KR20200040778A - 고흡음 계수, 저밀도 음향 타일 - Google Patents

고흡음 계수, 저밀도 음향 타일 Download PDF

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유에스지 인테리어스, 엘엘씨
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Abstract

약 70 wt% 내지 약 90 wt%의 미네랄 울; 약 5 wt% 내지 약 15 wt%의 펄라이트; 0 wt% 내지 약 10 wt%의 스타치; 약 3 wt% 내지 약 10 wt%의 라텍스; 0 wt% 내지 약 5 wt%의 석고; 및 5 wt% 미만의 수분의 건조된 베이스 매트를 포함하는 음향 타일. 건조된 베이스 매트는 라미네이트 층, 코팅 및 천공이 없이 약 0.70 이상의 NRC, 약 10 pcf 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는다. 음향 타일은 건조된 베이스 매트에 대한 약 5 그램/평방 피트(gsf) 내지 약 40 gsf의 표면 중량의 후면 코팅을 더 포함할 수 있으며, 음향 타일은 약 30 내지 약 35의 CAC 등급을 갖는다.

Description

고흡음 계수, 저밀도 음향 타일
본 개시는 고흡음 계수(nrc, noise reduction coefficient), 저밀도의 음향 타일들 및 패널들(예를 들어, 천장 타일들) 뿐만 아니라 종래의 습윤 펠트 라인상에의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 미네랄 울을 사용하는 습윤 펠트 제조 공정은 약 0.70 이상의 NRC를 달성하기 위해 천공, 코팅 및/또는 라미네이팅을 필요로 하지 않는 활면의 건조된 베이스 매트들을 만드는 데 채용된다. 또한, 건조된 베이스 매트에 후면 코팅이 적용될 때 약 30 내지 약 35의 차음 계수(CAC, ceiling attenuation class) 등급이 달성될 수 있다.
미네랄 울 및 경량 골재의 희석된 수성 분산액의 습식 펠팅은 음향 타일 또는 패널들을 제조하기 위한 주지의 대량 생산 공정이다. 이러한 공정에서, 미네랄 울, 경량 골재, 셀룰로오스 섬유, 결합제 및 다른 요구되는 성분들의 수성 슬러리는 탈수를 위해, Fourdinier 또는 Oliver 매트 형성 기계의 것과 같은 움직이는 구멍들이 덮인 지지 와이어(moving foraminous support wire)상으로 흐른다. 슬러리는 먼저 중력에 의해 그 다음 진공 흡인 수단에 의해 탈수되어 베이스 매트를 형성할 수 있다. 그 다음, 습윤 베이스 매트는 추가로 물을 제거하기 위해 롤들과 지지 와이어 사이에서 요구되는 두께로 프레싱된다(추가 진공을 적용하여 또는 추가 진공 적용 없이). 습윤 베이스 매트는 가열된 대류 건조 오븐에서 건조되고 건조된 재료는 요구되는 치수들로 절단되어, 흡음성을 부여하기 위해 열극 및/또는 천공이 형성되고 선택 사항으로 이를테면 페인트로 면이 코팅되어, 음향 타일들 및 패널들을 만든다.
우수한 흡음성을 제공하기 위해 미네랄 울 음향 타일들은 다공성이어야 한다. 전체가 여기에 참고로 통합되는 미국 특허 번호 3,498,404; 5,047,120; 및 5,558,710에 교시된 바와 같이, 미네랄 울 섬유는 또한 흡음 속성들을 개선하고 경량 음향 타일들 또는 패널들을 제공하기 위해 조성에 편입되었다.
전체가 여기에 참고로 통합되는 미국 특허 번호 5,964,934는 음향 타일 제품을 만들기 위한 습식 펠팅 공정에 미네랄 울, 팽창 펄라이트, 셀룰로오스 섬유 및 선택 사항으로 2차 결합제의 제공으로, 보수율을 감소시키기 위해 실리콘 화합물로 처리된 팽창 펄라이트의 사용을 교시한다.
음향 타일 조성은 통상적으로 스타치를 채용하는 결합제는 함유해야 한다. 전체가 여기에 참고로 통합되는 미국 특허 번호 5,911,818호 및 5,964,934는 6-7 중량%가 더 일반적으로 사용되지만 조성의 15 중량%만큼이 스타치일 수 있음을 제시한다.
전체가 여기에 참고로 통합되는 미국 특허 번호 5,250,153은 음향 타일 조성물들을 위한 라텍스 결합제의 사용을 설명하고 이 용도로 다양한 라텍스 결합제가 제시하였다.
전체가 여기에 참고로 통합되는 미국 특허 번호 6,855,753은 폴리아민 에피클로로 히드린 수지와 같은 습윤 강력 수지가 종래의 스타치 결합제를 대체하기 위해 사용될 수 있고, 생성된 조성물이 습식 펠팅 공정에서 보다 효율적으로 음향 타일들 및 패널들로 제조될 수 있음을 제시하였다.
전체가 여기에 참고로 통합되는 미국 특허 출원 공개 번호 2004/209071 A1은 하나 이상의 충전제, 하나 이상의 결합제 및 수분 및 아연 피리치온을 포함하는 음향 패널들의 제조를 위한 슬러리에 대한 조성을 개시한다.
전체가 여기에 참고로 통합되는 미국 특허 출원 공개 번호 2005/191465 A1은 개선된 충격 저항 및 우수한 흡음 값들을 갖는 막 다루어도 끄떡 없는 주조 음향 타일들을 개시한다. 음향 타일들은 주조 공정에서 습윤 펄프의 표면에 적용되는 골재 입자를 갖고 입자는 롤 및/또는 평활판들로 압축함으로써 펄프에 매립된다.
흡음 계수(NRC)는 특정 표면에 충돌시 흡수되는 음 에너지의 양의 척도 표현이며, 0의 NRC 값은 음 에너지의 완벽한 반사를 나타내고 1의 NRC 값은 음 에너지의 완벽한 흡수를 나타낸다. NRC 값은 통상적인 사람의 음성 범위를 망라하는 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz 및 2000 Hz의 주파수들에서 특정 표면의 4개의 흡음 계수의 평균이다. ASTM C423-17에 따라 실험실에서의 재료들의 실험실 테스트에서, 통상적인 설치에서와 같이, 샘플의 면만이 음 에너지에 노출된다. 경우에 따라, 1보다 큰 NRC가 얻어질 수 있지만, 이는 회절/모서리 대 면적 효과에 기인한 테스트 방법의 인공적 산물이다.
차음 계수(CAC) 등급은 음이 공통 플레넘을 통해 한 공간의 천장을 통해 인접한 공간으로 전달될 때 얼마나 많은 음이 손실되는지를 정량화한다. CAC 등급이 높을수록 천장 시스템이 사운드 전달을 덜 허용함을 나타낸다. CAC는 음량이 음원 공간 및 인접한 공간에서 측정되는 테스트 표준 ASTM E 1414-16을 사용하여 측정된다.
또한 저밀도 제품을 만들려는 시도로 조성의 저유량을 감소시킴으로써 습식 펠팅 공정을 사용하여 더 높은 NRC 제품을 만들려는 시도가 있었지만, 이러한 시도는 종래의 패널들과 비교하여 밀도만 비교적 높고 두께가 감소된 제품을 만들었다.
Englert의 미국 특허 번호 7,862,687은 습윤 베이스 매트의 프레싱을 제거하고 탈수를 위해 진공만을 이용하도록 생산 방법을 변경함으로써만 달성되는 0.80 내지 0.95의 높은 NRC를 갖는 음향 타일 조성을 개시한다.
