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JP5512062B2 - Durable porous article and manufacturing process thereof - Google Patents
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Description

本発明は、建築材料の分野、特に、商業および住居建築における壁、天井、移動可能の仕切り、および他の内部表面のための音響パネルに関する。これらは、音響吸収性のために設計された多孔性材料である。  The present invention relates to the field of building materials, in particular acoustic panels for walls, ceilings, movable partitions, and other interior surfaces in commercial and residential buildings. These are porous materials designed for sound absorption.

壁および天井のための音響パネルは、吸音、美観、および天井内の分離した利用空間を提供する。製造者は、修飾的な音響天井パネルを可能な限り最も低いコストで開発しようと努力し、これは、エネルギー使用、材料コスト、および廃棄物を減少させるように、製造プロセスを絶え間なく洗練することによる。コスト減少は重要であるが、このプロセスをどのくらい単純化できるか、そして音響性能、耐湿性および耐火性の要求に合ったパネルを作製するかに固有に制限される。  Acoustic panels for walls and ceilings provide sound absorption, aesthetics, and separate use space within the ceiling. Manufacturers strive to develop qualified acoustic ceiling panels at the lowest possible cost, which continually refines the manufacturing process to reduce energy use, material costs, and waste by. Cost reduction is important, but is inherently limited in how much this process can be simplified and in producing panels that meet acoustic, moisture and fire resistance requirements.

典型的なウォールボード製造は、採鉱され、そして石膏岩として粉砕されるか、または煙道ガス脱硫プラントから合成的に得られる石膏で始まる。か焼プロセスにおいて、粉末石膏は、石膏を脱水和して半水和物にするために、加熱される。このか焼された石膏または半水和物は、スタッコとして公知である。パーライトおよび繊維ガラスのような充填剤は、スタッコに添加され、完成したウォールボードの所望の特性が達成される。他の添加物には、デンプンが挙げられ、コアが紙面に接着するのを助ける。遅延剤および促進剤が添加され、これによって反応速度を調節し得る。これらの成分は、高速またはピンミキサー中で水および石鹸発泡体と合わせられる。石鹸発泡体が添加され、コア密度を低下させるが、生じる構造は、音響的であると考えられるほど十分な多孔性を有さない。この得られた混合物は、紙の2つのシートの間に置かれ、そしてローラーによって厚さが決められる。コアが供給された後、ボードは、縦に切断され、次いで、オーブンに送られ、乾燥される。  Typical wallboard manufacture begins with gypsum that is mined and ground as gypsum or obtained synthetically from a flue gas desulfurization plant. In the calcination process, the powder gypsum is heated to dehydrate the gypsum to the hemihydrate. This calcined gypsum or hemihydrate is known as stucco. Fillers such as pearlite and fiberglass are added to the stucco to achieve the desired properties of the finished wallboard. Other additives include starch, which helps the core adhere to the paper surface. Delayers and accelerators may be added, thereby adjusting the reaction rate. These ingredients are combined with water and soap foam in a high speed or pin mixer. Soap foam is added to reduce the core density, but the resulting structure is not sufficiently porous to be considered acoustic. This resulting mixture is placed between two sheets of paper and the thickness is determined by a roller. After the core is fed, the board is cut longitudinally and then sent to an oven and dried.

音響天井パネルを作製するための現在の方法は、パネルに加工されるスラリー内へ混合される、繊維、充填剤、バインダー、水および界面活性剤の種々の組み合わせを利用する。このプロセスは、製紙に使用される方法に非常に類似している。使用される繊維の例には、鉱物繊維、繊維ガラス、およびセルロース材料が挙げられ得る。鉱さい綿は、繊維ガラスと類似した繊維構造へ紡績される、軽量であり、ガラス質の、ケイ素ベースの材料であり、そして使用され得る。鉱さい綿は、音響性能、耐火性、および音響パネルの耐たわみ性を増強する。  Current methods for making acoustic ceiling panels utilize various combinations of fibers, fillers, binders, water and surfactants that are mixed into the slurry that is processed into the panels. This process is very similar to the method used for papermaking. Examples of fibers used can include mineral fibers, fiberglass, and cellulosic materials. Mineral cotton is a lightweight, vitreous, silicon-based material that can be spun into a fiber structure similar to fiberglass and can be used. Mineral cotton enhances acoustic performance, fire resistance, and the flex resistance of acoustic panels.

充填剤は、膨張パーライトおよび粘土を含み得る。膨張パーライトは、材料密度を減少させ、そして粘土は、音響パネルの耐火性を増強する。音響パネルで使用されるバインダーの例には、デンプン、ラテックス、および/または再生紙生成物が挙げられ得、これらは一緒に組み合わされ、そして全ての成分を、構造マトリックスへ固定するバインディング系を作り出す。  Fillers can include expanded perlite and clay. Expanded perlite reduces material density and clay enhances the fire resistance of the acoustic panel. Examples of binders used in acoustic panels can include starch, latex, and / or recycled paper products, which are combined together to create a binding system that secures all components to the structural matrix. .

上記の成分は、適切に組み合わされ、そして処理される場合、音響天井パネルおよび他のタイプの建設用パネルとしての使用に適した多孔性の、音吸収性パネルを作製する。今日、このようなパネルは、製紙に似た高容積法(high volume process)を使用して製造される。  The above components, when properly combined and processed, create a porous, sound-absorbing panel suitable for use as acoustic ceiling panels and other types of construction panels. Today such panels are manufactured using a high volume process similar to papermaking.

鉱さい綿繊維、パーライト充填剤、およびセルロースバインダーを組み込んだパネルを形成する伝統的な作製方法は、セルロース成分の凝集または凝結に依存する。得られた水性セル状発泡体は乾燥され、繊維、バインダーおよび充填剤が凝結し、そしてマトリックスを作り出すために結合する安定な構造を提供する。水性セル状発泡体混合物は、空気のこの混合物への吸込みを容易にするために界面活性剤を含み得るが、伝統的な作製方法は、凝結に依存する。典型的な天井パネル材料の構造は、図1の30倍顕微鏡写真に示される。パーライト粒子は、鉱さい綿および再生新聞紙繊維の相互接続マトリックスに埋め込まれた丸い根粒として識別可能である。  Traditional methods of making panels incorporating mineral cotton fibers, pearlite fillers, and cellulose binders rely on agglomeration or agglomeration of the cellulose component. The resulting aqueous cellular foam is dried to provide a stable structure where the fibers, binders and fillers congeal and bind to create the matrix. Aqueous cellular foam mixtures can contain surfactants to facilitate the inhalation of air into this mixture, but traditional methods of making depend on condensation. A typical ceiling panel material structure is shown in the 30 × photomicrograph of FIG. Perlite particles can be identified as round nodules embedded in an interconnected matrix of mineral cotton and recycled newsprint fibers.

天井パネルを製造するための現在のプロセスは、複雑であり、多くの工程を含み、そして大量の水およびエネルギーを使用する。このプロセスの間、水は、排水、加圧、および高温オーブン加熱の組合せを介して、製品から次第に除去される。いくらかの排水された水は、リサイクルされ得るが、大部分は処理され、そして環境中へ放出される。  Current processes for manufacturing ceiling panels are complex, involve many steps, and use large amounts of water and energy. During this process, water is gradually removed from the product via a combination of draining, pressurization, and high temperature oven heating. Some drained water can be recycled, but most is treated and released into the environment.

異なる生成プロセスおよびスラリー製法により、異なる音響特性および構造特性を有するパネルが得られる。音響性能と耐久性との間にトレードオフが存在する。高度に多孔性の低密度材料は、最もよい音響性能を示し得る。不運にも、低密度材料は壊れやすく、そして取扱いが難しく、そして低い耐久性、低い洗浄性、および低い引張り強度を示す。この開示の目的のために、用語「耐久性」は、パネルの圧縮降伏強度(これは、圧縮下で、パネル材料がどれくらい容易に変形するかの基準である)を指す。指押込みに対する耐久性は、良好な圧縮降伏強度の例である。洗浄性は、濡れたスクラブブラシの前後への反複運動による、摩耗に対する耐久性である。引張り強度は、パネルが壊れることなく、1つの縁に沿ってパネルを持ち上げる、または支持する能力を指す。  Different production processes and slurry processes result in panels having different acoustic and structural properties. There is a trade-off between acoustic performance and durability. A highly porous low density material may exhibit the best acoustic performance. Unfortunately, low density materials are fragile and difficult to handle and exhibit low durability, low detergency, and low tensile strength. For the purposes of this disclosure, the term “durability” refers to the compressive yield strength of the panel (which is a measure of how easily the panel material deforms under compression). Durability against finger depression is an example of good compressive yield strength. Detergency is the durability against wear due to repetitive motion back and forth of a wet scrub brush. Tensile strength refers to the ability to lift or support a panel along one edge without breaking the panel.

種々のプロセスおよび製法が、音響天井パネルの製造において、固有のトレードオフをバランスするのに使用される。例えば、天井パネルにおける1つの共通の構造は、図2に示されるように、材料の異なる層を使用する積層である。1つの層201は、柔らかい、音響吸収材料を含むが、他の層202(これは、部屋の方を向いている)は、より耐久性の、しばしば、音に対して比較的透過性である構造材料である。パネルの音響性能は、大部分は、内部層201の機能であり、一方で外部層202は、耐久性、洗浄性および美観を増強する。図2中の外部層202は、第三者によって供給された材料であり得る。通常、接着剤が外部層202を内部層201へ接着する。積層パネルの製造に関係する他の工程は、塗装、ある大きさへの切断および包装を含む。  Various processes and processes are used to balance the inherent trade-offs in the production of acoustic ceiling panels. For example, one common structure in a ceiling panel is a laminate that uses different layers of material, as shown in FIG. One layer 201 includes a soft, sound-absorbing material, while the other layer 202 (which faces the room) is more durable and often relatively transparent to sound. It is a structural material. The acoustic performance of the panel is largely a function of the inner layer 201, while the outer layer 202 enhances durability, cleanability and aesthetics. The outer layer 202 in FIG. 2 can be a material supplied by a third party. Usually, an adhesive bonds the outer layer 202 to the inner layer 201. Other processes involved in the manufacture of laminated panels include painting, cutting to size and packaging.

積層パネルは、性能と耐久性との間の良好なバランスを提供する。このようなパネルは、特定の工程における連続製造処理に対して敏感であり得るという利点を有するが、さらなるプロセス工程およびさらなる材料(例えば、外部層材料および接着剤(これらは、均一なパネルが作製される場合、必要ではない))を必要とする。さらに、この外部層材料は通常、コストがかかる構成要素であり、この積層プロセスは、さらなる機器、材料および人的資源を必要とする。音響材料201構成要素の作製は、連続的な様式で典型的に実施され得るが、積層工程は連続プロセスではない。その結果、積層パネルは製造するのが比較的高価である。  Laminate panels provide a good balance between performance and durability. Such panels have the advantage that they may be sensitive to continuous manufacturing processes in certain processes, but additional process steps and additional materials (eg, outer layer materials and adhesives (which create a uniform panel) If needed, it is not necessary))). Furthermore, the outer layer material is typically a costly component, and the lamination process requires additional equipment, materials and human resources. While the fabrication of the acoustic material 201 component can typically be performed in a continuous manner, the lamination process is not a continuous process. As a result, laminated panels are relatively expensive to manufacture.

