JPH02243335A - 剛性、自立型防音無機ファイバボード及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は無機ファイバボードに関するものであり、特に
無機ファイバ防音ボードまたはユニットおよびこのボー
ドまたはユニットの製造方法に関するものである。

［従来技術と問題点］ 無機ファイバボード（例えば、防音パネル）は、無機フ
ァイバの不燃性の故に植物性ファイバボードと比較して
商業価値を有する。通常防音パネルは無機ウール繊維と
デンプン結合剤とによって構成される。これらのパネル
に機械的穿孔処理または亀裂形成処理を実施する事によ
って所望の防音効率を与える。多くの通常の天井建材に
おいて、音響の吸収性のためにパーフォレーションが必
要であり、また二、三の場合には装飾的効果を示すが、
パーフォレーションが外観を損なう場合もある。このよ
うな場合、パーフォレーションを有しないが高い音響吸
収特性を示す天井パネルを使用する事が好ましいであろ
う。

［発明の目的および効果］ 本発明は、パネルのｉａ械的穿孔処理または亀裂成形処
理の必要なく、高度に防音性の天井パネルを製造する事
のできる改良型無機ファイバ含有組成物に関するもので
ある。

また本発明は、すぐれた強度と防音特性と、高度に装飾
的な表面など、所望の物性組合せを有する改良型無機フ
ァイバ含有ファイバボードの製法に関するものである。

［発明の概要］ 本発明によれば、機械的穿孔処理または亀裂形成処理の
必要なく、高度に防音性のファイバボードを形成するに
十分な無機材料を含むファイバボードが提供される。好
ましい無機材料は、無機ファイバ、例えば無機ウール、
およびパーライトであるが、他の無機充填剤を使用する
事もできる。

しかし、このファイバボードにおいては粘土は除外され
、粘土を除外すると共に比較的小量のセルローズ材料、
例えば新聞用紙を使用する結果、特に高い防音係数（Ｎ
ＲＣ）が得られる。本発明のファイバボードは望ましく
は無機ウール、パーライト、セルローズ繊維および結合
剤を適当割合で含有し、ボードの表面に達する孔を備え
る必要なく高いＮＲＣを与える。

本発明は特に、約５０乃至７０重量％の無機ファイバと
、１５乃至３５重量％のパーライトと、１乃至１０重量
％のセルローズファイバと、４乃至１５重量％の結合剤
との混合物から成る剛性自立型防音ファイバボードに関
するものである。

防音無機ファイバボードを製造するため任意の通常法を
使用する事ができるが、本発明の高防音性ファイバボー
ドは好ましくは通常の湿式１程において無機ファイバと
デンプンなどの結合剤とのスラリか連続的に移動金網上
に堆積され、排水作用および吸収作用によって水分が除
去される。このように形成されたマントを乾燥し結合剤
を固化させた後に、マットをその設置に適したユニット
状に切断する。製品の外観を改良するため、研磨作用に
よって精はだ目外観を与える。さらに防音特性を改良す
る事が望ましいなら、この製品に対して亀裂形成加工ま
たは穿孔加工を実施してパーフオレーション面を形成す
る。

本発明の好ましい実施態様において、スラリ成分の湿式
混合に際してノジュール化された無機ファイバからファ
イバボードを製造する。各成分が十分な無機ファイバノ
ジュール化を生じるために必要な高いスラリ濃度（例え
ば５％以上）を得る事のできる水量と共に、通常の混合
−保持装置の中に加えら、この装置から通常のヘッドボ
ックスを通して長網などのファイバボード形成金網上に
流される。このようにして形成された湿式抄紙マットを
圧縮して乾燥する。望ましくは、￥ｉ燥されたファイバ
ボードの表面を加工して、魅力ある表面を含む好ましい
特性組合せを有する製品を得る。

この表面加工はブラッシング法またはブラスティング法
（例えば、遠心型ブラスティング装置）などの研磨法、
または装飾面を得る他の任意の処理法を含む。

無機ウールまたは類似物と結合剤とから成る無機ファイ
バボードの防音特性は、ボード形成組成物中に特定量の
パーライトと、約１０重量％（乾燥固体ベース）のセル
ローズ材料とを使用し、組成物から粘土を除外する事に
よって大幅に増進される。たるみ度および耐火性、大パ
ネル寸法の十分な強度など、市販の防音ボードについて
要求される他の特性と共に、高い防音係数を得るために
は、使用される材料の量が臨界的である事が発見された
。下記の表は−本発明の防音パネルの形成に使用される
好ましい配合物の乾燥ベース重量％で示された固体量を
示す。