개괄적으로, 본 발명은 미네랄 울, 펄라이트, 라텍스, 선택 사항으로 스타치 및 선택 사항으로 석고를 포함하여, 약 0.70 이상(바람직하게는 0.80 이상)의 NRC, 약 10 파운드/평방 피트(pcf) 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는 음향 타일들을 만들기 위한 건조된 베이스 매트(즉, 천공, 라미네이션 또는 코팅을 갖기 전)가 제공된다. 후면 코팅 및 필수적으로는 아니지만 전면 코팅, 전면 라미네이션 또는 전면 코팅을 가지면, 약 30 내지 약 35의 CAC 등급이 달성될 수 있다. 본 발명의 음향 타일을 위한 제조 방법은 습윤 베이스 매트를 만들기 위해 사용되는 슬러리의 양 및 수분을 제거하는 동안 습윤 베이스 매트에 가해지는 압력이 건조된 베이스 매트의 목적하는 밀도를 달성하도록 대조될 경우 종래 생성 방법을 따른다. 결과적으로, 목적하는 음향 및 기계적 속성들을 달성하기 위해 슬리팅(slitting), 펀칭, 코팅 및/또는 라미네이팅의 추가 공정 단계들을 필요로 하지 않는 활면을 갖는 건조된 베이스 매트가 달성된다.
그것의 생성시, 본 발명은 건조된 베이스 매트를 포함하는 음향 타일에 대한 것이며, 상기 건조된 베이스 매트는:
약 70 wt% 내지 약 90 wt%의 미네랄 울;
약 5 wt% 내지 약 15 wt%의 펄라이트;
0 wt% 내지 약 10 wt%의 스타치;
약 3 wt% 내지 약 10 wt%의 라텍스;
0 wt% 내지 약 5 wt%의 석고; 및
5 wt% 미만의 수분을 포함하며, 상기 건조된 베이스 매트에는 유리 섬유가 없고;
상기 건조된 베이스 매트는 라미네이트 층 또는 코팅이 없이 그리고 천공이 없이 약 0.70 이상의 NRC, 약 10 pcf 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는다. 선택 사항으로, 상기 음향 타일에는 다음의 표면 처리들: 라미네이팅, 전면 코팅, 후면 코팅 및 천공 중 하나 이상이 없다.
상기한 음향 타일을 수분 펠팅 공정으로 제조하기 위한 방법은: 수분을 포함하는 수성 슬러리, 및 수분이 없는 것을 기준으로 다음을 포함하는 성분들을 혼합하는 단계로서,
약 70 wt% 내지 약 90 wt%의 미네랄 울,
약 5 wt% 내지 약 15 wt%의 펄라이트,
0 wt% 내지 약 10 wt%의 스타치,
약 3 wt% 내지 약 10 wt%의 라텍스, 및
0 wt% 내지 약 5 wt%의 석고,
상기 수성 슬러리에는 유리 섬유가 없는, 상기 혼합하는 단계;
상기 수성 슬러리를 움직이는 구멍들이 덮인 지지 와이어상에 지속적으로 흘려 여과 케이크를 형성하는 단계;
상기 여과 케이크에서 수분을 제거하여 상기 여과 케이크를 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께로 압착하는 단계를 포함하는 베이스 매트를 형성하는 단계; 및
상기 베이스 매트를 건조시켜 라미네이트 층 또는 코팅이 없이 그리고 천공이 없이 약 0.70 이상의 NRC, 약 10 pcf 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는 건조된 베이스 매트를 만드는 단계를 포함하며, 상기 수성 슬러리 및 상기 건조된 베이스 매트에는 유리 섬유가 없는, 방법. 선택 사항으로, 상기 음향 타일에는 다음의 표면 처리들: 라미네이팅, 전면 코팅, 후면 코팅 및 천공 중 하나 이상이 없다.
본 발명의 다른 양태들은 건조된 베이스 매트를 포함하는 음향 타일을 제공하며, 상기 건조된 베이스 매트는:
약 60 wt% 내지 약 90 wt%의 미네랄 울;
약 5 wt% 내지 약 15 wt%의 펄라이트;
0 wt% 내지 약 10 wt%의 스타치;
약 3 wt% 내지 약 10 wt%의 라텍스;
0 wt% 내지 약 5 wt%의 석고;
약 0.1 wt% 내지 약 10 wt%의 유리 섬유; 및
5 wt% 미만의 수분을 포함하며;
라미네이트 층 또는 코팅이 없고 천공이 없는 상기 건조된 베이스 매트는 약 0.75 이상의 NRC, 약 10 파운드/평방 피트(pcf) 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는다. 선택 사항으로, 상기 음향 타일에는 다음의 표면 처리들: 라미네이팅, 전면 코팅, 후면 코팅 및 천공 중 하나 이상이 없다.
상기한 음향 타일을 수분 펠팅 공정으로 제조하기 위한 방법으로서,
수분을 포함하는 수성 슬러리, 및 수분이 없는 것을 기준으로 다음을 포함하는 성분들을 혼합하는 단계로서,
약 60 wt% 내지 약 90 wt%의 미네랄 울,
약 5 wt% 내지 약 15 wt%의 펄라이트,
0 wt% 내지 약 10 wt%의 스타치,
약 3 wt% 내지 약 10 wt%의 라텍스,
0 wt% 내지 약 5 wt%의 석고, 및
약 0.1 wt% 내지 약 10 wt%의 유리 섬유를 포함하는, 상기 혼합하는 단계;
상기 수성 슬러리를 움직이는 구멍들이 덮인 지지 와이어상에 지속적으로 흘려 여과 케이크를 형성하는 단계;
상기 여과 케이크에서 수분을 제거하여 상기 여과 케이크를 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께로 압착하는 단계를 포함하는 베이스 매트를 형성하는 단계; 및 상기 베이스 매트를 건조시켜 라미네이트 층 또는 코팅이 없이 그리고 천공이 없이 약 0.75 이상의 NRC, 및 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는 건조된 베이스 매트를 만드는 단계를 포함하는, 방법.
본 발명의 이점들은 예들 및 첨부된 청구범위와 관련하여 취해지는 이하의 구체적인 내용의 검토로부터 당업자들에게 명백해질 수있다. 그러나, 본 발명은 다양한 형태의 예들을 수용할 수 있지만, 본 개시는 예시적인 것으로 의도되고 본 발명을 여기에 설명된 구체적인 예들로 제한하려는 것이 아니라는 것을 이해하고 이후 본 발명의 구체적인 예들이 설명된다는 것이 주의되어야 한다.
적어도 본 명세서에서 사용될 때, 균등론의 적용을 청구항의 범위로 제한하려는 것이 아니라, "약"이라는 용어에 의해 수식되는 각 수치 파라미터는 적어도 다음의 관점에서 해석되어야한다. 보고된 유효 자릿수들의 수를 고려하여 일반적인 반올림 기술들 적용함으로써 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 음향 천장 타일을 도시한다.
도 2는 본 발명의 음향 타일을 만들기 위한 수분 펠팅 라인을 개략적으로 도시한다.
다르게 지정되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 비율 및 비는 다르게 지시되지 않는 한 중량에 의한다(즉, wt%).
도 1은 후면(20), 천장 타일(10)이 설치되는 공간의 내부를 향해 위치되는 표면(30)인 전면(30)(때때로 상부로 지칭됨) 및 두께(40)을 갖는 본 발명의 음향 천장 타일(10)을 도시한다.
도 2는 본 발명의 건조된 베이스 매트(160) 및 음향 타일을 만들기 위한 수분 펠팅 라인(50)을 개략적으로 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공정에서, 조성물의 수성 슬러리(60)가 교반식 보유 탱크(70)(당업계에서 헤드 박스로도 지칭됨)로부터 움직이는 구멍들이 덮인 지지 와이어(moving foraminous support wire)(80)상으로 흐르며, 여기서 그것은 먼저 중력 탈수 유닛(100)에서 중력에 의해 그 다음 다음 진공 탈수 유닛(110)에서 진공에 의해 수분이 제거되는 여과 케이크(filter cake)(90)를 형성한다. 교반식 보유 탱크(70)로부터 흐르는 움직이는 구멍들이 덮인 지지 와이어(80)의 속도 및 수성 슬러리(60)의 양은 약 10 pcf 내지 약 12 pcf의 최종 밀도를 달성하도록 조절되어야 한다. 앞에서의 파라미터들은 당업자들에게 이해될 바와 같이 기계마다 달라질 수 있다.
