パターン形成した金属プレートを備えたロールを用いて、形成されたベースマットの表面上に独特の形状の浅いくぼみを提供する。穿孔及び亀裂形成ステップは両方とも、ベースマットの表面及びその内部構造を開放することによって、空気がパネルの内外に移動することを可能にする。ベースマットの開口部はまた、音響がベースマットの芯に進入し、ベースマットの芯により吸収されることを可能にする。
【００４５】
加えて、防音パネルは、場合によりスクリム又はベールが積層される。本防音パネルは、万能ナイフにより手で切断できることも検討される。
【００４６】
一旦形成されたら、完成した本防音パネルは、約９ｌｂｓ／ｆｔ３（１４４ｋｇ／ｍ３）〜約３２ｌｂｓ／ｆｔ３（５１３ｋｇ／ｍ３）、より好ましくは約１０ｌｂｓ／ｆｔ３（１６０ｋｇ／ｍ３）〜約２７ｌｂｓ／ｆｔ３（４３３ｋｇ／ｍ３）、最も好ましくは約１０ｌｂｓ／ｆｔ３（１７６ｋｇ／ｍ３）〜約２２ｌｂｓ／ｆｔ３（３５２ｋｇ／ｍ３）の嵩密度を有することが好ましい。加えて、パネルは、約０．２インチ（５ｍｍ）〜１．５インチ（３８ｍｍ）、より好ましくは約０．３インチ（８ｍｍ）〜１．０インチ（２５ｍｍ）、最も好ましくは約０．５インチ（１３ｍｍ）〜約０．７５インチ（１９ｍｍ）の厚さを有することが好ましい。
【００４７】
約とは、値の上下１０％以内、又は５％以内、又は１％以内を意味する。
【実施例１】
【００４８】
１０．０グラムのＭｇＯを測定してカップ内に入れた。１０．０グラムのＫＨ２ＰＯ４及び１０．０グラムの水を測定して別のカップ内に入れ、撹拌してリン酸塩を溶解した。ＫＨ２ＰＯ４と水との混合物に固体ＭｇＯを加え、混合した。熱電対を使用して、混合物の温度上昇を測定した。これらの混合物を表１に示す。
【００４９】
結果を図１に示す。ＭａｇＣｈｅｍ  １０  ＣＲを使用した試験１では、２分後に明らかな反応はなかったが、約６０分後に明らかな凝結があった。ＭａｇＣｈｅｍ  ３０を使用した試験２では、非常に急速な反応があり、５秒足らずで凝結があり、硬い反応生成物を有した。Ｂａｙｍａｇ  ３０を使用した試験３は、蒸気生成を伴う非常に急速な反応と、硬い反応生成物とを有した。Ｂａｙｍａｇ  ４０を使用した試験４は、蒸気生成を伴う非常に急速な反応を示し、硬い反応生成物を有した。ＭａｇＣｈｅｍ  １０  ＣＲを使用したが、より低い水／固体比の試験５は、遅い反応を有したが、段階的な加熱が生じ、硬い反応生成物が形成された。
【００５０】
ＭａｇＣｈｅｍ  １０製品は、全く非反応性のように思われ、０．３のｍ値と０．５の水／固体比（Ｗ／Ｓ）で凝結を示さなかった。６０分を超えた後、混合物は硬化した。Ｗ／Ｓ比の０．２５の値への低下は（即ち、より少量の水）、反応を僅かに速めるように思われた。６０分を超えた後、この混合物も硬化した。
【００５１】
ＭａｇＣｈｅｍ  ３０製品は、高い反応性を有し、Ｂａｙｍａｇ  ３０及びＢａｙｍａｇ  ４０製品と比較しても、より反応性であるように思われた。
【実施例２】
【００５２】
反応速度に対する水の量の効果を試験した。ＫＨ２ＰＯ４及び水を測定してカップ内に入れた。ＭｇＯ（Ｂａｙｍａｇ  ４０）を別個に測定した後、ＫＨ２ＰＯ４と水との混合物に加え、混合した。熱電対を使用して、混合物の温度上昇を測定した。これらの混合物を表２に示す。各混合物は２回試験された。
【００５３】
試験１の配合物は、数秒以内に硬化するように思われた。
【００５４】
試験２の配合物中の固体は、底部に分離し、凝固（ｓｅｔ  ｕｐ）した。頂部は、５分後に軟性のままであった。
【００５５】
試験３の配合物中の固体は、底部に分離し、過剰の水を表面上に残した。底部の固体の薄層は、ある程度凝固（ｓｅｔ  ｕｐ）した。
【００５６】
結果を図２に示す。試料が約５０％固体未満の場合、反応は、製造速度としては遅過ぎる。
【実施例３】
【００５７】
配合物中での増粘剤、ヘクトライト粘土の使用を評価した。必要量のヘクトライト粘土（エレメンティス・スペシャリティス（Ｅｌｅｍｅｎｔｉｓ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ）から入手可能なＢｅｎｔｏｎｅ  ＧＳ）を、高速ミキサーを使用して水と１０分間混合して、下記にて要求される０．５％又は１．０％  Ｂｅｎｔｏｎｅ  ＣＳ分散液を達成した。５グラムのＫＨ２ＰＯ４及び５．０グラムの適切な水／粘土混合物を測定してカップ内に入れた。５グラムのＭｇＯ（Ｂａｙｍａｇ  ４０）を別個に測定した後、ＫＨ２ＰＯ４及び水／粘土混合物に加え、混合した。熱電対を使用して、混合物の温度上昇を測定した。これらの混合物を表３に示す。