本発明に防音ボードの無機ファイバ成分は、岩石、スラ
グ、溶融ガラス、そのガラス混合物およびその他、ガラ
スに変換されうる加熱液化性材料から形成されたウール
または繊維を含む。通常、無機ファイバは１０またはこ
れ以上の長さ：直径比を有し、その長さは０．１〜１０
０１１１１の範囲内−代表的には１〜１０ｆｆｉ■の範
囲内、直径はＯ−１〜２５μの範囲内にある０本発明に
おいて使用される無機ウールは代表的には約４〜８ミク
ロンの繊維直径を有し、約０．８０〜１．１０の酸／塩
基比と下記の組成を有する。

無機ウールの組成 代五並Ｓ　　　　紅皿叉 ５ｉＯ２４５４２−４８ Ａ１□０３８　　　　　７−９ ＣａＯ３７３６−３８ Ｍｇ０　　　　　　　７　　　　　６−９また繊維はセ
ルローズ繊維と結合剤とを含む。スラリの固体は約５０
ｅ１〜８５算の無機ファイバと、約１％〜１０％、好ま
しくは１％〜８％のセルローズ繊維と、本発明のファイ
バボードを形成するに十分な量の結合剤、例えば約５％
〜１５％の結合剤とを含む。

セルローズ繊維は木材繊維、−次または二次紙繊維、リ
ンターまたは類似物どする事ができる。

繊維長は一般に約１／４インチ（６，３５＋＋＋ｍ）と
する。本発明において使用するのに特に好ましい繊維は
、約１／４ａ＋＠〜５ｍ＋ａの長さ、平均長的１ｍｍの
新聞泪紙繊維である。

本発明のファイバボード形成組成中において結合剤とし
て各種の材料を使用する事ができる。有用な結合剤はデ
ンプン、化学的変性デンプン、フェノール−フォルムア
ルデヒド、およびその他の人工樹脂結合剤、ケイ酸ナト
リウム、ニカワ、カゼイン、ゴムラテックス、水性ゴム
分散系またはエマルジョン、アスファルトエマルジョン
またはその混合物である。結合剤は米国特許第２　、７
７３　。

７６４号に記載のように小量の生クラフトパルプを含む
事ができる。

本発明の無機ファイバ含有組成物中には各種の添剤が使
用される。好ましい充填剤は無機質のものである。平均
粒径約５μｍ以下のように過度に微細な無機充填剤の使
用を防止する事が好ましい。

好ましくは本発明の組成物は、約１５〜３５、好ましく
は２１〜２８、さらに好ましくは２３〜２６重量％（乾
燥固体ベース）の膨張パーライト粒子を含有し、このパ
ーライト粒子は約３．０〜８．０、好ましくは５．０−
８．０のｐｃｆ　（４８−０〜１２８．０、好ましくは
８０．０〜１２８．０　ｋｇ／ｍ”）の範囲内の密度を
有する事が好ましい。本発明において使用される膨張パ
ーライトは下記の代表的スクリーン分析値を有する。

膨張パーライトの代表的スクリーン分析値スラリはさら
に、保存剤、湿潤剤、泡消し剤、リテンションエイズ、
サイジング剤、および損紙など、通常の無機ファイバボ
ード形成組成物において使用されるその他の補助材料を
含有する事ができる。このような補助添剤の量は当業者
によって容易に決定される。

以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明す
る。

［実施例］ 本発明による無機ファイバボードの好ましい湿式１程に
おいては、無機ウール、パーライト、デンプンおよびセ
ルローズ繊維を含む固体材料が撹拌手段２を備えた適当
な容器上の中で水によってスラリ化され混合される。無
機ウール含有スラリは約２〜８重量％の固体含有濃度を
有する事ができる。望ましくは、この濃度はスラリの混
合に際してノジュール化ウールの実質的形成を生じる程
度に高い（例えば５〜８重量％）。スラリ混合中の無機
ファイバノジュールの形成は出願人の同時係属特願第　
　　　号に記載のようにして生じる。