그 다음, 수분이 제거된 케이크(120)는 프레싱 유닛(130)(예를 들어, 프레싱 롤)에서 프레싱되어 수분이 제거된 케이크(120)의 두께를 약 10% 내지 약 50%, 또는 바람직하게는 10% 내지 25%로, 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께로 감소시켜 베이스 매트(140)가 형성된다. 프레싱 단계는 베이스 매트(140)의 수분을 더 제거한다. 그 다음, 베이스 매트(140)는 건조 킬른(drying kiln)(150)으로 전달되며, 여기서 베이스 매트의 수분이 5 wt% 미만, 바람직하게는 2 wt% 미만, 더 바람직하게는 1 wt% 미만으로 감소되어, 건조된 베이스 매트(160)를 생성한다.
선택 사항으로, 베이스 매트(140)는 건조기(150)로 도입되기 전에 진공 탈수 유닛(도시되지 않음)을 이용하여 수분이 더 제거될 수 있다. 그 다음, 건조된 베이스 매트(160)는 블레이드(170)에 의해 절단되어 음향 타일용 절단 시트들(180)이 형성된다.
본 발명의 이점은 건조된 베이스 매트(160)가 전면 코팅, 후면 코팅 또는 라미네이트를 추가하는 것과 같은 임의의 선택 사항인 추가 처리 전에 0.70보다 큰 NRC를 달성한다는 점이다. 또한, 후면 코팅 및 필수적으로는 아니지만 전면 코팅, 전면 라미네이트 또는 전면 코팅을 가지면, 약 30 내지 약 35의 CAC 등급이 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 음향 타일에는 전면 코팅, 전면 라미네이트 및 전면 천공이 없을 수 있다.
음향 타일을 만들기 위한 방법은 CAC 등급을 개선하기 위해 건조된 베이스 매트(160)에 통상적으로 약 1.5 밀 내지 약 2.0 밀의 후면 코팅을 적용하는 단계를 포함 할 수 있다. 후면 코팅 전에, 건조된 베이스 매트(160)는 비교적 활면을 만들기 위해 그라인딩(grinding)되거나 그 외 샌딩(sanding)될 수 있다.
후면 코팅을 위한 예시적인 코팅은 라텍스계 코팅 및 수지계 코팅(예를 들어, 멜라민-포름알데히드 수지, 페놀-포름알데히드 수지 또는 우레아-포름알데히드 수지와 같은 포름알데히드계 수지)을 포함한다. 예시적인 코팅은 (1) 탄산 칼슘, 점토 및 비닐 라텍스를 포함하는 코팅; (2) 탄산 칼슘, 점토, 비닐 라텍스 및 유리 비드를 포함하는 코팅; (3) 점토 슬러리를 포함하는 코팅; 또는 (4) 점토 및 비닐 라텍스 슬러리를 포함하는 코팅; 등을 포함한다. 코팅은 약 5 그램/평방 피트(gsf) 내지 약 40 gsf, 바람직하게는 약 15 gsf 내지 약 37 gsf, 더 바람직하게는 약 25 gsf 내지 약 37 gsf의 표면 중량(코팅의 건조된 중량을 기준으로)을 달성하는 양으로 적용될 수 있다.
필수적이지는 않지만. 음향 타일을 만들기 위한 방법은 NRC를 더 개선하기 위해 건조된 베이스 매트(160)에 전면 코팅 또는 전면 라미네이트를 적용하는 단계를 포함 할 수 있다. 그에 따라, 선택 사항으로 여기에 설명된 건조된 베이스 매트(160)는 통상적으로 약 1.5 밀 내지 약 2.0 밀의 페인트형 코팅으로 전면 코팅될 수 있어, 결과적으로 음향 타일의 광 반사율 및 업계에서 통상적인 최종 패널 또는 타일로서의 외관을 개선할 수 있다. 일부 예에서, 또한 부직 섬유 유리 스크림과 같은 라미네이트(고체 층)가 건조된 베이스 매트의 전면에 적용될 수도 있다. 전면 코팅 전에, 건조된 베이스 매트(160)는 비교적 활면을 만들기 위해 그라인딩되거나 그 외 샌딩될 수 있다.
본 발명의 추가 이점은 건조된 베이스 매트(160)가 천공 및 열극 없이 0.70보다 큰 NRC를 달성한다는 점이다. 따라서, 본 발명의 음향 타일에는 천공 및 열극이 없을 수 있다. 그러나, 음향 타일의 전면은 선택 사항으로 천공 및 열극이 형성되어 그 흡음 성능을 더 개선할 수 있다.
바람직한 경우, 음향 타일을 만들기 위한 방법은 방법에 그라인딩 또는 샌딩 단계가 없을 정도로 충분히 평활하게 건조된 베이스 매트(160)를 생성할 수 있다.
바람직한 경우, 음향 타일을 만들기 위한 방법에는 그라인딩 또는 샌딩 단계, 전면 코팅 단계, 라미네이팅 단계 및 천공 또는 열극 형성 단계 중 둘 이상이 없을 수 있다.
표 1은 슬러리 및 건조된 베이스 매트 제형들에 유리 섬유가 없는 경우 상응하는 슬러리에 수분이 없는 것을 기준으로 본 발명의 건조된 베이스 매트의 조성들 및 속성들을 나열한다. 섬유 유리 스크림 또는 다른 라미네이트와 같은 라미네이트가 건조된 베이스 매트에 추가되면, 결과적으로 음향 타일에 유리 섬유가 존재할 수 있다.
표 2는 슬러리 및 건조된 베이스 매트 제형들에 유리 섬유가 있는 경우 상응하는 슬러리에 수분이 없는 것을 기준으로 본 발명의 건조된 베이스 매트의 조성들 및 속성들을 나열한다.
표 1 및 표 2에서, 각각의 "바람직한" 범위 또는 "더 바람직한" 범위는 각각 본 발명의 바람직한 범위 또는 더 바람직한 범위이다. 그에 따라, 임의의 "바람직한" 범위는 상응하는 "사용 가능한 범위"를 무관하게 대신할 수 있다. 마찬가지로, 임의의 "더 바람직한 범위"는 상응하는 "사용 가능한" 범위 또는 상응하는 "바람직한" 범위를 무관하게 대신할 수 있다. 그러나, 표의 모든 바람직한 범위를 함께 사용하는 것이 바람직하다. 표의 모든 더 바람직한 범위를 함께 사용하는 것은 더 바람직하다.
조성들(수분이 없는 것을 기준으로 wt%)
구성요소 사용 가능 바람직 더 바람직
미네랄 울 70 내지 90 75 내지 85 78 내지 80
유리 섬유 0 0 0
펄라이트 5 내지 15 7 내지 12 8 내지 10
스타치 0 내지 10 1 내지 5 2 내지 4
라텍스 3 내지 10 5 내지 9 6 내지 8
총 스타치 및 라텍스 7 내지 13 8 내지 12 9 내지 11
석고 0 내지 5 0.5 내지 3 0.5 내지 2
속성들
NRC 0.70 이상 0.75 이상 0.80 내지 0.95
CAC* 30 내지 35 31 내지 34 31 내지 32
두께(in) 1/2 내지 1 5/8 내지 7/8 11/16 내지 13/16
밀도(pcf) 10 내지 12 11 내지 12 11 내지 12
- 슬러리 및 건조된 베이스 매트에 유리 섬유가 없음
* CAC는 후면 코팅이 존재할 때 달성된다.