【００５８】
粘土増粘剤の存在は、図３に示すように、反応を加速した。
【実施例４】
【００５９】
配合物中でのフィラーの使用を評価した。フィラーは、ヒューゴ（Ｈｕｇｏ）製のＣ型フライアッシュであった。
【００６０】
ＫＨ２ＰＯ４及び水を測定してカップ内に入れた。ＭｇＯ（Ｂａｙｍａｇ  ４０）を別個に測定した後、ＫＨ２ＰＯ４及び水／粘土混合物に加え、混合した。熱電対を使用して、混合物の温度上昇を測定した。これらの混合物を表４に示す。
【００６１】
図４に示すように、６７％までのフライアッシュの存在は、反応速度に関して顕著な効果を有さなかった。得られた生成物は全て、非常に硬かった。
【実施例５】
【００６２】
配合物中でのフィラー及び酸の使用を評価した。
【００６３】
必要量のヘクトライト粘土（エレメンティス・スペシャリティスから入手可能なＢｅｎｔｏｎｅ  ＧＳ）を、高速ミキサーを使用して水と１０分間混合して、２．０％  Ｂｅｎｔｏｎｅ  ＣＳ分散液を達成した。３３％フィラーを使用した試験１では、１０．０グラムのＫＨ２ＰＯ４、及び６．０グラムの水／粘土混合物を測定してカップ内に入れた。１０．０グラムのＭｇＯ（Ｂａｙｍａｇ  ４０）、１０．０グラムのフィラー（ヒューゴ製のＣ型フライアッシュ）、及び１０．０グラムの水／粘土混合物を別個に測定し、この混合物をＫＨ２ＰＯ４、酸及び水／粘土混合物に加え、混合した。熱電対を使用して、混合物の温度上昇を測定した。５０％フィラーを使用した試験２では、１０．０グラムのＫＨ２ＰＯ４、６．０グラムの水／粘土混合物、及び０．５ｍｌの８５％  Ｈ３ＰＯ４（試験２のみ用）をカップ内に測定した。１０．０グラムのＭｇＯ（Ｂａｙｍａｇ  ４０）、２０．０グラムのフィラー（ヒューゴ製のＣ型フライアッシュ）、及び１０．０グラムの水／粘土混合物を別個に測定し、この混合物をＫＨ２ＰＯ４、酸及び水／粘土混合物に加え、混合した。熱電対を使用して、混合物の温度上昇を再び測定した。結果を表５に示す。
【００６４】
この試験の結果は、図５に示すように、相当なレベルのフィラーの存在下であっても、リン酸の添加は、反応速度を製造に必要なレベルに加速するのに有効であることを示している。
【実施例６】
【００６５】
穿孔及びパターン形成した試験ストリップ（３ｉｎ．×２３．７５ｉｎ．）を準備した。穿孔は、所定の数の針を備えたプレートをベースマット中に押し付けることを指す一方、パターン形成は、ベースマットの表面内に独特の形状の浅いくぼみを提供することを指す。穿孔及びパターン形成試験ストリップを使用することにより、バックコーティングの潜在的なたわみ抵抗性能の、より現実的な指標が提供される。各試験パネルの重量を記録した。試験パネルの縁はテーピングされた。
【００６６】
ＫＨ２ＰＯ４及び水を測定してカップ内に入れ、撹拌して塊を排除した。ＭｇＯ（Ｂａｙｍａｇ  ３０）を別個に測定した後、ＫＨ２ＰＯ４と水との混合物に加え、たわみストリップの頂部全体に直ちに注いだ。スパチュラを使用して過剰の材料を除去した。試料７−１０は、ＫＨ２ＰＯ４と混合された水中２％粘土増粘剤（Ｂｅｎｔｏｎｅ  ＧＳ）を使用した。これらの混合物を表６に示す。
【００６７】
試験パネルを室温で一晩乾燥させた。次いでテープを除去し、パネルを秤量し、パネルをその短い縁のみが支持されるように試験架台内に掛けることにより、たわみ性能に関して試験した。試験パネルを、１２時間の１０４°Ｆ／９５％ＲＨの３サイクルと、続く１２時間の７０°Ｆ／５０％ＲＨの調整とに供した。
【００６８】
たわみ性能を表７に示す。
【００６９】
試験パネル１１〜１５は、裏面被覆されていない試験ストリップであり、対照として含められている。
【００７０】