あるいは、無機ウールを予めノジュール化された無機ウ
ールの形でスラリ中に導入する事ができる。

無機ウール含有スラリの固体を均一に分布させそのウー
ルのノジュール化に十分な程度に撹拌した後、スラリ組
成物をポンプ３によって管４を通してヘッドボックス５
に送る。つぎにこのスラリはヘッドボックス５のオリフ
ィス６を通して長網７の上に堆積される。この長網の第
１部分８においてスラリから水が自由排水され、つぎに
長網部分１０の吸引ボックス９によって排水される。ス
ラリか長網と接触させられスラリの水分が金網を通して
排水されるに従って、その上に無機ファイバボード組成
物の湿式フェルト処理されたマットが形成される。この
マントは長網によって約２０〜４０重量％の固体含有量
まで脱水される。

この部分的に乾燥された材料が複数のプレスロール１１
によって約０−４−０．８インチ（１０〜２０ｍｍ）の
厚さまで予圧縮される。所望ならば１セツトのプレスロ
ールを使用する事ができる事は理解されよう。このプレ
スの後、シート製品は一般に約６０〜約７５％の水分を
有する。プレスされたマットに対して、フィードパイプ
１３と、コータ１４によってコーティングが塗布される
。

ブレスロール１１通過した湿潤マントは乾燥器１２の中
に転送される。乾燥器の出口において約１．０％以下の
水分を有するボードが得られる。仁のボードは、のこ構
造１５によって小パネルに切断される。

乾燥された製品に対して所望の用途に従って適当な通常
の仕上げ装置による処理を実施する。これらの仕上げ装
置は製品表面を保護および／または装飾するためのコー
ティングを施用するアプリケータ、例えばベベルコータ
、仕上げ噴霧コータ、プリンタ、多色装飾コータなどで
あり、さらに乾燥装置を含む事ができる。

乾燥ボードの一方の主面の上に、適当なはた目形成手段
１７、例えば研磨手段、折り目付は手段。

ブラシかけ手段などによって精はだ目外観を作る事がで
きる。このボードの表面処理のために平滑な網側面を出
すため、ボードをインバータ１６によって転倒させる事
が望ましい。ＷｈｅｅｌａｂｒａｔｏｒＦｒｙｅ、　Ｉ
ｎｃによって市販され、Ｔｉ１ｅ　Ｅｔｃｈ　Ｍａｃｈ
ｉｎｅとして公知のものなど、ホイールブラスターは、
精はだ目を有する優れた外観の表面を生じる事が発見さ
れた。

このホイールブラスターはボード面に対して研磨材料を
吹き付けるために遠心力を使用する。ボード面を浸食す
るに適した研磨材料は金属粒子、プラスチック研磨材料
およびクルジの殻である。

代表的には、この表面研磨は所望の外観を生じるために
ボード表面の約０．０１〜０．０４インチ（０，２５〜
１．０１６ｇ＋＋ａ）のみを除去する。プラスターによ
る処理後にボード面に対して仕上げコーティングを塗布
する事が適当である。

本発明の方法によれば、無機ファイバ含有スラリは、厚
さ約０．４〜０．８インチ（１０１１１１１〜２０ｍｍ
）、好ましくは約０．５〜０．８インチ（１２，７〜２
０　、３ｍｍ）の、約１０〜２５ボンド／立方フート（
１６０〜４００ｋｇ／立方メートル）、好ましくは約１
０〜２０ゴンド／立方フート（１６０〜３２０ｋｇ／立
方メートル）の密度を有する精はだ目ファイバボードに
形成される。防音係数（ＮＲＣ）は一般に約０．５０〜
０．７０、好ましくは０．５５易上であって、機械的穿
孔または亀裂形成を使用しないでそのまま固定する事が
できる。しかし所望ならばＮＲＣをさらに増大するため
、ボード面に前記の手段を使用する事ができる。

以下において本発明の下記の実施例について説明する。

これらの実施例においてすべてのパーセントは重量％ベ
ースである。

去１１例−一１ 約５５１．０ｇの固体を２．０ガロン（７，６２）の水
中に分散し、無機ウールとゼラチン化デンプンの濃度を
それぞれ５５％と９．５％に一定に保持し、他の成分濃
度を下記の表１に示すように調整したスラリから、無機
ウールファイバボード１〜１１を製造した。各ボードの
製造に使用された小量のリテンションエイド（０，０８
％）はこの表に示されていない。