조성들(수분이 없는 것을 기준으로 wt%)
구성요소 사용 가능 바람직 더 바람직
미네랄 울 60 내지 90 70 내지 85 75 내지 80
유리 섬유 0.1 내지 10 0.1 내지 5 0.5 내지 3
총 미네랄 울 및 유리 섬유 70 내지 90 75 내지 85 78 내지 80
펄라이트 5 내지 15 7 내지 12 8 내지 10
스타치 0 내지 10 1 내지 5 2 내지 4
라텍스 3 내지 10 5 내지 9 6 내지 8
총 스타치 및 라텍스 7 내지 13 8 내지 12 9 내지 11
석고 0 내지 5 0.5 내지 3 0.5 내지 2
속성들
NRC 0.75 이상 0.80 이상 0.85 내지 0.95
CAC* 30 내지 35 31 내지 34 31 내지 32
두께(in) 1/2 내지 1 5/8 내지 7/8 11/16 내지 13/16
밀도(pcf) 10 내지 12 11 내지 12 11 내지 12
- 슬러리 및 건조된 베이스 매트에 유리 섬유가 있음
* CAC는 후면 코팅이 존재할 때 달성된다.
미네랄 울
개시된 조성들은 음향 타일들에 통상적으로 사용되는 유형의 미네랄 울을 함유한다. 음향 타일의 미네랄 울은 타일의 흡음력(NRC)을 증가시킨다. 일반적으로, 미네랄 울의 양이 많을수록 흡음력이 좋아진다. 또한 바람직하게는 미네랄 울은 코어의 형성 동안 슬러리에 팽창 작용을 일으킨다. 광물 섬유, 광물면, 광물 섬유, 인공 광물 섬유(MMMF, man-made mineral fiber) 및 인공 유리질 섬유(MMVF, man-made vitreous fiber)로도 알려져 있는 미네랄 울은 용융 광물(또는 슬래그 및 세라믹과 같은 "합성 광물")을 방사 또는 인발하여 형성되는 섬유 재료들의 총칭이다. 미네랄 울은 배솔트(basalt), 그라니트(granite) 또는 다른 유리질 광물 성분의 용융 스트림을 약화시킴으로써 제조된 임의의 종래의 광물 섬유일 수 있다. 용융 광물은 구멍들을 통해 직선형으로 인발되어 방직 섬유로 통칭되거나 방사 컵 또는 회전자의 면에서 접선 방향으로 회수되어 울 섬유로 통칭된다. 바람직하게는 미네랄 울은 슬래그 울 또는 배솔트 울이다. 슬래그 울은 일반적으로 고압하에서 증기 분사 작용에 의해 용융 고로 슬래그로 만들어진 미네랄 울이다. 배솔트 섬유는 사장석, 휘석 및 감람석의 광물들로 구성된 극도로 섬세한 배솔트 섬유로 만들어진 재료이다. 미네랄 울 성분은 본 발명의 제품들 및 방법들에 건조 기준으로, 약 70 wt% 내지 약 90 wt%, 더 바람직하게는 약 75 wt% 내지 약 85 wt%, 가장 바람직하게는 약 78 wt% 내지 약 80 wt% 범위의 양으로 존재한다. 유리 섬유는 미네랄 울이 아니다.
통상적으로, 배솔트 울 섬유는 약 5 미크론 내지 약 10 미크론의 직경을 갖는다. 또한, 시중에서 구할 수 있는 배솔트 울 섬유는 40% 정도(예를 들어, 약 20% 내지 약 40%)의 섬유화되지 않은 재료(당업계에서 샷(shot)으로 지칭됨)를 포함한다. 통상적으로, 슬래그 울 섬유는 약 2 미크론 내지 약 5 미크론의 직경을 갖는다. 또한, 시중에서 구할 수 있는 슬래그 울 섬유는 약 50%를 넘어서는(예를 들어, 약 30% 내지 약 60%) 샷을 포함할 수 있다. 여기에 설명된 본 발명의 조성물 및 방법들에 사용되는 미네랄 울은 통상적으로 시중에서 구할 수 있는 고농도의 샷을 포함할 수 있거나 예를 들어 미네랄 울을 공기 분급기에 통과시킴으로써 달성되는 감소된 샷 농도를 가질 수 있다.
결합제
결합제는 라텍스 및 선택 사항으로 스타치 및 이들의 혼합물들을 포함한다.
스타치는 사용 전에 쿠킹될 수도 그렇지 않을 수 있다. 스타치 겔은 스타치가 완전히 또는 부분적으로 쿠킹되고 슬러리가 점성 겔로 걸쭉해질 때까지 스타치 입자를 물에 분산시키고 슬러리를 가열함으로써 제조될 수 있다. 그러나, 종래의 하이드로펄프 섬유(hydropulped fibers)가 섬유의 보급원으로 사용되는 경우, 그것들이 쿠킹 전에 스타치 슬러리에 혼입될 수 있다. 스타치 과립의 바람직한 팽윤도를 보장하기 위해 스타치 슬러리의 쿠킹 온도를 면밀히 모니터링해야 한다. 콘스타치의 쿠킹 온도는 약 160℉(71℃) 내지 약 195℉(90℃) 범위일 수 있다. 또한 스타치는 베이스 매트를 건조하는 공정 동안 겔을 형성하기 때문에, 스타치를 미리 쿠킹하지 않고 결합제로 사용될 수 있다. 콘스타치가 바람직한 결합제이다.
스타치 형태의 증가된 결합제 함량은 강도(MOR- 파단 계수(psi)) 및 경도를 증가시키고 최종 타일들/패널들의 절단성을 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 스타치는 본 발명의 제품들 및 방법들에 건조 기준으로, 0 wt% 내지 약 10 wt%, 바람직하게는 약 1 wt% 내지 약 5 wt%, 더 바람직하게는 약 2 wt% 내지 약 4 wt% 존재한다.
라텍스는 아크릴 결합제, 폴리에스테르 결합제, 아크릴-폴리에스테르 결합제 및 이들의 혼합물들을 포함할 수 있다.
라텍스는 본 발명의 제품들 및 방법들에 건조 기준으로, 약 3 wt% 내지 약 10 wt%, 바람직하게는 약 5 wt% 내지 약 9 wt%, 더 바람직하게는 약 6 wt% 내지 약 8 wt% 존재한다.
총 결합제(즉, 라텍스 플러스 스타치, 포함될 경우)는 본 발명의 제품들 및 방법들에 건조 기준으로, 약 7 wt% 내지 약 13 wt%, 바람직하게는 약 8 wt% 내지 약 12 wt%, 더 바람직하게는 약 9 wt% 내지 약 10 wt% 존재한다. 예를 들어, 스타치가 결합제에서 배제될 경우, 라텍스는 본 발명의 제품들 및 방법들에 약 7 wt% 내지 약 10 wt%로 존재한다.
펄라이트
개시된 조성들의 성분은 펄라이트이다. 팽창 펄라이트가 저렴한 비용과 성능으로 바람직하다. 팽창 펄라이트는 최종 제품에 다공성 및 "로프트(loft)"를 제공하여, 음향 속성들을 향상시킨다.