鋳造または成形プロセスはまた、図1のようなパネル構造を作り出すために使用される。鋳造により、均一な材料が作製され、この材料は非常に耐久性であり、そして良好な音響特性を有する。鋳造材料は、一般に、非常に高い密度を有し、そして積層構造に存在するさらなる層を必要としない。鋳造は、本質的に、材料が鋳型に注がれるバッチプロセスである。この鋳型の底は、典型的に、キャリアまたは離型剤で裏打ちされ、固着を防ぐ。この材料は鋳型中で乾燥され、この鋳型が除去され、そしてパネルは仕上げプロセスに供される。成形されたパネルは、通常、良好な機械強度特性を有し、そして良好な耐久性を示すが、音響特性は、積層パネルほど、一般に良くはない。成形プロセスに対する欠点は、以下を含む:プロセスを通して、鋳型を連続的に動かす要求であって、より小さいパネルが、鋳型サイズの制限から生じる;鋳型からのパネル除去の付加された工程の要求;およびパネル密度の増加による、パネル1枚当たりのより高い材料コスト。  A casting or molding process is also used to create a panel structure as in FIG. Casting produces a uniform material, which is very durable and has good acoustic properties. Casting materials generally have a very high density and do not require additional layers present in the laminate structure. Casting is essentially a batch process in which material is poured into a mold. The bottom of the mold is typically lined with a carrier or release agent to prevent sticking. The material is dried in a mold, the mold is removed, and the panel is subjected to a finishing process. Molded panels usually have good mechanical strength properties and show good durability, but the acoustic properties are generally not as good as laminate panels. Disadvantages for the molding process include: the requirement to continuously move the mold through the process, where smaller panels result from mold size limitations; the added step requirement of panel removal from the mold; and Higher material cost per panel due to increased panel density.

図1に示される構造を有するパネルを作製する別の通常の方法は、ワイヤベルト上にスラリーを押出すことであり、このことは、水がスラリーから排水されることを可能にする。他のプロセス工程は、成形、乾燥、および表面形成またはサンダー仕上げを含み、その結果、パネルは、音響吸収層を作製するためにほぼ連続したプロセスにおける所望の集合組織を作製する。エンボス加工または材料内へ小さな穴を開けるようなプロセス工程はさらに、パネルの音響吸収性を増強する。不利益には、乾燥におけるより高いエネルギーコストおよび排出水の処理が挙げられる。  Another common method of making a panel having the structure shown in FIG. 1 is to extrude the slurry onto a wire belt, which allows water to drain from the slurry. Other process steps include molding, drying, and surface formation or sanding so that the panel creates the desired texture in a substantially continuous process to create the acoustical absorbing layer. Process steps such as embossing or drilling small holes in the material further enhance the acoustic absorption of the panel. Disadvantages include higher energy costs in drying and wastewater treatment.

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

先の問題を心に留めて、良好な音響性能を有するが材料の構造耐久性は維持される、天井および他の構造パネルにおける使用のための低密度材料を作製する必要がある。  With the above problems in mind, there is a need to create low density materials for use in ceilings and other structural panels that have good acoustic performance but maintain the structural durability of the material.

さらに、高い耐たわみ性、改善された耐久性、高い騒音減少率(NRC)および高い音響伝送率(STC)を有するパネルを作製する必要がある。  In addition, there is a need to make panels with high deflection resistance, improved durability, high noise reduction rate (NRC) and high acoustic transmission rate (STC).

高いSTCを有するパネルを作製する通常の方法は、フォイルまたは有機コーティングなどの裏当て材料を音響パネルの裏面に適用することである。裏当て材料の適用は、さらなる処理工程および完成製品に対するコストを付与する。  A common way to make panels with high STC is to apply a backing material such as foil or organic coating to the back side of the acoustic panel. The application of the backing material imparts additional processing steps and costs for the finished product.

さらに、耐火性を増強させ、そして、少なくとも1つの側面上に硬い、高密度表面を有する不均一パネルを作り出すために、さらなる添加物を必要としないパネルを作り出す必要がある。  In addition, there is a need to create a panel that does not require additional additives to enhance fire resistance and to create a non-uniform panel having a hard, high density surface on at least one side.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

本発明は、音響吸収性多孔性パネルを提供し、このパネルは、湿量基準で、約53重量%〜約68重量%のセメント、約17重量%〜約48重量%の水、約0.05重量%〜約5重量%の繊維、および約0.01重量%〜約10重量%の界面活性剤を含む、硬化水性発泡セメント状用材;ならびにこの材料の約75容積%〜約95容積%を構成する、この硬化性材料内に分布した細孔、を備える。  The present invention provides a sound-absorbing porous panel that is about 53 wt.% To about 68 wt.% Cement, about 17 wt.% To about 48 wt.% Water, about 0.0. A hardened aqueous foam cementitious material comprising from 05 wt% to about 5 wt% fiber and from about 0.01 wt% to about 10 wt% surfactant; and from about 75 vol% to about 95 vol% of the material Comprising pores distributed in the curable material.

好適な実施態様においては、上記硬化水性発泡セメント状用材が、湿量基準で、約54重量%〜約63重量%のセメント、約32重量%〜約44重量%の水、約0.1重量%〜約3重量%の繊維、および約0.5重量%〜約5重量%の界面活性剤を含む。  In a preferred embodiment, the cured aqueous foamed cementitious material is about 54 wt% to about 63 wt% cement, about 32 wt% to about 44 wt% water, about 0.1 wt% on a wet basis. % To about 3% by weight fiber, and about 0.5% to about 5% by weight surfactant.

好適な実施態様においては、上記発泡セメント状用材がまた、約1重量%〜約10重量%の充填剤を含む。  In a preferred embodiment, the expanded cementitious material also includes from about 1% to about 10% by weight filler.

好適な実施態様においては、上記充填剤がケイ酸カルシウムである。  In a preferred embodiment, the filler is calcium silicate.

好適な実施態様においては、上記ケイ酸カルシウムがケイ灰石である。  In a preferred embodiment, the calcium silicate is wollastonite.

好適な実施態様においては、上記セメントが、石膏セメント、ポルトランドセメント、シュウ酸水素セメント、スラグセメント、フライアッシュセメント、カルシウムアルミナセメント、およびそれらの混合物からなる群より選択される。  In a preferred embodiment, the cement is selected from the group consisting of gypsum cement, Portland cement, hydrogen oxalate cement, slag cement, fly ash cement, calcium alumina cement, and mixtures thereof.

好適な実施態様においては、上記石膏セメントが、硫酸カルシウムα半水和物および硫酸カルシウムβ半水和物からなる群より選択される。  In a preferred embodiment, the gypsum cement is selected from the group consisting of calcium sulfate α hemihydrate and calcium sulfate β hemihydrate.

好適な実施態様においては、上記石膏セメントが、合成硫酸カルシウムβ半水和物および化学的に修飾された硫酸カルシウムβ半水和物からなる群より選択される。  In a preferred embodiment, the gypsum cement is selected from the group consisting of synthetic calcium sulfate β hemihydrate and chemically modified calcium sulfate β hemihydrate.

好適な実施態様においては、上記界面活性剤が、両イオン性、陰イオン性、および非イオン性部分からなる群より選択される。  In a preferred embodiment, the surfactant is selected from the group consisting of zwitterionic, anionic, and nonionic moieties.

好適な実施態様においては、上記界面活性剤が、8〜20個の炭素を含む疎水性部分からなる群より選択される部分をさらに含む。  In a preferred embodiment, the surfactant further comprises a moiety selected from the group consisting of hydrophobic moieties comprising 8-20 carbons.

好適な実施態様においては、上記界面活性剤が、ベタイン、スルテイン、プロピオネート、スルフェート、スルホスクシネート、およびアミンオキシドからなる群より選択される。  In a preferred embodiment, the surfactant is selected from the group consisting of betaine, sultaine, propionate, sulfate, sulfosuccinate, and amine oxide.

好適な実施態様においては、上記界面活性剤が、コカミドプロピルベタイン、コカミドプロピルヒドロキシスルテイン、ココアンフォプロピオネート、コカミドプロピルアミンオキシド、コカミンオキシド、ラウラミンオキシド、ミリスタミンオキシドおよびオレアミンオキシドからなる群より選択される。  In a preferred embodiment, the surfactant is cocamidopropyl betaine, cocamidopropyl hydroxysultein, cocoamphopropionate, cocamidopropylamine oxide, cocamamine oxide, lauramine oxide, myristamine oxide and oleamine. Selected from the group consisting of amine oxides.

好適な実施態様においては、上記界面活性剤が、エトキシル化アルキルフェノールを含む。  In a preferred embodiment, the surfactant comprises an ethoxylated alkylphenol.

好適な実施態様においては、上記パネルの表面に隣接して形成され、このパネルの全体の厚さの2%未満を構成する高密度被膜をさらに備える。  In a preferred embodiment, it further comprises a high density coating formed adjacent to the surface of the panel and constituting less than 2% of the total thickness of the panel.

好適な実施態様においては、上記パネルの両面に対して形成され、このパネルの全体の厚さの2%未満を構成する高密度被膜をさらに備える。  In a preferred embodiment, it further comprises a high density coating formed on both sides of the panel and constituting less than 2% of the total thickness of the panel.

好適な実施態様においては、上記パネルが、約10lbs/ft3と約40lbs/ft3との間の密度を有する。In a preferred embodiment, the panel has a density between about 10 lbs / ft 3 and about 40 lbs / ft 3 .

好適な実施態様においては、上記パネルが、約15lbs/ft3と約35lbs/ft3との間の密度を有する。In a preferred embodiment, the panel has a density between about 15 lbs / ft 3 and about 35 lbs / ft 3 .

好適な実施態様においては、上記パネルが、約20lbs/ft3と約30lbs/ft3との間の密度を有する。In a preferred embodiment, the panel has a density between about 20 lbs / ft 3 and about 30 lbs / ft 3 .

好適な実施態様においては、上記細孔の平均直径が、約1.5mmと約50μmとの間である。  In a preferred embodiment, the average diameter of the pores is between about 1.5 mm and about 50 μm.

好適な実施態様においては、上記細孔が、約40μm〜約200μmの平均直径を有し、
そして上記セメント状用材を通過する経路を作製する他の細孔に対して開口しており、そ
れによって音響が効率的に吸収される。
In a preferred embodiment, the pores have an average diameter of about 40 μm to about 200 μm,
And it opens with respect to the other pore which produces the path | route which passes the said cementitious material, and, thereby, a sound is absorbed efficiently.