３つの系列（即ち、低い水／固体比、中間の水／固体比、及び高い水／固体比）の全てにおいて、たわみ性能は、ｍ＝１．０からｍ＝０．３へと改善するように思われた。多過ぎるＫＨ２ＰＯ４は、たわみ性能に有害であるように思われる。理論に束縛されるものではないが、これはＫＨ２ＰＯ４が非常に水溶性であり、ＫＨ２ＰＯ４の全てがコーティング中で反応するわけではないためであり得る。
【００７１】
所定のｍ値における水の添加（即ち、より高い水／固体比）は、たわみ性能に負の影響を与えるように思われた。しかしながら、１．５の高い水／固体比及びｍ＝０．３を有する試料は、非常に良好に機能した。
【００７２】
低い値のｍ（ｍ＝０．３）及び中間の水／固体比（Ｗ／Ｓ＝１．０）を使用することにより、２０−２５ｇ／ｆｔ２のコーティングの固体レベルで、許容可能なたわみ抵抗を達成することが可能であるように思われる。
【実施例７】
【００７３】
配合物中での酸の使用を評価した。ＭｇＯ（ＭａｇＣｈｅｍ  １０  ＣＲ）を測定してカップ内に入れた。ＫＨ２ＰＯ４、水、及びリン酸を測定して別のカップ内に入れ、撹拌してリン酸塩を溶解した。固体ＭｇＯをリン酸塩水溶液に加え、混合した。熱電対を使用して、混合物の温度上昇を測定した。コーティングを乾燥させた。これらの混合物を表８に示す。
【００７４】
試験１では、ＭａｇＣｈｅｍ  １０  ＣＲをｍ＝０．３、及びＷ／Ｓ＝０．５０で使用し、酸は添加せず、「ｍ」は、ＭｇＯに対するＫＨ２ＰＯ４のモル比を指し、Ｗ／Ｓは、水／固体比を指す。２分後に明らかな反応はなく、反応生成物はより軟性であった。これは、多過ぎる水の存在に起因する可能性がある。試験２は、ＭａｇＣｈｅｍ  １０  ＣＲをｍ＝０．３、Ｗ／Ｓ＝０．５０で使用し、０．１ｍｌの８５％  Ｈ３ＰＯ４を加えた。僅かにより急速かつより軟性の反応生成物が存在した。試験３は、ＭａｇＣｈｅｍ  １０  ＣＲをｍ＝０．３、Ｗ／Ｓ＝０．５０で使用し、０．５ｍｌの８５％  Ｈ３ＰＯ４を加えた。蒸気生成を伴う非常に急速な反応があった。試験４は、ＭａｇＣｈｅｍ  １０  ＣＲをｍ＝０．３、Ｗ／Ｓ＝０．２５で使用し、０．５ｍｌの８５％  Ｈ３ＰＯ４を加えた。蒸気生成を伴う非常に急速な反応があり、硬い反応生成物が存在した。試験１−４の結果を図６に示す。
【００７５】
リン酸は、より遅い反応のＭｇＯ材料を用いて反応を加速することができる。
【００７６】
少なくとも１つの例示的な実施形態を前述の本発明の詳細な説明に提示したが、非常に多数の変形が存在することを認識するべきである。また、例示的な実施形態（１つ又は複数）は単なる例であり、本発明の範囲、適用性、又は構成を如何様にも限定するものではないことを認識するべきである。むしろ、前述の詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を実行するための便利な指針を当業者に提供するであろう。添付の特許請求の範囲に示される本発明の範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態に記載されている要素の機能及び配置に様々な変更を為し得ることが理解される。
【００７７】
【表１】
2018509282.tif 000003
【００７８】
＊「ｍ」は、ＭｇＯに対するＫＨ２ＰＯ４のモル比を指す。
【００７９】
【表２】
2018509282.tif 000004
【００８０】
＊重量比
【００８１】
【表３】
2018509282.tif 000005
【００８２】
＊重量比
【００８３】
【表４】
2018509282.tif 000006
【００８４】
【表５】
2018509282.tif 000007
【００８５】
【表６】
2018509282.tif 000008
【００８６】
「ｍ」は、ＭｇＯに対するＫＨ２ＰＯ４のモル比を指す。
＊５回の反復
【００８７】
【表７】
2018509282.tif 000009
【００８８】
【表８】
2018509282.tif 000010
【００８９】
「ｍ」は、ＭｇＯに対するＫＨ２ＰＯ４のモル比を指す。
Ｗ／Ｓは、水対固体の比を指す。
【図１】
2018509282.tif 000011
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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