펄라이트는 가열시 크게 팽창할 수 있는 흑요석과 유사한 유리질 암석의 형태이다. 펄라이트는 일반적으로 65 wt% 내지 75 wt%의 SiO2, 10 wt% 내지 20 wt%의 Al2O3, 2 wt% 내지 5 wt%의 H2O 및 소량의 나트륨, 칼륨, 철 및 칼슘 산화물들을 함유한다. 팽창 펄라이트는 임의의 유리 암석, 보다 구체적으로 급하게 가열되는 동안 갑자기 팽창되거나 "포핑(popping)"된 화산 유리를 의미한다. 이러한 "포핑"은 일반적으로 분쇄된 펄라이트의 입자가 초기 융합 온도로 가열될 때 발생한다. 입자에 포함된 수분은 증기로 변환되고 분쇄된 입자는 팽창하여 가볍고 푹신한 세포질 입자를 형성한다. 10배 이상의 입자의 부피 증가가 일반적이다. 팽창 펄라이트는 일반적으로 동심원의 구상 균열계를 특징으로 하며, 이를 펄라이트 구조라고 부른다. 펄라이트의 상이한 유형들은 연화점, 팽창 유형 및 팽창도, 기포들의 크기 및 그것들 간 벽 두께 및 제품의 다공성과 같은 속성들에 영향을 미치는 유리의 조성의 변화를 특징으로 한다.
팽창 펄라이트를 제조하는 종래의 공정에서, 펄라이트 광석은 먼저 미세한 크기로 그라인딩된다. 펄라이트는 미세하게 그라인딩된 펄라이트 광석을 펄라이트 팽창기의 가열된 공기에 도입함으로써 팽창된다. 통상적으로 팽창기는 공기를 약 1750℉(955℃)로 가열한다. 미세하게 그라인딩된 펄라이트는 펄라이트를 가열하는 가열된 공기에 의해 운반되고 그것을 팝콘처럼 포핑되게 하여 약 3 내지 10 파운드/입방 피트의 밀도를 갖는 팽창 펄라이트를 형성한다. 팽창 펄라이트가 물과 접촉될 때, 물은 균열 및 열극을 관통하고 펄라이트의 공기로 채워진 공동으로 들어감으로써, 팽창 펄라이트 입자 내에 많은 양의 수분을 보유하게 한다.
비교적 높은 밀도의 펄라이트, 즉 7 또는 8 pcf 이상의 밀도로 팽창된 펄라이트(3 내지 5 pcf의 정상 범위와 대비)를 사용하면 적합한 슬러리를 형성하는 데 필요한 수분을 줄인다. Baig의 미국 특허 번호 5,911,818 참조. 수분이 적은 수성 슬러리는 탈수를 덜 필요로 하고, 펄라이트에 의해 보유되는 수분이 적은 베이스 매트를 만든다. 결과적으로 제품은 내압축성이 개선되었고 ASTM E119-16a에 정의된 바에 따른 내화 등급을 유지했다. 수분 함량이 적은 베이스 매트는 빨리 건조될 수 있어 전체 수분 펠팅 라인이 더 빠른 속도로 작동될 수 있게 한다.
또한 고밀도 펄라이트는 최소 밀도를 충족해야 하는 내화 등급 음향 타일들을 제조 할 때 유용하다. 그러나, 팽창 펄라이트의 밀도가 약 20 pdf를 초과할 때, 펄라이트는 최종 제품에서 많은 "로프트" 또는 벌크를 생성하지 않는다. 결과적으로, 최종 제품의 밀도가 너무 높아 ASTM E119 내화 테스트를 통과하는 데 필요한 저열전도율을 유지할 수 없다.
고밀도 또는 저밀도 유형 중 어느 하나의 펄라이트는 본 발명의 제품들 및 방법들에 건조 기준으로, 약 5 wt% 내지 약 15 wt%, 바람직하게는 약 7 wt% 내지 약 12 wt%, 더 바람직하게는 약 8 wt% 내지 약 10 wt% 존재한다.
석고
석고는 음향 타일들 및 관련 베이스 매트 및 슬러리 조성들에 통상적으로 사용되는 저비용 무기 재료이다. 석고는 황산 칼슘 이수화물, CaSO4·2H2O이다. 석고는 수중 용해도가 제한되어 있고 응집제로 작용한다. 석고는 슬러리에서 응집제로서 기능함으로써, 공정(탈수, 진공 및 습식 압축 성형) 동안 매트에 미세 입자(무기 점토, 유기 스타치, 단 셀룰로오스 섬유 등)를 보유하고 균일하게 분포시키는 것을 돕는다.
석고는 선택 사항으로 본 발명의 제품들 및 방법들에 포함될 수 있다. 포함될 때, 석고는 본 발명의 제품들 및 방법들에 건조 기준으로, 0 wt% 내지 약 5 wt%, 바람직하게는 약 0.5 wt% 내지 약 3 wt%, 더 바람직하게는 약 0.5 wt% 내지 약 2 wt% 존재한다. 일부 예에서, 바람직한 경우, 본 발명의 음향 타일들, 뿐만 아니라 본 발명의 음향 타일을 제조하기 위한 공정에서의 건조된 베이스 매트 및 슬러리에도 석고가 없을 수 있다.
첨가제들
유리 섬유는 본 발명의 건조된 베이스 매트 및 음향 타일의 NRC를 더 증가시키기 위해 선택 사항으로 본 발명의 제품들 및 방법들에 포함될 수 있다. 포함될 때, 유리 섬유는 본 발명의 제품들 및 방법들에 건조 기준으로, 0.1 wt% 내지 약 10 wt%, 바람직하게는 약 0.1 wt% 내지 약 5 wt%, 더 바람직하게는 약 0.5 wt% 내지 약 3 wt% 존재한다. 바람직하게는, 본 발명의 음향 타일들, 뿐만 아니라 본 발명의 음향 타일을 제조하기 위한 공정에서의 건조된 베이스 매트 및 슬러리에도 유리 섬유가 없다.
바람직하게는, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 음향 타일을 제조하기 위한 공정에서의 건조된 베이스 매트 및 슬러리에는 코팅 또는 라미네이트에 포함되지 않는 한 폴리머 섬유가 없다.
바람직하게는, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 음향 타일을 제조하기 위한 공정에서의 건조된 베이스 매트 및 슬러리에는 코팅 또는 라미네이트에 포함되지 않는 한 유기 섬유(예를 들어, 셀룰로오스 섬유, 종이 섬유 및 갱지)가 없다.
바람직하게는, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 음향 타일을 제조하기 위한 공정에서의 건조된 베이스 매트 및 슬러리에는 코팅 또는 라미네이트에 포함되지 않는 한 유리 비드가 없다.
바람직하게는, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 음향 타일을 제조하기 위한 공정에서의 건조된 베이스 매트 및 슬러리에는 코팅 또는 라미네이트에 포함되지 않는 한 점토가 없다.
바람직하게는, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 음향 타일을 제조하기 위한 공정에서의 건조된 베이스 매트 및 슬러리에는 코팅 또는 라미네이트에 포함되지 않는 한 질석이 없다.
바람직하게는, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 음향 타일을 제조하기 위한 공정에서의 건조된 베이스 매트 및 슬러리에는 코팅 또는 라미네이트에 포함되지 않는 한 탄산 칼슘이 없다.
바람직하게는, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 음향 타일을 제조하기 위한 공정에서의 건조된 베이스 매트 및 슬러리에는 코팅 또는 라미네이트에 포함되지 않는 한 탄산 마그네슘이 없다.
바람직하게는, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 음향 타일을 제조하기 위한 공정에서의 건조된 베이스 매트 및 슬러리에는 코팅 또는 라미네이트에 포함되지 않는 한 아연 피리치온이 없다.
바람직하게는, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 음향 타일을 제조하기 위한 공정에서의 건조된 베이스 매트 및 슬러리에는 코팅 또는 라미네이트에 포함되지 않는 한 다음의 모든 성분: 유리 비드, 폴리머 섬유, 유기 섬유, 점토, 질석, 탄산 칼슘 및 탄산 마그네슘이 없다. 일부 예에서, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 음향 타일을 제조하기 위한 공정에서의 건조된 베이스 매트 및 슬러리에는 코팅 또는 라미네이트에 포함되지 않는 한 추가로 석고, 유리 섬유 또는 석고 및 유리 섬유 양자가 없다.