好適な実施態様においては、上記繊維が、約0.25インチから約0.75インチの長さであり、そして直径が約0.0005インチ〜約0.007インチである。  In a preferred embodiment, the fibers are about 0.25 inches to about 0.75 inches long and have a diameter of about 0.0005 inches to about 0.007 inches.

好適な実施態様においては、上記繊維が、ポリエステル、ポリアミド、およびポリオレフィンからなる群より選択される合成有機繊維である。  In a preferred embodiment, the fiber is a synthetic organic fiber selected from the group consisting of polyester, polyamide, and polyolefin.

好適な実施態様においては、上記ポリエステル繊維が、ポリエチレンテレフタレート繊維である。  In a preferred embodiment, the polyester fiber is a polyethylene terephthalate fiber.

好適な実施態様においては、上記繊維がクリンピングしている。  In a preferred embodiment, the fibers are crimped.

好適な実施態様においては、上記パネルが、音響天井タイルである。  In a preferred embodiment, the panel is an acoustic ceiling tile.

好適な実施態様においては、上記パネルの騒音減少率が、少なくとも0.5である。  In a preferred embodiment, the panel has a noise reduction rate of at least 0.5.

好適な実施態様においては、上記パネルの騒音減少率が、少なくとも0.7である。  In a preferred embodiment, the panel has a noise reduction rate of at least 0.7.

好適な実施態様においては、音響伝送率の範囲が、約30〜約40の間である。  In a preferred embodiment, the acoustic transmission rate range is between about 30 and about 40.

好適な実施態様においては、上記硬化発泡セメント状用材が、湿量基準で、約56重量%〜約61重量%のセメント、約32重量%〜約42重量%の水、約0.28重量%〜約1.3重量%の繊維、および約0.7重量%〜約2重量%の界面活性剤を含む。  In a preferred embodiment, the cured foamed cementitious material is about 56% to about 61% by weight cement, about 32% to about 42% water, about 0.28% by weight on a wet basis. -About 1.3 wt% fiber, and about 0.7 wt% to about 2 wt% surfactant.

本発明は、音響吸収性多孔性パネルを製造するプロセスを提供し、このプロセスは、以下:約53重量%〜約68重量%のセメント、約17重量%〜約48重量%の水、約0.05重量%〜約5重量%の繊維、および約0.01重量%〜約10重量%の界面活性剤からなる発泡体スラリーを気泡化させる工程;ならびにこの気泡化した発泡体スラリーを乾燥する工程、を包含する。  The present invention provides a process for producing a sound-absorbing porous panel, the process comprising: about 53 wt.% To about 68 wt.% Cement, about 17 wt.% To about 48 wt.% Water, about 0 wt. Foaming a foam slurry comprising 0.05% to about 5% fiber by weight and about 0.01% to about 10% surfactant by weight; and drying the foamed foam slurry Process.

好適な実施態様においては、上記スラリーが約1重量%〜約10重量%の充填剤をさらに含む。  In a preferred embodiment, the slurry further comprises about 1 wt% to about 10 wt% filler.

好適な実施態様においては、上記充填剤がケイ酸カルシウムである。  In a preferred embodiment, the filler is calcium silicate.

好適な実施態様においては、上記セメントが石膏セメントである。  In a preferred embodiment, the cement is a gypsum cement.

好適な実施態様においては、上記セメント、充填剤、および繊維を乾燥混合し、乾燥混合物を形成する工程をさらに包含する。  In a preferred embodiment, the method further includes the step of dry mixing the cement, filler, and fiber to form a dry mixture.

好適な実施態様においては、上記水および界面活性剤を水性混合して希釈した界面活性剤溶液を生成する工程をさらに包含する。  In a preferred embodiment, the method further includes a step of producing a diluted surfactant solution by mixing the water and the surfactant in water.

好適な実施態様においては、上記乾燥混合物および上記希釈した界面活性剤溶液が組み合わされ発泡体スラリーを形成する。  In a preferred embodiment, the dry mixture and the diluted surfactant solution are combined to form a foam slurry.

好適な実施態様においては、上記パネルの表面に有機コーティングを適用する工程をさらに包含する。  In a preferred embodiment, the method further comprises applying an organic coating to the surface of the panel.

好適な実施態様においては、上記希釈した界面活性剤溶液の温度が約41°F〜約168°Fである。  In a preferred embodiment, the temperature of the diluted surfactant solution is from about 41 ° F. to about 168 ° F.

好適な実施態様においては、上記希釈した界面活性剤溶液の温度が約68°F〜約92°Fである。  In a preferred embodiment, the temperature of the diluted surfactant solution is from about 68 ° F. to about 92 ° F.

好適な実施態様においては、上記パネルの厚さが約0.25インチ〜約1インチである。  In a preferred embodiment, the panel thickness is from about 0.25 inch to about 1 inch.

本発明はまた、セメント状用材を含む音響吸収性多孔性パネルを提供し、このセメント状用材は、セメント、繊維および界面活性剤を含み、このセメント状用材は、約10lb/ft3〜約40lb/ft3の密度、少なくとも12の引っかき抵抗試験値、0.12インチ未満のへこみ、少なくとも0.5のNoise Reduction Coeffecient(騒音減少率)、および90%RHで0.15インチ未満のたるみ試験値を有する。The present invention also provides a sound-absorbing porous panel comprising a cementitious material, the cementitious material comprising cement, fibers and a surfactant, wherein the cementitious material is about 10 lb / ft 3 to about 40 lb. / Ft 3 density, scratch resistance test value of at least 12, dent less than 0.12 inch, Noise Reduction Coefficient of at least 0.5, and sag test value less than 0.15 inch at 90% RH. Have

好適な実施態様においては、上記パネルの密度が約15lb/ft3〜約35l/ft3の密度である。In a preferred embodiment, the panel has a density of about 15 lb / ft 3 to about 35 l / ft 3 .

好適な実施態様においては、上記パネルが、少なくとも18の引っかき抵抗試験値を有する。  In a preferred embodiment, the panel has a scratch resistance test value of at least 18.

好適な実施態様においては、上記パネルが0.10インチ未満のへこみを有する。  In a preferred embodiment, the panel has a dent of less than 0.10 inches.

好適な実施態様においては、上記パネルが、少なくとも0.7の騒音減少率を有する。  In a preferred embodiment, the panel has a noise reduction rate of at least 0.7.

好適な実施態様においては、上記パネルが、90%RHで0.1インチ未満のたるみ試験値を有する。  In a preferred embodiment, the panel has a sag test value of less than 0.1 inches at 90% RH.

好適な実施態様においては、上記パネルが、従来の有用なナイフで切断され得る。  In a preferred embodiment, the panel can be cut with a conventional useful knife.

好適な実施態様においては、上記パネルの水分含有量が5重量%未満の水である。  In a preferred embodiment, the panel has a water content of less than 5% by weight.

好適な実施態様においては、上記パネルが、少なくとも90重量%の多孔性パネルを含む。  In a preferred embodiment, the panel comprises at least 90% by weight of a porous panel.

好適な実施態様においては、上記パネルが、少なくとも90重量%の石膏セメントを含み、少なくとも0.5の騒音減少率を有する。  In a preferred embodiment, the panel comprises at least 90% by weight gypsum cement and has a noise reduction rate of at least 0.5.

好適な実施態様においては、上記騒音減少率が少なくとも0.6である。  In a preferred embodiment, the noise reduction rate is at least 0.6.

好適な実施態様においては、上記騒音減少率が少なくとも0.7である。  In a preferred embodiment, the noise reduction rate is at least 0.7.

好適な実施態様においては、上記パネルが、少なくとも95重量%の石膏セメントを含む。  In a preferred embodiment, the panel comprises at least 95% by weight gypsum cement.

好適な実施態様においては、上記パネルの密度が、約10lb/ft3と約40lb/ft3との間である。In a preferred embodiment, the density of the panel is between about 10 lb / ft 3 to about 40 lb / ft 3.

好適な実施態様においては、上記パネルの密度が、約15lb/ft3と約35lb/ft3との間である。In a preferred embodiment, the density of the panel is between about 15 lb / ft 3 to about 35 lb / ft 3.

好適な実施態様においては、上記パネルの密度が、約25l/ft3と約30l/ft3との間である。In a preferred embodiment, the density of the panel is between about 25l / ft 3 to about 30l / ft 3.

好適な実施態様においては、上記パネルが、少なくとも90重量%の石膏セメントを含み、かつ約10lb/ft3と約40lb/ft3の間の密度を有する。In a preferred embodiment, the panel has a density of between comprises at least 90 wt% of the gypsum cement, and about 10 lb / ft 3 to about 40 lb / ft 3.

好適な実施態様においては、上記パネルの密度が約15lb/ft3と約35lb/ft3との間である。In a preferred embodiment, the density of the panel is between about 15 lb / ft 3 to about 35 lb / ft 3.

好適な実施態様においては、上記パネルの密度が、約25lb/ft3と約30lb/ft3との間である。In a preferred embodiment, the density of the panel is between about 25 lb / ft 3 to about 30 lb / ft 3.

本発明はまた、実質的に組成上均一なセメント状用材を含む音響吸収性多孔性パネルを提供し、この組成上均一なセメント状用材は、セメント、繊維および界面活性剤を含み、このパネルは、2つの相対する表面を有し、これらの相対する表面の一方に隣接する表面部分は、第1の密度を有し、これらの2つの相対する表面の間のパネルの中央の中央部分は、第2の密度を有し、この第1の密度は、この第2の密度より実質的に大きい。  The present invention also provides a sound-absorbing porous panel comprising a substantially compositionally uniform cementitious material, the compositionally uniform cementitious material comprising cement, fibers and a surfactant, the panel comprising: The surface portion adjacent to one of these opposing surfaces has a first density and the central central portion of the panel between these two opposing surfaces is Having a second density, the first density being substantially greater than the second density;

本発明の音響吸収性多孔性パネルは、硬化された水性気泡セメント状用材から構成され、ここで、得られたパネルは、少なくとも90重量%のセメント状用材から構成される。さらに、この水性気泡セメント状用材は、湿潤重量を基準にして、約53重量%〜約68重量%のセメント、約17重量%〜約48重量%の水、約0.05重量%〜約5重量%の繊維、および約0.01重量%〜約10重量%の界面活性剤から構成される。このパネルはさらに、硬化材料内に分散した、パネルの約75容量%〜約95容量%を構成する細孔を含む。  The sound-absorbing porous panel of the present invention is composed of a cured aqueous cellular cementitious material, wherein the resulting panel is composed of at least 90% by weight cementitious material. In addition, the aqueous cellular cementitious material may comprise from about 53 wt% to about 68 wt% cement, from about 17 wt% to about 48 wt% water, from about 0.05 wt% to about 5 wt%, based on wet weight. Consists of weight percent fiber and about 0.01 weight percent to about 10 weight percent surfactant. The panel further includes pores that comprise about 75% to about 95% by volume of the panel dispersed within the curable material.