各成分を水によって希釈し、混合して均一スラリを形成
した。このスラリを長網上にそそぐ事によって排水させ
、このようにして得られた湿ったマットを表１に示す厚
さと密度までプレスし、乾燥した。各ボードの多孔度の
測定に際して、表１に示す空気流抵抗値を得た。類似の
成分から作られたこれらのファイバボードの比較研究に
おいて、測定された空気流抵抗はボードの防音係数（Ｎ
ＲＣ）の正当な評価を与え、空気流抵抗とＮＲＣが逆比
例する事が発見された。

無機ウールとバインダの含有率を一定に保持しながら、
パーライト、新聞用紙および粘土成分の含有量の変動が
ＮＲＣに及ぼす結果を第２図に示す。

このグラフは、各ファイバボード１〜１１について。

３種の成分の総合的％を示す三角グラフである。

この表とグラフから明かなように、粘土がボード形成組
成物の中に含有されていない場合（ボード１とボード４
）最低の空気流通抵抗、従って細孔のＮＲＣが得られる
。さらに、ボード４より高いパーライト含有量を有する
ボード１はボード４よりも低い空気流抵抗（高いＮＲＣ
）を有する事がわかる。

このテストの結果は、粘土を含有せず、比較的高いパー
ライト含有流と比較的低い新聞用紙含有量とを有する無
機ファイバボードが優れた防音建材を成す事を示す。

実ＪＬ例−一２ 粘土を省略し、下記の表２に図示のレベルの無機ウール
、パーライトおよび新聞用紙の各成分を使用した事以外
は前記の実施例１と同様にして無機ファイバボード１２
〜２２を製造した。この場合にも、ゼラチン化デンプン
結合剤は９．５％に一定に保持した。

各ボード１２〜２２について、第３図にこれら３成分の
相対％（グラフにおいてはこれら３成分の合計を１００
％とする）を示した。５重量％以下の新聞用紙含有量に
よって作られたボードが優れた防音建材を成す事が明か
である。

実ＪＬ例−−ａ この実施例は、第１図を参照して、湿式フェルト処理天
井建材の量産工程を説明する。

建材の製造に使用される配合物は重量％で下記の成分か
ら成る。

成分　　　　　　Ｘ 無機ウール　　　　　　　６７．０ パーライト　　　　　　　２２．７ 新聞用紙　　　　　　　　　８．４ デンプン　　　　　　　　　７．３ リテンシヨンエイド　　　　０．０５ 容器１の中でスラリを形成するため、各成分を水で希釈
する。５．５重量％の紙料濃度を有するスラリを湿式混
合する事により、無機ウールがノジュール化された。こ
のスラリをヘッドボックス５に転送し、つぎに長網７の
上に配置した。このスラリを長網上で通常の方式で脱水
して、絡み合ったファイバから成る湿潤フェルトまたは
マットを形成する。この部分的に脱水されたマントを、
プレスロール１１を備えたプレス部に送り、マットを圧
縮して、約６５％の水分を有する均一厚さ（約１インチ
−２５ｍｍ）の湿潤マットを生じる。このマットはプレ
ス部から乾燥器１２に送られる。

このボードを乾燥した後に通常の種々の仕上げ段階に送
る。これらの段階は適当紙寸法に切断する段階とクリー
ニング段階とを含む。インバータ１６によって転倒され
た後に、ボードの長網側をホイールブラスターによって
研磨し、この側面にコーティングを塗布して、本発明の
精はだ目ファイバボードを製造する。

フィードパイプ１３とコータ１４を使用してマットを形
成し、このようにコーティングされたマットをインバー
タ１６によってひっくり返した後に仕上がりファイバボ
ード上にバックサイジングを実施する事以外は前記の工
程を繰り返した。