바람직하게는, 물이 없는 것을 기준으로, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 음향 타일을 제조하기 위한 공정의 건조된 베이스 매트 및 슬러리에는 코팅 또는 라미네이트에 포함되지 않는 한 펄라이트, 석고 및 미네랄 울 및 선택 사항으로 유리 섬유 이외의 유기 재료가 없다. 더 바람직하게는, 물이 없는 것을 기준으로, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 음향 타일을 제조하기 위한 공정의 베이스 매트 및 음향 타일 및 슬러리에는 코팅 또는 라미네이트에 포함되지 않는 한 펄라이트 및 미네랄 울 이외의 유기 재료가 없다. 이러한 배제는 물이 없는 것을 기준으로 하므로 물을 배제하지 않는다.
속성들
바람직하게는, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 건조된 베이스 매트는 슬러리 또는 베이스 매트에 유리 섬유가 없는 버전들의 경우 약 0.70 이상(예를 들어, 약 0.70 내지 약 0.90), 바람직하게는 약 0.75 이상(예를 들어, 약 0.75 내지 약 0.90), 더 바람직하게는 약 0.80 이상(예를 들어, 약 0.80 내지 약 0.90)의 NRC를 갖는다. 슬러리 또는 베이스 매트에 유리 섬유가 있는 버전들은 약 0.75 내지 약 0.95, 바람직하게는 0.80 내지 약 0.95, 그리고 가장 바람직하게는 약 0.85 내지 약 0.95의 사용 가능한 NRC를 갖는다.
바람직하게는, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 후면 코팅이 있는 건조된 베이스 매트는 약 30 내지 약 35, 바람직하게는 약 31 내지 약 34, 더 바람직하게는 약 31 내지 약 32의 CAC를 갖는다.
바람직하게는, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 건조된 베이스 매트는 약 1/2 in(12.7 mm) 내지 약 1 in(25.4 mm), 바람직하게는 약 5/8 in(15.9 mm) 내지 약 7/8 인치(22.2mm), 더 바람직하게는 약 11/16 인치(17.5mm) 내지 약 13/16 인치(20.6mm)의 두께를 갖는다.
바람직하게는, 본 발명의 음향 타일, 뿐만 아니라 본 발명의 건조된 베이스 매트는 약 10 pcf(파운드/입방 피트) pcf(160 kg/m3) 내지 약 12 pcf(192 kg/m3), 더 바람직하게는 약 11 pcf(176 kg/m3) 내지 약 12 pcf(192 kg/m3)의 밀도를 갖는다.
이하의 예들은 본 발명의 일부 바람직한 예를 추가로 예시하고 이를 본 발명의 범위를 벗어나는 종래 방법들 및 조성물들과 비교하기 위해 제시된다. 본 발명은 이하의 예들에 의해 제한되지 않고 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.
예들
예 1: 도 2에 설명된 습식 펠팅 공정에 의해 그리고 미네랄 울이 슬래그 울인 표 3의 제형들 및 사양들에 따라 건조된 베이스 매트를 제조하였다. 10 gsf 점토 슬러리 및 14 gsf 점토 및 비닐 라텍스 슬러리의 후면 코팅을 건조된 베이스 매트에 적용하였다.
미네랄 울
(wt%)		 펄라이트
(wt %)		 스타치
(wt %)		 라텍스
(wt %)		 석고
(wt %)		 밀도
(pcf)		 두께
(in)
대조 베이스 매트 79.0 9.0 3.5 7.0 1.5 15 5/8; 3/4
본 발명의 베이스 매트 A 79.0 9.0 3.5 7.0 1.5 11.5 15/16; 7/8; 3/4
본 발명의 베이스 매트들을 2 ft x 2 ft 음향 타일들로 절단하였다. (1) 후면 코팅만을 갖는 타일들, (2) 후면 코팅 및 탄산 칼슘, 점토 및 비닐 라텍스를 포함하는 30gsf 전면 코팅을 갖는 타일들(미국 특허 번호 9,040,153에 설명됨), 및 (3) 유리 스크림(방향성 섬유 직물)이 적용되며 (2)의 후면 코팅 및 전면 코팅을 갖는 타일들에 대해 음향 속성들을 테스트하였다. 유리 스크림은 CAC에 영향을 미치지 않는다. 표 4는 본 발명의 음향 타일들의 여러 시험의 음향 테스트 결과들을 제공한다. 대조 음향 타일들은 약 50 내지 약 55의 NRC를 갖는다.
샘플 두께 마감 NRC(CNRC**) CAC
A-1 15/16 in(그라인딩되지 않음) 후면 코팅 0.7254(0.75) *
A-2 후면 코팅 및 전면 코팅 0.7898(0.80) *
A-3 7/8 in(그라인딩됨) 후면 코팅 0.7562(0.75) *
A-4 후면 코팅 및 전면 코팅 0.7559(0.75) *
A-5 후면 코팅, 전면 코팅 및 유리 스크림 0.7497(0.75) 약 32
A-6 3/4 in(그라인딩됨) 후면 코팅 0.7474(0.75) *
A-7 후면 코팅 및 전면 코팅 0.7378(0.75) *
A-8 후면 코팅, 전면 코팅 및 유리 스크림 0.7855(0.80) *
* 테스트되지 않았지만, 약 30 내지 약 35일 것으로 예상된다
** 정정된 흡음 계수
A-7 음향 타일들의 물리적 속성들은 ASTM C367-16에 따라 측정하였다. 특히, 보드들은 ASTM C367-16에 따라 파단 계수(MOR)(psi), 탄성 계수(MOE)(psi) 및 2 인치 볼 경도(lb-f)의 물리적 테스트 결과들에 대해 테스트하였다.　경도의 경우 테스트들이 이러한 표준의 기본 테스트 파라미터들을 준수했다. 약 30 분 동안 샘플을 1000℉(538℃)로 가열한 후 강열감량(LOI, Loss on Ignition)(%)을 측정하였다. MOE는 "탄성률(Modulus of Elasticity)"을 나타내고 테스트 샘플의 상대 강성도의 척도이다. MOE 값이 높은 샘플은 주어진 하중에서 덜 편향된다.
표 5는 A-7 음향 타일들의 물리적 테스트 결과들을 제공한다. A-2 및 A-4 음향 타일들에 대해 유사한 결과들이 관찰되었으며 여기에 보고하지 않는다.
샘플 최종 밀도
(pcf)		 경도
(lbs)		 파단 계수
(MOR)(psi)		 탄성 계수
(MOE)(psi)		 강열 감량
(LOI)(%)		 늘어짐
(인치)
A-7 11.97 41.63 72.73 12289 12.6 0.119
예 2: 도 2에 설명된 습식 펠팅 공정에 의해 그리고 슬래그 울 또는 배솔트 울 중 어느 하나를 갖는 예 1로부터의 표 3의 제형들 및 사양들에 따라 11/16 인치 (17.5 mm)의 건조된 베이스 매트를 제조하였다. 그 다음 건조된 베이스 매트들을 3/4 인치(17.5 mm) 또는 5/8 인치(15.9 mm) 중 어느 하나의 두께로 프레싱하였다. 프레싱된 베이스 매트들은 (A) 10 gsf 점토 슬러리 및 14 gsf 점토 및 비닐 라텍스 슬러리로 후면 코팅하고, (B) 비교 예 1에 설명된 탄산 칼슘, 점토 및 비닐 라텍스를 포함하는 코팅 1 또는 탄산 칼슘, 점토, 비닐 라텍스 및 유리 비드를 포함하는 코팅 2 중 어느 하나로 전면 코팅하였다. 표 6은 본 발명의 음향 타일들의 여러 시험의 음향 테스트 결과들을 제공하고, 표 7은 본 발명의 음향 타일들의 물리적 속성들을 제공한다.