さらに、本発明は、音響吸収性多孔性パネルを含み、ここで得られるパネルは、少なくとも90重量%のセメント状用材から構成される。この発泡状のセメント状用材は、湿量基準で約54重量%〜約63重量%のセメント質、約32重量%〜約44重量%の水、約0.1重量%〜約3重量%の繊維、および約0.5重量%〜約5重量%の界面活性剤から構成され、この材料の約75容量%〜約95容量%を含む硬化材料内に分散した細孔を有する。  Furthermore, the present invention includes a sound-absorbing porous panel, wherein the resulting panel is composed of at least 90% by weight cementitious material. The foamed cementitious material comprises from about 54 wt% to about 63 wt% cementum, from about 32 wt% to about 44 wt% water, from about 0.1 wt% to about 3 wt% on a wet basis. Consisting of fibers, and about 0.5% to about 5% by weight surfactant, having pores dispersed within the cured material comprising about 75% to about 95% by volume of the material.

本発明は、音響吸収性多孔性パネルを含み、ここで、得られるパネルは、約95重量%のセメント状用材から構成される。発泡状のセメント状用材は、湿潤基準で約56重量%〜約61重量%のセメント質、約32重量%〜約42重量%の水、約0.28重量%〜約1.3重量%の繊維、および約0.7重量%〜約2重量%の界面活性剤から構成され、この材料の約75容量%〜約95容量%を含む硬化材料内に分散した細孔を有する。  The present invention includes a sound-absorbing porous panel, wherein the resulting panel is composed of about 95% by weight cementitious material. Foamed cementitious material is about 56% to about 61% by weight cementum, about 32% to about 42% water, about 0.28% to about 1.3% by weight on a wet basis. Consisting of fibers, and about 0.7% to about 2% by weight of surfactant, having pores dispersed within the cured material comprising about 75% to about 95% by volume of the material.

さらに、本発明は、音響吸収性多孔性パネルを提供するためのプロセスを含む。本プロセス内で、約53重量%と約68重量%との間のセメント質、約17重量%と約48重量%との間の水、約1重量%と約10重量%との間のケイ酸カルシウム、約0.05重量%と約5重量%との間の有機合成繊維、および約0.01重量%〜約10重量%の界面活性剤を含む発泡スラリーは、スラリー内に空気を含めるために通気および泡立たされる。次いで、この通気した発泡状スラリーは、約5重量%未満の水の水分含有量まで乾燥される。  Furthermore, the present invention includes a process for providing a sound-absorbing porous panel. Within the process, between about 53 wt.% And about 68 wt.% Cementum, between about 17 wt.% And about 48 wt.% Water, between about 1 wt.% And about 10 wt. A foamed slurry comprising calcium acid, between about 0.05% and about 5% by weight organic synthetic fiber, and from about 0.01% to about 10% by weight surfactant comprises air in the slurry To be aerated and foamed. The aerated foamed slurry is then dried to a water content of less than about 5% by weight of water.

本発明はまた、セメント状用材、繊維および界面活性剤から形成される、音響吸収性多孔性パネルとして特徴付けられ得る。形成されたパネルは、約10と40lb/ft3との間の密度、および0.12インチ未満のへこみを有する。この発泡状パネルはまた、90%のRHで、少なくとも0.5の騒音減少率、30と40との間(30および40を含む)のSTC、0.150インチ未満のサッグ試験(sag test)の結果を有する。The present invention can also be characterized as a sound-absorbing porous panel formed from cementitious materials, fibers and surfactants. The formed panel has a density between about 10 and 40 lb / ft 3 and a dent of less than 0.12 inches. This foam panel also has 90% RH, a noise reduction rate of at least 0.5, STC between 30 and 40 (including 30 and 40), Sag test less than 0.150 inch With the results of

本発明のこれらの特徴および他の特徴は、添付の図面と組み合わせた場合に、以下の説明を参照してより明らかとなる。  These and other features of the present invention will become more apparent with reference to the following description when taken in conjunction with the accompanying drawings.

本発明は、天井のパネルのような音響吸収性多孔性パネルを形成するのに使用するための発泡状セメント状用材を含む。未硬化の発泡状セメント状用材の処方物(湿重量%)は、約53重量%〜約68重量%のセメント質;約17重量〜約48重量%の水;約0.05重量%〜約5重量%の繊維;および約0.01重量%〜約10重量%の界面活性剤を含み得る。この繊維は、ポリエステルから形成されるもののような、有機合成繊維であり得る。  The present invention includes foamed cementitious materials for use in forming acoustically absorbing porous panels such as ceiling panels. The uncured foamed cementitious material formulation (wet weight percent) is about 53 wt.% To about 68 wt.% Cementum; about 17 wt.% To about 48 wt.% Water; 5% fiber by weight; and from about 0.01% to about 10% surfactant by weight. The fiber can be an organic synthetic fiber, such as that formed from polyester.

未硬化の発泡状セメント状用材の他の処方物(湿重量%)は、約54重量%〜約61重量%のセメント質;約32重量〜約44重量%の水;約0.1重量%〜約3重量%の繊維;および約0.5重量%〜約5重量%の界面活性剤を含み得る。さらに、この未硬化の発泡状セメント状用材(湿重量%)は、約56重量%〜約61重量%のセメント質;約32重量%〜約42重量%の水;約0.28重量%〜約1.3重量%の繊維;および約0.7重量%〜約2重量%の界面活性剤を含み得る。  Other formulations of uncured foamed cementitious material (wet weight percent) are about 54 wt.% To about 61 wt.% Cementum; about 32 wt.% To about 44 wt.% Water; about 0.1 wt. -About 3 wt% fiber; and about 0.5 wt% to about 5 wt% surfactant. Further, the uncured foamed cementitious material (wet weight percent) is about 56 wt.% To about 61 wt.% Cementum; about 32 wt.% To about 42 wt.% Water; About 1.3% by weight fiber; and about 0.7% to about 2% by weight surfactant.

本発明で作製された2つの特定の実施態様には、以下が含まれる:
ポルトランドセメント 59.8重量%
水 35.7重量%
ラウレス(laureth)スルホコハク酸
二ナトリウム界面活性剤 0.9重量%
ポリエステル繊維 0.6重量%
ケイ灰石 3.0重量%
石膏 60.7重量%
水 37.9重量%
ポリエステル繊維 0.8重量%
エトキシル化アルキルフェノール界面活性剤 0.6重量%。
1実施態様において、この処方物は、硬度、取り扱いやすさ、およびパネルのへこみダメージまたは衝撃ダメージの耐性を増加するように特定の添加物をさらに含み得る。発泡状セメント質の全硬度に寄与し得る添加物の例には、約1重量%〜約10重量%の量で典型的に添加されるカルシウム化合物またはシリカが一般に挙げられる。カルシウムベースの硬化剤の例には、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、およびカーボネイトが挙げられ得る。シリカ添加物にはまた、ケイ酸ナトリウム、マイカ、鋭く研がれた砂、ならびにもみ殻灰およびフライアッシュなどのシリカ中に高く存在する特定の灰が挙げられ得る。ケイ酸塩により一定の硬度がパネルに提供され得、この硬度は、スクラッチ耐性試験により典型的に測定される。このスクラッチ耐性試験を使用して、発泡状パネルの表面保全性を測定し、そして10〜25のスケールで見積もられ、ここで、より高い値は、よりスクラッチ耐性表面であることを示す。
Two specific embodiments made with the present invention include the following:
Portland cement 59.8% by weight
35.7% by weight of water
Laureth disodium sulfosuccinate surfactant 0.9% by weight
Polyester fiber 0.6% by weight
Wollastonite 3.0% by weight
Gypsum 60.7% by weight
37.9% by weight of water
Polyester fiber 0.8% by weight
0.6% by weight of ethoxylated alkylphenol surfactant.
In one embodiment, the formulation may further include certain additives to increase hardness, ease of handling, and resistance to panel dent or impact damage. Examples of additives that can contribute to the total hardness of the foamed cementum generally include calcium compounds or silica typically added in an amount of from about 1% to about 10% by weight. Examples of calcium-based curing agents can include calcium oxide, calcium hydroxide, and carbonate. Silica additives can also include sodium silicate, mica, sharpened sand, and certain ash that is high in silica such as rice husk ash and fly ash. Silicate can provide a panel with a certain hardness, which is typically measured by a scratch resistance test. This scratch resistance test is used to measure the surface integrity of the foam panel and is estimated on a scale of 10-25, where higher values indicate a more scratch resistant surface.

(スクラッチ耐性試験)
この試験は、天井のタイルまたはパネルの表面または端部にわたる種々の厚みの「充填剤」ゲイジ(バネ鋼)ストックを「引っ掻く」工程からなる。これにより、試験材料にダメージを与えない最も高度な「充填剤」ゲージ厚(千分の1インチ)を測定する。このメタルタングまたはメタルフィンガーは、列に等しく確実に配置され、そして各々は、約1.875インチの隆起長を有する。このタングの厚さは、列の一端部から他の端部まで増加する。このタングの厚さは、対応する堅さの増加に対応して、10、12、14、16、18、20、22、および25milである。この試料は、フランジを形成するカットアウトよりも低い試料フランジを有するタングのセットの下のホルダーに配置される。このタングは、フランジを形成するカットアウトにおいて試料の表面の下、約7/32インチの距離にタングの底部を有する試料の頂部端にわたって重なり得る。次いで、このタングは、20インチ/分の速さで試料にわたって引かれる。より厚いタングは、より容易にスクラッチされ、より薄いタングよりもより容易に端部にダメージを受ける。
(Scratch resistance test)
This test consists of “scratching” a “filler” gage (spring steel) stock of varying thickness over the surface or edge of a ceiling tile or panel. This measures the most advanced “filler” gauge thickness (thousandth of an inch) that does not damage the test material. The metal tongues or fingers are equally positioned in the row and each has a raised length of about 1.875 inches. The tongue thickness increases from one end of the row to the other. The tongue thickness is 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, and 25 mils corresponding to the corresponding increase in stiffness. This sample is placed in a holder under a set of tongues having a sample flange lower than the cutout that forms the flange. This tongue can overlap across the top edge of the sample with the bottom of the tongue at a distance of about 7/32 inches below the surface of the sample at the cutout forming the flange. This tongue is then pulled across the sample at a rate of 20 inches / minute. Thicker tangs are more easily scratched and more easily damaged at the ends than thinner tangs.