前記の工程においてバックサイジングされまたはバック
サイジングされなかった無機天井パネルは下記の表３の
物性を有した。

表１ フ　　バボーゝ 宣ニ ＡＳＴＭ　Ｅ−８４）ンネルテスト格付は平均厚さ、イ
ンチ ｎ　　　（１ｔｒｎ　） 平均密度、ｌｂ／ｃｕ　　ｆ七 ″（ｋに／ａ’） 横方向強さ、バックサイジング、 ｂ （ｋｇ）　（力） 横方向強さ、非バックサイジング、 ｂ （ｋｇ）　（力） 格」Ｌ伏 クラスエ 発炎２０、 発煙１０ ０．７３９ （１８，８） １３．３ （２１３，１） ２６．９ （１２，２） １９．０ （８，６） ＲＣ ２’ｘ２’（ｃａ　　６００ｍｍ　　ｘ　　８００＋ｉ
ｍ）（バックサイジング） ２’ｘ２’（ｃａ　６００ｍｍ　ｘ　６００ｍｍ）（非
バックサイジング） ２’ｘ　４’（ｃａ　６００ａｍ　ｘ　１２００ｍｍ）
（バックサイジング） ２’ｘ　４’（ｃａ　６００ｍｍ　ｘ　１２００ｍｍ）
　　　　５０（非バックサイジング）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるファイバボード形成工程を示す概
略側面図、第２図は一連の無機ファイバボードにおいて
無機ウールとデンプン濃度を一定にしてパーライト、新
聞用紙および粘土の相対百分比を示す三角グラフ、また
第３図は他の一連の無機ファイバにおいてデンプン濃度
を一定とし粘土を除いた場合のパーライト、新聞用紙お
よび無機ウールの相対百分比を示す三角グラフである。 １００．容器、２１１．撹拌器、５８０．ヘッドボック
ス、７００．長網、９０１．吸引ボックス、１１．、、
プレスロール、１２、、、撹拌器、１３．、、フィード
パイプ、１４．、、コータ、１５、、、切断器、１６．
、、インバータ、１７．、、ホイールブラスター 出順人代悪人　　佐　藤　　−雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、約５０乃至７０重量％の無機ファイバと、１５乃至
   ３５重量％のパーライトと、１乃至１０重量％のセルロ
   ーズファイバと、４乃至１５重量％の結合剤との混合物
   から成る事を特徴とする剛性自立性防音ファイバボード
   。 ２、無機ファイバは無機ウールであり、この無機ウール
   は好ましくはノジュール化される事を特徴とする請求項
   １に記載のファイバボード。 ３、前記混合物は約６４乃至６６重量％の無機ウールと
   、約２１乃至２８重量％のパーライトと、２乃至５重量
   ％のセルローズファイバと、４乃至１０重量％の結合剤
   とを含み、結合剤は好ましくはデンプンとする事を特徴
   とする請求項１または２に記載のファイバボード。 ４、ファイバボードは対向主面を有し、一方の主面が亀
   裂形成処理または穿孔処理される事を特徴とする請求項
   １、２または３に記載のファイバボード。 ５、ファイバボードは対向主面を有し、一方の主面が精
   はだ目を有する事を特徴とする請求項１乃至４のいずれ
   かに記載のファイバボード。 ６、ボード形成固体の水性スラリを連続的に脱水して湿
   潤フェルトを形成し、この湿潤フェルトを乾燥するよう
   にした防音無機ファイバボードの製造方法において、約
   ５０乃至７０重量％の無機ファイバと、１５乃至３０重
   量％のパーライトと、１乃至１０重量％のセルローズフ
   ァイバと、４乃至１５重量％の結合剤との混合物として
   ボード形成固体成分を形成する段階を含む事を特徴とす
   る防音無機ファイバボードの製造方法。 ７、ボード形成固体混合物を含有する水性スラリを移動
   金網上に堆積させて部分的に脱水された湿潤フェルトを
   形成する段階と、前記の部分的に湿潤されたフェルトを
   圧縮してさらに水分を除去する段階と、前記脱水中に金
   網と接触しなかったフェルト面をオプションとしてコー
   ティングする段階と、湿潤フェルトを乾燥する段階と、
   前記脱水中に金網と接触した乾燥フェルトの表面に装飾
   パタンを形成する段階とを含む事を特徴とする請求項６
   または７に記載の方法。 ８、混合物中の無機ファイバは無機ウールであり、この
   ウールは好ましくはノジュール化され、結合剤はデンプ
   ンを含む事を特徴とする請求項６または７のいずれかに
   記載の方法。 ９、ボード形成固体は、約６４乃至６６重量％の無機ウ
   ールと、２１乃至２８重量％のパーライトと、２乃至５
   重量％のセルローズ繊維と、４乃至１０重量％のデンプ
   ンとを含む事を特徴とする請求項６、７または８のいず
   れかに記載の方法。 １０、乾燥されたフェルトの表面に対して研磨材を遠心
   力によって吹き付けるホイールブラスタによって研磨し
   、前記研磨材は好ましくはクルミ殻とする事を特徴とす
   る請求項７、８または９のいずれかに記載の方法。