샘플 두께 울 유형 마감 NRC(CNRC) CAC
A-9 3/4 in 슬래그 울 전면 코팅 1 및 후면 코팅 0.7403(0.75) *
A-10 3/4 in 배솔트 울 전면 코팅 1 및 후면 코팅 0.7836(0.80) 31
A-11 3/4 in 배솔트 울 전면 코팅 2 및 후면 코팅 0.7799(0.80) *
A-12 7/8 in 배솔트 울 전면 코팅 1 및 후면 코팅 0.7926(0.80) 33
* 테스트되지 않았지만, 약 30 내지 약 35일 것으로 예상된다
** 정정된 흡음 계수
샘플 최종 밀도(pcf) MOR(psi) 경도(lbs) 늘어짐(in)
A-9 12.49 98.28 50.34 0.01
A-10 12.84 86.78 50.32 0.01
A-11 13.10 84.18 48.04 0.02
A-12 12.32 91.58 50.23 0.01
예 3: 3/4 in(1.9 cm) 두께를 갖는 본 발명의 베이스 매트 B 조성(표 8 참조)의 2 피트 x 2 피트(61 cm x 61 cm) 음향 타일들 B-1 및 B-2를 (A) 10 gsf 점토 슬러리 및 14 gsf 점토 및 비닐 라텍스 슬러리의 후면 코팅 및 (B) 30 gsf(그램/평방 피트)(323 그램/평방 미터) 또는 45 gsf(484 그램/평방 미터) 중 어느 하나의 표면 중량(코팅의 건조된 중량 기준)의 비교 예 1에 설명된 탄산 칼슘, 점토 및 비닐 라텍스를 포함하는 전면 코팅으로 코팅하였다.
표 9는 두 개의 음향 타일 B-1 및 B-2의 음향 및 물리적 속성들을 제공한다. 결과들은 전면 코팅 중량을 증가시키면 45 gsf 전면 코팅을 갖는 B-2가 본 발명의 범위를 벗어나는 음향 천장 타일의 NRC를 감소시킴을 나타낸다.
배솔트 울
(wt%)		 펄라이트
(wt %)		 스타치
(wt %)		 라텍스
(wt %)		 석고
(wt %)		 밀도
(pcf)
본 발명의 베이스 매트 B 68.0 20.0 3.5 7.0 1.5 11.5
샘플 전면 코팅 중량
glsf)		 NRC
(CNRC)		 CAC 경도
(lbs)		 MOR
(psi)		 MOE
(psi)		 LOI
(%)		 늘어짐
(in)
B-1 30 0.6889
(0.70)		 35 66.94 88.30 15900 17.43 0.119
B-2 45 0.6025
(0.60)		 35 57.80 81.70 18767 16.92 0.110
본 발명의 조항들
이하 조항들은 본 발명의 다양한 양태를 설명한다.
조항 1. 건조된 베이스 매트를 포함하는 음향 타일로서, 상기 건조된 베이스 매트는:
약 70 wt% 내지 약 90 wt%의 미네랄 울;
약 5 wt% 내지 약 15 wt%의 펄라이트;
0 wt% 내지 약 10 wt%의 스타치;
약 3 wt% 내지 약 10 wt%의 라텍스;
0 wt% 내지 약 5 wt%의 석고; 및
5 wt% 미만의 수분을 포함하며, 상기 건조된 베이스 매트에는 유리 섬유가 없고;
라미네이트 층, 코팅 및 천공이 없는 상기 건조된 베이스 매트는 약 0.70 이상의 흡음 계수(NRC, noise reduction coefficient), 약 10 파운드/평방 피트(pcf) 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는, 음향 타일.
조항 2. 조항 1에 있어서, 후면 코팅을 더 포함하고 약 30 내지 약 35의 차음 계수(CAC, ceiling attenuation class) 등급을 갖는, 음향 타일.
조항 3. 조항 1 또는 2에 있어서, 전면 코팅을 더 포함하는, 음향 타일.
조항 4. 조항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음향 타일의 전면은 천공을 갖는, 음향 타일.
조항 5. 조항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조된 베이스 매트는 라미네이트 층 또는 코팅 없이 그리고 천공이 없이, 약 0.80 이상의 NRC, 약 11 pcf 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 11/16 인치 내지 약 13/16 인치의 두께를 갖는, 음향 타일.
조항 6. 조항 1 내지 5 중 어느 한 항의 음향 타일을 수분 펠팅 공정으로 제조하기 위한 방법으로서,
수분을 포함하는 수성 슬러리, 및 수분이 없는 것을 기준으로 약 70 wt% 내지 약 90 wt%의 미네랄 울, 약 5 wt% 내지 약 15 wt%의 펄라이트, 0 wt% 내지 약 10 wt%의 스타치, 약 3 wt% 내지 약 10 wt%의 라텍스 및 0 wt% 내지 약 5 wt%의 석고를 포함하는 성분들을 혼합하는 단계;
상기 수성 슬러리를 움직이는 구멍들이 덮인 지지 와이어상에 지속적으로 흘려 여과 케이크를 형성하는 단계;
상기 여과 케이크에서 수분을 제거하여 상기 여과 케이크를 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께로 압착하는 단계를 포함하는 베이스 매트를 형성하는 단계; 및
상기 베이스 매트를 건조시켜 라미네이트 층, 코팅 및 천공이 없이 약 0.70 이상의 NRC, 약 10 pcf 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는 건조된 베이스 매트를 만드는 단계를 포함하며,
상기 수성 슬러리 및 상기 건조된 베이스 매트에는 유리 섬유가 없는, 방법.
조항 7. 조항 6에 있어서, 상기 음향 타일의 후면을 상기 건조된 베이스 매트에 대한 약 5 그램/평방 피트(gsf) 내지 약 40 gsf의 표면 중량의 코팅을 적용하는 단계를 더 포함하며, 상기 음향 타일은 약 30 내지 약 35의 CAC 등급을 갖는, 방법.
조항 8. 조항 6 또는 7에 있어서, 상기 음향 타일의 전면을 상기 건조된 베이스 매트에 대한 약 5 gsf 내지 약 40 gsf의 표면 중량의 코팅을 적용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
조항 9. 조항 6 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음향 타일의 전면을 천공시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
조항 10. 조항 6 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조된 베이스 매트는 라미네이트 층 또는 코팅 없이 그리고 천공이 없이, 약 0.80 이상의 NRC, 약 11 pcf 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 11/16 인치 내지 약 13/16 인치의 두께를 갖는, 방법.
조항 11. 조항 6 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수성 슬러리에는 폴리머 섬유 및 유기 섬유 중 하나 이상이 없는, 방법.
조항 12. 조항 6 내지 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조된 베이스 매트는 상기 미네랄 울, 상기 펄라이트, 상기 라텍스 및 약 5 wt% 미만의 수분으로 구성되는, 방법.
조항 13. 조항 6 내지 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조된 베이스 매트는 상기 미네랄 울, 상기 펄라이트, 상기 스타치, 상기 라텍스 및 약 5 wt% 미만의 수분으로 구성되는, 방법.
조항 14. 건조된 베이스 매트를 포함하는 음향 타일로서, 상기 건조된 베이스 매트는:
약 60 wt% 내지 약 90 wt%의 미네랄 울;
약 5 wt% 내지 약 15 wt%의 펄라이트;
0 wt% 내지 약 10 wt%의 스타치;
약 3 wt% 내지 약 10 wt%의 라텍스;
0 wt% 내지 약 5 wt%의 석고;
약 0.5 wt% 내지 약 10 wt%의 유리 섬유; 및
5 wt% 미만의 수분을 포함하며;
라미네이트 층, 코팅 및 천공이 없는 상기 건조된 베이스 매트는 약 0.75 이상의 흡음 계수(NRC), 약 10 파운드/평방 피트(pcf) 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는, 음향 타일.