本発明において、このパネルは、約12以上のスクラッチ耐性試験値を有する。このパネルの表面が、有機物コーティング(例えば、塗料など)で被覆される場合、この値は、典型的に少なくとも16であり、そして2種の塗料の被膜がパネルに塗布される場合、少なくとも22程度であり得る。典型的に、このパネルは、平均で、被覆されていないパネルに対して約12と14との間、および単一の塗料の被膜を有するパネルに対して約16と18との間である。  In the present invention, this panel has a scratch resistance test value of about 12 or greater. This value is typically at least 16 when the surface of the panel is coated with an organic coating (eg, paint, etc.), and at least about 22 when two paint films are applied to the panel. It can be. Typically, this panel is on average between about 12 and 14 for an uncoated panel and between about 16 and 18 for a panel with a single paint coating.

さらに、硬度は、ASTM C 367に記載されるような圧縮耐性の関数として測定され得る。この試験を、1インチのボール、30−lbsの力、および1/2インチ/分のクロスヘッドスピードの使用によって改変した。本発明において、このパネルは、典型的に、0.12インチ未満の圧縮耐性またはへこみを有する。代替の実施態様において、この圧縮耐性は、0.1インチ未満であり得、そして第2の代替の実施態様において、この圧縮耐性は、0.08インチ未満であり得る。  In addition, hardness can be measured as a function of compression resistance as described in ASTM C367. This test was modified by the use of a 1 inch ball, a force of 30-lbs, and a crosshead speed of 1/2 inch / min. In the present invention, this panel typically has a compression resistance or dent of less than 0.12 inches. In an alternative embodiment, the compression resistance can be less than 0.1 inches, and in a second alternative embodiment, the compression resistance can be less than 0.08 inches.

パネルによる音響吸収性とは、一部を反射しそして一部を吸収する両方の音エネルギーの機能である。吸収性は、通常、パネルを通じて伝達するか、またはパネル材料により音響エネルギーを熱に変化する、2つの方法のいずれかで生じる。材料によって吸収される音エネルギーの量は、「Standard Test Method for Sound Absorption and Sound Absorption Coefficients by the Reverberation Room Method」と題された標準化試験手順ASTM C423−90aによって測定される。STCの結果を有する試験は、ASTM E 90に記載される挿入損によって測定される。  The acoustic absorption by the panel is a function of both sound energy that reflects part and absorbs part. Absorption typically occurs in one of two ways, either through the panel or by converting acoustic energy into heat by the panel material. The amount of sound energy absorbed by a material is a standardized test procedure titled “Standard Test Method 90” entitled “Standard Test Method for Sound Absorption and Sound Absorption Coefficients by the Revolution Room Method 90”. Tests with STC results are measured by insertion loss as described in ASTM E 90.

吸収性は、パネル表面に吸収される音エネルギー対パネル表面に発生する音エネルギーの比として表現される。この比は、吸収係数(通常Aと記される)と呼ばれる。音エネルギーがより吸収されると、この係数はより1.0に近づく。従って、A=0の場合、音エネルギーは、全く吸収されず、そして全発生音エネルギーは反射される。通常、A=1.0の場合、全音エネルギーが吸収され、発生するエネルギーは全く反射されない。材料の音吸収特性は、振動数および減音データで変化する。音吸収データは、100Hz〜5000Hzの1/3オクターブ振動数帯の関数として記載される。音吸収データは、しばしば、騒音減少率と呼ばれる単数に組み込まれ、これは、250、500、1000および2000Hzにおいて、Aの0.05に最も近い倍数に丸められた平均値から得られる。NRC値がより高くなると、この振動数の範囲での平均音吸収がより大きくなる。  Absorptivity is expressed as the ratio of the sound energy absorbed on the panel surface to the sound energy generated on the panel surface. This ratio is called the absorption coefficient (usually written as A). As sound energy is absorbed more, this factor approaches 1.0. Thus, when A = 0, no sound energy is absorbed and all generated sound energy is reflected. Normally, when A = 1.0, all sound energy is absorbed and the generated energy is not reflected at all. The sound absorption characteristics of the material vary with frequency and sound reduction data. Sound absorption data is described as a function of the 1/3 octave frequency band from 100 Hz to 5000 Hz. Sound absorption data is often incorporated into a singular called noise reduction rate, which is obtained from an average value rounded to the nearest multiple of A at 250, 500, 1000 and 2000 Hz. The higher the NRC value, the greater the average sound absorption in this frequency range.

音響吸収性多孔性パネルは、少なくとも0.5の騒音減少率を有する。さらなる実施態様において、このパネルは、少なくとも0.6のNRCを有し、そしてさらなる実施態様において、このパネルは、少なくとも0.7のNRCを有する。  The acoustically absorbent porous panel has a noise reduction rate of at least 0.5. In a further embodiment, the panel has an NRC of at least 0.6, and in a further embodiment, the panel has an NRC of at least 0.7.

発泡状多孔性セメント材料は、ほとんどの任意のセメントを含み得るが、水硬性セメント(例えば、ポルトランドセメント、シュウ酸水素セメント(sorrel cement)、スラグセメント、フライアッシュセメント、カルシウムアルミナセメント、硫酸カルシウムα半水和物または硫酸カルシウムβ半水和物、天然、合成または化学的に修飾した硫酸カルシウムβ半水和物、ならびに上で参照のセメント成分の混合物または上で参照のセメントの任意の混合物)に限定されない。例えば、カルシウムアルミナセメントとポルトランドセメントとの混合により、多孔性セメント質組成物により速い硬化時間を提供し得る。この材料のケイ酸カルシウム成分は、ケイ灰石またはOrleans Oneとして公知の従来のタイプから選択され得る。  Foamed porous cement material can include almost any cement, but hydraulic cement (eg, Portland cement, sorrel cement, slag cement, fly ash cement, calcium alumina cement, calcium sulfate α Hemihydrate or calcium sulfate β hemihydrate, natural, synthetic or chemically modified calcium sulfate β hemihydrate, as well as a mixture of reference cement components above or any mixture of reference cements above) It is not limited to. For example, mixing a calcium alumina cement and a Portland cement can provide a faster setting time for a porous cementitious composition. The calcium silicate component of this material may be selected from the conventional types known as wollastonite or Orleans One.

発泡セメント用材に添加される繊維は、故意には曲げられていない本質的にまっすぐな繊維としてストランドに添加され得る。代替では、この繊維は縮らされ得、ここで繊維はジグザグ構造のような加えられた湾曲を有する。ポリエステル繊維に加えて、繊維材料は繊維ガラスまたは鉱さい綿を含み得る。他の繊維はまた、得られる材料の弾性係数を上げるために、ポリオレフィンおよびポリアミド材料を含み得る。  The fibers added to the foam cement material can be added to the strands as essentially straight fibers that are not intentionally bent. Alternatively, the fiber can be crimped, where the fiber has an added curvature, such as a zigzag structure. In addition to polyester fibers, the fiber material can include fiberglass or mineral cotton. Other fibers can also include polyolefin and polyamide materials to increase the modulus of elasticity of the resulting material.

本発明における使用のための界面活性剤には、8〜20個の炭素を含有する疎水性分子部分を有する両性、アニオン性および非イオン性部分が挙げられるが、これらに限定されない。このような界面活性剤は、ココナツオイル(例えば、コカミドプロピル(cocamidopropyl)ベタイン、コカミドプロピルヒドロキシスルタイン(hydroxysultaine)およびココアンホプロピオネート)に基づき得る。アニオン性部分には、スルホキサル官能基(例えば、硫黄またはスルホスクシネート)のナトリウム塩が挙げられる。例えば、このようなアニオン性部分には、アルキルベンゼンスルホネート、ナトリウムラウリルエーテルスルフェート、二ナトリウムコカミドジエチルアミン、二ナトリウムコカミドメチルエチルアミンスルホスクシネート、二ナトリウムコカミドメチルイソプロピルアミン、スルホスクシネート、二ナトリウムデセス(deceth)−6スルホスクシネート、二ナトリウムジメチコーンコポリオールスルホスクシネート、二ナトリウムラウレトスルホスクシネート、および二ナトリウムノンキシノール−10スルホスクシネートが挙げられ得る。非イオン性界面活性剤は、エトキシレートおよびアミンオキシド部分(例えば、エトキシル化アルキルフェノール、ココアミンオキシド、ラウルアミンオキシド、ミリスタミンオキシド、オレアミンオキシドおよびコカミドプロピルアミンオキシド)を含む。ポルトランドセメントに好ましい1つの界面活性剤は、二ナトリウムラウレトスルホスクシネートであるが、最適な界面活性剤の選択は、使用されるセメントの特性に依存する。  Surfactants for use in the present invention include, but are not limited to, amphoteric, anionic and nonionic moieties having a hydrophobic molecular moiety containing 8-20 carbons. Such surfactants can be based on coconut oils such as cocamidopropyl betaine, cocamidopropyl hydroxysultain and cocoamphopropionate. Anionic moieties include sodium salts of sulfoxal functional groups (eg, sulfur or sulfosuccinate). For example, such anionic moieties include alkylbenzene sulfonate, sodium lauryl ether sulfate, disodium cocamide diethylamine, disodium cocamide methylethylamine sulfosuccinate, disodium cocamide methylisopropylamine, sulfosuccinate, May include disodium deceth-6 sulfosuccinate, disodium dimethicone copolyol sulfosuccinate, disodium lauret sulfosuccinate, and disodium nonoxynol-10 sulfosuccinate . Nonionic surfactants include ethoxylate and amine oxide moieties such as ethoxylated alkylphenols, cocoamine oxides, rauramine oxides, myristamine oxides, oleamine oxides and cocamidopropylamine oxides. One preferred surfactant for Portland cement is disodium lauret sulfosuccinate, but the choice of optimal surfactant depends on the properties of the cement used.

セメント質発泡材料の代替の調合において、α石膏(例えば、硫酸カルシウムα半水和物)は、セメントの代わりになり得る。α石膏を使用する場合、発泡の目的のため、所望の界面活性剤は、8〜13個の炭素を含む疎水性分子部分を有するエトキシル化アルキルフェノールである。この非イオン性界面活性剤は、石膏に最適な粒子懸濁特性を生じる。  In an alternative formulation of a cementitious foam material, alpha gypsum (eg, calcium sulfate alpha hemihydrate) can be substituted for cement. When alpha gypsum is used, for foaming purposes, the desired surfactant is an ethoxylated alkylphenol having a hydrophobic molecular moiety containing 8 to 13 carbons. This nonionic surfactant produces particle suspension properties that are optimal for gypsum.