조항 15. 조항 14의 음향 타일을 수분 펠팅 공정으로 제조하기 위한 방법으로서,
수분을 포함하는 수성 슬러리, 및 수분이 없는 것을 기준으로 약 60 wt% 내지 약 90 wt%의 미네랄 울, 약 5 wt% 내지 약 15 wt%의 펄라이트, 0 wt% 내지 약 10 wt%의 스타치, 약 3 wt% 내지 약 10 wt%의 라텍스, 0 wt% 내지 약 5 wt%의 석고 및 약 0.5% 내지 약 10%의 유리 섬유를 포함하는 성분들을 혼합하는 단계;
상기 수성 슬러리를 움직이는 구멍들이 덮인 지지 와이어상에 지속적으로 흘려 여과 케이크를 형성하는 단계;
상기 여과 케이크에서 수분을 제거하여 상기 여과 케이크를 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께로 압착하는 단계를 포함하는 베이스 매트를 형성하는 단계; 및
상기 베이스 매트를 건조시켜 라미네이트 층, 코팅 및 천공이 없이 약 0.70 이상의 NRC, 약 10 pcf 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는 건조된 베이스 매트를 만드는 단계를 포함하는, 방법.
조항 16. 조항 15에 있어서, 상기 음향 타일의 후면을 상기 건조된 베이스 매트에 대한 약 5 그램/평방 피트(gsf) 내지 약 40 gsf의 표면 중량의 코팅을 적용하는 단계를 더 포함하며, 상기 음향 타일은 약 30 내지 약 35의 CAC 등급을 갖는, 방법.
조항 17. 조항 15 또는 16에 있어서, 상기 건조된 베이스 매트는 라미네이트 층 또는 코팅 없이 그리고 천공이 없이, 약 0.80 이상의 NRC, 약 11 pcf 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 11/16 인치 내지 약 13/16 인치의 두께를 갖는, 방법.
조항 18. 조항 15 내지 17 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수성 슬러리에는 폴리머 섬유 및 유기 섬유 중 하나 이상이 없는, 방법.
조항 19. 조항 15 내지 18 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조된 베이스 매트는 상기 미네랄 울, 상기 펄라이트, 상기 라텍스 및 5 wt% 미만의 수분으로 구성되는, 방법.
조항 20. 조항 15 내지 18 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조된 베이스 매트는 상기 미네랄 울, 상기 펄라이트, 상기 스타치, 상기 라텍스 및 5 wt% 미만의 수분으로 구성되는, 방법.
본 발명의 특정 버전들이 도시되고 설명되었지만, 당업자들은 본 발명에서 벗어나지 않고 그것의 보다 넓은 양태들에서 그리고 이하의 청구범위에 제시된 바에 따라 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 건조된 베이스 매트를 포함하는 음향 타일로서, 상기 건조된 베이스 매트는:
    약 70 wt% 내지 약 90 wt%의 미네랄 울;
    약 5 wt% 내지 약 15 wt%의 펄라이트;
    0 wt% 내지 약 10 wt%의 스타치;
    약 3 wt% 내지 약 10 wt%의 라텍스;
    0 wt% 내지 약 5 wt%의 석고; 및
    5 wt% 미만의 수분을 포함하며, 상기 건조된 베이스 매트에는 유리 섬유가 없고;
    상기 건조된 베이스 매트는 라미네이트 층, 코팅 및 천공이 없이, 약 0.70 이상의 흡음 계수(NRC, noise reduction coefficient), 약 10 파운드/평방 피트(pcf) 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는, 음향 타일.
  2. 청구항 1에 있어서, 후면 코팅을 더 포함하고 약 30 내지 약 35의 차음 계수(CAC, ceiling attenuation class) 등급을 갖는, 음향 타일.
  3. 청구항 1 또 2의 음향 타일을 수분 펠팅 공정으로 제조하기 위한 방법으로서,
    수분을 포함하는 수성 슬러리, 및 수분이 없는 것을 기준으로 약 70 wt% 내지 약 90 wt%의 미네랄 울, 약 5 wt% 내지 약 15 wt%의 펄라이트, 0 wt% 내지 약 10 wt%의 스타치, 약 3 wt% 내지 약 10 wt%의 라텍스 및 0 wt% 내지 약 5 wt%의 석고를 포함하는 성분들을 혼합하는 단계;
    상기 수성 슬러리를 움직이는 구멍들이 덮인 지지 와이어(moving foraminous support wire)상에 지속적으로 흘려 여과 케이크(filter cake)를 형성하는 단계;
    상기 여과 케이크에서 수분을 제거하여 상기 여과 케이크를 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께로 압착하는 단계를 포함하는 베이스 매트를 형성하는 단계; 및
    상기 베이스 매트를 건조시켜 라미네이트 층, 코팅 및 천공이 없이 약 0.70 이상의 NRC, 약 10 pcf 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는 건조된 베이스 매트를 만드는 단계를 포함하며,
    상기 수성 슬러리 및 상기 건조된 베이스 매트에는 유리 섬유가 없는, 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 음향 타일의 후면을 상기 건조된 베이스 매트에 대한 약 5 그램/평방 피트(gsf) 내지 약 40 gsf의 표면 중량의 코팅을 적용하는 단계를 더 포함하며, 상기 음향 타일은 약 30 내지 약 35의 CAC 등급을 갖는, 방법.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 음향 타일의 전면을 상기 건조된 베이스 매트에 대한 약 5 gsf 내지 약 40 gsf의 표면 중량의 코팅을 적용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 수성 슬러리에는 폴리머 섬유 및 유기 섬유 중 하나 이상이 없는, 방법.
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 건조된 베이스 매트는 상기 미네랄 울, 상기 펄라이트, 상기 스타치, 상기 라텍스 및 약 5 wt% 미만의 수분, 그리고 선택 사항으로 스타치로 구성되는, 방법.
  8. 건조된 베이스 매트를 포함하는 음향 타일로서, 상기 건조된 베이스 매트는:
    약 60 wt% 내지 약 90 wt%의 미네랄 울;
    약 5 wt% 내지 약 15 wt%의 펄라이트;
    0 wt% 내지 약 10 wt%의 스타치;
    약 3 wt% 내지 약 10 wt%의 라텍스;
    0 wt% 내지 약 5 wt%의 석고;
    약 0.5 wt% 내지 약 10 wt%의 유리 섬유; 및
    5 wt% 미만의 수분을 포함하며;
    상기 건조된 베이스 매트는 라미네이트 층, 코팅 및 천공이 없이, 약 0.75 이상의 흡음 계수(NRC), 약 10 파운드/평방 피트(pcf) 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는, 음향 타일.
  9. 청구항 8의 음향 타일을 수분 펠팅 공정으로 제조하기 위한 방법으로서,
    수분을 포함하는 수성 슬러리, 및 수분이 없는 것을 기준으로 약 60 wt% 내지 약 90 wt%의 미네랄 울, 약 5 wt% 내지 약 15 wt%의 펄라이트, 0 wt% 내지 약 10 wt%의 스타치, 약 3 wt% 내지 약 10 wt%의 라텍스, 0 wt% 내지 약 5 wt%의 석고 및 약 0.5% 내지 약 10%의 유리 섬유를 포함하는 성분들을 혼합하는 단계;
    상기 수성 슬러리를 움직이는 구멍들이 덮인 지지 와이어상에 지속적으로 흘려 여과 케이크를 형성하는 단계;
    상기 여과 케이크에서 수분을 제거하여 상기 여과 케이크를 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께로 압착하는 단계를 포함하는 베이스 매트를 형성하는 단계; 및
    상기 베이스 매트를 건조시켜 라미네이트 층, 코팅 및 천공이 없이 약 0.70 이상의 NRC, 약 10 pcf 내지 약 12 pcf의 밀도 및 약 1/2 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는 건조된 베이스 매트를 만드는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 수성 슬러리에는 폴리머 섬유 및 유기 섬유 중 하나 이상이 없는, 방법.
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