発泡材料は、乾燥混合物と水性混合物の両方を合わせて、発泡セメント用材を形成することによって作製され得る。この乾燥混合物は、セメント(例えば、ポルトランド)、ケイ酸カルシウム、および繊維(例えば、ポリエチレンテレフタラート(PET))を、前に開示される量で合わせることによって調製され得る。この繊維は、約0.25インチ〜0.75インチ、好ましくは、約0.5インチの公称(nominal)長、および約0.0005インチ〜約0.007インチの直径を有し得る。この乾燥混合物成分は、乾燥混合装置で合わせられ、繊維およびケイ酸カルシウムが完全に分散するまで混合される。水性混合物は別々に作製され、そして水および界面活性剤(例えば、二ナトリウムラウレトスルホスクシネート)を含む。水性成分は混合されて、希界面活性剤溶液を作製する。さらに、水性成分は典型的に、混合され、そして約41°F〜約168°Fの温度で曝気または発泡される。代替の実施態様において、希界面活性剤溶液は、約58°F〜約142°Fの間、または約68°F〜約92°Fの間の温度で混合され得る。  Foam materials can be made by combining both dry and aqueous mixtures to form a foam cement material. This dry mixture can be prepared by combining cement (eg, Portland), calcium silicate, and fibers (eg, polyethylene terephthalate (PET)) in the amounts previously disclosed. The fibers can have a nominal length of about 0.25 inches to 0.75 inches, preferably about 0.5 inches, and a diameter of about 0.0005 inches to about 0.007 inches. The dry mixture components are combined in a dry mixing device and mixed until the fibers and calcium silicate are completely dispersed. The aqueous mixture is made separately and includes water and a surfactant (eg, disodium lauret sulfosuccinate). The aqueous component is mixed to make a dilute surfactant solution. Further, the aqueous components are typically mixed and aerated or foamed at a temperature of about 41 ° F. to about 168 ° F. In alternative embodiments, the dilute surfactant solution may be mixed at a temperature between about 58 ° F and about 142 ° F, or between about 68 ° F and about 92 ° F.

希界面活性剤溶液は、2段階混合プロセスで乾燥混合物および空気と合わされるか、またはこの希界面活性剤溶液は、乾燥混合物と混合される前に曝気され得る。高剪断段階混合は空気を吸い込み、発泡組成物を作製し、そしてまた成分を分散する。次の工程において、低剪断混合プロセスは、繊維の均一な分散を保証する。これらの成分は混合物中の重量によって、変わり得る。混合は空気を吸い込み、発泡セメント質スラリーを作製し、そして全体に均一に分散する。この発泡スラリーは、所望の形状および厚みを有する鋳型に配置され、次いで硬化される。一旦硬化され乾燥されると、安定なマトリックスに固定された繊維質成分および他の成分と共に、比較的低い密度のセメント用材が形成する。  The dilute surfactant solution can be combined with the dry mixture and air in a two-stage mixing process, or the dilute surfactant solution can be aerated prior to being mixed with the dry mixture. High shear stage mixing inhales air, creates a foamed composition, and also disperses the ingredients. In the next step, the low shear mixing process ensures a uniform dispersion of the fibers. These components can vary depending on the weight in the mixture. Mixing inhales air, creates a foamed cementitious slurry, and distributes it uniformly throughout. This foamed slurry is placed in a mold having the desired shape and thickness and then cured. Once cured and dried, a relatively low density cement material is formed with the fibrous component and other components fixed in a stable matrix.

得られる生成物は、その外面に硬く高密度なスキンを有し、典型的には、形成される材料の厚みの約1%〜約2%未満である。この硬く高密度なスキン層は、図4の写真の上部に見られる。本実施態様において、この表面層は、サンダー仕上げまたは他の機械的もしくは化学的プロセスによって、パネルの片面から除去される。別の実施態様において、出願人は、高密度のスキンを、セメント状用材の硬化の前に除去した。セメント状用材の硬化の前に、高密度の層を除去することによって、サンダー仕上げ工程が排除され、従ってサンダー仕上げのほこり蓄積を軽減する。ラテックス塗料またはシーラーの仕上げコーティングが適用されて、ほこり形成を軽減し、均一で感じの良い色を提供し得る。  The resulting product has a hard, dense skin on its outer surface and is typically about 1% to less than about 2% of the thickness of the material formed. This hard and dense skin layer can be seen at the top of the picture in FIG. In this embodiment, this surface layer is removed from one side of the panel by sanding or other mechanical or chemical process. In another embodiment, Applicants removed the dense skin prior to curing the cementitious material. By removing the dense layer prior to curing the cementitious material, the sander finishing step is eliminated, thus reducing the dust accumulation of the sander finish. A latex paint or sealer finish coating may be applied to reduce dust formation and provide a uniform and pleasing color.

伝統的な鉱物繊維パネルは、部分的に、鉱物繊維、およびそれらが含む再利用新聞用紙の量に一部起因して、色を灰色まで褐色化される。従って、着色コーティングまたは塗料のいくつかの層は、暗い基板を覆いつつ、感じの良い、白色の表面を提供することが必要である。スクラッチまたは他の表面摩耗は、白色の彩色表面と黒い基板との間の色の対比により、容易に目立つ。しかし、セメント状用材は、白色で入手可能であり、これは仕上げコーティングにおいてほとんどまたは全く着色を必要とせず、白色の外観を与える。白色の組み合わせで得られる白色は、表面がスクラッチされていても、透き通った(through)色の外観を生じる。  Traditional mineral fiber panels are browned to gray in part due in part to the amount of mineral fibers and the recycled newsprint they contain. Thus, some layers of colored coatings or paints need to provide a pleasing white surface while covering a dark substrate. Scratches or other surface wear is easily noticeable due to the color contrast between the white colored surface and the black substrate. However, cementitious materials are available in white, which requires little or no coloration in the finish coating and gives a white appearance. The white color obtained from the white combination produces a transparent appearance even when the surface is scratched.

得られる形成された材料は、約10lb/ft3と約40lb/ft3との間の密度を有するセメント質組成物を生成する。代替の実施態様において、パネルは、約15lb/ft3と約35lb/ft3との間、または約20lb/ft3と約30lb/ft3との間の密度を有し得る。この材料はボード、またはパネルとして調製され得、典型的には、約0.25インチ〜約1.0インチ厚である。このような音響パネルは、建設用パネル、壁パネルまたは天井パネルとしての使用に特に適している。Formed resulting material produces a cementitious composition having a density of between about 10 lb / ft 3 to about 40 lb / ft 3. In an alternative embodiment, the panel may have a density of between about 15 lb / ft 3 and between about 35 lb / ft 3 or about 20 lb / ft 3 to about 30 lb / ft 3,. This material can be prepared as a board, or panel, and is typically about 0.25 inches to about 1.0 inches thick. Such acoustic panels are particularly suitable for use as construction panels, wall panels or ceiling panels.

図3の倍率30倍の顕微鏡写真は、繊維およびセメントマトリックス、ならびに材料の得られる構造の隙間のある特徴を示す。この材料は、約1.5mmの直径から約50μm未満までの範囲の細孔を含む。ほとんどは、40μm〜200μmの範囲である。これらの隙間のある細孔は、材料の容量の約75%〜約95%を構成する。  The 30 × magnification micrograph in FIG. 3 shows the interstitial characteristics of the fiber and cement matrix and the resulting structure of the material. This material includes pores ranging from a diameter of about 1.5 mm to less than about 50 μm. Most are in the range of 40 μm to 200 μm. These interstitial pores constitute about 75% to about 95% of the material volume.

得られる組成物中に存在する強化繊維は、マトリックスに引張り強さを提供する。構造全体にわたって、強化繊維は結晶セメント構造を通過し、またそして発泡プロセスによって作製される細孔を通過する。  The reinforcing fibers present in the resulting composition provide tensile strength to the matrix. Throughout the structure, the reinforcing fibers pass through the crystal cement structure and through the pores created by the foaming process.

完成したパネルは、高密度の境界層に示される。これは、図4の倍率30倍の顕微鏡写真を示す。この高密度の境界層は、約150μm〜225μmの厚さであり、パネルの両面に存在する。これは、もし存在すれば、わずかな発泡誘発細孔を含み、従って、発泡なしのセメント質セメントとほぼ同じ密度である。結晶マトリックス中のミクロンサイズの隙間によって形成される、この境界層に比較的小さな程度の間隙率がさらに存在する。しかし、この間隙率は非常に低く、その結果、硬く、高密度の表面層が生じる。  The finished panel is shown in a dense boundary layer. This shows a photomicrograph at a magnification of 30 in FIG. This dense boundary layer is about 150 μm to 225 μm thick and is present on both sides of the panel. This, if present, contains few foam-inducing pores and is therefore about the same density as the unfoamed cementitious cement. There is also a relatively small degree of porosity in this boundary layer, formed by micron-sized gaps in the crystal matrix. However, this porosity is very low, resulting in a hard and dense surface layer.

図5の倍率100倍の高拡大率図は、マトリックスの網状構造を示す。組成物中の細孔は、材料全体にわたって小さく微視的なトンネルの複雑な網状ネットワークを形成する。また、この図において、マトリックス中のより大きな細孔と相互連絡した、100μmから225μmより小さい幅の細孔がはっきりと見える。  The high magnification diagram of 100 × magnification in FIG. 5 shows the matrix network. The pores in the composition form a complex network of small microscopic tunnels throughout the material. Also visible in this figure are pores with a width of less than 100 μm to 225 μm interconnected with larger pores in the matrix.

図6の倍率300倍の顕微鏡図において、連結した結晶の間の隙間から得られる数ミクロンほどの小さな細孔が、見られ得る。個々の結晶性セメント粒子もまた、この顕微鏡写真で見られ得る。このセメント粒子は、顕微鏡写真の解像度の下限である、約1μmから、薄く平らな構造である、幅約10μm〜約50μmの範囲のサイズであり、おそらく1ミクロン厚未満である。幅が約200μm〜約225μmまでの他の細孔もまた、このマトリックス内に見られる。結晶のより大きなネットワークが、製造中に水泡のセルの周りに形成され、材料中でこれらおよびより大きい細孔を作製する。水として互いに結合したセメント結晶は、硬化中に結晶に結合される。ランダムに成形された結晶の間の化学結合は、図6で一緒に示される大きな結晶および小さな結晶のネットワークを保持する。これらの結晶は、この連結ネットワーク内で、ランダムに整列される。材料から作製されるパネルに優れた耐久性および強度を提供するのは、セメント内およびポリエステル繊維の周りの結晶構造のこの連結である。  In the micrograph at 300 × magnification in FIG. 6, pores as small as a few microns obtained from the gaps between the connected crystals can be seen. Individual crystalline cement particles can also be seen in this micrograph. The cement particles have a size ranging from about 1 μm, the lower limit of micrograph resolution, to a thin flat structure, from about 10 μm to about 50 μm wide, and probably less than 1 micron thick. Other pores with a width from about 200 μm to about 225 μm are also found in this matrix. Larger networks of crystals are formed around the foam cell during manufacture, creating these and larger pores in the material. Cement crystals that are bonded together as water are bonded to the crystals during curing. The chemical bonds between randomly shaped crystals retain the network of large and small crystals shown together in FIG. These crystals are randomly aligned within this connected network. It is this linkage of the crystalline structure in the cement and around the polyester fibers that provides excellent durability and strength to panels made from the material.

この組成物の1つの特徴は、非常にわずかな成分を合わせて、建設用パネルを作製するのに適切な耐久性、防音性、繊維質のセメント質構造を作製する方法である。組成物の別の特徴は、高NRCおよびSTCとの組み合わせにおける耐久性である。そしてさらに別の特徴は、高間隙率、この発泡セメント質構造にわたる細孔の分布により特徴づけられる建築用パネルである。このパネルの容量の約75%〜約95%が空気である。  One feature of this composition is how to combine very few ingredients to make a durable, soundproof, fibrous cementitious structure suitable for making construction panels. Another feature of the composition is durability in combination with high NRC and STC. Yet another feature is an architectural panel characterized by a high porosity, pore distribution across this expanded cementitious structure. About 75% to about 95% of the volume of the panel is air.

サンダー仕上げまたは他の手段によって、一面から高密度の境界層を除去する工程は、非常に多孔性の構造のセメント質発泡組成物を曝し、高度な音響吸収性のパネルを生じる。高密度境界層の裏面を無傷のままにすることにより、さらなるバッキング材料(例えば、ホイルまたは有機コーティング)の必要性なしで高いSTCが生じる。  Removing the dense boundary layer from one side by sanding or other means exposes a highly porous structural cementitious foam composition, resulting in a highly sound absorbing panel. By leaving the backside of the dense boundary layer intact, a high STC results without the need for additional backing material (eg, foil or organic coating).

セメント状用材は、湿気に対して比較的耐性である。これはサッグ試験により決定される値として数量化され得る。以下は、様々な実施態様の近似の4サイクルサッグ試験の範囲である。各サイクルは、2ft×2ftのサンプルを82°Fで17時間、90%のRHに供し、続いて82°Fで6時間35%のRHに供する工程からなる。一実施態様において、90%RHの場合、典型的に、0.15インチ未満のサッグが生じる。第2の実施態様において、90%RHの場合、典型的に、0.1インチ未満のサッグが生じる。第3の実施態様において、90%RHの場合、典型的に、0.05インチ未満のサッグが生じる。  Cementitious materials are relatively resistant to moisture. This can be quantified as a value determined by a sag test. The following is a range of approximate 4-cycle sag tests for various embodiments. Each cycle consists of subjecting a 2 ft × 2 ft sample to 82% F for 17 hours and 90% RH, followed by 82% F for 6 hours to 35% RH. In one embodiment, 90% RH typically results in a sag of less than 0.15 inches. In the second embodiment, 90% RH typically results in a sag less than 0.1 inches. In a third embodiment, 90% RH typically results in a sag less than 0.05 inches.

硬化セメント状用材は建設用パネルを形成し得、このパネルは、約40ミクロン〜約200ミクロンの平均孔径を有するこの発泡セメント質構造全体にわたる細孔の高い多孔性および分布の両方を含む。さらに、材料内のマトリックスの網状特性は、ほとんどの細孔が他の細孔に曝され、効果的な音の吸収のための材料を通る多数の通路を作製する様なものである。パネルは、セメント、ポリエステル繊維、水および界面活性剤から構成される自己支持マトリックス構造を有する。デンプンまたは他の外部結合系は、成分を一緒に保持するのに必要でない。他のこのような結合材は、所望ならば添加され得るが、これらの含有物は必要ではない。なぜなら、ポリマー繊維と合わせられた結晶セメントは、形成されるパネルの強く結合された一次構造を形成するためである。  The hardened cementitious material may form a construction panel that includes both a high porosity and distribution of pores throughout the expanded cementitious structure having an average pore size of about 40 microns to about 200 microns. In addition, the reticulated nature of the matrix within the material is such that most pores are exposed to other pores, creating multiple passages through the material for effective sound absorption. The panel has a self-supporting matrix structure composed of cement, polyester fibers, water and surfactant. Starch or other external binding systems are not necessary to hold the ingredients together. Other such binders can be added if desired, but these inclusions are not necessary. This is because the crystal cement combined with the polymer fibers forms a strongly bonded primary structure of the formed panel.

上記に実施態様が例示および記載されてきたが、本発明の特徴および構成要素に関して変更が行われ得ることが理解される。従って、本発明は様々な形態のみを開示したが、多くの追加、削除および改変が、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、ここで行われ得、上記の特許請求の範囲で記載される以外で過度の制限は課せられるべきではないことが当業者に明らかである。例えば、式内で使用されるセメントの種類は、材料の所望の特性に基づいて変わり得る。さらに、繊維の種類、長さおよび直径は、パネルから構成される最終生成物の強度要件に基づいて変わり得る。  While embodiments have been illustrated and described above, it will be appreciated that changes may be made in the features and components of the invention. Accordingly, although the invention has disclosed only various forms, many additions, deletions and modifications can be made herein without departing from the spirit and scope of the invention and are set forth in the following claims. It will be apparent to those skilled in the art that undue limitations should not be imposed other than. For example, the type of cement used in the formula can vary based on the desired properties of the material. Further, the fiber type, length and diameter can vary based on the strength requirements of the final product comprised of the panels.

硬化した水性の発泡化セメント物質から形成される音響吸収性多孔性パネルであって、約53湿重量%〜約68湿重量%のセメント、約17重量%〜約48重量%の水、約0.05重量%〜約5重量%の繊維、および約0.01重量%〜約10重量%の界面活性剤からなる、音響吸収性多孔性パネル。このパネルはまた、硬化した物質内に分布される、物質の容積の約75%〜約95%を含む孔を有する。このセメントに基づく、発泡体化されたパネルは、強化された耐久性および耐湿性を伴う良好な音響効果を提供する。  A sound-absorbing porous panel formed from a cured aqueous foamed cement material, comprising about 53% to about 68% by weight cement, about 17% to about 48% water, about 0% A sound-absorbing porous panel consisting of .05 wt% to about 5 wt% fiber and about 0.01 wt% to about 10 wt% surfactant. The panel also has pores comprising about 75% to about 95% of the volume of material distributed within the cured material. This cement-based foamed panel provides a good acoustic effect with enhanced durability and moisture resistance.

発明の効果Effect of the invention

本発明によれば、良好な音響性能を有するが材料の構造耐久性は維持される、天井および他の構造パネルにおける使用のための低密度材料が作製される。  In accordance with the present invention, low density materials are produced for use in ceilings and other structural panels that have good acoustic performance but maintain the structural durability of the material.

図1は、先行技術に従って作製された鉱さい綿材料の顕微鏡写真(30倍)である。  FIG. 1 is a photomicrograph (30 ×) of a mineral cotton material made according to the prior art. 図2は、先行技術に従って作製された積層ベースの音響パネルの斜視概略図である。  FIG. 2 is a perspective schematic view of a laminate-based acoustic panel made according to the prior art. 図3は、本発明に従って作製された材料の顕微鏡写真(30倍)である。  FIG. 3 is a photomicrograph (30 ×) of a material made in accordance with the present invention. 図4は、本発明に従って作製された材料の顕微鏡写真(30倍)である。  FIG. 4 is a photomicrograph (30 ×) of a material made according to the present invention. 図5は、本発明に従って作製された材料の顕微鏡写真(100倍)である。  FIG. 5 is a photomicrograph (100 ×) of a material made in accordance with the present invention. 図6は、本発明に従って作製された材料の顕微鏡写真(300倍)である。  FIG. 6 is a photomicrograph (300 ×) of a material made in accordance with the present invention.

201 内部層
202 外部層
201 inner layer 202 outer layer

Claims (50)

音響吸収性多孔性パネルであって、湿量基準で、56重量%〜61重量%のセメント、3
2重量%〜42重量%の水、0.28重量%〜1.3重量%の繊維、および0.7重量%
〜2重量%の界面活性剤を含む、硬化水性発泡セメント状用材;ならびに該材料の75容
積%〜95容積%を構成する、該硬化性材料内に分布した細孔、を備え、
前記細孔が、40μm〜200μmの平均直径を有し、そして他の細孔に対して開口し
て前記セメント状用材を通過する経路を作製しており、それによって音響が効率的に吸収
され、そして
前記パネルが、20lb/ft3と30lb/ft3との間の密度を有する、
音響吸収性多孔性パネル。
Sound-absorbing porous panel, 56% to 61% by weight cement, 3% by weight
2% to 42% water, 0.28% to 1.3% fiber, and 0.7% by weight
A hardened aqueous foam cementitious material comprising ˜2% by weight of a surfactant; and pores distributed within the curable material comprising 75% to 95% by volume of the material;
The pores have an average diameter of 40 μm to 200 μm and create a path that opens to the other pores and passes through the cementitious material, whereby the sound is efficiently absorbed; And the panel has a density between 20 lb / ft 3 and 30 lb / ft 3 ,
Sound-absorbing porous panel.
前記発泡セメント状用材がまた、1重量%〜10重量%の充填剤を含む、請求項1に記載
の音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 1, wherein the foamed cementitious material also contains 1 wt% to 10 wt% filler.
前記充填剤がケイ酸カルシウムである、請求項2に記載の音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 2, wherein the filler is calcium silicate.
前記ケイ酸カルシウムがケイ灰石である、請求項3に記載の音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 3, wherein the calcium silicate is wollastonite.
前記セメントが、石膏セメント、ポルトランドセメント、シュウ酸水素セメント、スラグ
セメント、フライアッシュセメント、カルシウムアルミナセメント、およびそれらの混合
物からなる群より選択される、請求項1に記載の音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 1, wherein the cement is selected from the group consisting of gypsum cement, Portland cement, hydrogen oxalate cement, slag cement, fly ash cement, calcium alumina cement, and mixtures thereof. .
前記石膏セメントが、硫酸カルシウムα半水和物および硫酸カルシウムβ半水和物からな
る群より選択される、請求項5に記載の音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 5, wherein the gypsum cement is selected from the group consisting of calcium sulfate α hemihydrate and calcium sulfate β hemihydrate.
前記石膏セメントが、合成硫酸カルシウムβ半水和物および化学的に修飾された硫酸カル
シウムβ半水和物からなる群より選択される、請求項5に記載の音響吸収性多孔性パネル

The sound-absorbing porous panel according to claim 5, wherein the gypsum cement is selected from the group consisting of synthetic calcium sulfate β hemihydrate and chemically modified calcium sulfate β hemihydrate.
前記界面活性剤が、両イオン性、陰イオン性、および非イオン性部分からなる群より選択
される、請求項1に記載の音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 1, wherein the surfactant is selected from the group consisting of zwitterionic, anionic, and nonionic moieties.
前記界面活性剤が、8〜20個の炭素を含む疎水性部分からなる群より選択される部分を
さらに含む、請求項8に記載の音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 8, wherein the surfactant further comprises a portion selected from the group consisting of a hydrophobic portion containing 8 to 20 carbons.
前記界面活性剤が、ベタイン、スルテイン、プロピオネート、スルフェート、スルホスク
シネート、およびアミンオキシドからなる群より選択される、請求項8に記載の音響吸収
性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 8, wherein the surfactant is selected from the group consisting of betaine, sultaine, propionate, sulfate, sulfosuccinate, and amine oxide.
前記界面活性剤が、コカミドプロピルベタイン、コカミドプロピルヒドロキシスルテイン
、ココアンフォプロピオネート、コカミドプロピルアミンオキシド、コカミンオキシド、
ラウラミンオキシド、ミリスタミンオキシドおよびオレアミンオキシドからなる群より選
択される、請求項8に記載の音響吸収性多孔性パネル。
The surfactant is cocamidopropyl betaine, cocamidopropylhydroxysultein, cocoamphopropionate, cocamidopropylamine oxide, cocamamine oxide,
The sound-absorbing porous panel according to claim 8, selected from the group consisting of lauramine oxide, myristamine oxide and oleamine oxide.
前記界面活性剤が、エトキシル化アルキルフェノールを含む、請求項1に記載の音響吸収
性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 1, wherein the surfactant comprises an ethoxylated alkylphenol.
前記パネルの表面に隣接して形成され、該パネルの全体の厚さの2%未満を構成する高密
度被膜をさらに備える、請求項1に記載の音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 1, further comprising a high-density coating formed adjacent to the surface of the panel and constituting less than 2% of the total thickness of the panel.
前記パネルの両面に対して形成され、該パネルの全体の厚さの2%未満を構成する高密度
被膜をさらに備える、請求項13に記載の音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 13, further comprising a high-density coating formed on both sides of the panel and constituting less than 2% of the total thickness of the panel.
前記細孔の平均直径が、100μmと50μmとの間である、請求項1に記載の音響吸収
性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 1, wherein the average diameter of the pores is between 100 μm and 50 μm.
前記繊維が、0.25インチから0.75インチの長さであり、そして直径が0.000
5インチ〜0.007インチである、請求項1に記載の音響吸収性多孔性パネル。
The fibers are 0.25 inches to 0.75 inches long and have a diameter of 0.000
The sound-absorbing porous panel according to claim 1, which is 5 inches to 0.007 inches.
前記繊維が、ポリエステル、ポリアミド、およびポリオレフィンからなる群より選択され
る合成有機繊維である、請求項1に記載の音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 1, wherein the fiber is a synthetic organic fiber selected from the group consisting of polyester, polyamide, and polyolefin.
前記ポリエステル繊維が、ポリエチレンテレフタレート繊維である、請求項17に記載の
音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 17, wherein the polyester fiber is a polyethylene terephthalate fiber.
前記繊維がクリンピングしている、請求項1に記載の音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 1, wherein the fibers are crimped.
前記パネルが、音響天井タイルである、請求項1に記載の音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 1, wherein the panel is an acoustic ceiling tile.
前記パネルの騒音減少率が、少なくとも0.5である、請求項1に記載の音響吸収性多孔
性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 1, wherein the panel has a noise reduction rate of at least 0.5.
前記パネルの騒音減少率が、少なくとも0.7である、請求項21に記載の音響吸収性多
孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 21, wherein a noise reduction rate of the panel is at least 0.7.
音響伝送率の範囲が、30〜40の間である、請求項1に記載の音響吸収性多孔性パネル

The sound-absorbing porous panel according to claim 1, wherein the range of the sound transmission rate is between 30 and 40.
請求項1に記載の音響吸収性多孔性パネルを製造するプロセスであって、以下:56重量
%〜61重量%のセメント、32重量%〜42重量%の水、0.28重量%〜1.3重量
%の繊維、および0.7重量%〜2重量%の界面活性剤からなる発泡体スラリーに通気さ
せる工程;ならびに該通気した発泡体スラリーを乾燥する工程、を包含する、プロセス。
A process for producing a sound-absorbing porous panel according to claim 1, comprising: 56% to 61% by weight cement, 32% to 42% water, 0.28% to 1.%. Aerating a foam slurry comprising 3% by weight fibers and 0.7% to 2% by weight surfactant; and drying the aerated foam slurry.
前記スラリーが1重量%〜10重量%の充填剤をさらに含む、請求項24に記載のプロセ
ス。
25. The process of claim 24, wherein the slurry further comprises 1 wt% to 10 wt% filler.
前記充填剤がケイ酸カルシウムである、請求項25に記載のプロセス。
26. The process of claim 25, wherein the filler is calcium silicate.
前記セメントが石膏セメントである、請求項24に記載のプロセス。
The process according to claim 24, wherein the cement is a gypsum cement.
前記セメント、充填剤、および繊維を乾燥混合し、乾燥混合物を形成する工程をさらに包
含する、請求項24に記載のプロセス。
25. The process of claim 24, further comprising dry mixing the cement, filler, and fiber to form a dry mixture.
前記水および界面活性剤を水性混合して希釈した界面活性剤溶液を生成する工程をさらに
包含する、請求項28に記載のプロセス。
30. The process of claim 28, further comprising the step of aqueous mixing the water and surfactant to produce a diluted surfactant solution.
前記乾燥混合物および前記希釈した界面活性剤溶液が組み合わされ発泡体スラリーを形成
する、請求項29に記載のプロセス。
30. The process of claim 29, wherein the dry mixture and the diluted surfactant solution are combined to form a foam slurry.
前記パネルの表面に有機コーティングを適用する工程をさらに包含する、請求項24に記
載のプロセス。
25. The process of claim 24, further comprising applying an organic coating to the surface of the panel.
前記希釈した界面活性剤溶液の温度が41°F〜168°Fである、請求項29に記載の
プロセス。
30. The process of claim 29, wherein the temperature of the diluted surfactant solution is from 41 [deg.] F to 168 [deg.] F.
前記希釈した界面活性剤溶液の温度が68°F〜92°Fである、請求項32に記載のプ
ロセス。
35. The process of claim 32, wherein the temperature of the diluted surfactant solution is 68 [deg.] F to 92 [deg.] F.
前記パネルの厚さが0.25インチ〜1インチである、請求項24に記載のプロセス。
25. The process of claim 24, wherein the thickness of the panel is from 0.25 inch to 1 inch.
請求項1に記載の音響吸収性多孔性パネルであって、該パネルは、少なくとも12の引っ
かき抵抗試験値、0.12インチ未満のへこみ、少なくとも0.5のNoiseRedu
ction
Coeffecient(騒音減少率)、および90%RHで0.15インチ未満のたる
み試験値を有する、音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel of claim 1, wherein the panel has a scratch resistance test value of at least 12, a dent of less than 0.12 inches, and a NoiseRedu of at least 0.5.
ction
A sound-absorbing porous panel having a coeffecient (sound reduction) and a sag test value of less than 0.15 inches at 90% RH.
前記パネルが、少なくとも18の引っかき抵抗試験値を有する、請求項35に記載の音響
吸収性多孔性パネル。
36. The sound absorbing porous panel of claim 35, wherein the panel has a scratch resistance test value of at least 18.
前記パネルが0.10インチ未満のへこみを有する、請求項35に記載の音響吸収性多孔
性パネル。
36. The sound absorbing porous panel of claim 35, wherein the panel has a dent of less than 0.10 inches.
前記パネルが、少なくとも0.7の騒音減少率を有する、請求項35に記載の音響吸収性
多孔性パネル。
36. The sound absorbing porous panel of claim 35, wherein the panel has a noise reduction rate of at least 0.7.
前記パネルが、90%RHで0.1インチ未満のたるみ試験値を有する、請求項35に記
載の音響吸収性多孔性パネル。
36. The sound absorbing porous panel of claim 35, wherein the panel has a sag test value of less than 0.1 inches at 90% RH.
前記パネルが、ナイフで切断され得る、請求項35に記載の音響吸収性多孔性パネル。
36. The sound absorbing porous panel of claim 35, wherein the panel can be cut with a knife.
前記パネルの水分含有量が5重量%未満の水である、請求項35に記載の音響吸収性多孔
性パネル。
36. The acoustically absorbent porous panel according to claim 35, wherein the panel has a water content of less than 5% by weight.
該セメント状用材が多孔性パネルの少なくとも90重量%を構成する、請求項35に記載
の音響吸収性多孔性パネル。
36. The acoustically absorbent porous panel according to claim 35, wherein the cementitious material comprises at least 90% by weight of the porous panel.
前記セメントが少なくとも90重量%の石膏セメントを含み、前記パネルが少なくとも0
.5の騒音減少率を有する、請求項1に記載の音響吸収性多孔性パネル。
The cement comprises at least 90 wt% gypsum cement and the panel is at least 0;
. The sound-absorbing porous panel according to claim 1, having a noise reduction rate of 5. 5.
前記騒音減少率が少なくとも0.6である、請求項43に記載の音響吸収性多孔性パネル

44. The acoustically absorbent porous panel according to claim 43, wherein the noise reduction rate is at least 0.6.
前記騒音減少率が少なくとも0.7である、請求項44に記載の音響吸収性多孔性パネル

45. The sound-absorbing porous panel according to claim 44, wherein the noise reduction rate is at least 0.7.
前記セメントが、少なくとも95重量%の石膏セメントを含む、請求項43に記載の音響
吸収性多孔性パネル。
44. The acoustically absorbent porous panel of claim 43, wherein the cement comprises at least 95% by weight gypsum cement.
前記パネルの密度が、25lb/ft3と30lb/ft3との間である、請求項43に記
載の音響吸収性多孔性パネル。
44. The sound-absorbing porous panel according to claim 43, wherein the density of the panel is between 25 lb / ft 3 and 30 lb / ft 3 .
前記セメントが少なくとも90重量%の石膏セメントを含む、請求項1に記載の音響吸収
性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel of claim 1, wherein the cement comprises at least 90 wt% gypsum cement.
前記パネルの密度が、25lb/ft3と30lb/ft3との間である、請求項48に記
載の音響吸収性多孔性パネル。
49. The sound-absorbing porous panel according to claim 48, wherein the density of the panel is between 25 lb / ft 3 and 30 lb / ft 3 .
実質的に組成上均一なセメント状用材を含む請求項1に記載の音響吸収性多孔性パネルで
あって、該組成上均一なセメント状用材は、セメント、繊維および界面活性剤を含み、該
パネルは、2つの相対する表面を有し、該相対する表面の一方に隣接する表面部分は、第
1の密度を有し、該2つの相対する表面の間の中央部分は、第2の密度を有し、該第1の
密度は、該第2の密度より実質的に大きい、音響吸収性多孔性パネル。
The sound-absorbing porous panel according to claim 1, comprising a substantially compositionally uniform cementitious material, wherein the compositionally uniform cementitious material comprises cement, fibers and a surfactant. Has two opposing surfaces, a surface portion adjacent to one of the opposing surfaces has a first density, and a central portion between the two opposing surfaces has a second density. A sound-absorbing porous panel comprising and having the first density substantially greater than the second density .
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